Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochspannung von 3kV messen


von Mirco K. (superfreak)


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Hallo leute,

ich würde gerne ein gepulstes 3kV Signal messen. Hierfür hatte ich 
vorgesehen meine ersten Tests mit 1206 WIderständen zu machen. Natürlich 
würde ich mehrere in Reihe Schalten, so dass Pro widerstand circa 200 - 
300V abfällt.
Die SMD-Bausteine hätten sogar, laut der Norm
 https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnabst%C3%A4nde#Mindestkriechstrecken_bei_Leiterplatten

einen ausreichenden Abstand.

Habt ihr hirbei schon ein paar ERfahrungen , wenn ja welche ? Klappt das 
überhaupt so ?

von Gästchen (Gast)


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Ja, das geht.

Hab das für eine Geigerzählerversorgung mal aufgebaut (0-1kV) mit 
6x10MEG auf 270k. Das war so akkurrat wie durch die Widerstände 
vorgegeben.

Ein Punkt, den man dabei beachten muss sind Leckströme. Bei 10MEG stört 
jedes bischen.

Ein zweiter ist die Bandbreite. Klar, unten am Teiler (an den 270k) ist 
das gar nicht schlecht (immerhin zig kHz bei 10p), aber die Punkte 
dazwischen sind sehr anfällig auf Kapazitäten gegen Masse. Also keine 
Massefläche druntermachen.

Wenn du also Rechtecke messen willst, musst du einen guten Kompromiss 
aus Verlustleistung und Bandbreite finden.

von Pandur S. (jetztnicht)


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> .. gepulstes 3kV Signal

Was fuer Pulse ? 10ns ?

von Mirco K. (superfreak)


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Gästchen schrieb:
> Ein zweiter ist die Bandbreite. Klar, unten am Teiler (an den 270k) ist
> das gar nicht schlecht (immerhin zig kHz bei 10p), aber die Punkte
> dazwischen sind sehr anfällig auf Kapazitäten gegen Masse. Also keine
> Massefläche druntermachen.

Ah, danke sehr. Aktuell suche ich noch Paper oder ähnliches darüber, wie 
ich das am besten Dimensionieren sollte. Das heißt man verwendet im 
Idealfall nur eine 1-Layer Platine? Hast du dafür irgendwelche 
Referenzen?

Gästchen schrieb:
> Wenn du also Rechtecke messen willst, musst du einen guten Kompromiss
> aus Verlustleistung und Bandbreite finden.

Oh D. schrieb:
>> .. gepulstes 3kV Signal
>
> Was fuer Pulse ? 10ns ?

Ich würde gerne Rechteckpulse von bis zu 1us messen können.

von Andrew T. (marsufant)


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Mirco K. schrieb:
> Habt ihr hirbei schon ein paar ERfahrungen , wenn ja welche ? Klappt das
> überhaupt so ?

Ohne Frequenzkompensation: sicher nicht (du schreibst ja oben 1us, was 
deutlich über 1MHz liegt mit Oberwellen eines Rechteckpulse...)

Tektronix P6015 ist das , was Dir helfen würde

von Der Andere (Gast)


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Mirco K. schrieb:
> Die SMD-Bausteine hätten sogar, laut der Norm
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnabst%C3%A4nde#Mindestkriechstrecken_bei_Leiterplatten
>
> einen ausreichenden Abstand.
Genau so wichtig ist die max. Spannungsbelastbarkeit der Widerstände.

Hier war ein Thread dazu:
Beitrag "Re: Wie viel Spannung vertragen Widerstände?"

von Der Andere (Gast)


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Mirco K. schrieb:
> Ich würde gerne Rechteckpulse von bis zu 1us messen können.

