Ochrana proti přepětí , blesku, PE vodič atd.

Problémy s návrhem, konstrukcí, zapojením, realizací elektronických zařízení

Moderátor: Moderátoři

Odpovědět
Zpráva
Autor
Uživatelský avatar
wivern
Příspěvky: 73
Registrován: 09 srp 2009, 02:00

Ochrana proti přepětí , blesku, PE vodič atd.

#1 Příspěvek od wivern »

Mám spínaný zdroj (jednočinný měnič) primár 230V. Izolační pevnost sekundáru 6kV. Cele dostatečně izolováno, čili teoreticky může připojení zdroje být jen L1 N.
Zároveň je však zem sekundáru natvrdo uzemněna ( 3ks zemnících tyčí zatlučených kdesi do země.)
Přívodní vodič, který vede k našemu zdroji může mít teoreticky až 100m a obsahuje L1, N a PE připojený na zemnící soustavu objektu z kterého je přivedena elektřina.

Otázkou je jak pojmout ochrany proti přepětí, aby zdroj neodešel pokaždé, když jen uslyší o bouřce?

První otázkou je zda zdroj připojit jen dvou vodičově nebo tří vodičově?
Podle mě použití PE nic nepřinese jen se bude muset navíc řešit přepětí mezi PE,L1,N. Na druhou stranu si nejsem jist proto se ptám.

Další otázkou je jak řešit ochranu proti přepěti. V současném v návrhu mám varistor 275V hned za pojistkou mezi L1, N, paralelní s ním cca 100nF X2 C a pak za diodovým můstkem s odolností 1kV ještě 400V ESD ochrannou diodu.

Uživatelský avatar
Hill
Administrátor
Administrátor
Příspěvky: 18898
Registrován: 10 zář 2004, 02:00
Bydliště: Jičín, Český ráj

#2 Příspěvek od Hill »

Jestli jde o trvalé připojení pak bych především řešil přepěťovou ochranu třístupňově pomocí silových svodičů přepětí - už od přípojky do objektu, z něhož přívod k trafu vede.
A dotykovou ochranu pomocí proudového chrániče na sekundáru.
Pak možná bude mít smysl i ten varistor.

Uživatelský avatar
Milan
Příspěvky: 1283
Registrován: 02 dub 2012, 02:00
Bydliště: Vysočina

#3 Příspěvek od Milan »

Problém vidím ve dvou rovinách :
1. Vlastní síť 230V ,tj. ochrana před nebezpečným dotykovým napětím a ochrana přívodního vedení před zkratem a přetížením - zde mohou nastat značné problémy při délce vedení 100m . Doporučil bych popsat tuto část přesněji a položit dotaz na elektrika.cz,kde jsou zkušení kolegové mající praxi v podobných přpadech. Rozhodně bych to nepodceňoval (např.
se zdůvodněním,že tato část zařízení "není moje starost"). Ta elektrická pevnost 6 kV je navržena a měřena dle norem,tj. včetně dodržení povrchových a vzdušných vzdáleností na desce,trafu atd. ?

2.Funkční ochrana před přepětím (a také nadproudem) - tak tady bude celkem jedno,jestli je přívod L,N,PE nebo bez PE,jde to v jednom kabelu
a i když to bude třeba jen indukcí a ne "přímou trefou" ,bude to přepětí mít složku symetrickou a nesymetrickou proti zemi.Tím chci říci,že to, co "ničí", tj.proud,,ti může klidně přitéct ze sekundáru,který ,jak píšeš , je uzemněn.Takže i nějaká ochrana sekundáru by nebyla od věci. Jinak při té indukci od blesku jsou největší problém kapacitní proudy i přes třeba montážní kapacity řádu pF ,strmost čela imulzu je veliká . Zcela "sicher" to nebude nikdy, půjde o to,aby ochrany nebyly 10x dražší než zdroj.Takže určitě také nějaké tranzily pro jemnou ochranu uvnitř,varistor až "zabere",je většinou pozdě.
Samozřejmě rozhoduje i hledisko pravděpodobnosti výskytu blesku v dané lokalitě.

Jako příklad "průšvihu" : Ionizační hlásiče požáru MHG181 Tesla na stropě kovové skladovací haly. X x do roka značná část vadná,asi od bouřek. Vždy proražený FET spojený s ionizační komorou. Hlásiče byly včetně patice v masivním kovovém opracovaném odlitku neizolovaně upevněny na kovovém stropu. Příčina : uhnilé svody hromosvodů haly,
přepětí indukcí šlo do kabeláže požární signalizace a přes pár pF montážní kapacity v hlásiči na odlitek a plechový strop.

