DIY HV probe

Op het werk gewerkt met een 2,5kV megger en dat werkt eigenlijk nog met standaard banaan stekkers en draad met iets dikkere isolatie. En ook de geïsoleerde krokodillen bekken kan je gewoon beetpakken tijden het meggeren. Waarmee ik wil aangeven dat de doorslag spanning en de kruip over de isolatie daar nog heel erg gering is. Met de op de foto gebruikte materialen is het op 2,5kV zeker veilig meten qua isolatie sterkte. Ik denk dat 10kV ook nog wel haalbaar is.

Ik zou er geen trimmer in zetten maar alleen vaste weerstanden zodanig dat je precies een 1:10 of 1:100 verhouding hebt in je deler.
Je hebt waarschijnlijk geen calibratie bron van 2500V om de boel af te regelen .
Verder is een trimmertje niet altijd even stabiel.

Zorg ook dat je de impedantie van je meter (vaak 10M?) meeneemt in de spanningsdeler berekening (maar bij een shunt van 48k zal dat wel gerommel in de marge zijn).
De weerstanden 48M, 48k zijn in ieder geval niet correct om een mooi deeltal te krijgen. Je moet ook even kijken wat de toleraties van je weerstanden zijn om een idee te krijgen van de maximale afwijking.

Ik heb zelf ergens een 28kV meetprobe liggen en daar moest wel degelijk rekening gehouden worden met de meter impedantie. (Is geen zelfbouw)

Met dat stuk PVC buis kun je makkelijk 50kV halen, die ik heb is denk ik ook zo lang. Zal eens het ding opmeten.

-edit- Mijn probe is vanaf de probe rand 12.5 cm lang (zonder punt) en 18 mm dik.

     |||<-------- 12.5 cm --------->
-----+||---------------------------\
                                    +--------
-----+||---------------------------/
     |||

Met 48M, loopt er bij 30KV al meer als een halve milliampere, dat is best veel. Een volledig uitgestuurde kleurenbeeldbuis trekt ook maar 1,5mA.
De Fluke 80K-40 zit 1000M Ohm in.
In de Philips probe die destijds gebruikt werd bij de GM6008, was volgens mij 896 M Ohm

[Bericht gewijzigd door buzzy op vrijdag 15 januari 2021 15:47:49 (30%)

Yo letterHenk,

Kijk eens naar het onderstaande plaatje voor de electrische opbouw.
Daar zijn nog wat variaties op mogelijk, de Zeners staan in serie, anders zijn er nog twee extra diodes nodig.
Het vermogen van de Zeners is 600mW, de groter vermogen zeners hebben meestal meer capaciteiten en meer lekstroom.

Ik heb het regelberuik van de instelpotmeter verkleint, R4 en R5 kunnen ook één weerstand worden, maar 47K daar is weer te veel.
Dit komt zo mooi uit om de probe netjes te kunnen afregelen.

Als extra de schakelaar SW-1 daarmee kan je de fout van 0,5% wegschakelen, dit voor als je dit belangrik vind.

Groet,
Bram

Foutjes uit de tekst gehaald.

[Bericht gewijzigd door blackdog op vrijdag 15 januari 2021 16:27:32 (15%)

In mijn 28kV probe zit 135M als primaire weerstand.

Hallo Blackdog,

Diode D2 staat in doorlaat richting, zo sluit je de spanning kort als het een gelijkspanning zou zijn.

Hi Martin V,

Helemaal correct!

Refressssssss de pagina en het foutje is weg!

Dank voor de melding.

Groet,
Bram

Zo mag ook..

Allen bedankt voor het meedenken.

@benleentje
Dit hoopte ik een beetje te horen. Voorlopig is (ruim) onder de 10kV meer dan genoeg voor wat ik er verwacht mee te gaan doen.

