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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung zur Spannungsüberwachung


Autor: Lii Schmutz (Firma: nikolaus INC) (lii-schmutz-lii)
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Hallo zusammen.

Ich muss eine schaltung konstruieren für folgendes projekt:

ein hochspannungstrafo versorgt mehrere Sicherungshalter mit einer DC 
Spannung von 500 bis 12500V. insgesammt sind dies 30 sicherungshalter.

nun brauche ich eine Schaltung welche mir Für jeden sicherungshalter den 
zusatnd der sicherung anzeigt (sicherung ok/defekt)

es sollte eine LED sein welche durch leuchten bzw. erlöschen anzeigt ob 
die noch eine spanung hinter der sicherung anliegt oder nicht....

Mein problem: Die variable Spannung von bis zu 12500 VDC.

die einfachte lösung wäre eine paralellschaltung der LED mit der 
sicherung, natürlich über einen sehr grossen vorwiderstand. das geht 
aber nicht. 1. Bringt der Trafo einen I max von 50mA was für die 
versorgung von 30 LED nicht reichen würde. zudem leuchtet dann die LED 
je nach spannung 0-12500 V sehr unterschiedlich hell.....

habt ihr Eine Idee oder einen Schaltungsvorschlag wie man das am besten 
lösen könnte?

danke für eure Hilfe

Grüsse

Autor: Xor (Gast)
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Da sollte man jemanden vom Fachgebiet fragen. Eine erste Idee. Kapazitiv 
zu koppeln. Auf der einen Seite der Sicherung drauf, auf der anderen 
Seite runter. Ein paar Millivolt bei ein paar hundert kilohertz.

Autor: Gast123 (Gast)
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Wahrscheinlich keine gute Lösung, aber zumindest eine Idee hätte ich..
Auf der Verbraucherseite der Sicherung jeweils eine Glimmlampe gegen 
Masse schalten (Vorwiderstand nicht vergessen!). Entweder reicht
glimm = "Sicherung ok"
schon als Problemlösung aus, oder mit einer Fotodiode oder so das 
Leuchten überwachen. (Fremdlicht abschirmen..).

Die Idee mit der Glimmlampe kam mir, weil die sehr wenig Strom 
benötigen. Wenn das glimmen reicht, ist keine Potentialtrennung 
notwendig. Wird das ganze elektronisch ausgewertet müsste man seine 
Fotodioden entsprechend weit von den Glimmlämpchen entfernt anbringen 
und hätte eine entsprechende Potentialtrennung zur Auswerteschaltung.

Sicherlich nicht elegant, aber könnnte funktionieren ;-)

Autor: Lii Schmutz (Firma: nikolaus INC) (lii-schmutz-lii)
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die idee mit kapazitiv koppeln finde ich noch interessant. ähnliches 
prinzip wie beim power lan oder?

was für kondis nimmt man da bei dieser spannung?

Autor: Xor (Gast)
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Keramische oder Selbstbau aus Printplatten. Die Guete muss ja nicht 
extrem gut sein.

Autor: mandrake (Gast)
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Wie wäre es mit einer OP-Schaltung mit der du die Spannung, die über der 
Sicherung abfällt misst.
Bei nahezu Null-Volt ist die Sicherung in Ordnung, bei maximaler 
Spannung ist sie durchgebrannt.
Oder vielleicht noch einfacher: Eine Glimmlampe oder eine LED mit 
Vorwiderstand parallel zur Sicherung.

Autor: Xor (Gast)
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mandrake,
das Problem ist dass die Sicherung auf 12kV ist. Durchgang heist beide 
Anschluesse sind auf 12kV, wenn die Sicherung rausflog ist zumindest ein 
Anschluss auf weniger Spannung.

Autor: Gast123 (Gast)
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Dann muss man nur noch herausfinden, ob der OPV noch funktioniert oder 
ob er kaputt ist.. Evtl. mit Kamera oder Rauchmelder.. ?
SCNR ;-)

Autor: Lii Schmutz (Firma: nikolaus INC) (lii-schmutz-lii)
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ist jetzt villeicht etwas eine dumme frage, aber muss der kondensator 
eine nennspannung von 12kv haben, er hat ja als gegenpotenzial keine 
erde.... irgemdwie blick ich mit der kondensator wahl / kopplung noch 
nicht ganz durch....

