zabezpieczenie ciągłości obwodu 12000V

Witam - dziś stanąłem przed zadaniem skonstruowania zabezpieczenia obwodu wysokiego napięcia (pastucha elektrycznego) którego zadaniem jest wykrycie przerwy w obwodzie spowodowanej np. przerwaniem przez złodzieja czy dzikie zwierzęta . Zadanie na początku wydawało by się łatwe zastosuję jakiś przekaźnik + transformator lecz problem który mnie przerósł to że napięcie generowane przez pastucha to impulsy pojawiające się raz na sekundę co komplikuję sytuację
proszę po jakieś pomysły

Pomysły są dwa:

- Analiza prądu w uziemieniu pastucha
- Prąd stały przepuszczony przez pętlę ogrodzenia i wykrywanie przerwy w tym przepływie (układem izolowanym od ziemi)

z tego co rozumiem to pierwszy sposób odpada ponieważ w czasie poprawnej pracy pastucha przez uziemienie nie powinien płynąć żaden prąd a jeśli przerwiemy obwód w miejscu izolatora to nie nastąpi przebicie do ziemi i zabezpieczenie nic nie wykryje, Jeśli chodzi o to drugie rozwiązanie mam trochę obaw czy te impulsy pochodzące od pastucha nie uszkodzą układu wykrywającego przerwę w obwodzie lub samego pastucha

duchuduchu wrote:

z tego co rozumiem to pierwszy sposób odpada ponieważ w czasie poprawnej pracy pastucha przez uziemienie nie powinien płynąć żaden prąd

Powinien płynąć, bo sieć przewodów pastucha ma niezerową pojemność względem ziemi. Odcięcie przewodów (zwarcie tak samoż) spowoduje zmianę w kształcie/poziomie impulsów pradowych w uziemieniu.

duchuduchu wrote:

Jeśli chodzi o to drugie rozwiązanie mam trochę obaw czy te impulsy pochodzące od pastucha nie uszkodzą układu wykrywającego przerwę w obwodzie lub samego pastucha

Nie uszkodzą (jeśli obwód będzie dobrze skonstruowany), tylko się rodzi kilka problemów - jak odebrać sygnalizację z tego obwodu (transoptory z izolacją na kilkanaście kV nie są częste)
- jak zasilać ten obwód
- nie zawsze daje się uformować pętlę z przewodów pastucha.

Przyjmując że w przewodzie uziemienia występują impulsy napięcia jakie urządzenie zastosować by potrafiło kontrolować ich wartość i nie uszkodziło się w czasie jakiegoś doziemienia obwodu napięciowego pastucha bo w tedy na przewodzie uziemienia pojawiają się impulsy o znacznym poziomie napięcia (przekonałem się o tym na własnej skórze)
transoptorów nie znam niestety nie jestem elektronikiem lecz po powierzchownym rozeznaniu ich zasady działania nadal nie wiem co za urządzenie ma kontrolować występowanie tych impulsów 'zredukowanych ' przez transoptor.
Na allegro znalazłem transoptory na 10KV i pomyślałem że można by było ograniczyć trochę napięcie na wejściu i to urządzenie zdało by egzamin

duchuduchu wrote:

Przyjmując że w przewodzie uziemienia występują impulsy napięcia

Raczej prądu.

duchuduchu wrote:

jakie urządzenie zastosować by potrafiło kontrolować ich wartość

W przewód włączyć rezystor i napięcie zdjęte z niego podać na wejście wzmacniacza (wzmacniacz operacyjny lub złącze B-E tranzystora).

duchuduchu wrote:

nie uszkodziło się w czasie jakiegoś doziemienia obwodu napięciowego pastucha

Równolegle do tego rezystora trzeba włączyć ogranicznik przepięć (diody, diody Zenera)

duchuduchu wrote:

bo w tedy na przewodzie uziemienia pojawiają się impulsy o znacznym poziomie napięcia (przekonałem się o tym na własnej skórze)

Masz marne uziemienie...

duchuduchu wrote:

transoptorów nie znam niestety nie jestem elektronikiem lecz po powierzchownym rozeznaniu ich zasady działania nadal nie wiem co za urządzenie ma kontrolować występowanie tych impulsów 'zredukowanych ' przez transoptor.

Zmiksowały ci się idee rozwiązań - rozwiazanie z pomiarem prądu w uziemieniu transoptora nie wymaga (tam wysokie napiecia w stanie pracy nie występują). Transoptor sugerowałem zastosować w rozwiązaniu opartym o przepływ prądu (z oddzielnej, izolowanej od siemi baterii) przez pętlę przewodów pastucha.

duchuduchu wrote:

Na allegro znalazłem transoptory na 10KV i pomyślałem że można by było ograniczyć trochę napięcie na wejściu i to urządzenie zdało by egzamin

Transoptor na kilkadziesiąt kV można też zrobić samemu - dioda świecąca, pręt z plexi i fototranzystor. Ważne żeby w okolicy panowały odpowiednie warunki (sucha obudowa) o co w warunkach polowych może być trudno.

nie wiem czy dobrze zrozumiałem czy nadal błądzę
W obwód napięciowy pastucha podaję napięcie z akumulatora 12v na odcinku pomiędzy "+" akumulatora a przewodem pastucha włączam diodę świecącą umieszczoną w plastikowej rurce na przeciw sondy od czujnika zmierzchu w czasie przerwania obwodu dioda gaśnie i czujnik zmierzchu załącza alarm

duchuduchu wrote:

W obwód napięciowy pastucha

W obwód przewodów pastucha, z których musisz utworzyć pętlę.

duchuduchu wrote:

podaję napięcie z akumulatora 12v na odcinku pomiędzy "+" akumulatora a przewodem pastucha włączam diodę świecącą

O rezystorze nie zapomnij.

duchuduchu wrote:

w czasie przerwania obwodu dioda gaśnie i czujnik zmierzchu załącza alarm

Tak właśnie.

