Ich habe mal eine Frage an die Hochspannungsprofis unter euch. Ich möchte eine Hochspannung (DC) im Bereich von 2..10kV detektieren. Dabei ist es mehr oder weniger egal, ob es nun 2kV oder 10kV sind, es soll also nicht (unbedingt) gemessen werden. Wichtig ist noch, dass die Spannungsquelle dabei ca. 80µA liefern kann und die ganze Sache natürlich eine (ordentliche) Potentialtrennung sicherstellen muss. Ich lege keinen Wert darauf, das Rad neu zu erfinden. Wenn es soetwas schon fertig (zu einem angemessenen Preis) gibt, greife ich auch gern auf fertige Lösungen zurück (für mich ist alles über 42V "Hochspannung"=Lebensgefahr ;) ). Meine bisher "beste" Idee war die Verwendung einer geeigneten Glimmlampe und die Detektion mit einem Fototransistor. Allerdings weis ich nicht, ob es für diese Anwendung geeignete Glimmlampen gibt. Habe soetwas beim googlen im Zusammenhang mit Hochspannungsweidenzäunen gelesen. Auch wäre ich dankbar für jeden Hinweis bezüglich des mechanischen Aufbaus, da gibt es sicherlich einige ganze Reihe von Fallstricken bei 10kV, die ich gern vermeiden würde. Vielen Dank schon mal fürs "Drübernachdenken". Jörg
Direkte Strom/Spannungsmessung fällt wohl aus. Wie wäre es mit der Detektion der el.Feldstärke? Kann man durch die Isolation machen. Stichwort: Elektrometer Marillion
Ich habe keine geeignetes Bauteil bei der Hand.
Es sollte jedoch als kapazitiver Spannungsteiler gut gehen.
an die 10 kV kommt ein Plattenkondensator. Bei Luftisolation sollen es
schon mehre cm sein. Zwischen den Platten bildet sich das E-Feld aus.
Nehmen wir 10kV und ein Plattenabstand von 10cm an. Dabei bildet sich
ein E-Feld von 1kV/cm zwischen diesen Platten aus. Dieses Feld kann man
abgereifen indem man zwei weitere Platten zwischen die Platten bringt.
Bei einem Abstand von 1mm haben die beiden Platten 100V!!
Der Nebeneffekt es ist alles galvanisch getrennt. Es versteht sich bei
einem sinnvollen Aufbau mit ausgewählten Materialien.
---------Platte1--------------------- 10kV
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-----Platte3--------------- Spannungsabgriff 2
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-----Platte4--------------- Spannungsabgriff 1
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--------Platte2---------------------- 0kV
An den Spannungsabgriffen kannst du keinen Strom entnehmen!!
Das ist nur ein Prinzip und beim Aufbauen größte Vorsicht. Ich habe mal
an 3kV gefasst. Das war eine Laserröhre. Wenn bei einem Gaslaser das
Licht ausgeht, bleibt die Ladung erhalten und kann sich nicht abbauen.
Diese Röhre stand über Nacht. Ich dacht am nächsten Morgen hat sich die
Ladung abgebaut. Denkste volle Kannone abbekommen. Da folgen Krämpfe im
ganzen Arm. Das hätte auch böse ausgehen können.
Denke auch an Absperrungen und Berührungsschutz auch als
Eigensicherung, man greift doch gerne mal schnell hinein.
hi, es ist nicht unueblich Spannungen dieser Art einseitig an erde zu legen. Da ist es moeglich einen passenden Widerstand einzufuegen und auf ungefaehrliche Art eine sichere Information auszulesen.
