galvanisch getrennte Messung kleiner Ströme

Hallo,
Wir haben im Elektronikverein gerade einen schicken Kondensator[1] und ein geeignetes Netzteil[2] um ihn sehr weit aufzuladen.
Um das Netzteil beim Aufladen nicht zu ĂŒberlasten möchte ich da eine Strombegrenzung einbauen. Als Lösung schwebt mir da ein motorisierter Stufenschalter vor, der entsprechend der Spannungsdifferenz ein paar WiderstĂ€nde vorschaltet. Die Steuerung soll ein Microcontroler ĂŒbernehmen[3].
Wie kann ich den Ladestrom zuverlĂ€ssig auf +/- 30% genau messen, ohne dass es zu einer galvanischen Verbindung zwischen dem Hochspannungs-Teil und der Steuer-Schaltung? Geht das ĂŒber einen einfachen Optokoppler mit ausreichender Spannungsfestigkeit?
Matthias
[1] Folienkondensator mit 1850”F, 3,5kV und <1”Ohm Innenwiderstand [2] HP Hochspannungsnetzteil mit 0-3kV, 0-6mA [3] Eine Schnellabschaltung mit -entladung wird natĂŒrlich auch vorgesehen, genauso wie eine Anzeige, ob Spannung anliegt (bzw. anliegen kann) oder nicht und die Möglichkeit, die Umgebung zu ĂŒberwachen
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Matthias Kordell schrieb:

Sicher, dass das NT nicht bereits eine drin hat?
Gruß Dieter
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Dieter Wiedmann tut geschreibselt haben:

Ich weis es nicht, der Zeiger stand aber am Endanschlag. Daher befĂŒrchte ich , dass das Netzteil etwas ĂŒberlastet werden kann und das nicht ewig mit macht.
Matthias
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Matthias Kordell schrieb:

Hallo,
könnte man hier nicht einfach einen "dickeren" Vorwiderstand einbauen, der den Ladestrom begrenzt. Ist der Kondensator aufgeladen, liegt an R 0V an, oder habe ich Eure Zielsetzung falsch verstanden. Das Netzteil wird bei diesem Verfahren jedenfalls nicht ĂŒberlastet.
Gruß Norbert
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Norbert Beckmann tut geschreibselt haben:

So haben wir das bisher gemacht, nur halt mit einem Widerstand mit 0,5W und die Spannung langsam hochgeschaltet. Der Widerstand hat sich dabei etwas verfÀrbt...
Das Aufladen bis 3kV wĂŒrde bei einem durchschnittlichen Strom von 5mA aber schon fast 20min dauern, da will ich nicht die ganze Zeit im Gefahrenbereich sitzen mĂŒssen.
Matthias
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Matthias Kordell schrieb:

Hallo,
ich habe meinen Beitrag zurĂŒckgezogen, weil ich gemerkt habe, dass ich die 3kV völlig außer acht gelassen habe. Lag ziemlich daneben, schon klar.
Gruß Norbert

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begin quoting, Matthias Kordell schrieb:

Warum so lahm? 1,9 mF an 3,5 kV sind ungefĂ€hr 12 kJ oder 10 s lang 1,2 kW, also noch "ganz handlich" fĂŒr uns Energiewirtschaftler. Mit "< 1 ”Ohm Innenwiderstand" kann man natĂŒrlich nur dann etwas anfangen, wenn man entsprechend induktivitĂ€tsarme Kreise hat - mal angenommen, es darf 1 % der Kondensatorenergie im Innenwiderstand "hĂ€ngenbleiben", dann hat die Last als bis etwa 0,1 mOhm (I^ = 35 MA), was eine Entladezeitkonstante von R*C = 0,2 ”s ergibt; L/R sollte eine GrĂ¶ĂŸenordnung kleiner sein, das ergibt L < 2 pH - das geht nicht.
Was wollt ihr eigentlich damit?
Was spricht dagegen, den Kondensator unter Zwischenschaltung einer Drossel, die ein LC-Glied mit einer Zeitkonstante von ca. 30 s bildet, aufzuladen? Ich komme da auf ein L von ca. 500 kH - ok, kannste vergessen. Aber das transformiert sich mit dem Quadrat des ÜbersetzungsverhĂ€ltnisses: FĂŒr 10 H mĂŒĂŸte man von 15 V Gleichspannung ausgehen, die mit ca. 300 A eine halbe Minute lang belastet werden:
15 V * 300 A * 30 s = 135 kJ
Man nehme: Einen Hochspannungstransformator mit einem ÜbersetzungsverhĂ€ltnis von 250:1 und entsprechender Belastbarkeit, ein Netzteil mit 15 V= Ausgangsspannung (Schweißtrafo und Hochstromgleichrichter, besser: LKW-Batterie 24 V) und eine Drossel ca. 10 H / 30 VAr. Der Oberspannungsausgang des Trafos wird ĂŒber eine Hochspannungsdiode 2A mit dem Kondensator verbunden, in Reihe mit dem Unterspannungseingang kommt die Drossel, und an die wird die Gleichspannung drangeschaltet. Gemessen wird die Spannung am Unterspannungseingang: Sobald die auf den Spitzenwert fĂŒr den vollen Kondensator angestiegen ist, wird die Gleichspannung wieder abgeschaltet (sinnvoll: Freilaufdiode, obwohl eine Stromschwingung auftritt,die den Drosselstrom wieder zu nahe Null macht), und der Kondensator ist ruck-zuck voll.
Gruß aus Bremen Ralf
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Ralf Kusmierz tut geschreibselt haben:

Ja, klar. So ein Netzteil muss man aber erst mal haben. Meins hat nur 18W.

