Как подключить осциллограф к линии сети 10кВ? Опции

[Andr2I]

Необходимо пронаблюдать в энергетической линии (50Гц) напряжением 10кВ ипульсы прямоугольной формы амплитудой 10В и длительностью около 100нс. Понятно, что просто подколючить осциллограф не получиться Пока есть идея взять конденсатор порядка 1нФ (ток будет около 3 мА) и последовательно разделительный трансформатор на кольце (обмотки по разные стороны кольца). Вторичную обмотку (1:1) подключть к 50Ом входу осциллографа.
Вопрос собственно по трансформатору
1) Непонятно как его сделать?
2) LC контур будет давать резонанс, как бы этого избежать, что бы не уродовалась АЧХ.
3) Возможно существуют широкополосные трансформаторы расчитанные на 10кВ изоляции? - пока нашел только для потока E1 (там изоляция 1,5кВ)
4) Может существует что-то готовое?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[kovigor]

Необходимо пронаблюдать в энергетической линии (50Гц) напряжением 10кВ ипульсы прямоугольной формы амплитудой 10В и длительностью около 100нс.

Это в поле ? Или на подстанции ? Если второе, то может лучше к обмотке понижающего трансформатора подключиться ? Такие импульсы должны легко проходить через трансформатор (по емкости между обмотками).

P.S. И вообще, скорее всего подключаться непосредственно к ЛЭП вам никто не позволит. И правильно сделают ...

[Andr2I]

И вообще, скорее всего подключаться непосредственно к ЛЭП вам никто не позволит. И правильно сделают ...

Вообще-то 10кВ это напряжение в силовых городских кабелях приходящих к подстанциям и далеко не ЛЭП .
Подключение через НЧ трансформатор не годится

[yakub_EZ]

Нижний брать резистор, зашунтировать его варистором и разрядником. Включать нижней стороной, естественно, на землю. RC - цепь. Емкость желательно меньше

[kovigor]

Вообще-то 10кВ это напряжение в силовых городских кабелях приходящих к подстанциям и далеко не ЛЭП .
Подключение через НЧ трансформатор не годится

ЛЭП десяток тоже полно. Вообще, начать стоит с соотв. обучения, изучения ПТБ, получения допуска к работе с такими напряжениями и всего, что с этим связано. Заодно и знакомства с нужными людьми завяжете. Авось, чего и посоветуют. Работать с такими вещами без подготовки и без опыта, конечно, можно. Но только очень недолго. Почему ? Вы и сами знаете ...

P.S. А для чего это, если не секрет ? ВЧ-связь по силовым сетям ?

Сообщение отредактировал kovigor - Mar 9 2011, 18:12

[Andr2I]

Нижний брать резистор, зашунтировать его варистором и разрядником. Включать нижней стороной, естественно, на землю. RC - цепь. Емкость желательно меньше

Вместо трансформатора - резистор? или неправильно понял?

Вообще, начать стоит с соотв. обучения, изучения ПТБ, получения допуска к работе с такими напряжениями и всего, что с этим связано. Заодно и знакомства с нужными людьми завяжете. Авось, чего и посоветуют. Работать с такими вещами без подготовки и без опыта, конечно, можно. Но только очень недолго. Почему ? Вы и сами знаете ...

Давайте опустим морально-юридическую сторону.

[VladKot]

На фоне синусоиды амплитудой 14400 вольт наблюдать импульсы амплитудой в 10 вольт?
Отношение сигналов 1:1440

[Savrik]

Давайте опустим морально-юридическую сторону.

А физическую? К 10кВ Вы и на метр не подойдете...

[kovigor]

Давайте опустим морально-юридическую сторону.

Это не морально-юридическая сторона. Это жизнь. С 10КВ шутки плохи ...

[Andr2I]

На фоне синусоиды амплитудой 14400 вольт наблюдать импульсы амплитудой в 10 вольт?
Отношение сигналов 1:1440

50 Гц и 10 Мгц - соотношение частот 1:20000

А физическую? К 10кВ Вы и на метр не подойдете...

