Датчик наличия тока

[Slabovik]

Вот это пояснение начальника напрочь перечёркивает его же (начальника) вводные дынные и требования. Вы не находите? Мало того, отсутствие тока в какую-то часть периода ещё не может говорить об обрыве на линии. Это может говорить лишь о наличии нелинейной нагрузки, что в общем случае не запрещено (хотя в большой энергетике, согласен, с этим гораздо строже).
Про "шлейф" переходных процессов с трансформатора тока при обрыве - это маленько будет, но на уровне пренебрежения - на многовитковой обмотке никогда никаких обрывов нет, так что по совокупности того, что сердечник в таком изделии вещь слабонагруженная, длинный выбросов ожидать не приходится.

зы: в реальной жизни всё гораздо проще. Компаратором выявляется ток "нулевой". В момент регистрации нулевого тока запускается одновибратор. В момент, когда ток из "нулевого" становится "не нулевым", одновибратор ресетится и держится так, пока ток снова не станет нулевым - всё сначала.

Если одновибратор, не дождавшись Reset отрабатывает своё время, регистрируем обрыв линии. И никаких АЦП и прочей вычислительной бадяги...

[ATV]

Slabovik Верно ли я Вас понял, что в момент обрыва ЛЭП (не трансформатора тока) никаких выбросов быть не должно (на уровне пренебрежения)? А дуга? Или в случае обрыва дуги не бывает?
Отсутствие тока в какой-то из полупериодов Вы считаете на ЛЭП маловероятным (значит им можно пренебречь?).
Не подскажете ли как может выглядеть реальный сигнал с ТТ при использовании на работающей ЛЭП? Чистый синус или зашумленый? Или вообще ни разу не синус? Вроде этот датчик будет стоять рядом со счётчиком на ЛЭП 110кВ. Повторюсь, что мой предшественник на стенде из ЛАТРа и утюга видел в момент размыкания нагрузки очень большую ВЧ помеху, по амплитуде чуть ли не втрое превышающую сигнал. Да и сам сигнал был сильно зашумлен ВЧ помехами.
Попробую сегодня весь этот стенд запустить и зафиксировать сигнал.

Схема с компаратором и одновибратором - идея! Но кажется точность срабатывания будет опять не 1мкс (даже если и длительность будет равна половине периода - это-то как раз не страшно).

Спойлер

Начальство настаивает на своём и тут уж ничего не поделать. Объяснять ему, что это при заданных условиях невозможно - обречь себя на провал. Думаю надо начать эту гибридную схему, а там как пойдёт. Выдворят - значит тому и быть, пусть сами ковыряются с этим датчиком. Может точно также в суете дел перекинут на какой-нибудь еще проект и всё пойдёт-поедет, а этот датчик снова перейдёт кому-то на вступительный экзамен. Хотя подспудно чую: с таким подходом нормально работать не получится.

[Slabovik]

На момент обрыва самой ЛЭП как раз будут и длительные переходные процессы, и повышение тока и помехи т.д. и т.п.
Вот маленький пример: Отключение 115 кВ. Это всего лишь выключатель. Зацените красоту и длительность дуги. (правда, нынче актуальнее масляные и вакуумные отключатели, но даже в них дугу отменить пока не смогли полностью). Что думаете о просто обрыве? Ошибка переключения

В первом приближении, с датчика тока будет синус. Достаточно чистый, если с этой ЛЭП питаются пром.предприятия. С несколько вытянутыми вершинами, если бытовой сектор. Реальность сильно зависит от специфики (т.е. от того типа нагрузки, что эта ЛЭП питает). Если ЛЭП питает тяговую подстанцию ЖД с постоянным током и ничего кроме неё, то синус там будет всяко "модифицированный"... Ну, подключите - увидите.

А точность срабатывания в 1 мкс - повторю ещё раз - это для данной задачи просто бредятина. Тем более, что обрыв на линии детектируется по комплексу параметров, а не просто по отсутствию тока. Про диф.автоматы слыхали?

