Компромиссная защита дома от импульсных перенапряжений

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Осталось поймать настоящую молнию)

 

Все гораздо прозаичнее. Модернизировать схему помогли китайцы. Для стенда выбирал конденсаторы подешевле: особое соответствие параметров и ресурс здесь не нужны. Но когда из двух заказанных по 1000 мк пришли один 1000, а другой 330 мк, решил, что это и для Китая уже слишком. Выиграл спор, вернул деньги и набросал схемку, как выиграть в сложившейся ситуации. Получилась схема утроителя напряжения. Беглый поиск по Али экспресс показал, что не всем продавцам нравится возвращать деньги по спору. Некоторые уже честно пишут, что эти конденсаторы попадаются емкостью 330 мк и продают их еще втрое дешевле. Как не воспользоваться, тем более, что эту пару новых конденсаторов я заказал за счет вернувшихся денег за один поддельный, и еще осталось.

 

@Serge3leo, что за программой пользуетесь? Которая так, с графиками, моделирует нелинейные процессы в электронных схемах?

 

Да, выбирайте самые дешевые, которых пучить начинает еще в коробке.

 

Опять бежите впереди паровоза. Пучить ничего не начнет. Критерием истины здесь будет практика: испытания покажут.

 

.
Практика показывает: бывают конденсаторы из категории "подешевле", которые раздувает еще на хранении в пределах гарантийного срока.

 

Улучил сегодня окошко и поизголялся с пробной версией одной из популярных программ. Отстал я от жизни, надо наверстывать. Только нет там варисторов с разрядниками. Может, существуют подключаемые библиотеки?

Или есть программы с лучшим набором элементов? В стандартном наборе элементов – это скорее игрушка для студентов. Традиционно, расчетом по формулам, я смоделирую лучше.

 

Вот, что мы максимально можем извлечь из тестовой установки, затянув параметры до предела.

Максимальное напряжение на выходе:

Длительный ток короткого замыкания:

Максимальная длительная мощность в нагрузке:

Я бы сказал, не айс. За первым импульсом, который последует в момент разрядки конденсаторов и даст нам первый удар в 80 Джоулей, дальше все уныло. Варисторы, конечно, лопнут, малоточные предохранители перегорят… Но это не совсем то, что нам нужно. Нужна какая-то идея.

 

Классика жанра - Spice, в варианте LTSpice

EPCOS (TDK) по запросу высылает PSpice модели разрядников. Для варисторов Littlefuse в Интернет были библиотеки (HA Series Ratings & Specifications (Varistors_HA_SPICE_Model_lib.lib, Varistors_HA_SPICE_Model_slb.mht.eml), но, по-мне, так проще вбить ВАХ варистора из документации.

Как бы это независимый контроль, заметно хуже реального испытания, но заметно лучше, чем ничего.

Рубильник на высоковольтной части позволяет заметно увеличить первый импульс тока.

 

Я помню старенькую книжку Борисова для начинающих радиолюбителей, по-моему в ней предлагался простейший разрядник для антенны детекторного приемника. Просто пара стальных пластин на текстолите с зазором между пластинами около 1 мм.

 

Статическое напряжение срабатывания, по слухам, для сухого воздуха 2..3 кВ, а динамическое в неизвестное число раз выше. Для защиты изоляции ещё туда-сюда, но...

P. S. Но для Spice/PSpice/LTspice всё равно ж надо модель выдумывать

 

А можно эту четвертую ПВ подключать между зажимом N УЗИПа и нейтралью?
Просто на схемах эту ПВ помещают между зажимом РЕ УЗИПа и ГЗШ, но мне так неудобно.
Это важно? Я не вижу принципиальной разницы.

 

Рубильник будет обязательно. Ведь нам надо накопить энергию в конденсаторах, а потом долбануть импульсом перенапряжения. В качестве рубильника думаю использовать изолированный зачищенный на конце провод, который просто, в момент теста, быстро приложу к проводу, выходящему из испытуемого устройства. Чем не рубильник?

Несколько идей.

1. Незачем тестировать всю схему в сборе. Собственно, нам надо увидеть всего четыре вещи:

1.1.Как поведет себя последовательная цепочка предохранитель-варистор-разрядник? Перегорит ли первым предохранитель? Ее в таком виде и соберем.

1.2.– 1.4. Как, и с какими последствиями, взорвутся внутри корпуса предохранитель, варистор и разрядник. Подключим внутри нашей коробочки по очереди эти три элемента.

И подадим последовательно на каждую из собранных цепей полный импульс энергии, который способна выдать наша установка.

2. Можно ограничиться и удвоителем напряжения. Зато он выдаст нам энергию первого импульса в 100 Джоудлей, при начальном напряжении 630В (при входном 230) и сопровождающем токе короткого замыкания до 8А.

3. Хотелось бы получить перенапряжение побольше, но как нам устроить дугу? Есть идея последовательно с рубильником подключить сварочный дроссель.

На рисунке я моделировал наши срабатывающие устройства при помощи условного тумблера и резистора малого номинала. Правда, осциллограмма получилась куцая и не информативная т. к. размыкание у нас происходит идеального контакта. Дугу не смоделируешь. Другие программы моделирования электрических цепей пока не освоил.

Реально наша схема будет работать так: заряжаем конденсаторы. Врубаем рубильник: импульс напряжением 630В с гарантией пробьет и варистор и разрядник, высадив на них наши 100 Дж, накопленных в конденсаторах. Если разрушения не произойдет, то их добьет сопровождающий ток 8А нашей установки. Все равно взорвутся. А вот взрыв – это размыкание цепи. В момент разрушения предохранителя, варистора или разрядника наш дроссель, стремясь сохранить идущий через него ток, даст импульс перенапряжения, который и обеспечит поддержание дуги некоторое время.

 

Минус схемы с дросселем: если верить модели, то чтобы получить в моей схеме импульс перенапряжения величиной 5 кВ, нужен дроссель с нереальными характеристиками: индуктивностью 100 мГн, при том, что нам надо обеспечить сопротивление его обмотки хотя бы до 0,1 Ом. При относительно более реальной индуктивности в 10 мГн модель показывает импульс в несолидные 500 В.

 

Все же, программы моделирования – хорошая штука. Можно посмотреть, что будет делаться на наших электролитических конденсаторах в момент короткого замыкания. Ничего хорошего – долго не протянут.

Лучше уж их защитить диодами от действия обратного напряжения.