Вы никогда не заглядовали в цветной телевизор или монтор с ЭЛТ? - там 25кВ

Это не морально-юридическая сторона. Это жизнь. С 10КВ шутки плохи ...

Спасибо за заботу о моем здоровье

[Savrik]

Вы никогда не заглядовали в цветной телевизор или монтор с ЭЛТ? - там 25кВ

А Вы никогда не считали мощность преобразователя высокого напряжения в телевизоре? От такой мощности Вы можете получить ощутимый удар, но к смерти(если со здоровьем все хорошо) это привести не должно.
Другое дело энергетическая сеть. Там можно попасть под дугу, даже не прикоснувшись к токоведущим частям.. И не стоит быть самоуверенным.. я работаю на энергетическом предприятии, и могу много рассказать, что случается, когда люди попадают под 6кВ.

[AlexeyW]

Как достаточно простой и легко реализуемый вариант хорошо бы подошел емкостной делитель - порядка 1:100. Верхнее плечо - просто плоскость небольшого размера, которую к искомому кабелю нужно просто подносить (на безопасное расстояние), емкость в пространство несколько пФ, нижнее - емкость типа NP0, ну и защитить чем положено. Также нижнее плечо нужно шунтировать сопротивлением, чтобы 50 Гц ослаблялись порядка на четыре, а 100нс не страдали.
Про безопасность сказано все верно, если пробьет даже по воздуху - без крематория можно обойтись.

[EUrry]

Посмотрите технический справочник у Spellman, там упоминанается подключение осциллографа, может будет полезно.

[Andr2I]

А Вы никогда не считали мощность преобразователя высокого напряжения в телевизоре? От такой мощности Вы можете получить ощутимый удар, но к смерти(если со здоровьем все хорошо) это привести не должно.

Там максимальный ток 1 mA . В вашем заявлении прозвучали только 10кВ (про ток и мощность ничего не сказано). По поводу фатального исхода - ключевое слово "если".

Другое дело энергетическая сеть. Там можно попасть под дугу, даже не прикоснувшись к токоведущим частям.. И не стоит быть самоуверенным.. я работаю на энергетическом предприятии, и могу много рассказать, что случается, когда люди попадают под 6кВ.

Я тоже знаю несколько случаев когда люди гибли подключая обычную бытовую люстру...

Как достаточно простой и легко реализуемый вариант хорошо бы подошел емкостной делитель - порядка 1:100. Верхнее плечо - просто плоскость небольшого размера, которую к искомому кабелю нужно просто подносить (на безопасное расстояние), емкость в пространство несколько пФ, нижнее - емкость типа NP0, ну и защитить чем положено. Также нижнее плечо нужно шунтировать сопротивлением, чтобы 50 Гц ослаблялись порядка на четыре, а 100нс не страдали.

Сразу неколько минусов:
1) По сути защитную функцию выполняет верхней самопальный конденсатор. Если его подносить к изолированному кабелю, то емкость будет крайне мала и слабопредсказуема. Коэффициент деления произвольный.
Если подносить к голому проводу - это прямой способ съэкономить денежку на крематории.
2) Будет значительное ослабление полезного сигнала.

Про безопасность сказано все верно, если пробьет даже по воздуху - без крематория можно обойтись.

Посмотрите технический справочник у Spellman, там упоминанается подключение осциллографа, может будет полезно.

Вот за это действительно БОЛЬШОЕ СПАСИБО!

[777777]

Спасибо за заботу о моем здоровье

Вы напрасно ехидничаете. Для работ с напряжениями выше 1 кВ не зря придуман особый допуск, это придумывали вовсе не бюрократы. И если вам этодействительно нужно, то лучше обсуждать такие вопросы не здесь, а с теми людьми, которые реально с такими напряжениями работают.

[Andr2I]

Конденсатор довольно большой 10нФ. Про разрядник я думал.
Сигнального трансформатора почему-то нет..

Вообще может кто знает где взять что-то готовое?