@henri62
De trimmer heb ik bedacht omdat het met de 48MΩ niet zo mooi uitkomt met vaste weerstanden.
Het is op deze manier (48M/48k) overigens al een 1:1000 verhouding.
Het hoeft(kan) ook geen precisie metingen op te leveren. Met een 5% ballpark kan je al aardig bepalen of iets aan de servicemanual/verwachtingen voldoet.
Wat betreft de impedantie van de DMM. In het tweede plaatje "Parallel aan de DMM:" heb ik rekening gehouden met de 10MΩ van de DMM. Zoals je zelf al aangeeft "gerommel in de marge", zelfs als ik uitga van de helft (ik weet dat niet alle bereiken van alle meters 10M zijn) blijft dat zo.

@buzzy
Ik weet dat in 'echte' HV probes minimaal 100M weerstanden zitten.
De 48M die ik heb zijn dan ook meteen de belangrijkste limiet van mijn bouwsel. Maw ik kan (en wil for that matter) niet veel hoger dan 5kV, wat voor mij voorlopig meer dan zat is.
Ik ben allang blij dat ik toevallig deze 3 HV weerstanden had liggen

@blackdog
Leuk dat je meeleest/denkt Doe ik bij jouw leerzame topics ook met volle belangstelling.
Bedankt voor je alternatieve voorstel. Regelbereik verkleinen begrijp ik. Goed punt, ik was zelf al van een 100k trimmer naar de 50k en 10k combinatie gegaan om wat meer resolutie in het regelbereik te krijgen. Met jouw voorstel wordt dat nog beter.
Wat betreft de zeners wat beveiligen die nu precies? Die blijven toch niet heel bij falen eerder in de keten?
En welke fout van 0.5% schakelt sw-1 weg? Ik zie dat je schakelt tegen de ingangsimpedantie van de aangesloten DMM in beide gevallen is de 48k toch "gerommel in de marge" zoals boven aangehaald, wat zie ik over het hoofd?

Nog een plaatje van de voortgang

Het hoeft(kan) ook geen precisie metingen op te leveren.

En voor die paar metingen hoeft de verhouding ook niet eens 1000 te zijn, zolang je maar weet wat het dan wel is. Een calculator slingert altijd wel ergens rond (en zit in je telefoon).
De probe-verhouding is eenvoudig redelijk nauwkeurig te checken door bijvoorbeeld de netspanning te meten, zowel met als zonder probe. Of een, zeg, 300 V ofzo ergens in de scope.

Wat betreft de zeners wat beveiligen die nu precies? Die blijven toch niet heel bij falen eerder in de keten?

De zeners beschermen de probe en de meter voor als de gemeten spanning veel hoger wordt.
Boven de spanning van de zeners gaan die geleiden en beveiligen de meter en de probe.
De bedoeling is dat de zeners wel heel blijven, je moet er ook niet teveel spanning op zetten anders overleven ze het niet.
Maar met die hoog ohmige voorschakel weerstanden kan het heel wat hebben voordat de zeners defect gaan.
Alleen vraag ik me nu af wat de lekstroom van die zeners is, want dat heeft invloed op de meting.

Op 16 januari 2021 23:15:12 schreef Frederick E. Terman:
[...]En voor die paar metingen hoeft de verhouding ook niet eens 1000 te zijn, zolang je maar weet wat het dan wel is. Een calculator slingert altijd wel ergens rond (en zit in je telefoon).
De probe-verhouding is eenvoudig redelijk nauwkeurig te checken door bijvoorbeeld de netspanning te meten, zowel met als zonder probe. Of een, zeg, 300 V ofzo ergens in de scope.

Dat is waar natuurlijk, maar 1:100(0) rekent wel lekker makkelijk.

[Bericht gewijzigd door LetterHenk op zaterdag 16 januari 2021 23:35:47 (79%)

Hi LetterHenk,

Martin V heeft de zeners al uitgelegt, dat doe ik nu niet nog een keer, behalve dat het voor je meter bescherming is.

De schakelaar en extra weerstand zorgt er voor dat je kan kiezen of je meetinstrument een zeer hoge ingangs weerstaden heeft of 10Meg is.
Jij mag voor jouw gebruik bepalen of dat marge geneuzel is of dat je dit belangrijk vind!

