Как померить постоянный ток в высоковольтной линии, 10-70кВ, 50мкА-200мА Опции

[iiv]

Всем привет,

очень надеюсь, что я не сильно вас замучал своими вопросами.

Посоветуйте, пожалуйста, как безконтактно померить маленький постоянный ток 50мкА-200мА, который течет в хорошо заизолированном проводнике. В проводнике, в зависимости от условий работы, может находиться от 10 до 70кВ постоянного, совсем не пульсируещего тока, но вот величина тока может либо плавно изменяться, либо скачком с 0 или в 0 пойти.

Сделал этим проводником один виток вокруг маленького торроидального феррита с надрезом, в надрез засунул первый попавшийся датчик Холла. Получаю только качественный результат (при больших токах порядка 100мА на датчите Холла что-то появляется), а хотелось бы колличественный (готов оттабулировать, есть возможность косвенно значение этого тока проверить). Сделать больше витков этим высоковольтным проводом не позволяют габариты и изоляция провода.

Посоветуйте, пожалуйста, правильно ли я мыслю и надо взять почуйствительнее датчик Холла, или попробовать как-то по-другому проводить измерения, и, если да, то как?

Спасибо

ИИВ

[Methane]

Посоветуйте, пожалуйста, правильно ли я мыслю и надо взять почуйствительнее датчик Холла, или попробовать как-то по-другому проводить измерения, и, если да, то как?

Обмотку на магнитопровод. Током в обмотке делать 0 магнитного потока. Тогда ток в обмотке, помноженный на кол-во витков, есть ток в искомом проводе.

[jartsev]

ой

[Methane]

ой

Наберите hall effect current sensor closed loop

[yakub_EZ]

Сделать больше витков этим высоковольтным проводом не позволяют габариты и изоляция провода.

Сделайте обмотку не из высоковольтного провода. Всё равно устройство будете закрывать экраном. Ну или возьмите обычный резистор, я так понял больших токов не ожидается

[Tanya]

Совсем недавно была ветка как раз про это.

[iiv]

Совсем недавно была ветка как раз про это.

Уважаемая Таня,

очень прошу прощения, но никак не могу найти, поделитесь, пожалуйста, ссылкой!

Сделайте обмотку не из высоковольтного провода. Всё равно устройство будете закрывать экраном. Ну или возьмите обычный резистор, я так понял больших токов не ожидается

Тут вот в чем вопрос, если не использовать высоковольтныый провод, то есть опасность пробоя на датчик Холла... а его-то мне хотелось на прямую воткнуть на ногу ADC какой-нибудь атмеги. Конечно можно все потом разводить по оптике, но очень огород городить не хочется.

Обмотку на магнитопровод. Током в обмотке делать 0 магнитного потока. Тогда ток в обмотке, помноженный на кол-во витков, есть ток в искомом проводе.

Не обижайтесь, но я не понял идею. "Обмотку на магнитопровод" - какую, внешнюю? Если нет, то какую. Пожалуйста, разжуйте, для меня по-подробнее!

[Tanya]

очень прошу прощения, но никак не могу найти, поделитесь, пожалуйста, ссылкой!

http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=925006
Где-то там внутри...
А без оптики при таких напряжениях как?

[gte]

Посоветуйте, пожалуйста, как безконтактно померить маленький постоянный ток 50мкА-200мА, который течет в хорошо заизолированном проводнике.

Микроамперметр в коробку из оргстекла + все залить.
Микроконтроллер + опто или ИК канал.
Использовать источник с измерением выходного тока :-)

[EUrry]

Где-то там внутри...

Еще и тут так и не решилась проблема.

[AlexeyW]

Обмотку на магнитопровод. Током в обмотке делать 0 магнитного потока. Тогда ток в обмотке, помноженный на кол-во витков, есть ток в искомом проводе.

Реально это действительно лучшее решение.