И если вам этодействительно нужно, то лучше обсуждать такие вопросы не здесь, а с теми людьми, которые реально с такими напряжениями работают.

Подскажите где это можно обсудить?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Savrik]

Думаю, стоит обратится к работникам подстанций
А вообще, я бы сделал амплитудный детектор, и при достижении скажем 100В отсекал бы линию. Вопрос только каким образом.. Или трансформатор напряжения - они точно существуют, видел сам вольтметры на 6, 24 кВ.

[yakub_EZ]

Andr2I Я имел в виду схему показанную на последнем вашем слайде. Только она способна передать ВЧ составляющую. В нижнее плечо лучше поставить ферритовый дроссель параллельно резистору на несколько микрогенри, он зашунтирует низкочастотное напряжение.
Я измерял уровень радиопомех с оборудования по ГОСТ 26196-84 (МЭК 437-73). Посмотрите там методику, расписано.
Вкратце - там измеряют напряжение на частоте 0,5 МГц селективным вольтметром, причем измеряют милливольты. В качестве конденсатора связи можно применить даже ввода энергетического оборудования, ну и конденсаторы связи.
Даже, вероятней всего, именно с ними вам позволят долговременно что-то измерять, а то производственный народ боится этих киловольтов как сатаны

[Andr2I]

Думаю, стоит обратится к работникам подстанций

Общался... По-советовали к ученым обратиться . А так ребята хорошие.

А вообще, я бы сделал амплитудный детектор, и при достижении скажем 100В отсекал бы линию.

Вы можете предложить малогабаритный отсекатель на 10кВ?

Или трансформатор напряжения - они точно существуют, видел сам вольтметры на 6, 24 кВ.

В вольтметре резистивный делитель. У меня есть щуп на 5кВ еще советский. Здоровенная ялда...

[kovigor]

Общался... По-советовали к ученым обратиться . А так ребята хорошие.

А вот здесь ничего нет ? Не обещаю ничего, но все же:

http://telemex.nm.ru/library.htm

[EUrry]

Общался... По-советовали к ученым обратиться . А так ребята хорошие.

По личному опыту - люди, занятые серийным производством или повседневным обслуживанием оборудования, к сожалению, редко проявляют творческий подход, а чаще даже бездумно что-то делают, не подразумевая, что их действия ведут либо к ускоренной порче имущества, либо низкой производительности, либо еще каким-то негативным последствиям. Очень ценны другие люди - умеющие как выполнять производственные задания, так и творчески подходить к их выполнению, самостоятельно устранять неполадки и т. д. Но таких не так много. Наверное, 1-й тип людей и отправил автора "за советом науки", дабы не заморачиваться "ненужной работой".
Безопасность важна, но мне непонятна позиция некоторых участников: вам нужно предъявить удостоверение на группу по электробезопасности свыше 1000 В, чтобы вы начали давать советы? Если не знаете, что ответить - не отвечайте, а знаете, так ответьте, если хотите - с напоминанием ТБ и снятии с себя ответственности за несчастный случай при применении вашего решения на практике.

[Andr2I]

Andr2I Я имел в виду схему показанную на последнем вашем слайде. Только она способна передать ВЧ составляющую. В нижнее плечо лучше поставить ферритовый дроссель параллельно резистору на несколько микрогенри, он зашунтирует низкочастотное напряжение.

Эта схема взята по Вашей ссылке.

Andr2I Я измерял уровень радиопомех с оборудования по ГОСТ 26196-84 (МЭК 437-73). Посмотрите там методику, расписано.
Вкратце - там измеряют напряжение на частоте 0,5 МГц селективным вольтметром, причем измеряют милливольты. В качестве конденсатора связи можно применить даже ввода энергетического оборудования, ну и конденсаторы связи.

Спасибо! - посмотрю обязательно! А как использовать ввод энергетического оборудования в качестве конденсатора связи? Реально, мне не нужно мерить долговременно.

