Измерение тока утечки - Страница 2

mikaleus · 13.06.2018, 13:38

Иттрий-феррит-гранат плёнка позволяет создать модулятор Фарадея. Так как точность тут особая не нужна можно обойтись и без всяких ухищрений типа компенсаций и т.д. При большом токе влетает в ограничение, но так как не связано гальванически с сетью, молниями и т.д. то особых проблем не будет.
Снятие информации с помощью лазерного луча в ближнем ИК даипазоне.
Возможны варианты с использованием оптоволоконных датчиков. Также измерительная часть находится на безопасном расстоянии.

Виктор_67 · 13.06.2018, 14:19

Интересно, пойду почитаю с чем это едят

mike-y-k · 13.06.2018, 23:10

Виктор_67, а на ту шпильку/полосу одеть магнитопровод с зазором для датчика уже никак? При достаточном сечении магнитопровода и правильном изготовлении зазора напряженность поля в нем будет заметно выше.
Правда при таких напряжениях не само измерение, а защита от ЭМП, канал связи и питание схемы станут первостепенной задачей.
PS Обычные токовые клещи вполне достоверно измеряют такие токи без особых проблем…

mikaleus, таки свет в таком варианте должен идти вдоль линий магнитного поля. В варианте измерителя для проводника сам кристалл нужно размещать на поверхности и луч пускать по касательной. На выходе измерять вращение плоскости поляризации. Для должной точности при таких малых токах придётся использовать достаточно протяженный кристалл. А вот оптический канал вполне из обычных труб для канализации можно сделать

.
Надо обсчитывать напряженность поля для таких токов и требуемые размеры кристалла при возможных длинах волны для получения достаточного для измерения эффекта.

mikaleus · 14.06.2018, 17:58

Для кристалла иттрий-феррит-граната расположение на поверхности проводника и, таки ДА, световой поток по касательной к окружности. Но чувствительности плёнки хватает - тут только обработка сигналов важна будет. Сходу постоянные не помню, но для магнитного поля в единицы А/м поворот был несколько градусов даже для красного гелий-неонового лазера (этим занимался более 30 лет назад - в старше-школьные и студенческие годы).
Хотя сейчас более популярны волоконно-оптические датчики не на эффекте Фрардея (поворота плоскости поляризации), а интерференционные. Из оптоволокна делают дачтики дока высоковольтные уже лет 40 (а может и больше). Оптоволокно намотано цилиндрически вокруг токовода. Под действием магнитного поля тока изменяется относительная оптическая длина ходя луча (изменяется коэффициента преломления) и, соответственно, будет изменяться интерфереционная картина. Так как ток переменный, то модуляция картины (положение макисмумов-минимумов) будет приводить к появлению сигнала.
Не так давно видел, вроде в России выпускали оптодачики тока на таком принципе. Также такие датчики делают во Франции и Японии. Тут вполне можно поискать.
Смысл этого действа, что громадный ток пробоя не вызовет необратимого насыщения датчика и есть возможность относить обработку датчика от точки пробоя для элеткробезопасности.

mike-y-k · 15.06.2018, 00:24

mikaleus, таки ТС нужно измерять ток в проводнике с верхним порогом в 10 миллиампер, а там поле будет слабым и следовательно угол поворота будет совсем маленьким.

mikaleus · 15.06.2018, 17:28

Это не глобальная проблема. Гранаты работают, как ферромагнетики, с гистерезисом - это бо́льшая проблема, чем сам по себе малый ток. Плёнка,толщиной в ~10 мкм, на длине волны 628 нм (гелий-неоновый лазер) даёт угол поворта плоскости поляризации примерно 15° - это насыщение. С гистерезисом можно бороться, например, убрать постоянную составляющую. Чувствительность к модулированному потоку можно сделать пару угловых секунд. Вобщем, это инженерно-доставательная проблема оптической комплектухи.
Для ВОД просто необходимо увеличивать число витков. Для одномодовых оптоволоконных линий общая длина может несколько километров. Тут нужно использовать интерфернционный принцип и точность измерения будет обеспечена.

mike-y-k · 15.06.2018, 19:32

mikaleus, таки в упрощенной формуле Θ=νHλ величина H для 10mA будет слишком мала для заметного угла поворота.
H=I/(2*π*R). Тогда при R=0.005m, I=0.01A H=0.31A/m на поверхности шпильки.
При λ=1270…1610 (лазерные модули сетевого оборудования) произведение Hλ очень мало. Для λ=1310nm Hλ в нашем случае составит всего 4.06E-7.
Не смотрел величину постоянной Верде для предложенных кристаллов граната, но она явно не дотянет до величин 6-7 порядка.
Конечно можно и с таким углом поворота сделать измеритель, но тут уже стоимость будет слишком высока, если не запредельна.

verdana · 15.06.2018, 20:13

Сообщение от Виктор_67

для известных мне датчиков холла. и планарников не хватает магнитной индукции .

У магниторезисторов НМС1001, чувствительность 3-5 нТл.
(магнитное поле Земли на средних широтах ~50 000 нТл)

Магнитометр на этих микросхемах, "чувствует",
джип с расстояния 15-20 метров
штык от СВТ 1,5 - 2 метра

Примерно такой же уровень чувствительности,
у магниточувствительных генераторов на аморфном железе или кобальте

mike-y-k · 15.06.2018, 21:54

verdana, а ещё сюда можно GMR добавить. Их кстати несложно найти в почивших накопителях, если их конечно не оторвало от коромысла при падении на блины…
Ну и привести в вычислениях напряженность поля и индукцию к одному знаменателю

С магнитными эффектами в любом случае придётся делать экранирование датчика в месте измерения.

mikaleus, Если говорить об интерферометре, то для такого диапазона тока на катушку придётся намотать порядка 12km оптоволокна для тех же лазеров из приемников-передатчиков.

mikaleus · 18.06.2018, 11:42

Цитата:

Если говорить об интерферометре, то для такого диапазона тока на катушку придётся намотать порядка 12km оптоволокна для тех же лазеров из приемников-передатчиков.

Зачем 12км? Чувствительность интерферометрического метода будет высока - сейчас для измерения 100 А используют оптоволокно (для 330 кВ), так разрешаюшая возможность лучше 200 мкА, и гарантированое измерение от 100 мА с классом не хуже 0.5. Тут ТС такой класс даже во сне не нужен. Чувствительность можно поднимать на стороне приёма. Не скажу, что проще паренной репы, но сложность подъёма чувствительности сильно преувеличена.