Не обижайтесь, но я не понял идею. "Обмотку на магнитопровод" - какую, внешнюю? Если нет, то какую. Пожалуйста, разжуйте, для меня по-подробнее!

Принцип такой: Устройство представляет из себя, по сути, катушку с двумя обмотками. При пропускании тока через любую из них в магнитопроводе появляется поле, его Вы смотрите датчиком Холла. Однако, он нелинеен, коэффициент передачи зависим от многих факторов и т.д.
Если пропустить через вторую (не под напряжением, измерительную) обмотку ток, равный току в первичной, поле в магнитопроводе обнулится. То есть, смотрим на показания датчика Холла, и регулировкой тока во вторичке обнуляем их - просто схема на опере, с ее выхода берется ток во вторичку, этот ток и меряем.

Проблема только в том, что диапазон измерения у Вас большой, три порядка - но это при любом способе становится проблемой.

[SNGNL]

Реально это действительно лучшее решение.

Можно измерить десятки мкА ?

[Methane]

Можно измерить десятки мкА ?

Да.

[gte]

Да.

Вы не забыли про изоляцию между сердечником, компенсационным проводом и в.в проводом на 70 кВ?
Еще и датчиком, так как при включении высокого напряжения появляется емкостной ток. Соответственно, надо побеспокоится, что бы на датчик Холла его не было.
Если измерение в низковольтном выводе источника не допустимо и надо прямое измерение, то либо обычный мкА с соответствующей изоляцией или прямое измерение контроллером с аккумулятором или отвязанным питанием.
Например, у меня есть измеритель температуры под высоким напряжением (использовался до 100 кВ) с инфракрасным каналом. Датчик температуры - DS18B20 с непосредственным контактом.

[Methane]

Вы не забыли про изоляцию между сердечником, компенсационным проводом и в.в проводом на 70 кВ?
Еще и датчиком, так как при включении высокого напряжения появляется емкостной ток. Соответственно, надо побеспокоится, что бы на датчик Холла его не было.

нет. Не забыл.

[gte]

нет. Не забыл.

Интересно.
А можно узнать основание для таких утверждений? Какой датчик Холла и ориентировочное количество витков/длина линии поля для измерения токов в десятки - сотни микроампер.

[Methane]

Интересно.
А можно узнать основание для таких утверждений? Какой датчик Холла и ориентировочное количество витков для измерения токов в десятки микроампер.

Датчик холла, с радиобазара. Могу сказать где видел в Днепропетровске несколько лет назад. Там же видел ферритовое кольцо (большого диаметра и малого сечения). Но можно и не феррита, а любой материал, только без гистерезиса желательно. На него намотать к примеру десяток витков провода для компенсирующей обмотки.
В зазор поместить датчик Холла.
http://search.digikey.com/scripts/DkSearch...dll?Cat=1967232
Сами поищите что найдете.
Может быть датчика нужно будет два. Один в зазоре, другой рядом.

В общем всю конструкцию, с проводами, датчиком холла итд, покрываем слоем изоляции. Какой именно, уж вам решать. Потом мотаем измерительную обмотку. Несколько тысяч витков должно получиться без особых проблем. Ну вот и все собственно.

Еще предусмотреть процедуру размагничивания. Может быть, магнитный экран, чтобы магнитное поле нашего глобуса не мешало.

[monitor7]

для ИИВ
Добрый день. На коленке вряд ли Вам удастся быстро решить задачу.
Например, как решают проблему гистерезиса для датчиков компенсационного типа http://ru-patent.info/21/75-79/2176089.html
Но гугл находит решения для бесконтактного контроля малых токов, например http://www.electronpribor.ru/goods/1/25/5208.html, http://www.atof.ru/pea/snr/id/dmt.shtml (этот пожалуй не удастся приспособить к высоковольтным цепям, но принцип - которой для Ваших задач применим)
P.S. Сам удивился.

