Контроль переменного тока, Как проконтролировать наличие тока в кабеле? Опции

[krdmitry]

Всем доброго дня!

Господа разработчики, кто сталкивался с подобной задачей: надо доступными методами, буквально на коленке, проконтролировать наличие тока в подводящем кабеле 220В либо 380В?
Нужно просто узнать, что ток есть. Это используется, чтобы понять: включено оборудование (будет пара станков) или нет. Соответственно, порог срабатывания датчика не столь важен, разброс от 1 до 5А вполне допустим. Главное - простота установки, без разреза кабеля.
Прибор должен получиться недорогим и с возможностью сборки "на коленке паяльником". Пока рассматриваю покупку дешевых токоизмерительных трансформаторов на алиэкспрессе.

Вопросы:
1. Можно ли контролировать наличие тока в кабеле целиком (2х или 3х жильном для одно- или трехфазной сети), приложив датчик к кабелю? В качестве датчика понимается д. Холла или некая катушка. Достаточно ли будет внешних возмущений поля, чтобы д. Холла дал достаточный сигнал? Подключаться будет к контроллеру с 12-бит АЦП.
2. Если на кабеле снять сигнал невозможно, можно ли снимать его с одной из фаз, просто приложив д. Холла к проводу?

Спасибо!

[Herz]

Теория подсказывает, что один и тот же ток, текущий по кабелю в обоих направлениях, скомпенсирует суммарный ЭМ поток. Возьмите токоизмерительные клещи и убедитесь. А второй вариант работоспособен.

[SSerge]

Теория подсказывает, что один и тот же ток, текущий по кабелю в обоих направлениях, скомпенсирует суммарный ЭМ поток. Возьмите токоизмерительные клещи и убедитесь. А второй вариант работоспособен.

Полная компенсация будет только на бесконечности, а в ближней зоне - на расстояниях порядка толщины провода или порядка расстояния между проводами в кабеле - компенсация будет далеко не полной и что-то можно увидеть.
Правда, для этого потребуется датчик поля тоже небольших (того же порядка) размеров.

PS. Кстати, такой датчик можно и из клещей сделать. Зажать в них что-нибудь немагнитное чтобы создать зазор порядка диаметра провода и этим зазором прикладывать их к кабелю.

[krdmitry]

Господа и дамы, всем спасибо за ответы, поясню чуть подробнее задачу: надо сделать простой и дешевый датчик включения оборудования, который может быть установлен "легким движением руки". По поводу компенсации - понятно, однако, есть предположение, что в ближнем поле может быть неоднородность, которую заметит д.Холла. Может быть, кто-то обладает конкретными данными?

Далее, по варианту 2 - чтобы не делать полноценный датчик на "клещах", достаточно ли просто приложить д.Холла к проводу одной из фаз, чтобы увидеть мало-мальски различимый сигнал?

[Tanya]

Господа и дамы, всем спасибо за ответы, поясню чуть подробнее задачу: надо сделать простой и дешевый датчик включения оборудования, который может быть установлен "легким движением руки". По поводу компенсации - понятно, однако, есть предположение, что в ближнем поле может быть неоднородность, которую заметит д.Холла. Может быть, кто-то обладает конкретными данными?

Далее, по варианту 2 - чтобы не делать полноценный датчик на "клещах", достаточно ли просто приложить д.Холла к проводу одной из фаз, чтобы увидеть мало-мальски различимый сигнал?

С датчиком Холла - при вращении вокруг кабеля будет меняться амплитуда и знак. Легко не получится. Есть альтернатива - проводящий цилиндр окружает кабель. Снаружи цилиндр экранируется заземленным экраном от помех. Легко проверить осциллографом и двумя кусочками фольги. Это для случая, когда выключатель правильный - отключает обе фазы в проводе. Если три фазы в кабеле - не получится.

[Herz]

В ближней зоне вокруг кабеля действительно будет пространственная неоднородность ЭМ-поля. Думаю, если сделать кольцо (как манжет надеваемый плотно на кабель) с двумя-тремя датчиками Холла, расположенными по окружности, то отличить обесточенное состояние от рабочего вполне можно. Если, конечно, оборудование потребляет заметный ток.

[Tanya]

Если, конечно, оборудование потребляет заметный ток.

Мне думается, что необходимый для этого ток будет заметен по нагреву кабеля или дыму.

[SSerge]

Может быть, кто-то обладает конкретными данными?

Поле вокруг длинного прямолинейного проводника с током I на расстоянии a от центра проводника
Сложите (векторно) поля от двух или трёх проводников и посмотрите что получается.