Ja, gute Frage. Ein paar aus unserem Verein wollen sich vielleicht mal ne Coilgun bauen. Ein anderes Mitglied, er arbeitet bei der Bahn und muss die Drehstromloks immer wieder zusammenflicken, hat daraufhin uns einfach diesen Kondensator hingestellt.
Matthias
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X-No-Archive: Yes
begin quoting, Matthias Kordell schrieb:

Deshalb hatte ich skizziert, wie man so etwas selbst baut - eine Autobatterie bringt die Leistung auf jeden Fall, Schweißtrafos sind auch durchaus bezahlbar.

Also, so ohne eine konkrete Anwendung ...
Um auf die Ausgangsfrage zurĂŒckzukommen: Warum denn "galvanisch getrennt"? Man kann ja wohl davon ausgehen, daß der Kondensator "mit einem Bein" sowieso geerdet ist - in die Verbindung kommt dann einfach ein - evtl. mit einem (fĂŒr die Stoßentladung hinreichend stromfesten) Schalter ĂŒberbrĂŒckbarer - Stromshunt rein, und schon kannst Du den Strom problemlos messen, ohne am "heißen Ende" rumzufummeln.
Gruß aus Bremen Ralf
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Ralf Kusmierz tut geschreibselt haben:

Der uns den Kondensator mitgebracht hat wollte schon mit dem Oberspannungswandler einer 140er und Gleichrichterröhren (aber nur bis 1,2kV) sowas bauen. Der hat zwar nicht ganz die Leistung, aber es reicht.

Der Kondensator ist nicht geerdet, IMHO ist das auch besser so, damit nicht gleich jemand verdampft, weil er *einen* Pol berĂŒhrt hat. Ich bin aber weiterhin der Meinung, dass man da nix zu berĂŒhren hat, solange der Kondensator nicht kurzgeschlossen und geerdet ist
Ohne Widerstand kurzschließen sollte man den Kondensator aber nur, wenn er unter 50V ist - oder man braucht eine Sirene als Vorwarnung. Der Schalter, der das aushĂ€lt wird auch etwas grĂ¶ĂŸter, vielleicht ein SchĂŒtz aus ner Ellok oder sowas.
Matthias
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Matthias Kordell schrieb:

Damit (im Ölbad und mit entsprechender Beschaltung) ließe sich der Kondensator in endlicher Zeit entladen ohne daß es gleich Feuerwerk gibt: http://www.helmut-singer.de/stock/-774984048.html Das Öl: http://www.helmut-singer.de/stock/1081837855.html
Beides ist vom Preis her ertrÀglich.
Zwei davon in Serie und eine beliebige Anzahl dieser Serienschaltungen parallel um die Zeit zu verkĂŒrzen.
Schalten bleibt ein noch zu lösendes Problem.
Michael
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Michael tut geschreibselt haben:

Der Zeiger des eingebauten Amperemeters hing die ganze Zeit am Endanschlag, bei >7mA.

Örks, weis ich nicht auswendig, mit diesen Kondensatoren wird auf jeden Fall der Gleichstromzwischenkreis bei modernen Elloks gestĂŒtzt.

Ja, die Energie ist nicht zu unterschÀtzen. Es hat ganz schön geknallt, als wir ihn ein paar mal kurzgeschlossen haben - bis uns der Draht einfach verdampft ist.

Deswegen will ich die Sache automatisieren, damit man da nur hin mus, wenn keine Spannung an liegt. Wenn man sich dem Ding trotzdem nÀhert, soll der Kondensator schnell entladen werden, bevor jemand verdampft.
Matthias
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Michael tut geschreibselt haben:

Gibt es auch sowas wo man sich nicht anmelden muss?

Klar, aber der Kondensator steht gerade >20km von mir entfernt.

Das soll spÀter automatisch gehen.

Ist mir bekannt.

Klar, das ein oder andere kW werden die LastwiderstĂ€nde schon aufnehmen mĂŒssen. Mal schaun, was das wird, aber erst mal ist der Ladeteil dran.
Matthias
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Leider hĂ€lt Matthias die genaue Modellnummer bisher immer noch geheim. Infrage kĂ€men: -HP6516A, das hat eine nicht einstellbare Strombegrenzung von 8mA -HP6110A, das hat "eine nicht einstellbare Strombegrenzungs- schaltung die das Netzteil vor Überlastbedingungen unabhĂ€ngig von Grad und Dauer schĂŒtzt". Ich denke das werden auch 8mA sein.
mfG Wolfgang Martens
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Wolfgang Martens tut geschreibselt haben:

Ich habe das GerÀt nicht hier und auswendig gelernt hab ich sie auch nicht. Morgen komm ich (hoffentlich() wieder in den Verein, dann will ich sie aufschreiben.

Das HP6110A sieht auf einer eingescanten Prospektseite (http://www.valuetronics.com/vt/assets/PDFS/HP_6102A_HP_6110A_HP_6112A.pdf ) doch sehr nach meinem GerÀt aus.
Die eingebaute Strombegrenzung wĂŒrde jedenfalls einiges an Arbeit ersparen.
Leider hat Agilent kein Manual online, mein GerĂ€tchen dĂŒrfte dazu wohl zu alt sein.
Jetzt muss ich "nur" noch geeignete Anschlusskabel finden, die auch die Spannung vertragen.
Matthias
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Wolfgang Martens tut geschreibselt haben:

Es ist ein HP6110A.
Matthias
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