Wat belangrijk is denk ik, is dat je bewust bent van dit soort fouten.

Een andere veel grotere meetfout die "kan" optreden is wat verschillende mensen aangegeven hebben, veel HF voedingen voor b.v. scoops, kunnen maar weinig stroom leveren,
dan is de 48Meg waarschijnlijk veel belangrijker wat je error budget betreft, dan de schakelaar die je help met je meetinstrument ingangs impedantie.

Zo'n simpele schakeling en dan nog zoveel zoveel "errors" die er kunnen optreden, het is prachtig vak Electronica, er valt zo veel te leren zelfs van een simpele spannings deler.

Groet,
Bram

Duidelijk verhaal, bedankt.
Het wordt iig goed opletten wat de impedantie is van het te testen circuit. Meer dan wanneer je een commerciele probe van 100+ Meg gebruikt.

Nou maar hopen dat tijdens het meten je ground aansluiting niet los raakt.

Ik weet dat in 'echte' HV probes minimaal 100M weerstanden zitten.
De 48M die ik heb zijn dan ook meteen de belangrijkste limiet van mijn bouwsel. Maw ik kan (en wil for that matter) niet veel hoger dan 5kV, wat voor mij voorlopig meer dan zat is.
Ik ben allang blij dat ik toevallig deze 3 HV weerstanden had liggen

5kV weerstanden van 1 GOhm zijn tegenwoordig erg goedkoop, ik heb er dit mee gebouwd. Als ik het goed onthouden heb waren ze iets van 6 euro per stuk.

Je wilt zo veel mogelijk weerstand om dat veel hoogspannings schakelingen niet blij zijn met enige vorm van belasting. (zoals de HV in scopes) Mijn eerste HV probe was 300 MOhm en dat ging niet lekker. (was in een oude Tek buizenscoop bezig)

De extra belasting kun je wel wegrekenen maar vaak wordt de spanning daardoor ook lager. Ik heb een video gemaakt over dat probleem. Maar nogmaals, dat speelt alleen bij hoog impedante meetpunten die niet belast mogen worden.

Als je daar rekening mee houdt is hij voor veel metingen natuurlijk prima bruikbaar.

Meestal gebruik je de 10 MOhm van je DMM als onderdeel van de deler. Ik kan mijn commerciele HV probe bv alleen gebruiken met meters die 10 M zijn. (sommige Flukes zijn 9M en sommige meters zijn meer dan 1 GOhm. In de AC stand komen nog meer impedanties voor

[Bericht gewijzigd door fred101 op zondag 17 januari 2021 13:31:59 (11%)

hoe hoog de probeweestand moet zijn hangt ook samen met de hoogste spanning die je nog wil meten. Henk wil "maar" tot 2,5kV. dan is 250Mohm voldoende. Uiteraard mag het hoger, maar de resolutie bij 1000V wordt dan lager. (en dat zijn zo ongeveer de spanningen die Henk wil meten).

de zeners zitten er volgens mij een beetje werkloos bij. je moet al hele straffe stoten uithalen om een meter defect te krijgen als die al is aangesloten via een reuzeverzwakker .

kris van damme,

Over de zeners denk ik toch anders...
Klopt, die doen in LetterHenk zijn toepassing niets en dan bedoel ik bij de spanningen die hij wil meten! maar is een extra laagje beveiliging als er toch wat mis gaat.

Ik denk altijd aan zaken die mogelijk mis kunnen gaan als b.v. de drie serie weerstaden werken zoals nodig dan bij het spannings niveau van LetterHenk.
Het gaat er om als die weerstanden niet zo werken als de bedoeling, misschien heeft LetterHenk een mooie Fluke DVM welke goed beveiligt is,
maar hij kan ook eens een Gamma metertje pakken, die 10-Cent aan diodes kunnen je de kop niet kosten.