[gte]

Датчик холла, с радиобазара. Могу сказать где видел в Днепропетровске несколько лет назад. Там же видел ферритовое кольцо (большого диаметра и малого сечения). Но можно и не феррита, а любой материал, только без гистерезиса желательно. На него намотать к примеру десяток витков провода для компенсирующей обмотки.
В зазор поместить датчик Холла.

Это общие соображения. Таким образом можно сказать о измерении наноампер. По тем ссылкам, что привел ИИВ
Только у белоруссов указан нижний предел измеряемого диапазона 20 мкА с неизвестной точностью.
А у Fluke 771 дискрет 10 мкА.
Дешевле будет купить в.в источник питания с измерением тока.

[Tanya]

Это общие соображения. Таким образом можно сказать о измерении наноампер.

Кажется, что мотай себе витки... Только что будет при небольшом даже пробойчике (быстром изменении тока) по высокому напряжению, - на этой катушечке сколько будет вольт?

[Methane]

Это общие соображения. Таким образом можно сказать о измерении наноампер.

Конечно. Только намотать придется не тысячу, а миллион витков.

А у Fluke 771 дискрет 10 мкА.

Вы только что мои слова подтвердили. Мотаем на Флюку 10 витков, имеем дискрет 1мка. Мотаем 10000, и дискрет 1 наноампер.

Кажется, что мотай себе витки... Только что будет при небольшом даже пробойчике (быстром изменении тока) по высокому напряжению, - на этой катушечке сколько будет вольт?

Небольшй точичек в компенсационной обмоточке должен компенсировать босочичек точечка. Да и обмоточичечку можно защитить стабилитрончиками.

[gte]

Вы только что мои слова подтвердили. Мотаем на Флюку 10 витков, имеем дискрет 1мка. Мотаем 10000, и дискрет 1 наноампер.

Что бы 10 витков намотать проводом с внешним диаметром, минимум, 8мм необходимо увеличить отверстие в датчике.
Впрочем, в упоминаемый "Флюк" Вы и один виток не сможете пропустить.
[quote]

[rudy_b]

Можно измерить десятки мкА ?

Очень трудно. Реально, на одновитковом трансформаторе, если тор с зазором и используется датчик холла, измерения начинаются с десятков мА.

А если использовать компенсационный принцип - то лучше использовать тонкий отожженный пермаллой и компенсировать и измерять ноль на переменном токе, а не холлом - нелинейный пик будет вблизи нуля.

Но 70 кВ не слишком высокое напряжение, вполне можно намотать сотню витков в виде бескаркасного тора круглого сечения, изольнуть его (порядка 5 мм хорошего изолятора) и надеть на него феррит с разрезом и Холлом.

А почему не поступить проще - в разрыв высоковольтного провода вставить схему преобразователя ток-частота импульсов на светодиод? При этом падение напряжения на схеме может быть менее 5 В, а в диапазоне 50 мкА- 200 мА схема будет вполне линейна. Ну ессно хорошую защиту поставить от импульсного тока при пробоях. Импульсный ток светодиода можно сделать большой (импульсы короткие), а дальше - хоть прямо фотодиод, хоть через оптоволокно.

[Methane]

Что бы 10 витков намотать проводом с внешним диаметром, минимум, 8мм необходимо увеличить отверстие в датчике.

Если голова для того чтобы в нее есть, то вы совершенно правы. Если же головой немножко подумать, то все сильно проще.

Впрочем, в упоминаемый "Флюк" Вы и один виток не сможете пропустить.

Как я понял, нет задачи именно тем флюком мерять.

компенсировать и измерять ноль на переменном токе, а не холлом - нелинейный пик будет вблизи нуля.

Что за приницп?

почему не поступить проще - в разрыв высоковольтного провода вставить схему преобразователя ток-частота импульсов на светодиод? При этом падение напряжения на схеме может быть менее 5 В, а в диапазоне 50 мкА- 200 мА схема будет вполне линейна. Ну ессно хорошую защиту поставить от импульсного тока при пробоях. Импульсный ток светодиода можно сделать большой (импульсы короткие), а дальше - хоть прямо фотодиод, хоть через оптоволокно.