[ATV]

Slabovik чем больше вникаю, тем бредовее мне представляется эта затея. Я и до этого полагал, что не всё так просто с авариями (да и просто переключениями) на ЛЭП. Посмотрев на всю эту красоту теперь даже не знаю что делать. Идти доказывать, что создание этого устройства заведомо обречено на провал? Или делать как есть "по ТЗ", а там будь что будет. Если не заработает - буду виноват я, а не начальник. )))

[Slabovik]

По т.з. вполне можно сделать. Как говорится, какое т.з. - такое и решение. Соответствует - получите, оплатите. Только вот конкретный смысл ускользает, т.к. либо истинная цель скрывается, либо т.з. сформулировано "от балды", ибо реальные условия - они зело сложнее. Да и никто не пустит вас к высокому напряжению, я полагаю, следовательно можно думать, что данная задача дана вам чисто чтобы занять какое-то время...

[ATV]

Хм... Как оказалось на самом деле - не пустое ТЗ. Почти аналогичный по требованиям датчик тока - ДТТ-04 http://www.priborelektro.ru/price/DTT_04.php4?deviceid=4772&print=1
Только там ни слова о времени задержки, на выходе - сигнал, пропорциональный току.

Из переписки:
"Задача заключается в определении факта падения тока в цепи в результате обрыва высоковольтной линии.
Поэтому действительные значения не важны. Важно определять факт наличия/отсутствия тока в цепи с частотой не реже чем раз в 3мкс."
.....
"Датчик тока (требуемый к разработке - аналог ДТТ-04) подключается бесконтактно во вторичную цепь измерительного трансформатора тока. В цепи в качестве нагрузки предполагается использовать счетчик электроэнергии, которые устанавливаются на большинстве трансформаторов подстанций."
Т.е. первичная обмотка ТТ разрабатываемого датчика - фактически провод к счётчику электроэнергии.

Посмотрел реальный сигнал с ТТ. На осциллографе всё в шумах (но это и понятно), макушки синуса немного подзарезаны. При нагрузке в 1,9кВт - 8,5А приблизительно, с ТТ идёт сигнал в ~30-35мВ амплитуды (с рекомендуемым нагрузочным резистором 10 Ом). Так как диапазон рабочих токов для данного ТТ - 0...30А, то считаю возможным в 6 раз увеличить сопротивление нагрузочного резистора. Плюс ко всему прочему придётся видимо разгонять сигнал одним каскадом ОУ раз эдак в 20.

Если получится заставить компараторы срабатывать при самом минимальном допустимом токе 25мА - 0,01В с ТТ после всех усилений, с задержкой не более 1-2 мкс, то задача почти решена.
Для быстрого старта подсмотрел Атмеловскую Тиню, при работе на 4МГц кушает порядка 2,5-3мА, по питанию вроде должен уложиться. Останется придумать алгоритм обработки сигналов с компараторов и реализовать его.

[Slabovik]

А вы не находите, что между

определять факт наличия/отсутствия тока в цепи с частотой не реже чем раз в 3мкс.

и

датчик должен оповестить об отсутствии тока не позднее, чем за 3мкс после пропажи оного в цепи

такая огромная разница, что я начинаю задумываться о нехорошем... Собственно, почему и требуется в таких случаях фиксировать фантазии заказчика на бумаге.

[ATV]

Я что-то не так понял из ТЗ?...
Приведенные цитаты нашел только что в инфе, скинутой предшественником.

Хотя Вы правы:определять наличие\отсутствие тока с частотой не реже, чем раз в 3мкс - это явно не к датчику относится, а к обрабатывающему этот датчик устройству. Да уж... (
А по сути, если подумать про назначение датчика для поиска момента обрыва, тогда моя трактовка здесь верна, а их - нет.