Uživatelský avatar
wivern
Příspěvky: 73
Registrován: 09 srp 2009, 02:00

#4 Příspěvek od wivern »

Uvedená izolační pevnost 6kV je izolační pevností nejslabšího článku tedy vazebního optočlenu ve zpětné vazbě, vše ostatní je na tom lepe trafo samotné by mělo krátkodobě vydržet 20kV izolační vzdálenosti dostatečné.
Na vysvětlenou , zdroj má špičkový výkon 25W při napětí sekundaru +5V a +400V. Z +400V se pak v napájené elektronice dělá pulsně cca 10kV.
Ani s tím uzemněním sekundaru to není tak jednoduché, sady zemnicích tyči jsou dvě vůči jedné je izolační odpor 8M s napěťovou odolností 4kV trvale 8kV špičkově. Druha hlavni zemnici sada tyčí má dva provozní stavy, odpojeno a připojeno s odporem pár desítek (s přívody stovek) mOhm. Při odpojení je zde stále jištění dvojtý transil 440V.

K připojení řeči o trojstupňovém jištění napájecí soustavy zde můžeme vést , ale můj reálný vliv na to se limitně blíží mule nebo je stejný jako můj vliv na rozhodnutí ČNB devalvovat měnu.
V reálu to bude asi takto. z nejbližšího místa s dosažitelnou rozvodnou sítí se položí kabel typicky délky 10 až 100m tam se zarazí zemnící tyče a nainstaluje plastový rozvaděč s elektronikou z části zakopáno v zemi z části na 1,5m vysokém ocelovém sloupku vždy to bude venku píše volný prostor mimo zástavbu. Data se sbírají dálkově provozuje se to v režimu 7/24.
Je jasné, že 100% ochrana neexistuje jde mi čistě o to udělat co nejvíce pro to, aby zdroj byl co nejodolnější a nemusel se měnit při každém náznaku bouřky.
Zdroj samotný jsme se snažil navrhnout tak, aby netrpěl běžnými neduhy dnešních spinaných zdrojů, tedy na primáru je místo jednoho napájecího C trojce, tím se snižuje pulsní zatížení a stoupá životnost stejně sekundár, vše kvalitní japonske C od Nippon. Přidal jsem OVP na primar a tak i kdyby nakrásně odešel optron měl by se zdroj odstavit atd. zdroj přežit.
Ted bych rad trochu posílil onu bouřkovou odolnost. Je jasné, že přímý uder do přívodního vodiče nemá cenu řešit to nepřežije nic, ale minimálně naindukovaný bordel do téhož a uder 100m vedle by snad pořešit šlo.
Mé současné řešiní jsem popsal, ale nemám s tím praktické zkušenosti proto uvítám každou radu nebo odkaz na vzorové řešeni.

Uživatelský avatar
TAKJAN
Příspěvky: 5866
Registrován: 17 lis 2011, 01:00

#5 Příspěvek od TAKJAN »

Proč musí být zdroj spínaný? 25W by šlo klasicky, to není tak zlé..

Uživatelský avatar
Milan
Příspěvky: 1283
Registrován: 02 dub 2012, 02:00
Bydliště: Vysočina

#6 Příspěvek od Milan »

Nevím,jestli jsi pochopil problém připojení na rozvodnou síť. Prostě nemůžeš napojit 100m kabelu na nějaký rozvod bez toho,že by ses zajímal o ochranu před nebezp.dotykovým napětím a jištění vedení.
Bude-li impedance ochranné smyčky větší než odpovídající předřazenému jištění ,a to střelím třeba u průřezu 1,5 a jističi 16 A asi bude , jistič buď při poruše nevypne vůbec,nebo vypne za dobu delší než požaduje norma. Krom toho se někde objeví úbytkem na vedení napětí,které může někoho přizabít. Pokud se zařízením budou manipulovat cizí osoby ,pak bys měl v souladu s legislativou dodat návod k obsluze - a tudíž musíš podmínky bezpečného provozu stanovit .Může se stát ,že to vycházet nebude (jištění může být i vyšší a charakteristika jističe také třeba C)
a na tuto vzdálenost budeš muset přejít na jiný typ sítě (TT ?) a instalovat v místě připojení zemnič a chránič. Nemůžeš-li ovlivnit,kam to uživatel připojí,musíš se postarat o to sám konstrukcí a návodem k obsluze tak,aby to bylo bezpečné. Nejsem silnoproudař,proto znovu doporučuji elektrika.cz.