Много чего можно придумать. Можно и по RF передавать данные, можно экзотику придумать, к примеру неонку (или разрядник) с конденсатором параллельно в разрыв провода. В этом случае частота импульсов тока будет пропорциональна току в проводе.

[Tanya]

Небольшй точичек в компенсационной обмоточке должен компенсировать босочичек точечка. Да и обмоточичечку можно защитить стабилитрончиками.

Все это плохо - шунтировать. Вторичное шунтирование не успеет - ведь есть еще рассеяние... не буду писать чье.
И даже если бы все эти защитные дела чудно работали, то врали бы. Ток не туда потечет. Вот, представьте себе импульсный рентгенчик...
Тут в другой ветке(ах) долго обсуждалось все это. Вы пропустили(?). Если уж мотать на такие напряжения трансформатор, то его можно использовать с большей пользой, чем для засовывания туда датчика Холла. Это отличный метод, но для другого диапазона.

к примеру неонку (или разрядник) с конденсатором параллельно в разрыв провода. В этом случае частота импульсов тока будет пропорциональна току в проводе.

Пропустили.

[gte]

Если голова для того чтобы в нее есть, то вы совершенно правы. Если же головой немножко подумать, то все сильно проще.

Сильно проще - это как?

Много чего можно придумать. Можно и по RF передавать данные, можно экзотику придумать, к примеру неонку (или разрядник) с конденсатором параллельно в разрыв провода. В этом случае частота импульсов тока будет пропорциональна току в проводе.

С учетом этого, предыдущий вопрос снимаю.

[Methane]

Сильно проще - это как?

Не каждый провод с изоляццией на киловольты, а обмотка с изоляцией на киловольты.

С учетом этого, предыдущий вопрос снимаю.

Я на предыдущий ответил. Ответьте и вы на этот.

[Tanya]

Не каждый провод с изоляццией на киловольты, а обмотка с изоляцией на киловольты.

Не на киловольты, а на 70 киловольт. Вся обмотка залита и подводка к ней... Большой выигрыш.

[Methane]

Не на киловольты, а на 70 киловольт. Вся обмотка залита и подводка к ней... Большой выигрыш.

Да. Если 1000 витков, то в 1000 раз.

[Tanya]

Да. Если 1000 витков, то в 1000 раз.

А смысл? Легче вторичную (компенсационную - там мало витков) с датчиком Холла и магнитопроводом залить.

[Methane]

А смысл? Легче вторичную (компенсационную - там мало витков) с датчиком Холла и магнитопроводом залить.

Смысл есть. Просто судя по всему, Вам, его не понять.

[gte]

Не каждый провод с изоляццией на киловольты, а обмотка с изоляцией на киловольты.
Я на предыдущий ответил. Ответьте и вы на этот.

Вопроса не вижу.

Да. Если 1000 витков, то в 1000 раз.

В случае такого количества витков заливать целесообразнее обмотку, но добавятся два (один) разъема на 70 кВ.
Впрочем, я считаю что сама идея делать такой измеритель в единичном экземпляре является совершенно не целесообразной, разве что надо распилить бюджетные деньги.
А дальнейшее обсуждение ее в рамках этой темы пустой тратой времени.

[Methane]

Вопроса не вижу.

В случае такого количества витков заливать целесообразнее обмотку, но добавятся два (один) разъема на 70 кВ.
Впрочем, я считаю что сама идея делать такой измеритель в единичном экземпляре является совершенно не целесообразной, разве что надо распилить бюджетные деньги.
А дальнейшее обсуждение ее в рамках этой темы пустой тратой времени.

Я считаю что что либо делать, не целесообразно, если есть возможность просто деньги распилить.

[SNGNL]

Теория, вроде, не запрещает путешествия во времени. Однако IMHO в рамках данной темы, интересно увидеть пути и результаты практической реализации.