Andr2I а то производственный народ боится этих киловольтов как сатаны

Это я уже почувствовал по ответам

А вот здесь ничего нет ? Не обещаю ничего, но все же:

http://telemex.nm.ru/library.htm

Спасибо! Буду читать!

Безопасность важна, но мне непонятна позиция некоторых участников: вам нужно предъявить удостоверение на группу по электробезопасности свыше 1000 В, чтобы вы начали давать советы? Если не знаете, что ответить - не отвечайте, а знаете, так ответьте, если хотите - с напоминанием ТБ и снятии с себя ответственности за несчастный случай при применении вашего решения на практике.

+100

[kovigor]

Спасибо! Буду читать!

А без осциллографа никак ? Если мерить надо кратковременно, то можно сделать логгер, который будет висеть на линии, писать данные в свою память и по требованию оператора по радио (или по оптоволокну) сливать данные на операторский компьютер. Да и просто готовых модемов для ЛЭП - валом. Это безопасно, персонал не подвергается риску и допуски не нужны. Ну сгорит эта штука, висящая на кабеле, при аварии, да и шут с ней ...

Сообщение отредактировал kovigor - Mar 10 2011, 17:07

[yakub_EZ]

А как использовать ввод энергетического оборудования в качестве конденсатора связи? Реально, мне не нужно мерить долговременно.

Для этих целей годится только ввод с конденсаторной изоляцией. Это как правило с 35 кВ. В изоляции ввода делают проводящие слои для выравнивания напряженности. Тогда у ввода есть измерительный вывод для контроля тока утечки.
В вашем случае лучше взять конденсатор связи, штука сертифицированная и проверенная временем

Эта схема взята по Вашей ссылке.

Нет, это не моя была ссылка

[ZVA]

Andr2I, Вы бы рассказали цель и идею измерений поподробней, а то многое непонятно.
Линия у Вас с изолированной нейтралью или нет? Вы собираетесь измерить Ваши импульсы между фазами или относительно земли? Или может это вообще не линия, а электооборудование которое вы собираетесь диагностировать? Нужно видеть точную форму и амплитуду импульсов или только их наличие? Если есть генератор который эти импульсы формирует, то почему не использовать его выходную цепь как образец для повторения? Или вы ходите диагностировать изоляцию по частичным разрядам?
Так как ничего не известно могу только предложить следующее: Делаете R-C-R делитель(емкость для вашего случая не более 1000 pF), берете цифровой осцилограф с батарейным питанием устанавливаете его на изоляторах в ячейке распредустройства и через сетчатое ограждение наблюдаете картинку.

[Andr2I]

Да и просто готовых модемов для ЛЭП - валом. Это безопасно, персонал не подвергается риску и допуски не нужны. Ну сгорит эта штука, висящая на кабеле, при аварии, да и шут с ней ...

Интересная мысль. Спасибо за подсказку.

В вашем случае лучше взять конденсатор связи, штука сертифицированная и проверенная временем

Посмотрел на конденсаторы связи - емкость уж очень большая

Andr2I, Вы бы рассказали цель и идею измерений поподробней, а то многое непонятно.
Линия у Вас с изолированной нейтралью или нет? Вы собираетесь измерить Ваши импульсы между фазами или относительно земли?

Линия с изолированной нейтралью. Измерять собираюсь между фазой и землей.

Andr2I, Нужно видеть точную форму и амплитуду импульсов или только их наличие?

Нужно видеть условно "точную" форму и амплитуду.

Andr2I, Или вы ходите диагностировать изоляцию по частичным разрядам?

Что-то похожее.

Andr2I, Так как ничего не известно могу только предложить следующее: Делаете R-C-R делитель(емкость для вашего случая не более 1000 pF), берете цифровой осцилограф с батарейным питанием устанавливаете его на изоляторах в ячейке распредустройства и через сетчатое ограждение наблюдаете картинку.

Вероятно все же C-R-C делитель или не догоняю?

[Andrey_1]

?

Гугл дает следующий ответ по ключевым словам ИЗМЕРИТЕЛИ ВЫСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

http://www.sea-energo.ru/rd-140.html

Причина редактирования: Избыточное цитирование!