Uživatelský avatar
palmalsport
Příspěvky: 545
Registrován: 21 pro 2012, 01:00
Bydliště: HK

#7 Příspěvek od palmalsport »

TO : wivern
Jak to tak čtu, mám dojem že o „NN“ toho moc nevíš. Doporučuji nastudovat normy, nejlépe ČSN 33 2000-4-41, ed.2, září 2007. Dále pokud něco vyrobíš, a budeš to prodávat, doporučuji si přečíst naše platné zákony. Například zákon 22/97. Samozřejmě, dneska můžeš vyrobit cokoliv, ale pokud to bude spadat do kategorie neopomenutelný účastník schvalovacího procesu, musíš ten výrobek nechat posoudit autorizované a nebo akreditované osobě. Pokud to do této kategorie nebude spadat, musí být ten výrobek bezpečný, a za tu bezpečnost neseš jakožto výrobce kůži na trh.
:)

Uživatelský avatar
wivern
Příspěvky: 73
Registrován: 09 srp 2009, 02:00

#8 Příspěvek od wivern »

palmalsport píše:TO : wivern
Jak to tak čtu, mám dojem že o „NN“ toho moc nevíš. :)
A na to jste přišel jak?

Uživatelský avatar
wivern
Příspěvky: 73
Registrován: 09 srp 2009, 02:00

#9 Příspěvek od wivern »

TAKJAN píše:Proč musí být zdroj spínaný? 25W by šlo klasicky, to není tak zlé..
Z důvodu účinnost a velikosti. Jak jsem již uvedl potřebuji na sekundaru i 400V a mam nějaký čas za který musím nabit baterii kondenzátorů pro VN část, ne že by to s 50Hz trafem nešlo, ale vše vychází velké a účinnost tragická zvláště když většinu času je odběr kolem 1W jen jednou za čas je potřeba pro VN část plný výkon.

Uživatelský avatar
wivern
Příspěvky: 73
Registrován: 09 srp 2009, 02:00

#10 Příspěvek od wivern »

Milan píše:Nevím,jestli jsi pochopil problém připojení na rozvodnou síť. Prostě nemůžeš napojit 100m kabelu na nějaký rozvod bez toho,že by ses zajímal o ochranu před nebezp.dotykovým napětím a jištění vedení..
Osobně nic připojovat nehodlám, nehodlám se s vámi ani přít, jen konstatuji, že se to v praxi tak dělá a dělá se to zcela běžně. V neposlední řadě, kdyby někdo vlezl do zařízení do kterého tento zdroj patří tak nějakých 230V bude to poslední co ho bude ohrožovat. Především schytá ránu od VN části přičemž energeticky je uder na hranici srdeční fibrilace no a pokud by dostal nápad vykopat část pod zemí dostane i trochu toho neutronového záření.
Nejsem žádné tintítko ani měkoň, ale mohu z vlastní zkušenosti potvrdit, raná od VN časti se nedá ustat ve stoje.

Uživatelský avatar
tomasjedno
Příspěvky: 5634
Registrován: 11 říj 2008, 02:00
Bydliště: ZZ9 Plural Z Alpha

#11 Příspěvek od tomasjedno »

wivern píše:...Je jasné, že přímý uder do přívodního vodiče nemá cenu řešit to nepřežije nic...
Je jasné spíš to, že o tom málo víš.

Uživatelský avatar
Milan
Příspěvky: 1283
Registrován: 02 dub 2012, 02:00
Bydliště: Vysočina

#12 Příspěvek od Milan »

Napájej to z akumulátoru a máš po starostech.

Uživatelský avatar
palmalsport
Příspěvky: 545
Registrován: 21 pro 2012, 01:00
Bydliště: HK

#13 Příspěvek od palmalsport »

TO : wivern
V dotazu píšeš připojení L1 N a PE připojený na zemnící soustavu objektu. Dále píšeš, že připojení PE z přívodního kabelu, nic nepřinese. Jak máš tedy řešenou ochranu před dotykem živých a neživých částí?
Dále se dotazuješ na ochranu proti přepětí, vnější a vnitřní?
Dále uvádíš o trojstupňovém jištění napájecí soustavy, a dále pak o délce napájecího kabelu 10 – 100m.
Z toho usuzuji, že o sítích „NN“, a správně provedené ochraně před dotykem, nemáš ani páru.

Odpovědět

Zpět na „Řešení problémů s různými konstrukcemi“