Voltmeter do 80kV

Jednoduchá konštrukcia ručičkového meracieho prístroja na meranie jednosmerného vysokého napätia až do 80kV.

      Niekedy je potrebne určiť napätie presne a nielen podľa vzdialenosti na akú preskočí výboj, pretože je to dosť nepresne. Vzdialenosť preskoku sa mení vplyvom vlhkosti, tvaru elektród, rozloženia elektrického poľa... hlavne v domácich podmienkach bude ten tvar elektród silno kritický (nehomogenita elektrického poľa).

      Avšak ak chcete merať veľmi vysoké napätia alebo nemáte kV-meter, či akýkoľvek iný dôvod nato. Potom si dobre pozrite v tomto druhom článku, ako nato - Tabuľka a grafy preskokových napätí guľových iskríšť.

      Poďme na konštrukciu kV-metra. Použil som ručičkový merak s citlivosťou 150uA (max výchylka je pri prúde 150uA). Pre rozsah 80kV vyšiel predradný rezistor 533,3M. Mal som niekoľko VN rezistorov 510M tak som zapojil 9ks sériovo paralelne s výsledným odporom 510M. Neviem presne do akého napätia sú tieto rezistory určené, no v tejto kombinácii mi bez problémov fungujú bez prebíjania. Krátkodobo na 80kV je to OK aj keď už celkovo s vnútornou izoláciou je to na hrane. Všetko som to dal do plastovej krabice, merak a rezistory som pozalieval tavnou pištoľou a vyviedol von VN káble. Stupnicu na merak som spravil tak, že pôvodný merak som sfotil a stupnicu upravil cez PhotoFiltre. Potom som len vytlačil a nalepil na pôvodnú stupnicu.

Návod na návrh a výpočet meraku v druhom článku: Voltmeter na 3-10-30kV

      Pre vytlačenie stupnice pre merak 8x8cm dajte obrázok do Wordu a nastavte rozmer šírky na 7,3cm a bude presne pasovať.

31.1.2021
      Po desiatich rokoch používania tohto kV-metra už začali s ním problémy. Izolácia hmoty z tavnej pištole po toľkom čase a pri takom napäťovom namáhaním začala degradovať. Najmä pri spoji od VN kábla na rezistory sa začala predierať vonku koróna a degradácia vplyvom VN a korónového výboja sa stupňovala a stupňovala. Pravdaže meranie bolo nestabilné, straty korónou (ďalšie zaťaženie meraného VN zdroja), dnu v krabici to sršalo a pukalo... skrátka bolo nutné s tým niečo urobiť a celý kV-meter prerobiť alebo opraviť. Vzhľadom nato, že tolerancia odporu týchto rezistorov je neznáma a ani som nemal ako a s čím si overiť odpor rezistorov a výpočtom to aj tak utekalo nadol (osadený 510M, vypočítaný 533,3M). Rozhodol som sa vyrobiť nový VN rezistor a celý kV-meter prerobiť.

      Nový VN rezistor pozostáva z malých 0,6W rezistorov 2M2 v sérií o celkovom počte 247ks. Výsledný nameraný odpor je 532,7M a vypočítaný je 533,3M. Pri plnom meranom napätí 80kV bude na jednom rezistore 330V. Celý dlhý rezistorový had je izolovaný v dvoch vrstvách sťahovacej bužírky a na VN strane je na časti aj tretia červená vrstva bužírky. Celý had je improvizovane namotaný na zvyšných rolkách od cínu polepených dokopy tavnou pištoľou. Zvyšné zmeny a celú konštrukciu pekne vidieť na fotkách dole.

      Na záver prebehol aj rýchly test pri plnom napätí 80kV a musím povedať, že ide to perfektne. Žiadna koróna, nikde nič nesrší, izolácia a vzdialenosti sú OK. Uvidím dokedy to bude takto perfektne fungovať :)

21.4.2024
      Menší update k článku. Po ďalších rokoch znova prerobenie a oprava kV-metra. Degradácia materiálov vplyvom vysokého napätia je sviňa. Problémy som mal už v roku 2021 (až teraz som sa dostal k písaniu), keď som pracoval na prvom RTG projekte, kedy som veľmi často meral napätia na hranici 80kV a niekedy až cez roh stupnice. Vplyvom degradácie materiálov od vysokého napätia začalo prerážať VN kábel hneď na niekoľkých miestach a aj vo vnútri krabice smerom k meraku. Na druhej strane, použitý VN kábel fakt nie je robený na takto vysoké napätia. Tiež by to chcelo ešte väčšie vzdialenosti vzduchom od okolia. Celé je to improvizácia, ktorá sa časom vylepšuje a opravuje. Ale inak meranie napätia funguje spoľahlivo, je to lacné riešenie, pravdaže do doby poškodenia izolácie.

      Nové fotky pre aktualizáciu kV-metra. VN kábel je vedený zhora krabice a na konci je zakončený neodýmovými magnetmi pre prichytenie o krokosvorky, ktorými som spájal VN zdroj a röntgenku. Izolácia je posilnená zmršťovacou bužírkou.