Измерение тока утечки

Виктор_67 · 07.06.2018, 17:57

Доброго времени суток уважаемому сообществу.

Есть у меня проблема с измерением маленьких токов в цепи заземления Ограничителя перенапряжения (ОПН). Токи 0.2-0.6 мА хорошо. 1-5 мА - алярм

. 10 мА =катастрофа.

Но сначала для тех кто не знаком с предметом немного поясню:
ОПН используются для защиты высоковольтных и распределительных сетей от грозовых и коммутационных перенапряжений. Проще говоря чтобы молния не прилетела в розетку. Принцип действия достаточно прост- при возникновении в линии напряжения выше определенного предела ОПН открывается и сбрасывает все сверх нормы на землю. После чего все работает дальше. -У нас горит свет и телевизор не размазан по потолку.
Внешне напоминает изолятор. Внутри варисторы. Чем больше рабочее напряжение тем аппарат выше и выше колонка варисторов. чем больше ток оно должно пропускать при срабатывании тем диаметр варисторов больше. для представления размеров- высота ОПН 550 кВ - 5.6 метра.

Теперь вернемся к токам.
При нормальной работе ОПН через проводник заземления протекают
очень малые токи (ток утечки) те самые 0.2-0.6 мА. но при срабатывании импульсные токи могут достигать от сотен ампер до десятков тысяч ампер. Одному богу известно чего в молнии прилетит. Ненормированные импульсы постепенно убивают ОПН и ток утечки начинает расти -отсюда 5 и 10 мА. Соответственно растет и вероятность пробоя ОПН линейным напряжением. Вы когда нибудь видели КЗ на линии 550 кВ??? и я не видел
но на ютубе найти можно.

Так вот наконец и вопрос. чем измерить ток утечки не привязываясь к шине гальванически и чтобы это не улетело в космос при срабатывании ОПН. Речь о типе датчика и принципе его действия

Катушка боюсь при импульсе погорит ибо надо очень много витков. для известных мне датчиков холла. и планарников не хватает магнитной индукции .

Если у кого есть светлые мысли (темнейшего тоже можно призывать) поделитесь в слух пожалуйста.

DanilinSA · 07.06.2018, 22:38

Не лезьте к 550 кВ. Чревато.
При таких напряжениях самый простой способ поиска утечек - тепловизор.
10 мА при 550 кВ дает более 5 киловатт нагрева варистора.

mike-y-k · 08.06.2018, 00:08

Таки про размеры проводника на землю немного бы.
Собственно при любых его габаритах сделать на нем несколько витков, при необходимости - чисто техническая задача. Потом только определиться с параметрами формы измеряемого тока и использовать или трансформатор тока, или магнитопровода для датчика Холла. Указанные токи вполне поддаются измерению обоими способами, только с датчиком Холла можно и постоянные токи измерять.
Масштабирование определяется числом витков провода с током.
Для датчиков Холла заявленные токи вполне в диапазоне измеряемых, там и на порядок меньше ещё вполне достоверны будут.
Правильно рассчитанный сердечник по насыщению вполне работает как предохранитель от превышения магнитного потока при поступлении мощных импульсов.
Дальше встанет вопрос с помехами и экранированием.
При датчике Холла придётся ставить измеритель фонового поля и заключать всю конструкцию в пермаллоевый экран с перегородкой.
Следующий шаг - преобразование сигнала. Тут уже вопросы шумов преобразования, линейности преобразования,…
Математически задача решаема, осталось дело за схемотехнический реализацией…
При реализации не забывать про поверку и калибровку измерителя.
Вполне можно добавить в схему с датчиками Холла и измеритель реальных параметров мощных импульсов.
Если добавить сбор статистики по параметрам мощных импульсов - вполне можно добавить в алгоритм модуль предсказания деградации защиты в дополнение к измерениям утечки…

PS ЕМНИП в своё время для контроля утечки такого рода на компенсаторах реактивной мощности просто измерялась температура на входе и выходе системы охлаждения. Здесь стоит только добавить в схему контроль больших токов в цепи заземления на датчике Холла и можно приступать к промышленной эксплуатации.