[ATV]

В общем остановился на таком варианте "условно-рабочей" схемы.
ТТ -> каскад ОУ с двуполярным питанием с Ку порядка 100-200 с диодным ограничителем в обратной связи (чтобы ОУ в насыщение не влетал)-> смещение на однополярном каскаде ОУ на середину диапазона положительного питания -> 2 компаратора в разноименном включении и на контроллер всё это.
Идея в следующем: нам необходимо получить максимально крутой спад-подъем в момент перехода через ноль. На сам сигнал плевать что он будет зарезан. Тогда при обработке компараторами можно получить минимальный дребезг вблизи нуля.

Собранная схема показала, что при сигналах с ТТ порядка 10мВ (это требуемые 0,5% - нижний порог) и до ~ 25% от максимума ( около 100мВ) дребезг при переключении просто адский - занимает порядка 150-200мкс. что неприемлемо много. Введение в цепь компараторов гистерезиса немного облегчило ситуацию, но при малых сигналах с ТТ время срабатывания сильно плавает, да и гистерезис пришлось делать дикий - порядка 75мВ(!).
Есть предположение, что увеличив Ку первого каскада до 400-500 можно получить приемлемые значения времени переключения при малых напряжениях с ТТ.
И без контроллера здесь всё же никак.
Нашел STM8L - есть с 1Msps АЦП на борту, возможно использую его, по питанию с трудом, но вроде как проходит. Либо получится обойтись без АЦП и с применением внешних компараторов.

[Chip115]

Всем привет! Требуется отследить наличие/отсутствия тока в цепи катушки реле. Не могу сообразить как сделать датчик тока. Помогите советом. Ток в цепи порядка 1,5 - 2 А. Напряжение 24V. В режиме удержание RMS 12V (достигается ШИМом напряжения питания). Сейчас реализован тупо...
Имеется шунт 0,1 Ом. Через него, на землю, сходятся все ключи управления катушками. Я с этого шунта дифференциальным усилителем снимаю сигнал и подаю на АЦП MCU.
Есть желание выкинуть ОУ с обвязкой и воткнуть какой-нибудь полевой транзистор, что бы он открывался в момент появления тока и сигнализировал о появлении его. Не могу придумать схему. Помогите советом.

[Adagumer]

Не могу сообразить как сделать датчик тока

ACS712 вам поможет!

[Chip115]

Дорого. Текущее решение дешевле. Я подумал в сторону компаратора. Но падение напряжения слишком мало, а ставить усилитель - вернемся к текущей реализации.

[Extreme72]

[uquote="Adagumer",url="/forum/viewtopic.php?p=3564473#p3564473"]ACS712 вам поможет![/uquote]

Подскажите, какой долговременный ток можно пропускать через ACS712, если датчик, допустим на 5 Ампер ?
Про пиковые нагрузки в течение доли секунды я читал. Этого времени достаточно, чтобы отключить нагрузку. А вот про нормальный режим работы ничего найти не могу. Если заявлено 5А, то значит сколько угодно долго (круглосуточно) можно пропускать такой ток через датчик без угрозы его нагрева и возгорания или разрушения ?

И ещё вопрос. Можно ли их включать в цепь параллельно в любом количестве и программно суммировать полученные с них значения ?

И ещё один вдогонку. Есть ли ограничение на напряжение ? На случай, если мне захочется включить его в цепь 220 Вольт.

[Adagumer]

Если заявлено 5А, то значит сколько угодно долг

Если датчик на 5 А то эти пять сколь угодно долго!
Параллелить датчики наверно можно, но зачем если есть на большие токи?
В цепь 220В включать можно, там 2 кВ изоляция между цепями!

[Extreme72]

[uquote="Adagumer",url="/forum/viewtopic.php?p=3567379#p3567379"]Параллелить датчики наверно можно, но зачем если есть на большие токи?[/uquote]

Спасибо за ответы !