[shf_05]

есть такая вешь- ВЧ связь по ЛЭП(110кВ и выше), там делают так- подключают конденсатор к линии (к-р очень высоковольтный), сигнал с конденсатора (КС) идет на трансформатор, второй выход обмотки заземлен, сигнал со 2-ой обмотки идет по месту назначения, "нижний вывод" 2-ой обмотки тоже заземлен, дабы никого не убило при пробое. на выходе 50Гц практически нет, тк конденсаторы и трансформатор одновременно выполняют роль фильтра.
как правило диапазон работы до десятки кГц - 1МГц, но можно и выше.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[yakub_EZ]

Посмотрел на конденсаторы связи - емкость уж очень большая

С конденсатором связи удобней всего получается сделать фильтр пропускающий только низковольтные ВЧ сигналы, что в вашей задаче вроде как и нужно. Сделать из него емкостной делитель для вашего применения можно, конденсатор низкого плеча будет не такой уж и большой емкости, но с него вы получите ослабленный ВЧ сигнал и собственно основные сетевые 50 Герц. После чего сигнал придется фильровать и усиливать. В контструкции конденсатора связи и его устройстве присоединения это фильтр вроджен принципиально, для того он и сделан с такой большой емкостью.

[Andr2I]

С конденсатором связи удобней всего получается сделать фильтр пропускающий только низковольтные ВЧ сигналы, что в вашей задаче вроде как и нужно. Сделать из него емкостной делитель для вашего применения можно, конденсатор низкого плеча будет не такой уж и большой емкости, но с него вы получите ослабленный ВЧ сигнал и собственно основные сетевые 50 Герц. После чего сигнал придется фильровать и усиливать. В контструкции конденсатора связи и его устройстве присоединения это фильтр вроджен принципиально, для того он и сделан с такой большой емкостью.

Возможно торможу, но для КС емкость 4-6 мкФ. Если его заземлить, то при 10кВ потечет ток 12А! Это как-то многовато.

Гугл дает следующий ответ по ключевым словам ИЗМЕРИТЕЛИ ВЫСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

http://www.sea-energo.ru/rd-140.html

"Измеритель высокого напряжения постоянного и переменного тока РД-140, РД-140.00.00.00, (в дальнейшем - РД-140) предназначен для измерения переменного синусоидального напряжения частотой 50-60 Гц до 100 кВ и постоянного напряжения до 140 кВ."

Мне вольтметр не нужен

есть такая вешь- ВЧ связь по ЛЭП(110кВ и выше), там делают так- подключают конденсатор к линии (к-р очень высоковольтный), сигнал с конденсатора (КС) идет на трансформатор, второй выход обмотки заземлен, сигнал со 2-ой обмотки идет по месту назначения, "нижний вывод" 2-ой обмотки тоже заземлен, дабы никого не убило при пробое. на выходе 50Гц практически нет, тк конденсаторы и трансформатор одновременно выполняют роль фильтра.
как правило диапазон работы до десятки кГц - 1МГц, но можно и выше.

Спасибо! Но уже подсказали раньше.

[yakub_EZ]

Возможно торможу, но для КС емкость 4-6 мкФ. Если его заземлить, то при 10кВ потечет ток 12А! Это как-то многовато.

Вам нужен делитель на 100 всем диапазоне частот (от 50 герц до мегагерц) или фильтр пропускающий один к одному частоты выше десятков килогерц?

[Andr2I]

Вам нужен делитель на 100 всем диапазоне частот (от 50 герц до мегагерц) или фильтр пропускающий один к одному частоты выше десятков килогерц?

В идеале, хотелось бы фильтр
Кроме того, не могу понять как вообще используют КС такой большой емкости. Мысль очень простая - на КС должно падать основная часть высокого напряжения (50 кВ и даже 100кВ http://www.kvantenergo.ru/ksdn.html ). Частота 50 Гц. Ток будет чумовой .

