Arduino.ru

Слышал про крайнюю нестабильность показаний ACS712.
Вплоть до влияния магнитного поля Земли.
Да и сам видел прекрасный дрейф "нуля".
Думаю выше чем 8 бит будут проблемы.

А почему бы не получить чистый синус и поставить обычное реле утечки?
Зачем вам постоянное напряжение передавать?

А автомат УЗО не подходит?

и еще гистерезис :) но у меня слава Богу постоянка, поэтому этого явления не будет.

Пока другого решения не вижу, будем бороться с трудностями. :) Придется экранировать. 

Увы, устройство готово и работает, и менять его устройство жуть как хлопотно.  Поэтому нужна защита. 

ПС. Лихо я посчитал стоимость бита, пардон. :) Но при крутизне характеристики 400мВ/А (ACS723)цифра почти правильная. То есть надо 12 бит.

Ответ неправильный.
Надо УЗО и переменный ток.
Вы хотите постоянные отключения вашей линии?

Если все так плохо, то может стоит использовать шунты и изолированные диф усилители?

Простите. Я 20 лет лет занимаюсь вопросами защитного отключения, но сформулированную Вами задачу не понял. От чего надо защитить. Защитить от касания фаза-ноль невозможно. От остального. Если нет заземления на стороне источника напряжения - бесполезно. Можно свободно хвататься за фазовый провод при таких дальностях (=) емкостях провода. Тогда стявят устройство контроля изоляции, что бы при пробое изоляции на землю отключить цепи. В этом случае срабатавает и УЗО, если его поставить. В любом случае чувствительность УЗО будет выше чем любые изощрения с измерением тока по фазам. Да и скорость срабатывания 20 мс - из за обработки на ардуине не обеспечить. УЗО существуют и на постоянный ток.

   В любом случае стоит табличку повесить "Опасно! Высокое напряжение." там где открытые места. Сам кабель, думаю безопасен. У меня внешние тормозные резисторы частотника роботизированного подъёмника тоже до 800V DC имеют открытые клеммы. Правда в шкафу. Сотворил красивый экранчик из оргстекла на длинных шпильках М8. Приклеил несколько "молний". За 5 лет ни у кого не возникло желания что то там потрогать. Шкаф еа ключ. Ключ на шею. Пэтэушных электриков не подпускаю. 

   Постоянный ток имеет другой порог опасности (от 20 до 25 mA по разным источникам). Думаю, надёжно выцепить 20...25 mA дифференциальными датчиками ... для промышленной установки невозможно. Труднораспознаваемые ложные срабатывания гарантированы. Хотбы токи утечки электрической части на землю. Чуть отсырело. Чуть цапонлак состарился. Не настаиваю. Тоже интересно будет, если кто предложит решение.

Снимаю шляпу. Я вопросом защиты занимаюсь уже несколько часов, поэтому ничего удивительного, что мои формулировки выглядят расплывчато. :) 

Речь идет о постоянном токе исключительно. Центральный провод  - плюс, оплетка - минус, изоляция ПВХ, 400В 1-3А. Защитить надо от поражения током при дотрагивании либо до выходных клемм, либо до провода при нарушении изоляции, либо до клемм на нагрузке. Источник напряжения не заземлен.

Вот как я по состоянию на теперь все это представляю:

Если товарищ взялся за оголенный провод или клемму, то через него потечет ток прямопропорциональный разнице потенциалов  между проводом и землей. Нет разницы потенциалов (ну или у чувачка бесонечное сопротивление) - нет тока, защищать не от чего. Если все-таки есть и достаточная для протекания ощутимого нашими средствами тока, то датчик (шунт + изолированный диф усилитель)  по плюсу зарегистрирует ток I1+I2, а по минусу только I1. Разница токов превратится в разницу напряжений на входе диф усилителя Д, и после усиления отправится в АЦП. Если сигнал превысит программно установленное значение, то обработчик прерываний отключит высокое напряжение.

За 20 мсек я еще смогу и в сериал чего-то нецензурное написать в адрес того, кто лапает провода. Пока в теории :) Если что понимаю неправильно - буду благодарен за подсказку. 

УЗО по постоянке пока не нашел.  Может у меня гугл неправильный...

Стильно модно молодежно :0) Как там 400 вольт + 25 милливольт :)  Вот этот самый "Д" это хто ?

На Вашем рисунке току течь некуда. Петли нет.

По УЗО по постоянному току могу подсказать где есть в наличии, но к сожалению дорого и в Вашей схеме процентов 50 цены потянет. Думаю этот вариант на самый крайний случай. 