Vielen Dank für die Hinweise. Der mechanische Aufbau mit dem Plattenkondensator ist sicherlich recht interessant, sieht aber für mich eher wie ein Experimetalaufbau aus dem Unterricht aus. Eine "kompaktere" Lösung wäre mir da schon reichlich lieber. Die Möglichkeit mit dem Widerstand ist natürlich ersteinmal die "einfachste". Sicherlich kann/muss man den Widerstand auf mehrere Bauteile aufteilen und der einseitige Bezug auf Erde ist möglicherweise auch tollerierbar. Man könnte ja auch dann mit einer Hilfselektronik einen Optokoppler ansteuern um die Potentialtrennung wieder zu erreichen. Aber dazu bräuchte mann natürlich auch wieder Hilfsernergie aus einem Netzteil o.ä. und einen Optokoppler mit entsprechender Spannungsfestigkeit, was sicher nicht gerade einfach werden wird. Kennt denn jemand Glimmlampen für diesen Spannungs- (und Strom-)bereich? Jörg
es müsste jede glimmlampe gehen diese lampen haben eine min. zündspannung (ist bei dir kein problem) und einen max. brennstrom - wird einfach über widerstand eingestellt also bei 10kV sicher 10 - 20MOhm (üblicher Strom so um die 500µA) Peter
öhmm sehe gerade, deine HV liefert nur 80µA also nix mit Glimmlampe Peter
mit 80uA wird sich ein Optokoppler wohl nicht zufrieden geben. ein Spannunsabfall von maximal 10v kannst du mit einem mechanisch stabilen 1/2 Watt Widerstand erreichen und ueber einen Komparator, auf etwa 1,5v Schwelle eingestellt, fuehren um ein digitales Signal zu bekommen. Habe ich selbst vor 20 Jahren so gemacht bei 20KVolt generatoren fuer Coronaeffekt(Kunstoffvorbehandlung)
müsste nicht auch das gehen- über spannungsteiler 1/30 wird ein kleiner 350V elko geladen darüber die Glimmlampe - die blitzt dann halt
Was möchtest Du eigentlich machen? Aus welcher Quelle stammt die Hochspannung und wozu soll sie dienen? Werden die 80µA, die die Quelle liefern kann, anderweitig gebraucht oder stehen sie alleine für den Messvorgang zur Verfügung? (Der im obigen Link gezeigte Spannungsteiler benötigt z.B. bei 10kV schon 66µA, da bleibt bis 80µA nicht mehr viel Reserve). Gruß, Michael
Die 10kV werden in einem Reziepenten über eine Elektrode oder ein Elektrodenpaar "aufgefangen", wenn dort ein Plasma brennt (so ähnlich hat mir das unser Physiker erklärt, ich selbst habe davon recht wenig Ahnung). Der genannte Strom steht ausschließlich für die Detektion zur Verfügung, also keine weitere Last oder so. Schade, das Glimmlampen sich nicht mit 80µA zufrieden geben :( Das wäre sicherlich die einfachste Lösung, da sich damit auch eine optische Trennung realisieren ließe. Gibt es noch andere Bauteile, die so wenig Strom in Licht umsetzen können? Die Spannungteilerlösung aus dem Link sieht natürlich auch recht gut aus, gibt mir auch einen gewissen Eindruck, wie man soetwas mechanisch aufbauen kann. Ich werd' mich nochmal mit unserem Experten beraten und wohl auch selbst noch etwas grübeln, ich hab halt einen ordentlichen Respekt vor dem kleinen "k" in den 10kV. Danke allerseits. Jörg
die Glimmlampe wird bei 80µA schon leuchten, halt nur schwach, aber bei sorgfältigem Einbau in ein lichtdichtes schwarzes Kunststoffröhrchen (10 cm lang) und auf der anderen Seite eine Fotodiode wird´s schon funzen Peter
bei 10kV sollte auch eine Kraftmessung möglich sein. Ich habe gerade nicht meine Unterlagen bei der Hand. Nur als Idee. Auf die Platten eines Kondensators wird bei angelegter Spannung eine Kraft ausgeübt. Sie wollen sich zusammen ziehen! Vieleicht kannst du geschickt einen Dehnmessstreifen anbringen und so die Ladung messen. Vorher solltest du die Kraft mal ausrechnen.
Dann habe ich noch eine Idee. Ein Quarzkristall verformt sich unter Hochspannung. Und Quarz hat noch eine weitere Eigenschaft Quarz ist doppeltbrechend. Wenn man nun einen polarisierten Laserstrahl durch den Quarz schickt dreht sich die Polarisationsrichtung. Laserdioden sind ca. 1:500 polarisiert. Wenn an dem Quarz eine Hochspannung anliegt, verformt sich der Quarz zumindest hat er eine mechanische Verspannung. Das hat auch einen Einfluss auf die Polarisationsrichtung. Ich weiss nicht wie der Fachbegriff dafür ist. Das gleiche gibt es auch als Magnetfeld Analysator. Dort heißt er Kerreffekt oder Farady Rotator.
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