Voltmeter na 3 - 10 - 30kV


       Vzhľadom nato, že občas som potreboval merať aj “nižšie” napätia radovo niekoľko kV a s kV-metrom s rozsahom do 80kV veľa nepomeriam, tak som sa rozhodol pre stavbu kV-metra s rozsahmi 3, 10 a 30kV. Použil som ručičkový merak s citlivosťou 100uA, na ktorom som prerobil stupnicu. Pôvodnú stupnicu som sfotil a tú už len upravil v PC, vytlačil a nalepil na merak. Predradný rezistor ma celkovú hodnotu 300M pre 30kV s odbočkami na 30M pre 3kV a 100M pre 10kV. Rezistory sú vyskladané s rezistorov 3M3 0,6W. Celkovo som ich použil 91 kusov. Jeden rezistor je na maximálne napätie 350V a krátkodobo 700V. Pre rozsah 3kV mám 9 kusov rezistorov na max. trvale napätie 3,15kV, pre rozsah 10kV je 30 kusov rezistorov co je max. napätie 10,5kV a pre rozsah 30kV je dokopy 91 kusov rezistorov co je max. napätie 31,85kV. Takže merak môže byť pripojený trvale na merané napätie. Rezistory sú strčené do hadičky a zafixované v krabičke tavnou pištoľou. Zdierky som zospodu zalial celé tavnou pištoľou aby nevznikala koróna na ostrých hranách.

Schema


Merak Merak Merak
Merak Merak Merak

20. 9. 2015
       Viac ľudí mi už písalo ako vypočítať predradný rezistor, aký merák použiť atď. tak som sa rozhodol napísať postup návrhu jednoduchého kV-metra.

1. Najprv si určíme, aké veľké napätie chceme merať resp. do akého maximálneho napätia, povedzme nech to je 30kV ako mam tu. Čím vyššie napätie chceme merať tým viac zaťažujeme meraný VN zdroj, pribúdajú straty korónou, zvyšujeme nepresnosti merania. Preto veľmi nemá zmysel snažiť sa týmto spôsobom merať napätia nad cca 100kV. Povedzme pri napätí 120kV a citlivosti meraku 200uA je to už vysoký prúd pre kV-meter a to ešte k tomu pripočítať korónové straty atď.

2. Keď vieme do akého napätia chceme ísť, potrebujeme nejaký ručičkový merak so známou citlivosťou. Čo to vlastne znamená, je to hodnota prúdu pri ktorej dosiahneme maximálnu výchylku. Z toho dôvodu potrebujeme nejaký merak s čím nižšou citlivosťou, aby sme čo najmenej zaťažovali meraný VN zdroj. Keďže väčšinou budeme merať jednoduché VN zdroje s traf s TV, podomácky spravené násobiče atď. kde budú malé prúdy a mäkké zdroje. Použiť merak s citlivosťou 1mA na meranie násobiča na 80kV je trochu psycho, keď toľko možno ani ten násobič nedodá. Vybrať si nejaký merak s 100,150,200uA citlivosťou. V tomto príklade to bude merak s 100uA citlivosťou.

3. Ok tak už máme vybratý ručičkový merak s citlivosťou 100uA čo je prúd, kedy bude maximálna výchylka. Vieme, že maximálne napätie ktoré chceme merať je 30kV. Nakreslíme si schému, vyznačíme všetko čo vieme a podľa Ohmovho zákona vypočítame predradný rezistor.
Schema02
R=U/I=30 000V/0,0001A=300MOhm
R=U/I=10 000V/0,0001A=100MOhm (pre odbočku na 10kV)
R=U/I=3000V/0,0001A=30MOhm (pre odbočku na 3kV)

4. Vypočítali sme predradný rezistor 300MOhm, ale kde vziať tak veľký rezistor ? Najjednoduchšie je si ho vyskladať z veľa malých bežných 0,6W rezistorov. Ich trvalé napätie je 350V a krátkodobé 700V. Podľa toho si treba vhodne vyskladať výsledný rezistor 300MOhm, kvôli rozloženiu napätia na jednotlivé rezistory. Použijeme celkovo 91ks rezistorov 3M3, ktoré môžeme trvalo zaťažiť na 31,85kV a krátkodobo až na 63,7kV čo nám plne vyhovuje. Hada rezistorov dáme do hadičky a predradný rezistor máme hotový.

5. Celé to poskladáme dokopy do nejakej krabičky a všetko zaizolujeme napr. v mojom prípade tavnou pištoľou. Úpravu meracej stupnice som robil sfotením meraku a úpravou obrázku v PC, potom vytlačiť a nalepiť.

25. 2. 2017
       Ďalšie vylepšenie kV-metra je usmerňovací blok pre meranie AC VF napätí z VN TV transformátorov či MOTov (transformátor z mikrovlnky). Sú to len 2 diódy v sérií TESLA KYX30 (30kV, 2mA) a kondenzátor 600p/30kV zaliate voskom v krabičke + na povrchu vosku je ešte vrstva z tavnej pištole. VN diódy sú z nejakej čiernobielej TV. Zmeraná hodnota napätia je pravdaže Umax resp. meriame špičkovú hodnotu Upk striedavého napätia. Zaliatie krabičky je nutné, inak vzniká koróna na spojoch, straty, preskoky výboja a meranie je nepresné. Teraz sa však tiež niekedy objavuje koróna (zdierky a banániky), hlavne pri napätiach nad 20kV, ale už to nie je tak kritické, ako keby to nebolo zaliate vôbec alebo dokonca len pohodené na stole. Diódy a kondenzátor nemusia byť pravdaže presne takéto, len pre predstavu, čo som použil ja. Kapacita stačí malá, keďže odpor kV-metra pri 30kV rozsahu je až 300M.

Schema

Merak Merak Merak Merak

25. 1. 2018
       Po nejakom čase sa ukázalo, ako nie práve najlepšie riešenie tohto bloku pre meranie AC napätí pre kV-meter. Zdierky sa ukázali, ako veľmi zlý nápad. Časom vznikali zlé kontakty, začal vo vnútri horieť oblúk, začal sa taviť a vytekať vosk. Nastávala degradácia izolantov vplyvom koróny, boli stále väčšie straty korónou a meranie začalo byť stále viac nepresné a nespoľahlivé. Tak vznikol nový už inak riešený blok pre meranie z nových súčiastok a zaliaty do novej krabičky určenej pre zalievanie. Krabička a VN kondenzátory sú kúpené z TME a VN diódy z Aliexpress. Kondenzátory sú použité 4ks v sérií 2n2/10kV z výslednou hodnotou 550p/40kV a diódy sú 2ks v sérií 2CL77 (20kV 5mA). Súčiastky sú dimenzované aj s rezervou pre meranie napätia do 30kVpk pre kV-meter. Hlavne tento krát som sa už úplne vyhol zdierkam a cez vyvŕtané diery do krabičky dal VN káble a celé vnútro kompletne zalial s tavnou pištoľou. Vznikli tam síce vzduchové bublinky, no v tomto prípade to našťastie nevadí.

Schema

Merak Merak Merak Merak
Merak Merak Merak Merak

© copyright 2010 - 2018   |   Jakub Tejiščák   -   tesla.kubo(zavináč)gmail.com