Hallo zusammen, ich bin für ein Projekt auf der Suche niederfrequente E-Felder im Bereich von 10-100 Hz zu messen und wäre über Ratschläge sehr dankbar. Generell geht es darum, die Felder von Hochspannungsleitungen zu messen und einen Warnton zu erzeugen wenn eine kritische Feldstärke überschritten wird. Ich möchte das Signal über einen passenden Sensor aufnehmen, mittels low-noise OPV´s verstärken, über einen ADC digitalisieren und mittels Microcontroller und FFT die 50Hz bzw 16,7 Hz Anteile bewerten. Leider bietet der Markt keine bzw nur sündhaft teure Messsonden für E-Felder. Hat jemand eine Idee ? Gruß
Nimm einfach eine Große Metallfläche, je größer um so empfindlicherm, zum Beispiel 1m² Alufolie, Bratfolie, gegen Erde. Oder zwei Flächen, also praktisch ein Dipol.
von Sebastian M. schrieb: >wenn eine kritische Feldstärke >überschritten wird. Was ist denn deiner Meinung nach eine kritische Feldstärke? Also wieviel V/m ?
You got mail... hab da ggf. etwas... Günter Lenz schrieb: > Nimm einfach eine Große Metallfläche, je größer um > so empfindlicherm, zum Beispiel 1m² Alufolie, Bratfolie, > gegen Erde. etwas Theorie dazu: http://www.pa3fwm.nl/technotes/tn07.html 73
Ich gehe jetzt einfach mal von folgenden Abständen aus: https://www.bgbau-medien.de/app/daten/bausteine/c_412/c_412.htm Demnach wäre bei einer Überleitung, die Höchstspannung führt, ein Abstand von min. 5m angemessen. Die genauen Feldstärken müsste ich noch mit einer geeigneten Software simulieren aber grundsätzlich gilt ja, das das Feld quadratisch zum Abstand abnimmt. Wenn man folgender Quelle trauen kann : https://www.achtung-380kv.de/hochspannung-und-gesundheit/ fallen im Abstand von 5m, zwischen 3,7 bis 4,5 kV/m ab.
von Sebastian M. schrieb:
>Hat jemand eine Idee ?
Es geht auch ohne Messen, wenn die Spannung bekannt ist,
einfach ausrechnen. Spannung durch Entfernung der beiden
Pole. Aber bei Hochspannungsleitungen gibt es ja mehrere
Leiter gegen Erde, da heben sich die Felder gegen Erde
auf, wenn die Entfernungen gleich groß sind. Nur wenn
die Entfernungen zum Meßpunkt unterschiedlich sind,
gibt es ein Elektrisches Feld.
Sebastian M. schrieb: > Generell geht es darum, die Felder von Hochspannungsleitungen zu messen > und einen Warnton zu erzeugen wenn eine kritische Feldstärke > überschritten wird. Möchtest du damit ahnungslose Omas über die "E-Smog Schiene" den Tisch ziehen?
Hans W. schrieb: > etwas Theorie dazu: http://www.pa3fwm.nl/technotes/tn07.html Wenn der Feldverlauf an einem Mast so wäre, wie in dem genannten Artikel beschrieben, dann könnte man einen Mast nicht als Sende- antenne nutzen. Wie der Feldverlauf an einem Sendemast tatsächlich aussieht, kann man in jedem guten Lehrbuch der HF-Technik nachlesen. Wegen der Reziprozität gilt das genauso für Empfangsantennen.
al Adin schrieb: > Wenn der Feldverlauf an einem Mast so wäre, wie in dem genannten > Artikel beschrieben, dann könnte man einen Mast nicht als Sende- > antenne nutzen. Genau hinschauen! Der Mast ist geerdet und auf der Spitze sitzt eine Mini-Whip. So wie gezeigt, kann man den Mast natürlich nicht als Antenne nehmen...
Bernd schrieb: > Der Mast ist geerdet und auf der Spitze sitzt eine Mini-Whip. > So wie gezeigt, kann man den Mast natürlich nicht als Antenne nehmen Genau hinschauen! Ich sprach nicht von DEM Mast, sondern von Masten allgemein. Jeder Mast, mit oder ohne Mini-Whip, geerdet oder erdfrei, lässt sich als Sendeantenne anregen. Und die Potentialverteilung beim Senden wie beim Empfangen ist niemals gleichförmig von unten nach oben wie von PA3FWM behauptet. Dafür braucht er seinen Rechner nicht neu zu quälen, das ist seit über 100 Jahren bekannt. Wenn du kein Lehrbuch der Hochfrequenztechnik zur Hand hast, schau auf die Webseiten http://www.schwarzbeck.de/appnotes/AF_of_monopole_on_tripod.pdf http://schwarzbeck.de/appnotes/Cal_vertical_monopole_antenna.pdf Da sieht das ganz anders aus als bei PA3FWM.