Jeśli na przewodzie pastucha jest 12000V, to trudno zrobić zamkniętą pętlę
i przez nią przepuszczać prąd, bo trzeba by go "dostarczać" poprzez coś, co
wytrzyma takie napięcie, albo mieć na tym przewodzie jego źródło; więcej,
nie można użyć opornika szeregowego do ograniczenia prądu, bo impulsy
z "pastucha" szybko go spalą; gdyby dla zabezpieczenia równolegle do tego
opornika dać kondensator (musiałby być low-ESL, inaczej impulsy popłyną
przez opornik), to przy włączaniu spali się LED (ale impuls też go spali).

Jeśli już ma być zamknięta pętla, to widziałbym takie możliwości:
* LED do sygnalizacji + fotoogniwa do zasilania (oba z zabezpieczeniem,
  inaczej się spalą, LED raczej od pierwszego impulsu), zamknięcie pętli
  poprzez połączenie obu końców do "pastucha", jeden przez fotoogniwo,
  drugi poprzez LED-a; problemy do rozwiązania: co zrobić, aby uzyskać
  z grubsza stały prąd z fotoogniwa, oraz zabezpieczenia.
* sprzężenie indukcyjne z ekranowaniem, sam przewód byłby podłączony
  wprost do "pastucha" obydwoma końcami, ale na każdym końcu byłby
  układ do sprzężenia, jeden nadawczy, drugi odbiorczy - przechodzenie
  sygnału od jednego do drugiego oznaczałoby, że jest ciągłość obwodu.

Inna możliwość, bez zamkniętej pętli z przewodu: cewka w "pastuchu"
z pojemnością przewodu tworzy układ rezonansowy - może dałoby się
zrobić generator, podłączony do "uziemionego" końca cewki wysokiego
napięcia w "pastuchu" (konieczne byłoby jakieś zabezpieczenie i dobre
uziemienie), wykorzystujący jego rezonans - urwanie części przewodu
zmniejszyłoby pojemność, zwiększając częstotliwość rezonansu; może
nawet nie trzeba robić generatora, przecież impulsy wywołują drgania
elektryczne, wystarczy mierzyć ich częstotliwość; pojemność przewodu
"pastucha" to 5-10 pF na metr długości, cewka powinna mieć dużą
indukcyjność, i pewnie sporą własną pojemność.

Dziś przeprowadziłem mały eksperyment według wskazówek kolegi jdubowski a wyglądał on tak do '+' baterii 9V dolutowałem przewód połączony z '+' kawałka listwy led, do minusa z tej listwy też dolutowałem przewód który połączyłem z drutem pastucha następnie "-" z baterii połączyłem z tym samym drutem od pastucha w odległości 20cm od poprzedniego połączenia .bateria i taśma led wisiała w powietrzu na przewodach połączonych z pastuchem i pięknie świeciła - po załączeniu pastucha ledy nadal świeciły co uważam za sukces i rozwiązanie mojego problemu ,pytanie tylko czy ledy sie nie spalą a bateria się nie zagotuje po np :godzinie pracy na potencjale 12kv ? a drugie pytanie co dalej ? jak ten sygnał o "przerwaniu" pastucha przesłać na odległość 2km z pola do domu bez kabli? jakiś układ z tel komórkowym , czy CB radiem ? trudna sprawa

To tym układem sprawdzasz 20cm drutu, a impulsy omijają baterię i LED-y?
Nie chodzi o potencjał, a o to, że prąd w impulsach może być duży, o wiele
większy od tego, co wytrzyma LED (baterii pewnie łatwo się nie popsuje, ale
może się mylę, może zacznie się rozładowywać, bo powstanie przebicie).
Poza tym, jak długo ta bateria będzie działać? Dzień, dwa? Więcej chyba nie,
więc chcesz co drugi dzień zakładać nową baterię? To trochę kosztuje...

A może dostroić odbiornik radiowy, żeby odbierał zakłócenia z "pastucha"?
Jeśli drut zostanie przerwany, to odbiornik nie będzie już dobrze dostrojony.
Tylko kwestia, w jakim zakresie fal szukać twojego "pastucha". Chyba długie.
Jakby się udało, to w prosty sposób masz dwie pieczenie na jednym rożnie:
wykrywanie, że drut został przerwany i przesyłanie sygnału do domu.
Natomiast trzeba będzie nauczyć się rozpoznawać odstrojenie wywołane
przez deszcz i odróżniać je od odstrojenia po przerwaniu drutu.