[SmartRed]

Интересно.
А можно узнать основание для таких утверждений? Какой датчик Холла и ориентировочное количество витков/длина линии поля для измерения токов в десятки - сотни микроампер.

Меряют бесконтактно ток, в том числе и в этом диапазоне, при помощи магнитных компараторов на второй гармонике.
Феррит там не годится, используют аморфное железо, сердечники подбирают парами.
В НИИ моем бывшем такие измерители делают и на килоамперный диапазон (ток в магнитах) и на микроамперный (ток пучка в ускорителе)

[gte]

Меряют бесконтактно ток, в том числе и в этом диапазоне, при помощи магнитных компараторов на второй гармонике.
Феррит там не годится, используют аморфное железо, сердечники подбирают парами.
В НИИ моем бывшем такие измерители делают и на килоамперный диапазон (ток в магнитах) и на микроамперный (ток пучка в ускорителе)

Собственно, вопрос состоял не в том, можно ли в принципе измерять таким способом десятки микроампер, выше уже были примеры. Вопрос целесообразности и доступности таких способов.
P.S.
Я, кстати, том же НИИ работал, в свое время

[SNGNL]

Меряют бесконтактно ток, в том числе и в этом диапазоне, при помощи магнитных компараторов на второй гармонике.
Феррит там не годится, используют аморфное железо, сердечники подбирают парами.

А расшифровать можно?

[gte]

А расшифровать можно?

Вот, например.
Еще на сайте ИЯФ СО РАН в препринтах можете поискать.
В. Ф. Веремеенко Цифроаналоговый преобразователь на основе магнитного компаратора
/ В. Ф. Веремеенко 20 с. ил. 21 см Новосибирск ИЯФ 1988

[SNGNL]

Спасибо.

[SmartRed]

Вот, например.
Еще на сайте ИЯФ СО РАН в препринтах можете поискать.
В. Ф. Веремеенко Цифроаналоговый преобразователь на основе магнитного компаратора
/ В. Ф. Веремеенко 20 с. ил. 21 см Новосибирск ИЯФ 1988

Ага это оно.
Веремеенко в свое время рецензентом у меня на дипломе был, бодались с ним жеско

Собственно, вопрос состоял не в том, можно ли в принципе измерять таким способом десятки микроампер, выше уже были примеры. Вопрос целесообразности и доступности таких способов.
P.S.
Я, кстати, том же НИИ работал, в свое время

Да уж, мир тесен.

[iiv]

снова поднимаю тему, так как снова стала сильно актуальна

Микроконтроллер + опто или ИК канал.

хочу пойти по этому пути (Холл в магнитопровод попробовал, но не понравилось) а именно сделать схемку с хооршо развязанным питанием с простенькой атмегой или атини и передачей по оптокоплеру сигнала. Вопрос с следующем. При измерении тока можно применить схему типа измерения падения напряжения на резисторе. Так как резистор при 10мкА получается 0.5МОм для измерений атиней надо 10кОм, надо применить что-то чтоб увеличить ток. Просто накапливать конденсатором не могу, так как важно время измерения. Наверное правильно применить ОУ или что-то аналогичное.

Скажите, пожалуйста, ina148 или lt1990 для этого дела подойдут? Разумно ли так, или стоит в другом направлении думать?

Спасибо

ИИВ

[gte]

а именно сделать схемку с хооршо развязанным питанием с простенькой атмегой или атини и передачей по оптокоплеру сигнала. Вопрос с следующем. При измерении тока можно применить схему типа измерения падения напряжения на резисторе. Так как резистор при 10мкА получается 0.5МОм для измерений атиней надо 10кОм, надо применить что-то чтоб увеличить ток. Просто накапливать конденсатором не могу, так как важно время измерения. Наверное правильно применить ОУ или что-то аналогичное.

Вы не указали какая Вам необходима точность. Но в любом случае надо ставить усилитель. Инструментальный с соответствующими погрешности параметрами или, если позволяет компоновка, обычный ОУ, например, MAX44251 с одно полярным питанием.

