Hallo liebe Community, ich habe gerade erst das zweite Semester Elektrotechnik hinter mir und hänge an einem Problem fest. Ausgangslage: Ein Trafo transformiert mir 230V vom Netz auf 5kV hoch. Maximal sollen 6mA fließen. Primärseitig ist der Trafo durch eine Sicherung gesichert. Diese reagiert aber zu langsam, der Trafo wird zu heiß, es bilden sich Risse im Verguss, dann hab ich Kriechströme usw. alles blöd. Deswegen würde ich gerne den Trafo ab 6mA abregeln. Da ich aber 5 parallele 5kV-Ausgänge am Trafo hab und diese gerne einzeln überwachen will, fällt die Möglichkeit mit einem Shunt am Fußpunkt zu messen weg. Da ich also am heißen Ende messen muss, dachte ich, am besten wäre eine galvanische Trennung. Aus den Vorlesungen waren mir Dunkel Rogowskispulen in Erinnerung. Also hab ich fix 2500 Windunken gewickelt und die Spule am heißen Ende angebracht. Siehe da, mit dem Multimeter erhalte ich ca. 20mV. So, jetzt das Problem: Wie kann ich das Signal vernünftig weiterverarbeiten. Also verstärken etc. Ich hatte es versucht mit einem Präzisionsgleichrichter mit Verstärkung. Aber meine Spule fängt natürlich auch einiges vom Netztbrummen auf. Das wiederum is so hoch, dass es mein eigentliches Signal überlagert. Dadurch erhalte ich immer einen hohen Pegel, auch wenn ich den Trafo vom Netz nehme. Ich seh also nach der Verstärkung keinen klaren Unterschied zwischen Trafo ein und Trafo aus. Das Oszibild dazu zeigt mir auch eher eine Art "Rauschen", dass mit dem Netzbrummen gemischt ist wenn der Trafo an is. hat irgend jemand von euch eine Idee, wie ich dieses Problem am besten lösen könnte und mein Signal ordentlich verstärken kann um schlussendlich den Trafo mittels eines Relais abzuschalten? Gegenüber anderen Ideen, die besser als die Messung mit Spule sind bin ich auch aufgeschlossen. Vielen Dank und liebe Grüße Joey
Du schaltest einen 'passenden' Widerstand in die HV Leitung und schliesst parallel dazu einen HV festen AC Optokoppler an. Fliesst zuviel Strom, werden die antiparallel geschalteten LEDs irgendwann leuchten. Das ist nicht sehr genau und auch Alterungsanfällig, aber eine einfache Methode einfache Überschreitungen zu erkennen. HV Optokoppler sind auch ganz einfach selbst zu bauen. Pertinax Röhre + LED + Fototransistor und fertig.
Joey S. schrieb: > Also hab ich > fix 2500 Windunken gewickelt und die Spule am heißen Ende angebracht. > Siehe da, mit dem Multimeter erhalte ich ca. 20mV. Und woher weißt Du, ob die Rogowski-Spule nicht auch das Streufeld des Trafo aufnimmt? Übrigens der Strom in einer der Sekundärwicklungen ist hier kein gutes Belastungskriterium. Die Belastbarkeit einer Wicklung hängt da sehr von der Belastung der Nachbarwicklungen ab. Die Belastung der Primärwicklung, per Stromwandler ermittelt, wäre ein besseres Kriterium. Wesentliche Größe bei der Belastung eines Trafo ist die Temperatur. Es ist also sinnvoller, die Temperatur der Wicklung zu messen. Am wirksamsten ist dabei die Messung möglichst im Innern der Wicklung oder wenigstens an der heißesten Stelle des Trafo.
Peter R. schrieb: > Wesentliche Größe bei der Belastung eines Trafo ist die Temperatur. Es > ist also sinnvoller, die Temperatur der Wicklung zu messen. Am > wirksamsten ist dabei die Messung möglichst im Innern der Wicklung oder > wenigstens an der heißesten Stelle des Trafo. Ja, da hast Du zwar Recht, aber das ist bei HV so eine Sache. Der Sensor muss gut isoliert werden und nimmt dadurch erst mit geraumer Verzögerung einen Temperaturanstieg war. Bei Kurzschluss dauert das aber unter Umständen nur sek. bis die Wicklungsisolation zusammenbricht weil die Drähte sehr dünn sind und sich schnell aufheizen. Die Isolierfähigkeit sinkt ja mit der Temperatur. Löst der Sensor aus ist das unter Umständen schon irreversibel. Aus Erfahrung würde ich zusätzlich eine Spannungsüberwachung pro Wicklung einbauen. (z.B. kapazitiver Vorwiderstand + AC Koppler) Bei Windungsschluss ist der Srom der innerhalb fliesst nicht zu sehen und Primärseitig oft nicht von einem korrekten Betrieb zu unterscheiden. Damit kann man innerhalb von 2 Min einen großen Raum mit beißendem Qualm fluten.