Он не туда букву поставил. "Д" - это тот, кто кабель трогает.

Если бы решился - сдвоенный компоратор бы отдельной микросхемой применил. УПТ есть прецезионные. В моём древнем тестере Ц20-01 такая. Марку не помню. Так что усилительную часть и сравнение организовать можно отлично. Всё дело в датчиках тока. Если бы была возможность - из десятка экземпляров можно, наверное подобрать парочку более-менее одинаковых.

Не тутвсе нормально нарисовано. Измеряется ток "исходящий" и "входящий", то есть по их разности можно отловить утечку I2. Все красиво. только в случае с переменным напряжением, разностью потенциалов можно принебречь/отфильтровать . А вот в этом решении между ногами компаратора "Д" имеется потенциал 400 вольт, при этом нужно отлавливать 25 милливольт. Вот я и спросил, что это за волшебное устройство ?

так и не понял от чего надо защищатся, если преобразователь DC-DC вроде как токов утечки на землю быть не должно, если один из выводов специально не заземлили

Защищаться надо от людей которые не знают электотехники. В данной схеме при нормальном кабеле и отсутствии утечек в оборудовании можно без вреда для здоровья браться за любой из проводов или сажать его на землю, при этом так называемые входящий и исходящий токи не изменяться и нет смысла их измерять. Лучше поставить два высокоомных вольтметра с каждого провода на землю. Тогда при появлении утечки на одном из проводов, вольтметр на другом покажет напряжение. Что будет сигналом что появилась утечка или какой-то "Д" пытается срезать провод. Но если этот "Д" будет в резиновых калошах, то провод он все-таки сопрет, нужно еще следить за током нагрузки.

А намотать катушку в два провода "исходящий" и "входящий" противонаправлено, чтоб магнитные поля вычитались не вариант? В катушку хола аналогового сунуть. За быстродействием гнатся нет смысла, исполнительный механизм какой, релейный небось, ну какие ему микросекунды, он всеравно отключит не быстро.

5N62V, не будет в Вашем случае никакой разности ни в токах, ни в напряжениях. Неоткуда ей взяться, закон сохранения заряда еще никто не отменял.

Другими словами, Вы на неверном пути.

Перечитайте, что пишет nik182 в сообщениях №7 и №12, и постарайтесь это осмыслить.

Я осмыслил, все верно. Предлагаю считать что минус выхода источника заземлен. 

Тогда хуже. Придется все-таки УЗО ставить и кидать третий провод-защитное заземление. Поскольку отловить утечку в десяток миллиампер на фоне  3 ампер незрузки возможно только имея идеальный источник питания и идеальную нагрузку.

Зато кабель гораздо безопаснее. Это же сколько надо грызть ... пока до кайфа доберёшься. Источник в любом случае закрыть от несанкционированного доступа (не будешь же ты полностью полагаьтся на самодельную несертифицированную защиту).

А что за потребитель?

Если честно, я сомневаюсь , что с помощью предложенного Вами варианта получится отловить разницу токов в 20мА даже при идеально симметричной катушке. А Вы что-то подобное делали?

Так то , что я пытаюсь сделать, и есть УЗО. Было бы любопытно глянуть на другие УЗО и на реализованные в них принципы. Пока натыкался только УЗО для переменки.

Тогда логично не определять разницу между двумя довольно большими токами через + и - нагрузки, а измерять ток через заземляющий провод. 

Ну а способ защиты - разрывать заземляющий провод.

Но тогда возникает вопрос, а нужно ли оно - такое заземление?

Но это - точка зрения физика. А точку зрения инженера Вам изложил nik182.

Хуже, значит гораздо сложнее. Была-бы переменка, схема достаточно простая - трансформатор со встречными обмотками, измерительная схема и исполнительный механизм. Для Постоянного тока все гораздо сложнее из-за отсутствия достаточно простых и дешевых измерительных датчиков . Кстати насчет УЗО для постоянки. В принципе они такие-же как и для переменки. Только там используются измерительные трансформаторы постоянного тока. Штука доргая и громоздкая, но в отличии от датчиков холла обладают хорошей линейностью в широком диапазоне токов. Хотя в данном случае, наверное это не важно т.к. результирующий магнитный поток при штатном режиме взаимоуничтожается и требования к трансформатору не будут слишком высокими. Он должен фиксировать только ток утечки. Наверное это выход.

А при работе с незаземленным минусом достаточно контроллировать напряжение на обоих проводах относительно земли, что гораздо проще.