Das wird nix werden, zumindest wenn du "messen" und nicht nur grob 
abschätzen willst.
Wie Andrew schon gesagt hat, einen Spannungsteiler für 10MHz und mehr 
muss man frequnzkompenieren und abgleichen.

von Mirco K. (superfreak)


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Der Andere schrieb:
> Mirco K. schrieb:
>> Ich würde gerne Rechteckpulse von bis zu 1us messen können.
>
> Das wird nix werden, zumindest wenn du "messen" und nicht nur grob
> abschätzen willst.
> Wie Andrew schon gesagt hat, einen Spannungsteiler für 10MHz und mehr
> muss man frequnzkompenieren und abgleichen

Ja, dass hatte ich auch schon vor. Ich würde die Frequenzkompensation in 
der gestalt aufbauen, das ich parallel zu den WIderständen eine 
Kapazität einbaue.

Andrew T. schrieb:
> Tektronix P6015 ist das , was Dir helfen würde

Den hatte ich mir auch mal angeschaut, warum kann ich alternativ nicht 
folgenden Tastkopf verwendet, den PHVS1000:

http://www.pmk.de/files/downloads/860-722-A03_Manual%20PHVS1000-RO_de.pdf

Auf seite 9 wird gezeigt das man damit auch Pulsformen bis 6kV messen 
kann und die Bandbreite des Tastkopfes ist deutlich größer.

Der Andere schrieb:
> Hier war ein Thread dazu:
> Beitrag "Re: Wie viel Spannung vertragen Widerstände?"

Es gibt ja auch Puls-widerstände z.b. von Vishay. Die eignen sich ja 
dafür

http://www.vishay.com/docs/20035/dcrcwe3.pdf

von Der Andere (Gast)


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Mirco K. schrieb:
> Es gibt ja auch Puls-widerstände z.b. von Vishay. Die eignen sich ja
> dafür
>
> http://www.vishay.com/docs/20035/dcrcwe3.pdf

Da würde ich trotzdem so dimensionieren, dass auch eine Dauerspannung 
die Widerstände nicht überlastet. Das wäre bei den angegebenen und 1206 
200V pro Widerstand. Siehe dein Link Seite 128.

von Mirco K. (superfreak)


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Mirco K. schrieb:
> 200 -
> 300V abfällt.

Der Andere schrieb:
> Da würde ich trotzdem so dimensionieren, dass auch eine Dauerspannung
> die Widerstände nicht überlastet. Das wäre bei den angegebenen und 1206
> 200V pro Widerstand. Siehe dein Link Seite 128.

Jap, das hatte ich so in etwa auch vor gehabt. Danke!

von oszi40 (Gast)


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Mirco K. schrieb:
> ein gepulstes 3kV Signal messen

Es ist ein himmelweiter Unterschied ob man nur Gleichspannung misst oder 
unscheinbare steile Impulse! Bei ähnlichen Experimenten brannte mal ein 
Leiterzug im Vielfachmesser weg (weil der steile Impuls nicht 
ausreichend erkannt wurde). Deshalb sollte man auf jeden Fall 
Widerstände und Leiterzugabstände etwas großzügiger wählen.

von Falk B. (falk)


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@Mirco K. (superfreak)

>Ich würde gerne Rechteckpulse von bis zu 1us messen können.

Dann baucht du einen recht guten, frequenzkompensierten Spannungsteiler.

von Andrew T. (marsufant)


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Mirco K. schrieb:
> Den hatte ich mir auch mal angeschaut, warum kann ich alternativ nicht
> folgenden Tastkopf verwendet, den PHVS1000:
>
> http://www.pmk.de/files/downloads/860-722-A03_Manual%20PHVS1000-RO_de.pdf
>
> Auf seite 9 wird gezeigt das man damit auch Pulsformen bis 6kV messen
> kann und die Bandbreite des Tastkopfes ist deutlich größer.

soso 6kV. ...und auf Seite 8 steht, das die maximale Spannung 1000 V und 
die  transiente Überspannung 4kV ist.

Ich würde nie bei Hochspannungsmessungen so knapp auslegen, aber es ist 
ja Dein Experiment.
Und somit auch Dein Leben und Deine Verantwortung.

Wenn Du Dir natürlich hier im Forum lediglich mit Deinen diversen Posts 
die Zustimmung abholen willst das Du es dennoch machen kannst: Der 
Darwin Award für 05/2016 ist noch zu gewinnen......