DanilinSA · 08.06.2018, 11:51

Не все так просто. Вы имели дело с ВЛ 550 кВ?
Во первых там наводки дикие. Ловить миллиамперы в таких условиях - очень неблагодарное дело. Тем более там в заземляющей шине при нормальной эксплуатации может циркулировать и гораздо большие токи. Наводки, занос потенциала и т.д. При этом токи меняться в широком диапазоне в зависимости от нагрузки, погоды и т.д. Как в таких условиях ловить миллиамперы - непонятно.
Во вторых - ОПН имеет свойство срабатывать. И тогда через ваш датчик тока пойдут единицы и десятки кА. Оно точно выживет?

Для этой задачи ставят ИТ-Д1.
Почитайте: http://russvet.ru/upload/iblock/696/...0%BE%D0%B3.pdf

А ставить на 500 кВ самоделку ... Если эксплуатирующая организация адекватная - не дадут. Да-бы не получилось например, что при срабатывании ОПН ваша самоделка не выдержит сверхтока, загорится, подожжет траву на ОРУ и т.д.

vaniko69 · 08.06.2018, 15:04

Вы про эти штучки?
http://genstarbud.com/images/article...0%B8%D0%B8.jpg

Даже думать забудьте про самодеятельность

Виктор_67 · 08.06.2018, 15:05

550 кВ не самоцель . тут дело в принципе мониторинга. про итд-1 я все знаю. Там стоит варистор и нет гальванической развязки.Еще есть итд-2 который развязан с проводником но только считает импульсы срабатывания.
К тому же эти приборы хороши при использовании на подстанциях для местного контроля. А как контролировать линейные установки? Гулять по просекам?? Как это пересчитывать и передавать это вопрос № 2. Сначала надо правильно измерить.

Нечто подобное есть у АВВ правда по цене хорошего автомобиля:
https://library.e.abb.com/public/83f...s%20manual.pdf

Честно скажу. п.6 вышеизложенного мануала вкурить до конца у меня мозгов не хватает.

DanilinSA · 08.06.2018, 15:29

Сообщение от Виктор_67

Нечто подобное есть у АВВ правда по цене хорошего автомобиля:

А нам хочется по цене плохого автомобиля?
1) Система дистанционного контроля тока утечки ОПН 110-750кВ УДКТУ - ОПН («Ариадна»)
2) СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННАЯ МОНИТОРИНГА ОПН ПОД РАБОЧИМ НАПРЯЖЕНИЕМ «СДКТУ».

Виктор_67 · 13.06.2018, 11:01

С этим устройством тоже знаком. В принципе все и неплохо кроме цены и протокола ZigBee который хорош для подстанций, где сеть паутинная. Но для линий не годится по причине большого количества маршрутизаторов которые требуют постоянного питания и не спят, а оконечные устройства не могут ретранслировать пакеты данных.
К тому же датчик и измерительный блок -отдельные устройства, что само по себе не очень хорошо (надежность линии соединения при длительной эксплуатации).

Виктор_67 · 13.06.2018, 11:24

Ну а что до страхов 550 кв, так я за прошлую неделю 3 550-х ОПНа собрал и испытал. Но близко лучше не подходить когда работают - полностью согласен.

Виктор_67 · 13.06.2018, 12:48

mike-y-k, В качестве проводника в ИТД 2 используют шпильку 10мм . В качестве заземлителей обычно катанка 10-12мм так что катушки из этого крутить не очень здорово. Из датчиков самый чувствительный нашел DRV425 от Ti. Он +_ 2мТ . У меня получается 0.12мТ при 1 мм зазора и 0,1мА. может присоветуете чего поинтереснее желательно с ножками, а то SMD для экспериментов не айс.