Не делал, но именно так в электромеханических УЗО. Ловить разницу токов - всегда проблемно. Но проще это делать в узком диапазоне, а не в широком. В той катушке токи вычитаются физически, может и не совсем точно, но разность будет небольшой, её  измерить точнеё можна. Ну и без калибровки не обойдется конечно.

Я пытался сделать на аналоговом холле, для зарядного устройства еще прокатило, а вот токи порядка миллиампер уже проблематично. Может у братьев китайцев есть дифференциальные  датчики холла с двумя измерительными входами?

имейте совесть! Амперные токи и с точностю выше миллиампера, это уже класс точность прибора выше 0,1 - прецизионные, удел проффи. А Вы с китайцев требуете, да центов за 20 шоб! )))

Предлагаю так больше не считать. Берем со стороны источника питания заземляем не минус, и не плюс, а среднюю точку, двумя резисторами по 100 ком примерно. Один из резисторов делаем с возможностью подстройки, т.е. ставим переменный резистор. Делаем еще одну среднюю точку, двумя резисторами с большим сопротивлением, и меряем напряжение на этой средней точке относительно любого, а можно и каждого провода. Там должно быть примерно вольт 200. По необходимости подстраиваем. Когда человек коснулся одного из проводов, он заземлил его намного сильнее, чем 100 комный резистор, и разность потенциалов сильно изменилась. Но если человек на изолированнйо платформе взялся за два провода, то тут уже не защитить никак...

PS. А можно и с исходной средней точки мерять до каждого из проводов. Проще будет. Ушла земля в сторону, значит кто-то коснулся. Чем выше сопротивление резисторов, тем более чувствительным будет датчик. Будет инерция, из за емкости проводов. 

А вот так выйдет еще немного проще. Человек будет подключен в данном случае параллельно резистору два, если возьмется за другой провод, то параллельно резистору один. Плюс данной схемы заключается в том, что вольтметр подключен по схеме моста, и мы можем контролировать даже самые маленькие изменения. Сам вольтметр при этом работает с малыми напряжениями. Подстройка нужна для выставления нуля, либо нужного потенциала. Как вариант, если мерять при помощи ардуино и т.п., то можно не реагировать на медленные изменения сопротивления изоляции, а реагировать на быстрые изменения. А если проложить параллельно еще одну линию, то возможно мы сможем определить и место, где произошло касание. Можно и с данной схемой, немного измененной, но придется отключать нагрузку, и чуть не так проводить измерения. 
http://izmer-ls.ru/izol.html
http://izmer-ls.ru/varmur.html
Вот к примеру о мостовом методе проведения измерения. 
 

В данном случае применение моста вряд-ли оправданно. Единственное преимущество-возможность скомпенсировать разницу сопротивления изоляции, и то -при условии, что оно по величине сравнимо с резисторами делителя. При указанных номиналах резисторов опасность поражения резко повышается т.к. по отношению к земле верхний провод будет иметь +200 В, а нижний -200 В. В этом случае ток ограниченный резистором 100 кОм - около 1 мА. И при постоянном напряжении уже достаточно ощутим. Кроме того наличие напряжения относительно земли негативно скажется на состоянии изоляции. Малейшее её нарушение и начинаются электрохимические процессы, которые быстро сделают свое дело. Сопротивление измерительной цепи должно составлять единицы, а лучше десятки мегаом, только в этом случае можно добиться объективного контроля системы.

хотел об этом же написать, но из моей практики предлагал бы от 3,6 до 5,1 мегаома (как минимум)

По моему мост на мегаомных резисторах
при длине несимметричной линии 100 метров
будет неработоспособным хотя-бы из-за внешних электромагнитных помех.
Можно даже не говорить о гальванике.

КОнкретно мое решение будет работать, и будет безопасным, по одной простой причине. До подключения моста напряжение на линии относительно земли было неизвестным. Все зависело от множества факторов, от тока утечки не землю по каждой из жил. После включения моста будет гарантированно 200 вольт на любой жиле относительно земли. Если устройство способно будет быстро снять питание, то все будет безопасно.
По части гальваники, совершенно верно, штука вредная, но если повреждена изоляция. Проблемы с постоянным током будут в любом случае при повреждении, но мост такой будет отключать подачу напряжения при повреждении изоляции. Сопротивления резистором можно и увеличить, это совершенно не критично. Можно сделать раза в 2 меньше сопротивления изоляции, и подстроить нуль самостоятельно. Главное чтобы еще и измеритель напряжения был достаточно высокоомным. И плюс высокого сопротивления моста будет в большей чувствительности. 
Можно еще один вариант подумать. Но будет вопрос к ТС, можно ли в схему ввести переменную составляющую небольшую?
В любом случае предлагалось заземлить минус, да еще и целиком, без резистора. Это еще рискованнее, кто знает, кто там за +400 везмется на линии. 