Autor: mandrake (Gast)
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Wenn du den OPV auf (+)12500V (-)12480V  Betriebsspannung legst kann gar 
nichts schiefgehen, da der dann nur 20V Betriebsspannung sieht.

Noch eine andere Idee:
Nimm dir ein kleines Metallstäbchen und ein paar Streifen Papier, die du 
an einem Ende des Stäbchens festklebst. Dann Steckst du das Teil direkt 
an den Anschluss der Sicherung der mit dem abzusichernden Gerät 
verbunden ist.
Stehen die Streifen nach allen Seiten ab ist Hochspannung da. Wenn nicht 
ist die Sicherung ausgefallen.
Habe so mal bei einem defekten Fernseher getestet ob der Zeilentrafo 
Hochspannung bringt.

@Xor
Richtig, genauso hatte ich mir das gedacht. Jetzt muss einem nur noch 
einfallen wie man das gescheit misst.

Autor: Lii Schmutz (Firma: nikolaus INC) (lii-schmutz-lii)
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aber dann würde die schaltung wieder durch den 
Hochspannungstransformator direkt versorgt werden. dieser bringt nur ca. 
40mA und das reicht nicht für 30 dieser schaltungen.

ich habe mir schon überlegt eine einfache komperatorschaltung aufzubauen 
und über eine entsprechende spannungsteilerschaltung die spannung nach 
der sicherung zu kontrollieren.

die lösung mit ankoppeln finde ich irgendwie eleganter... würde die 
schaltung (bild) funktionieren? in der simulation geht es, was 
allerdings nichts zu bedeuten hat ;-)

Autor: Aehh (Gast)
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Im Prinzip genuegen die beiden Kondensatoren nit der Quelle in Serie, dh 
die 10k braucht;s nicht. Aber irgendwie muss man ja noch messen. Dies 
koennt man zB machen, in dem man einen einen Trafo, dh stromkompensierte 
Spule, nimmt, einer von deren Wicklungen mit den beiden 
Hochspannungskondensatoren in Serie einen Serieschwingkeis bilden laesst 
und mit der anderen Wicklung bequem GND Bezogen die Impedanz messen 
kann.

Autor: mandrake (Gast)
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Kondensatoren für 12,5kV findet man glaube ich nicht an jeder Ecke.
Bei den Widerständen sieht das ähnlich aus.
Ziemlich schwierig...

Autor: Lii Schmutz (Firma: nikolaus INC) (lii-schmutz-lii)
Datum:

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wenn man Die gesammte elektronische schaltung galvanisch vom erdnetz 
entkoppelt hat (kleiner spulentrafo als stromversorger) würde ja die 
gesamte schaltung auf dem niveau der hochspannung arbeiten.(kein 
gegenpotenzial GND) dann müsste man ja keine hochspannungskondis haben 
etc...

sehe ich das falsch?

Autor: Aehh (Gast)
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Irgendwie muss man mit dem 12kV ueber der offenen Sicherung klarkommen. 
Dh die fallen irgendwo ab. Wenn sie uber einem Widerstand abfallen sind 
das Verluste, bei einem Kondensator nicht.

Autor: yyyy (Gast)
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Vorschlag: Glimmlampe parallel zur Sicherung. Die Glimmlampe leuchtet, 
wenn die Sicherung kaputt ist.

Wenn umgekehrte Anzeige-Leuchtfunktion notwendig ist, Schaltung mit 
Fototransistor o.ä. aufbauen, dass das Signal der Glimmlampe invertiert.

Autor: Aehh (Gast)
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Wieviele uA braucht eine Glimmlampe denn ? Ueblich sind ca 100V 
Brennspannung.