Эти датчики я видел только на 5, 20 и 30 Ампер. И вот если надо больше 30, то, наверное, придётся параллелить. Вторая причина - точность измерения. То есть, количество миллиВольт на 1 Ампер измеряемого тока. В моей задаче, скорее всего, понадобиться измерять токи до 10 Ампер, но на малых токах должна быть возможность более точного измерения, чем возможно с 20 Амперным датчиком. Поэтому на малых токах (0-5 Ампер) будет работать один датчик, а на больших (5-10 Ампер) подключится второй.

[SSkot]

Все же не совсем понятно из первого сообщения что требуется, определять некое пороговое значение тока в цепи или измерять силу тока?

подходы разные, если нужно первое - откройте схемку любого комплюхтерного БП, все там есть.
если все же измерять, то поройте интернет, вам нужна схемка 3-х фазного счетчика электроэнергии. (5А это не много) некоторые счетчики серии Меркурий выполнены на PIC, можно подчеркнуть идеи там.

а вообще существуют измерительные трансформаторы тока - https://purelogic.ru/catalog/elektrotek ... pwcmVtaXVt

обеспечивающие необходимый класс точности.

А так же приборы для работы с сними.

[Extreme72]

[uquote="SSkot",url="/forum/viewtopic.php?p=3567605#p3567605"]Все же не совсем понятно из первого сообщения что требуется, определять некое пороговое значение тока в цепи или измерять силу тока?[/uquote]

Нужно измерять силу тока. Собирался делать шунты и снимать с них падение напряжения, но попалась информация, что есть такой простой в использовании "прибор", как ACS712, который ещё и практически не меняет ток в измеряемой цепи и не даёт нагрева. Но все его обсуждения, что попадались, сводятся к тому, какой максимальный превышающий ток можно на него подать и в течение какого времени. Из-за этого я засомневался, что его вообще можно использовать постоянно включённым в максимальную (заявленную) нагрузку. К тому же меня смущают физические размеры проводника. Какое нужно сечение провода, скажем, на 30 Ампер, и какое сечение в этом датчике ! Как он может работать без нагрева, что за чудо проводник в нём, мне не очень понятно.

Про 220 Вольт я просто спросил, чтобы лучше понять возможную сферу применения. Для текущей задачи это не надо. Вообще, я хочу сконструировать устройство для работы (тестирования) с разными аккумуляторами.

Чтобы черпать идеи из компьютерных БП или счётчиков я ещё не достиг такого уровня.

За ссылку спасибо, не лишняя.

Добавлено after 3 minutes:
Ой, SSkot, это Вы вообще мне ответили или Chip115 или kostiasev ?

[Slabovik]

Их можно и удобно использовать, но надо также соблюдать условия их работы. Ведь они измеряют ток посредством измерения магнитного поля. Следовательно, нуждаются в магнитном экранировании и исключении влияния на датчик других, протекающих рядом токов. Например, неэкранированый датчик даст разные показания в зависимости от своего расположения на местности - проявит своё влияние магнитное поле Земли (и это не шутка - это реальность).

Кстати, по этой причине (трудности магнитной эеранировки) эти датчики я не встречал в метрологических приборах, а только в качестве т.н. "индикаторов", где не требуется высокая точность. Где дело касается метрологии (точность выше 5%), там применяются токовые трансформаторы, характерной особенностью которых является закрытость магнитной системы, а следовательно нечувствительность у наводкам...

[SSkot]

[uquote="Extreme72",url="/forum/viewtopic.php?p=3567613#p3567613"]Ой, SSkot, это Вы вообще мне ответили или Chip115 или kostiasev ?[/uquote]
ТС kostiasev, ему ответил, хотя ответ немного запоздал... не обратил внимание на дату.


заимствовать решения из промышленных приборов лучше, чем плодить свои ошибки.

не совсем представляю на практике измерение тока более 30А (да даже 10), но существуют ТТ и для измерения постоянных токов больших значений.https://www.electronpribor.ru/catalog/9 ... .-100a.htm

[Extreme72]

Slabovik, спасибо за предупреждение. В общем, обзаведусь такой штуковиной и посмотрю насколько это всё критично и можно ли будет применить для моих целей.