Hinweise, wie man es richtig macht hast du ja bereits genug bekommen.

von Jan K. (madengineer)


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Ein richtiger Tastkopf ist da schon nicht schlecht, der
TT-HVP 15HF von Testec ist da ganz praktisch und ist mit 230€ relativ 
günstig.
Ich habe mir den damals zur Messung von Zündpulsen an Blitzlampen 
besorgt und bin zufrieden damit.
Vielleicht reicht dir ja auch der TT-HVP 8 für etwa 180Euro..

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Bestimmt kannst du aus dieser AN ein paar Hilfen ziehen: 
http://cds.linear.com/docs/en/lt-journal/LTJournal-V25N2-00-df-LTC6268-GlenBrisebois.pdf

von Mirco K. (superfreak)


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Jan K. schrieb:
> Ein richtiger Tastkopf ist da schon nicht schlecht, der
> TT-HVP 15HF von Testec ist da ganz praktisch und ist mit 230€ relativ
> günstig.
> Ich habe mir den damals zur Messung von Zündpulsen an Blitzlampen
> besorgt und bin zufrieden damit.
> Vielleicht reicht dir ja auch der TT-HVP 8 für etwa 180Euro..

Danke für den Ratschlag, aber jenachdem reicht die Bandbreite von den 
dingern nicht aus

von Steffen (Gast)


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Die älteren Tektronix P6016 die noch keinen festen Isolator hatten 
bekommt man teilweise recht günstig auf eBay und bei 3kV würde ich die 
auch einfach mit Luft betreiben.

von eProfi (Gast)


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Lies Dir die einschlägigen Threads zu HV-Tastköpfen durch, bis Du sie 
und die darin verlinkten PDFs verstanden hast.
z.B. Beitrag "Hochspannungstastkopf Tek P6015"
Beachte die komplexe Kompensation und das Derating bei höherer Frequenz.

Dass die P6015 eine geniale Meisterleistung war, zeigt sich darin, dass 
sie seit 50 Jahren nahezu unverändert gebaut wird, heute als P6015A, und 
es kaum vergleichbares gibt.

von Mirco K. (superfreak)


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eProfi schrieb:
> Lies Dir die einschlägigen Threads zu HV-Tastköpfen durch, bis Du sie
> und die darin verlinkten PDFs verstanden hast.
> z.B. Beitrag "Hochspannungstastkopf Tek P6015"
> Beachte die komplexe Kompensation und das Derating bei höherer Frequenz.
>
> Dass die P6015 eine geniale Meisterleistung war, zeigt sich darin, dass
> sie seit 50 Jahren nahezu unverändert gebaut wird, heute als P6015A, und
> es kaum vergleichbares gibt.

Dann mal vielen lieben Dank, dann werde ich mir diesen Tastkopf mal 
näher anschauen. Ich bin noch relativ unerfahren in der 
Hochspannungstechnik und vertraue dann lieber euch mal!

von Steffen (Gast)


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Ich wollte den alten Thread nicht wieder hochholen, darum hier die 
Frage:

Gibt es mittlerweile irgendwas beschaffbares um den P6014 wieder voll 
nutzen zu können?

von eProfi (Gast)


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Meinst Du das Isoliergas R114? Mein Fläschchen ist noch halb voll, ich 
kann Dir einige Gramm abgeben.
Wenn man die volle Spannung braucht, bis 13 kV geht es ja ohne Gas, ich 
denke, bis 16kV kann man mit Druckluft arbeiten. Nur läßt die sich nicht 
so leicht einfüllen.

Hier noch schöne Fotos (und falsche Isolierstoff-Angaben zur P6015A):
http://www.amplifier.cd/Test_Equipment/Tektronix/Tektronix_other/P6015.html
Die Bezeichnung des R100: PFR8025  A3CT02  100M  1%

Adrian hat ja gepostet, wie man an das Cryofluoran R-114 (CFC-114) 
kommt, ein Hersteller ist z.B. Sigma-Aldrich (Part of Merck):
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/ALDRICH/295248?lang=de&region=DE
Hat da jemand gute Connections?

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