Denk ook eens aan de capaciteiten en lekstromen van de kous die om de weerstanden heen zitten,
denk aan de lucht vochtigheid, deze is nu heel laag maar dat is niet altijd zo.
Die extra capaciteitten kunnen als er AC word gemeten een heel andere verhouding in de verzwakking gaan opleveren...

De echte probes zijn niet voor niets vrij prijzig en dan moet je ze ook nog schoon houden anders zit als nog je haar in de waar...

Groet,
Bram

denk aan de lucht vochtigheid, deze is nu heel laag maar dat is niet altijd zo.

Bij 2,5kV speelt dat allemaal niet. IK heb buiten in de natte kou met 2,5kV gemegeerd en dat was allemaal geen probleem. Met motregen ook geen probleem. Als de kabels echt nat zijn met druppels vocht eraan dan lukt het meggeren pas niet meer. En dat was gewoon met krokodillen bekken dus nog niet eens een probe. Het vocht probleem zat hem overigens helemaal niet in de banaanstekker snoeren maar in het meet instrument zelf. De banaan bussen zaten vrij dicht bij elkaar en wat vocht op de behuizing gaf daar al problemen. En geheel zonder snoeren gaf de megger al veel te lage waarden aan. Terwijl de meter toch volgens de beschrijving spat water dicht is. Maar binnen in een droge ruimte even een uur laten drogen en alles werkte weer gewoon.

Maar ondanks dat heb je wel gewoon gelijk als je toch iets maakt en het toevoegen een paar componenten maakt het dan ook gewoon wat veiliger. Maar als de weerstanden al doorslaan door vocht dan zal de stroom door de zener ook wel veel te groot worden en defect gaan. Geen probleem zolang de zeners maar in sluiting gaan. Misschiem is een TVS daar dan toch beter die kunnen meer piekstroom aan en gaan bij defect in sluiting.

[Bericht gewijzigd door benleentje op zondag 17 januari 2021 15:27:51 (16%)

Op 16 januari 2021 22:51:16 schreef LetterHenk:
Allen bedankt voor het meedenken.

Nog een plaatje van de voortgang
[bijlage]

Voor de veiligheid:
Isolatie en kruipweg moet xx kV bestand zijn.
Ik zou handvat met kraag toevoegen en meetpunt met alle HV weerstanden tussen kraag en tip plaatsen.

Ongeveer zo:

Hier heb ik 20kV mee gemeten, zonder prik.

Je moet ook niet te moeilijk doen als het om hobbymatig KV meten gaat. Henk is geen niks wetende beginner. Ten minste, als het om laag energie bronnen gaat en gewoon binnen.

En anders maak je een goed geïsoleerd stuk kabel wat je aan de probepunt kunt bevestigen en een krokodil aan de andere kant, dan hoef je niks vast te houden. Het is meestal toch maar 1 meting.
Mijn zelfbouw probe zat in een kastje met 4 banaanbussen. 2 om aan de patiënt te bevestigen en 2 voor de DMM, dan hoefde ik niks aan te raken. Zo doe ik het bij mijn HV probe ook vaak omdat je met zo'n lomp ding vaak lastig bij het te meten punt kunt (in scopen bv)

Ik heb diverse oude analoge meters die 2,5K (of meer) kunnen meten mbv de gewone probes. Is dat veilig, vroeger blijkbaar wel
Maar voor Henk misschien een oplossing, als je er geen hebt, je koopt een oude AVO of Simson voor een paar euro.

Mark, die heb ik ook (of hij lijkt er erg op, de mijne is Philips)

Dit is een oude Philips probe voor hele hoge DC spanningen. Tot 30KV. Hij was bedoeld voor de GM7635. Het handvat is van metaal en met de massa verbonden. Er zit een weerstand in van 875,16 Mega Ohm. Hij verzwakt 100 keer. De Rin van die meter moet dus 8,84M zijn.