Sebastian M. schrieb: > Leider bietet der Markt keine bzw nur sündhaft teure Messsonden für > E-Felder. Hat jemand eine Idee ? Feldmühle selber bauen. Dafür finden sich genug Anleitungen im Internet. Um ein statisches Feld von deinem 10-100Hz-Feld zu trennen, muss Drehzahl und Phase mit deinem zu messendes Feld synchronisiert werden, so dass du eine Kreuzkorrelationsmessung machen kannst. Wie kommst du auf den Frequenzbereich. Üblicherweise ist die Frequenz auf Hochspannungsleitungen ziemlich genau (4e-3) bekannt.
Al Adin schrieb: > Ich sprach nicht von DEM Mast, sondern von Masten allgemein. > Jeder Mast, mit oder ohne Mini-Whip, geerdet oder erdfrei, > lässt sich als Sendeantenne anregen. Richtig! Zwei kleine Fragen noch: 1. Wie groß muß der Mast sein, damit er als Feldsonde für 10 bis 100 Hz tauglich ist? 2. Wie sieht in deinem Lehrbuch die Potentialverteilung für den stationären Fall (DC) aus?
https://www.physik.uni-osnabrueck.de/fileadmin/documents/Probestudium/Versuchsbeschreibungen/V13-Potentialverteilungen_und_elektrolytischer_Trog.pdf Bernd schrieb: > Wie groß muß der Mast sein, damit er als Feldsonde für 10 bis 100 Hz > tauglich ist? Kommt auf die Feldstärke an, und die Empfindlichkeit deines Meßgeräts. Bernd schrieb: > 2. Wie sieht in deinem Lehrbuch die Potentialverteilung für den > stationären Fall (DC) aus? Nicht anders als bei 50Hz oder 1kHz. Die Wellenlängen bei diesen Frequenzen sind so riesig, dass du auch dafür von DC-Verhältnissen ausgehen kannst. Am einfachsten baust du dir ein verkleinertes Querschnittsmodell der Leiter- und Sensor-Anordnung und misst die Äquipotentiallinien direkt aus. https://www.physik.uni-osnabrueck.de/fileadmin/documents/Probestudium/Versuchsbeschreibungen/V13-Potentialverteilungen_und_elektrolytischer_Trog.pdf
P.S.: Hp M. schrieb: > Kommt auf die Feldstärke an, und die Empfindlichkeit deines Meßgeräts. Viel hilft viel! https://www.everyday-feng-shui.de/wie-leuchtstoffroehren-unter-hochspannungsleitungen-zu-leuchten-beginnen/
Sebastian M. schrieb: > fallen im Abstand von 5m, zwischen 3,7 bis 4,5 kV/m ab. Macht bei 2m Körpergröße 9kV von Kopf bis Fuß und man wird gegrillt ;-)
Falk B. schrieb: > Sebastian M. schrieb: > >> fallen im Abstand von 5m, zwischen 3,7 bis 4,5 kV/m ab. > > Macht bei 2m Körpergröße 9kV von Kopf bis Fuß und man wird gegrillt ;-) Man ist schon vorher tot, weil man im Winter davor wegen der trockenen Luft mit 8kV eine gewischt bekommen hat. Ich glaube behaupten zu können, dass das eine Erfahrung ist, die hier jeder schon mal gemacht hat. Spannung allein grillt niemand. Solange das ganze hochohmig mit geinger Kapazität passiert ist das allenfalls unangehm. Ein menschlicher Körper ist relativ leitfähig zur Luft. Damit sind die Rechnungen mit homogenem Dielektrikum hinfällig und die kV-Spannung im/am Körper nicht vorhanden. Man kann aber mit einer sehr langen, leitfähigen Antenne beweisen, dass man sich damit umbringen kann, wenn es unbedingt sein muss. Elektrische Felder zeigen manchmal auf den ersten Blick paradoxe Eigenschaften. Wenn man z.B. in einem HV-Feld eine Isolierfolie ein bringt, um die Durchschlagsfestigkeit zu erhöhen, bewirkt das genau das Gegenteil, weil man mit der umgebenden Luft einen Spannungsteiler gemäß den Epsilon-r baut. Füllt man den Raum komplett mit der Folie aus, erhält man die gewünschte Wirkung.