Joey S. schrieb: > der Trafo wird zu heiß, Da würde sich eine Temperaturüberwachung plus Thermosicherung anbieten.
Harald Wilhelms schrieb: > Joey S. schrieb: > >> der Trafo wird zu heiß, > > Da würde sich eine Temperaturüberwachung plus Thermosicherung anbieten. Wäre das nicht viel zu langsam? Bis dahin würde auch die Sicherung primärseitig durchbrennen. Ich brauche aber eine schnellere Abregelung.
Peter R. schrieb: > Und woher weißt Du, ob die Rogowski-Spule nicht auch das Streufeld des > Trafo aufnimmt? Genau das is ja das Problem. Eben diese Störungen will ich ja weghaben. > Die Belastung der Primärwicklung, per Stromwandler ermittelt, wäre ein > besseres Kriterium. Dann kann ich aber nicht jeden Ausgang einzeln überwachen. Sinn dessen ist, dass ich direkt mittels Kontrollleuchte anzeigen kann WELCHER Ausgang zu viel zieht.
Warum eigentlich kein(e) Stromwandler auf der Sekundärseite ? Ich könnte mir vorstellen, dass es mit fertigen Kompensationswandlern ala LEM ganz gut klappt,.. vielleicht 10 Windungen statt einer einzigen draufpacken. Isolation sollte man hinbekommen (Hochspannungskabel). Grüße, Manuel
Eine Lösung, die sich aufwändig anhört aber evtl. machbar ist: HVseitig je Zweig eine Platine mit einem Kontroller (atmega8 oder atiny). Stromversorgung mit Ringkern/100kHz Schaltfrequenz/Stabilisierung mit SMD-7805. Sekundärwicklung besteht dann aus wenigen Windungen mit für 5kV geeigneter Isolierung. Der Kontroller misst mit AD-Wandler oder Komparator den Strom und übergibt das Ein-Signal per HV-Optokoppler aufs Massepotential hinunter. Da müsste man sich einige Gedanken machen, was Koronabildung, Sicherheit gegen Überschläge usw. angeht, aber unlöslich scheint es mir nicht. Einfacher wären natürlich Stromwandler, Primärwicklung mit 50 Windungen auf HV-Ebene, Sekundärwicklung ein durchgesteckter dick isolierter Draht.Die 6mA auf HV-Ebene könnten dann auf 300mA auf der Masseebene heruntertransformiert werden und wären da gut auswertbar.
Wie wäre es, einfach einen Optokoppler und eine Gegendiode für die LED in jeden HV-Zweig zu ijntegrieren? Man könnte dann potentialfrei auswerten, und den Abgleich könnte man ohne HV machen. Falls der Strom nicht in einem Ohm'schen Verbraucher geht, könnte man die Optokoppler auch antiparallel setzen. Die müsssen hat "nur" 5 KV isolieren - aber die gibt es. Dann dürfte es auch keine Probleme mit der Geschwindigkeit der Auslösung geben.... ;-)
Manuel K. schrieb: > Warum eigentlich kein(e) Stromwandler auf der Sekundärseite ? Jein. Einerseits hat man da wieder die bösen Felder die auf Wickelgüter wirken, andererseits sind Ringkerndrosseln wenig empfänglich dafür. Müsste man probieren. Peter R. schrieb: > Eine Lösung, die sich aufwändig anhört Kanonen und Spatzen ... Hochspannungsfelder und Mikrocontroller sind so eine Sache... Da legt man sich auch schnell mal die Karten. Unlösbar sicher nicht, aber warum sollte man sich das so schwer machen ? HV sichere Spannungsversorgung + Datenübertragung + Schirmung + isolation + ... Ich würde immer die einfachste LowTec Lösung wählen die noch zum Ziel führt. Jochen Fe. schrieb: > Wie wäre es, einfach einen Optokoppler und ... Siehe erste Antwort
Was bringen die HV-Ausgänge denn bei Kurzschluss an Strom?
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