Autor: Lii Schmutz (Firma: nikolaus INC) (lii-schmutz-lii)
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@yyyy

steht schon ganz oben. diese 12KV sind nicht fest. da kann auch mal eine 
Betriebsspannung von nur 700v oder 2000v oder irgendwas zwischen 500 und 
12500 V anliegen. da hastu ein problem mit dem vorwiderstand.
zudem sind das 30 sicherungen --> 30 glühlampen/LED da bist du sofort 
bei einem strom über 50 mA und der Trabringt wie schon beschrieben max. 
50mA

Autor: Lii Schmutz (Firma: nikolaus INC) (lii-schmutz-lii)
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korrektur:

ok, glimmlampen benötigen wirklich extrem wenig strom.... man lernt nie 
aus. :-)

aber da ist immernoch das problem mit der variablen hochspnnnug. die 
meisten Glimmlampen sind ja auf 230 V ausgelegt...

wie stabilisiert man eine Hochspannung von 12000 v ???? auf +- 230V

Autor: Aehh (Gast)
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Ich hab noch nicht rausgefunden wieviel Strom eine Glimmlampe braucht. 
Stabilisieren ? Mit einer Roehre als Shuntregler. Da muss man nur etwas 
mit dem Gitter wackeln. Ich denk mit einem Spannungsteiler von der Anode 
zur Kathode auf das Gitter ist man dabei.

Autor: Ole H. (tragichero)
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keine große Erfahrung mit HV, aber ich würd's wohl so versuchen:
2 anti-paralelle Zenerdioden (z.B. 5 Volt) und einen hochohmigen 
HV-Widerstand; 5Volt-Detektor -> LED

Autor: Lii Schmutz (Firma: nikolaus INC) (lii-schmutz-lii)
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ich hab es ausprobiert:

Glimmlampe 230V

ab ca. 190 Volt begint si zu glimmen bei etwa 800uA bis ca 250 1.2mA

ab 800V braucht sie 5mA und beginnt zu qualmen....

röhre? Gitter ? wackeln?

Autor: Unbekannter (Gast)
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> Ich muss eine schaltung konstruieren

Was ist denn das für ein Schuppen wo absolute Anfänger nicht mal 
einfachste Grundlagen-Schaltungen hinbekommen?

Autor: erich (Gast)
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@unbekannter

1. hast nicht mal genug hose deinen namen zu schreiben wenn du sonen 
scheiss rauslässt

2. bring konstruktive vorschläge und hilfen, ansonsten such dir jemand 
andern dem du auf die nerven gehen kannst... dies ist ein forum und kein 
Kindergarten....

Autor: Unbekannter (Gast)
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> bring konstruktive vorschläge und hilfen, ansonsten such dir jemand
> andern dem du auf die nerven gehen kannst... dies ist ein forum und kein
> Kindergarten....

Uii...

Na dann:

  - Hochspannugswiderstände sind erfunden
  - Spannungsteiler ist erfunden
  - Dioden sind erfunden
  - Komparatoren mit 100 MOhm Eingangswiderstand sind auch erfunden.

So what?

Autor: 6632 (Gast)
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Zur Spannungsregelung. Ein Triode waere passend, eine 6BK4 kann zB bei 
bis zu 25kV 1.5mA steuern. 12AU7, 12AX7, 4-1000A, 833A, QB5/1750, da 
muesst man schauen was erhaeltlich ist.

Autor: Ole H. (tragichero)
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@ Unbekannter

Du sprichst mir aus der Seele...zum Glück sind diese Dinge schon 
erfunden, nur bekannt scheinen sie nicht zu sein.


Und meine Seele spricht: Siehe Anhang!
Wenn man dann noch an den Ausgang die vom Unkannten angesprochenen 
Komponenten etc anhängt könnte es klappen ;-)

Autor: Lutz (Gast)
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Welcher Strom fließt denn da ca. minimum/maximum? Mußt Du auch wissen 
das die Sicherung durch ist wenn gerade bestimmungsgemäß kein Strom 
fließen soll?
Besteht die Gefahr von Rückspannung? Dann wäre die ganze Glimmerei 
nämlich für die Katz! Das Problem hat man nämlich, wenn z.B. 
Sammelschienen über einzeln abgesicherte Überleitungen verbunden sind.


Wie wäre es, mit einem Hallsensor das Magnetfeld hinter der Sicherung zu 
messen? Galvanisch getrennt, guter Dynamikbereich (wenn als 
Schwellwertschalter konzipiert). Allerdings: Kein Strom => Kein 
Magnetfeld.

Autor: 6632 (Gast)
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Hallsensoren verbieten sich leider. Der Strom ist so klein, dass man 
einige Windungen machen muesste, die aber nicht richtig isoliert kriegt.

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