Основная проблема измерения и усиления малых напряжений - это напряжение смещения нуля.
А вы как раз желаете измерять именно мизерные напряжения на фоне больших.
Это называется широкий динамический диапазон.
В переменном токе смещения нуля нет.
Кстати почему-то прецизионные усилители
делали с помощью МДМ.
При этом коэффициент усиления определялся количеством витков трансформатора.
Куда уж стабильнее......
Кстати из метрологии.
Если у вас прибор класса 1 то на 100 Вольт погрешность будет 1 Вольт.
На 5 Вольтах это уже 20 процентов.
Я уж и не говорю что будет при измерении 2-ух Вольт.....

trembo дело говорит. Не получится ниче померить на высоких сопротивлениях.  с "антены" в 100 метров стоко всего прилезет во всем спектре, что забет малый сигнал. Я вот чего думаю, изначально изолированая линия - хороше. Ей можна соединить с землей через источник переменного напряжения, пусть в 1КГц. И контролировать переменный ток через этот источник. При касании этот ток возрастет.

переменную составляющую НЧ читый синус - по идее можно ввести. Правда понадобится фильтрация, что здорово все усложнит. Там и так поток 10МБит шурует.

Все спутниковые головки питаются по коаксиалу.
А там ПЧ больше ГигаГерца.
Завязка-развязка питания через дроссели.
Ну и эзернет по 220 тоже работает.

С чего вы берете, что там будет малый сигнал? Если линия изолирована от земли и  Вы возьметесь за один из проводов (примем что у Вас сопротивление порядка 100 кОм) , высокоомный вольтметр постоянного тока на противоположном проводе покажет полные 400 вольт. При этом ток через тело будет определяться входным сопротивлением вольтметра и Вы его никак не ощутите. При входном сопротивлении 200 кОм, некоторые особо чувствительные люди уже впадают в панику. А высокочастотные наводки и наводки промышленной частоты отфильтруются элементарно.

400 вольт, 3 ампера, поток в 10 мегабит... интересная штука, это не по витой паре случайно ли фантомное питание запустили, или это SDSL модем? Правда там 3 ампера, это много... Еще для такой задачи я бы взял кабель П-296. Проверено, и 100 мегабит потянет на 100 метров, и 5 ампер однозначно, а вот 10 не помню, уже много вроде. 
Но вот по части SDSL модемов, орион 3 питает удаленное устройство подавая в линию напряжение 200 вольт вроде, постоянным током. И там есть защита от касания провода, и замыкания на землю. Но в данный момент не знаю, как реализовано. 
По части помех, она будет наводится синфазно, потому можно вполне снимать малый показания на фоне малых при мостовом методе измерения напряжения. Мы как бы сравниваем одно напряжение с другим, а не меряем каждое относительно нуля. 

Насчет синфазности наводок -не уверен, кабель-то внутренняя жила и оплетка. Про Орион-3  - спасибо, мож нагуглю.

кстати, будь у нас 100к сопротивление, то во многих случаях не пришлось бы защищаться. График по ссылке говорит про менее 1К при таком напряжении.

http://electrik.info/main/fakty/1223-soprotivlenie-tela-cheloveka-ot-che...

Предлагаю посмотреть как это делают бюджетно: http://zametkielectrika.ru/sxemy-kontrolya-izolyacii-seti-postoyannogo-toka-220-v/

Просто, понятно и с картинками. +100.

nik182 я кстати нашел промышленные УЗО на постоянку. Называются они, если не ошибаюсь, RCCB (Residual Current Circuits Braker) , класс B  - как раз на постоянку, в моем случае нужен двух полюсный. Как правило минимальный порог 30мА, а стоят - ой как дорого! :)

Проанализируйте картинку

Резисторы 1-10 К это наши предполагаемые пострадавшие или просто утечка. Входное сопротивление вольтметров на порядок больше этих резисторов. Что они покажут при замыкании ключей? Ну а насчет 1 килоома - это перебор. Нужно находиться как минимум в соленой воде.

Ну я ж писал что совсем не гуманно. Для себя я б не взял. Двойная изоляция в железном рукаве дешевле обойдётся.

ПС. Про 1к и у буржуев видел подобный график. Но там была ссылка, что это если взяться двумя руками за разные полюса.