[krdmitry]

SSerge, спасибо за ответ. Как правильно рассчитать поле в случае переменного тока в проводе? По производной?
Надо понять, какое возмущение даст ток, скажем, в 5А, в чувствительном элементе д. Холла (расстояние до центра - порядка 5-10 мм в зависимости от толщины провода и корпуса). При этом не ставится задача измерить значение тока, достаточно понять - включено оборудование или отключено.

Господа, китайские датчики с "клещами" уже рассматриваются. Там все понятно, но хотелось бы понять - можно ли обойтись просто прикладыванием д. Холла к проводу. Или какой-нибудь катушкой.

[Tanya]

SSerge, спасибо за ответ. Как правильно рассчитать поле в случае переменного тока в проводе? По производной?

Какая производная? Непосредственно по формуле.

[Herz]

Мне думается, что необходимый для этого ток будет заметен по нагреву кабеля или дыму.

Согласно приведенной ниже SSerge формуле при расстоянии от жилы до датчика, сопоставимом с а (где а - расстояние между центрами жил), для полной компенсации поля ещё постараться нужно найти такое положение. Поэтому два или три датчика дадут достаточно разные сигналы. Считаете, они окажутся слишком слабыми? Я бы попробовал.

[x-men]

Эту идею уже давно "украли" до вас. Только у "воров" ток измеряется по одной фазе.
1 и 2, как примеры.

[Александр1]

Эту идею уже давно "украли" до вас. Только у "воров" ток измеряется по одной фазе.
1 и 2, как примеры.

Задача стоит измерять наличие тока в кабеле, а приведенные примеры измеряют ток на отдельном проводе.

для полной компенсации поля ещё постараться нужно найти такое положение. Поэтому два или три датчика дадут достаточно разные сигналы.

Я бы попробовал одевать или один раз одеть (это как нужно) на кабель разъмный цилиндр (чтобы кабель не разрезать) из немагнитного материала с тремя датчиками Холла, расположенными через 120 градусов. При протекании тока по кабелю какой-то из датчиков зарегистрирует поле. Даже ориентировать не нужно: достаточно сигнала с одного датчика, а какой-то обязательно среагирует. А кабель под напряжением, но с нулевым током не будет иметь магнитного поля и все датчики будут "молчать".

[x-men]

Задача стоит измерять наличие тока в кабеле, а приведенные примеры измеряют ток на отдельном проводе.

Читайте внимательно. Я для вас специально выделил.

надо доступными методами, буквально на коленке, проконтролировать наличие тока в подводящем кабеле 220В либо 380В?
Нужно просто узнать, что ток есть. Это используется, чтобы понять: включено оборудование (будет пара станков) или нет. Соответственно, порог срабатывания датчика не столь важен, разброс от 1 до 5А вполне допустим. Главное - простота установки, без разреза кабеля.
...
Если на кабеле снять сигнал невозможно, можно ли снимать его с одной из фаз

Примеры устройств которые я привел очень простые. И как раз используются для того самого - контроля состояния оборудования.
В одном варианте возможен геркон, во втором оптрон на вторичной стороне трансформатора тока. Только разъемный сердечник из коленки не высосать.

[Александр1]

Читайте внимательно. Я для вас специально выделил.

Посмотрел еще, внимательно.
В первом примере: "Индиктор устанавливается на одну из фазных цепей нагрузки..." На ОДНУ из фазных цепей! А не на весь кабель из трех фаз.
Во втором примере: "Фаза, ток в которой нужно контролировать"
Я не увидел, что индикаторы контролируют все три фазы одновременно.
Что я не так понял?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[x-men]

Посмотрел еще, внимательно.

Куда вы смотрите?! Еще раз.

Если на кабеле снять сигнал невозможно, можно ли снимать его с одной из фаз, просто приложив д. Холла к проводу?

С датчиком Холла не получится без сердечника, а изоляция провода не позволит использовать микросхемы для измерения тока в печатных платах.

[Herz]

Про одну из фаз и вопросов нет. Тут никаких новых идей не нужно, всё банально. И можно не только отследить включение оборудования, но и достаточно точно измерить ток. Гораздо интереснее надеть на весь кабель сверху нечто, что позволит почувствовать протекание тока. И на мой взгляд, это возможно.

[dkg10]

Господа и дамы, всем спасибо за ответы, поясню чуть подробнее задачу: надо сделать простой и дешевый датчик включения оборудования, который может быть установлен "легким движением руки". По поводу компенсации - понятно, однако, есть предположение, что в ближнем поле может быть неоднородность, которую заметит д.Холла. Может быть, кто-то обладает конкретными данными?

Далее, по варианту 2 - чтобы не делать полноценный датчик на "клещах", достаточно ли просто приложить д.Холла к проводу одной из фаз, чтобы увидеть мало-мальски различимый сигнал?

Может поможет схема с магнитной головкой от магнитофона?