[Bericht gewijzigd door fred101 op zondag 17 januari 2021 16:27:45 (14%)

Ik reageerde op de foto van LetterHenk.
LetterHenk red zich wel, maar denk aan beginnende meelezers.

Mijn koopprobe (nieuwere Philips, PM9246, 600MOhm) is voor hobby over de top, maar werkt fijn.

Voor zelfbouw zou ik het zo doen:
- 30cm grijze buiten elektrapijp slagvast
- dop erop
- 4mm banaanplug erin schroeven
- handvat met kraag 3D (laten) printen (ABS?)
- weerstanden en bedrading in pijpje
- samenlijmen

Op 17 januari 2021 15:47:55 schreef markce:
[...]
Ik zou handvat met kraag toevoegen en meetpunt met alle HV weerstanden tussen kraag en tip plaatsen.

Ongeveer zo:

[bijlage]

Hier heb ik 20kV mee gemeten, zonder prik.

Ja de weerstanden horen achter de kraag te zitten. Zoals die foto ziet mijn 28kV probe er ook ongeveer uit. Het einde van de 135M weerstand zit precies onder de kraag.

Bedankt voor alle extra input. Ik neem alles ter harte, zo leer ik weer verder.

Het toeval wilde dat er van de week(nu nog?) een Fluke 80K-6 HV probe aangeboden wordt op MP.
Deze is goed voor 6kV en een slordige 200€ (nieuw), de verkoper op MP vraagt een reeel bod, wat denk ik meer gaat zijn dan ik er aan uit wil geven (gegeven het werk wat ik er voor heb). Ergo, verder met de zelfbouw:)
Interessant detail van de Fluke is dat er een 75MΩ weerstand in zit. Dat is nog niet eens het dubbele van mijn 48MΩ. Ik ga er van uit dat ik met mijn bouwsel zonder problemen (als in plattrekken van de bron) tot 3kV moet kunnen meten.
Maar goed, meten moet altijd met beleid en op basis van gedegen vooronderzoek het liefst met een schema of manual. Een HV probe lijkt mij sowieso geen instrument waarmee je 'zomaar' in een onbekend circuit gaat zitten prikken.

De probe is klaar en afgeregeld.

Op 17 januari 2021 16:54:11 schreef markce:
Voor zelfbouw zou ik het zo doen:
- 30cm grijze buiten elektrapijp slagvast
- dop erop
- 4mm banaanplug erin schroeven
- handvat met kraag 3D (laten) printen (ABS?)
- weerstanden en bedrading in pijpje
- samenlijmen

Dat is precies wat ik ongeveer gedaan heb
Handvat met kraag zijn samengesteld uit een schuifmof een stuk pijp en een PVC schijf (leve de gatenzaag)
De HV weerstanden komen precies onder de kraag uit.
De Zuidkant van de deler met de 10k trimmer zitten in het handvat verwerkt. De precies passende einddop uit de junkbox maakt het af.

Er zit dus een stukje draad tussen de 'HV kant' en het handvat.
Krimpkousje voor over de soldeerlas zit links al klaar.

De multiturn voor het afregelen zit goed bereikbaar in het handvat, na het afregelen wordt het handvat onverlijmd in de mof geschoven, dat zit stevig genoeg.

Op 15 januari 2021 15:32:45 schreef henri62:
Je hebt waarschijnlijk geen calibratie bron van 2500V om de boel af te regelen .

Eh, nee. Die heb ik niet.
Dus wat is haalbaar voor het afregelen?
De "poor man's" version van een 'behoorlijk' hoge gelijkspanning.
Een 47uF 400V elco met 1M bleeder en brugcel geeft op de volle uitslag van de variac een dikke 330V. Daar moet het dan maar mee.

Dat geeft na het afregelen het volgende beeld. De spanning op de brugcel (netspanning via variac) is niet stabiel dus het staat wat rond deze waarden te schommelelen.
Maar de probe volgt steeds netjes.

Bedankt voor alle hulp. Ik ben klaar om het kapotte scoopje te gaan onderzoeken