von Bernd schrieb: >1. Wie groß muß der Mast sein, damit er als Feldsonde für 10 bis 100 Hz >tauglich ist? Du willst doch nur das elektrische Feld detektieren, dafür brauchs du gar keine Höhe, sondern nur eine Fläche. Oder besser gesagt zwei Flächen, die zweite Fläche könnte die Erde sein. Das nennt sich dann kapazitive Antenne oder E-Feld-Sonde. Ein großer Mast nimmt auch das magnetische Feld auf, also elektromagnetische Felder, oder Funkwellen genannt. Für 100Hz-Resonanz müßte der Mast dann 750000km hoch sein. Also ist die Frage "Wie groß muß der Mast sein," vollkommen unsinnig. Es gibt elektrische Felder und magnetische Felder. Manche Leute können das nicht auseinander halten und werfen alles in einen Topf.
Man könnte als E-Feld-Sonde einfach zwei Blechplatten je 1m² parallel im Abstand von 1m positionieren und dann mit einem hochohmigen Voltmeter die Spannung zwischen den Platten messen und schon hat man die Feldstärke ohne noch zu rechnen. Wenn das Meßgerät dann zum Beispiel 10V anzeigt ist die Feldstärke dann 10V/m.
Die Titelfrage bezog sich tatsächlich auf quasistationäre Felder 10-100 Hz. Die als theoretische Erläuterung angeführte Literaturstelle pa3fwm Technote 07 beschreibt aber eine Antenne für elektromagnetische Wellen und dafür stimmt der dargestellte Potentialverlauf nicht. Elektromagnetische Wellen bestehen aus untrennbar miteinander verknüpften elektrischen UND magnetischen Feldern. Manche Leute meinen, man könne diese auseinanderhalten, aber es gibt keine elektrischen oder magnetischen Wellen.
eric schrieb: > Elektromagnetische Wellen bestehen aus untrennbar miteinander > verknüpften elektrischen UND magnetischen Feldern. Diese Binsenweisheit gilt nur im Fernfeld um eine Antenne, dort herrscht ein festes Verhältnis von 377 von E Feldstärke zu H-Feldstärke (V/m) / (A/m) = Ohm. Die genannte E-Feld Messungen finden jedoch im Nahfeld einer Antenne statt und dort sind E und H nicht in Phase und auch nicht im Verhältnis 377 Ohm. Sondern je nach Antennentyp und Abmessungen viel hochohnmiger oder viel niederohmiger und phasenverschoben. Und ja, Nahfeld und Fernfeldübergänge gelten sowohl für eine Sende als auch für eine Empfangsantenne, das verhält sich reziprok.
Und was geschieht mit der magnetischen Energie einer EM-Welle, wenn die "elektrische" Antenne daraus ihren elektrischen Anteil entnommen hat? Läuft die als magnetische Welle allein weiter? Das solltest du mal veröffentlichen. Der Nobelpreis für Physik wäre dir gewiss.
Ich sehe da nur einen Weg: Man besorgt sich leihweise ein zugelassenes und geeichtes Feldstärke-Messgerät und man liest gründlich die Bedienungsanleitung und die gesetzlichen Bestimmungen. DANN macht man mit der selbstgebauten Technik GRÜNDLICHE vergleichende Messungen zwecks Kalibrierung ... und DANN kann man man irgendwann ernsthaft mitreden ...
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von eric schrieb: >wenn die "elektrische" Antenne daraus ihren >elektrischen Anteil entnommen hat? Die "elektrische" Antenne also E-Feldsonde interessiert sich nicht für die Magnetischen Felder egal ob vorhanden oder nicht. Genauso wie eine H-Feldsonde also Magnetische Antenne, sich nicht für die elektrischen Felder interessiert. Zum Beispiel eine 15kV Freileitung wo die Leiterseile 1m Abstand haben und es fließt ein Strom von 50A. Da gibt es dann ein elektrisches Feld 15kV/m zwischen den Drähten und ein Magnetisches Feld mantelförmig um den Draht. Eine E-Feldsonde zeigt dann zwischen den Drähten 15kV/m an und eine H-Feld-Sonde zeigt ein Magnetfeld an. Nun werden sämtliche Verbraucher abgeschaltet. Die E-Feld-Sonde zeigt immer noch 15kV/m an aber die H-Feld-Sonde zeigt nichts mehr an.
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