[Plain]

Вы не указали какая Вам необходима точность.

Частота измерений тоже не указана. Известно лишь, что 5 месяцев назад было сказано, что надо измерять постоянный ток, однако теперь:

накапливать конденсатором не могу, так как важно время измерения.

...так что, приняв от автора темы вчерашний очередной посыл срочности за очередную выборку, можно принять данный период за период измерений, т.е. достаточно раз в 5 месяцев втыкаться в линию обычным мультиметром и записывать его показания в журнале наблюдений, предварительно расписывая на специальном листе, приклеенном рядом, засохшую авторучку.

А если серьёзно, то придётся, наверное, озвучить за автора темы, что 10 мкА — это всё-таки МЗР, а 200 мА — шкала. Соответственно, нужно разрешение 16 разрядов, а точность (т.е. опорник и резистор шунта) — вопрос сметы.

Всё это можно сделать на любом микроконтроллере (например, PIC), сигма-дельта АЦП, трансивере IrDA и батарейке. На передачу одного значения требуется 100 мкс продувки канала (для интерфейса MIR и тока светодиода 600 мА это 25 мА), плюс накладные в виде контрольных сумм, избыточности и т.п., т.е. в 200 мкс и 100 мА укладывается со свистом, что при частоте измерений 1 Гц даёт средний ток потребления 20 мкА — это 2 года непрерывной работы от батарейки типоразмера ААА. Максимальный барьер размером 1 метр для IrDA подразумевается при солнечном свете, т.е. если канал немного светоизолировать, то можно измерять токи на гораздо большем расстоянии, в мегавольтовых цепях.

[gte]

А если серьёзно, то придётся, наверное, озвучить за автора темы, что 10 мкА — это всё-таки МЗР, а 200 мА — шкала. Соответственно, нужно разрешение 16 разрядов, а точность (т.е. опорник и резистор шунта) — вопрос сметы.

Ну да, хорошо гадаете При 200мА на резисторе в 500 кОм что будет?

[Tanya]

А если серьёзно, то придётся, наверное, озвучить за автора темы, что 10 мкА — это всё-таки МЗР, а 200 мА — шкала. Соответственно, нужно разрешение 16 разрядов, а точность (т.е. опорник и резистор шунта) — вопрос сметы.

Всё это можно сделать на любом микроконтроллере (например, PIC), сигма-дельта АЦП, трансивере IrDA и батарейке. На передачу одного значения требуется 100 мкс продувки канала (для интерфейса MIR и тока светодиода 600 мА это 25 мА), плюс накладные в виде контрольных сумм, избыточности и т.п., т.е. в 200 мкс и 100 мА укладывается со свистом, что при частоте измерений 1 Гц даёт средний ток потребления 20 мкА — это 2 года непрерывной работы от батарейки типоразмера ААА. Максимальный барьер размером 1 метр для IrDA подразумевается при солнечном свете, т.е. если канал немного светоизолировать, то можно измерять токи на гораздо большем расстоянии, в мегавольтовых цепях.

Автор чуть выше писал про шунт в 0.5 МОм. Стало быть, 10мкА - верхний предел. А по поводу передачи по оптике, то световод значительно снизит расходы на это дело. На мой взгляд (вкус), - самое простое все-таки конденсатор с компаратором, который разряжает конденсатор с, например, 4 до 3 вольт, выдавая одновременно импульс по оптике.

[Plain]

Ну да, хорошо гадаете При 200мА на резисторе в 500 кОм что будет?

20 киловатт, естественно. Я ведь уже скинул автору 5 месяцев, в том числе на запамятство.

Ещё раз. Последними веяниями автор расширил первоначальный диапазон 50 мкА...200 мА до 10 мкА...200 мА. Исходя из правил русского языка, "10 мкА" в этой фразе — это МЗР, стало быть опорник 2,5 В и шунт 10 Ом, при 200 мА на нём будет 2 В.