[yakub_EZ]

Да хоть 10 мкФ. Вам для фильтра это даже лучше.
Вот набросок: конденсатор связи, шунтирующая катушка, источник сигнала и входное сопротивление вашего измерителя
Как видим, на частоте 50 Герц имеем грубо говоря ослабление 110 децибел, а это 10^5.5=316000 раз. Всё, что выше 50 кГц берётся уже практически один к одному. Пик можно снизить уменьшив сопротивление.
А ток через конденсатор - емкостной, на 50 Герц ему к этому не привыкать, расчитан

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Andr2I]

А ток через конденсатор - емкостной, на 50 Герц ему к этому не привыкать, расчитан

Однако этот ток и через дроссель потечет - ток насыщения должен быть ампер на 20... Кроме того, эти конденсаторы вероятно обладают приличной внутренней индуктивностью. Как-то не правильно это

[shf_05]

не понимаю зачем согласовывать на 50Ом нагрузку конденсатора - сделайте высокоомнее, тогда емкость связи можно снизить, а согласование сделать посредством понижающего трансформатора.

[Andr2I]

не понимаю зачем согласовывать на 50Ом нагрузку конденсатора - сделайте высокоомнее, тогда емкость связи можно снизить, а согласование сделать посредством понижающего трансформатора.

Вы можете предложить широкополосный ВЧ трансформатор с изоляций между обмотками 10кВ?

[shf_05]

Вы можете предложить широкополосный ВЧ трансформатор с изоляций между обмотками 10кВ?

из готовых на 10кВ я не знаю, на 4кВ есть точно, мы применяем собственного изготовления, часто трансформатор на объемном витке- малая емкость м/у обмотками + более просто сделать хорошую изоляцию (до15кВ), правда диапазон частот не много не тот что у автора.

да и конденсатор 10мкФ на 10кВ тоже не просто найти.

[Lexdaw]

Существуют измерения так называемых частичных разрядов ЧР (кабельная промышленность).Система состоит из емкостного
делителя (как правило 2000:1),фильтр и далее можно ваш осциллограф.Измерения идут на уровнях от едениц до сотен кВ.

[yakub_EZ]

Существуют измерения так называемых частичных разрядов ЧР (кабельная промышленность).Система состоит из емкостного
делителя (как правило 2000:1),фильтр и далее можно ваш осциллограф.Измерения идут на уровнях от едениц до сотен кВ.

Покажите схему, не верю. Между высоковольтной емкостью и низковольтной там стоит дросель, т.е. получается делитель-фильтр. Для импульсов ЧР схема имеет коэффициент передачи существенно меньше 2000:1. А сигнал 50 герц в тех схемах нужен для синхронизации, вот потому и добавляют ещё и емкость

[Lexdaw]

yakub_EZ
не верю.

И причём тут религия.
Писал для стартера,ни как истину неколебимую ,а для идеи.
Повторю.Емкостной делитель(не нравиться 2000:1 ради бога).Фильтр два выхода НЧ ВЧ,один синхронизация другой сигнальный.Регистратор. Изначально применялись осциллографы ныне сложные компьютерные системы.
Делитель с дроселем в таком применении не встречал.

[Andr2I]

Емкостной делитель(не нравиться 2000:1 ради бога).Фильтр два выхода НЧ ВЧ,один синхронизация другой сигнальный.Регистратор. Изначально применялись осциллографы ныне сложные компьютерные системы.
Делитель с дроселем в таком применении не встречал.

Интересно! Спасибо!
Я так понял, что основная идея описанной Вами системы, НЧ напряжение при максимальных значениях синусоиды 50 Гц начинает пробивать кабель, а осциллограф синхронно фиксирует ВЧ сигналы?
У меня немного другая задача, но обязательно почитаю.

[Andr2I]

Система состоит из емкостного делителя (как правило 2000:1),фильтр и далее можно ваш осциллограф.Измерения идут на уровнях от едениц до сотен кВ.

Однако нашел картинку без емкостного делителя http://www.reis205.narod.ru/partial.htm

Эскизы прикрепленных изображений