Компромиссная защита дома от импульсных перенапряжений

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

А вот я смоделировал ситуацию с пробоем последовательно соединенных разрядника и варистора (та самая супер-современная ACI технология Базеляна).

Емкость разрядника в 100 раз меньше емкости варистора. Поэтому, через емкость варистора емкость разрядника быстро заряжается до напряжения питающей сети.

Если это напряжение выше напряжения его пробоя, то происходит пробой.

Но сразу вслед за пробоем разрядника, теперь уже быстро заряжается емкость варистора, и он пробивается следом.

(А как только пробились они оба наша тестовая установка с удвоителем напряжения обеспечивает их сопровождающим током, который гарантирует продолжение эксперимента до достижения энергии их разрушения).

Действительно, как мы теоретически рассуждали выше, разрядник с варистором не мешают друг другу работать, не влияют взаимно на напряжение пробоя (с точностью до 1%), но при этом, мы получаем сложение их преимуществ с вычетом недостатков. О чем мы уже говорили раньше. Характеристики этой связки мы реально замерим на нашем стенде, как только получим все детали из Китая.

 

Такое бывает регулярно. Но, по опыту, редко кто не укладывается в два месяца. Из всех моих многочисленных заказов только один уже приближается к трем месяцам, но он к нашему эксперименту отношения не имеет.

 

А вот сам момент сработки разрядника, когда его емкость стремительно разряжается, и столько же стремительно заряжается емкость варистора.

А это уже момент сработки варистора.


Нашел-таки модель варистора: мир не без добрых людей. Поэкспериментировал виртуально: лучшая схема нашего испытательного стенда – удвоитель с защитными диодами. Добить пробитый варистор может током в 20А.

Модель довольно адекватная: даже момент подачи напряжения на варистор с разрядкой конденсаторов отображает. На осциллограмме импульс тока около 400А. Спасибо человеку, потрудившемуся над созданием модели варистора и выложившему ее в свободный доступ!


Ну вот и пришли из Китая две из четырех заказанных стальные коробочки. Жесть что надо.

Понимаю, заждались, но у меня и самого руки чешутся. Пока планирую собрать вот такую маломощную тесовую установку для замеров квалификационного напряжения варисторов и напряжения пробоя разрядников. Хочу замерить и промаркировать их все.

 

Есть необходимость поставить устройство типа умного дома. Но озадачила такая информация. В 2017 году по приезду в деревню обнаружил поголовное сгорание электронных счетчиков и современных устройств после летней грозы. Счетчики перестали считать, но ток через себя пропускали по прежнему - платили по нормативу. Но такое массовое выгорание электроники озадачило. Старые индукционные счетчики в тех же условиях служили десятилетия.
1. Что за наводка была, при условии работавших разрядниках на столбах?
2. Что помимо варисторной защиты в пилотах можно еще использовать? Если бы я там постоянно жил, то вообще не парился проблемой выгорания варистора в устройствах типа ИБП. Но хочется иметь автономную обработку таких событий.

 

У Вас тот самый случай, когда проблему должны решать не Вы, а энергосбытовая компания: все что до счетчика, в ее исключительном ведении. Залезть туда самому – нарваться на санкции. Сгорела масса счетчиков – требовать замены от энергетиков за их счет и от них же требовать качественной установки УЗИП всех трех классов на линии. У разрядников на столбах совсем другое назначение – они не спасут электронику от перегорания.

Энергетики точно будут против, поэтому бодаться с ними, скорее всего, придется через суд и наняв юриста. Считаю, что начать надо с письменной досудебной претензии. Лучше коллективной.

Что касается защиты электроники внутри дома – это наш с Вами случай. Надеюсь скоро перейти к тестированию предложенных здесь решений. Пока еще не все компоненты из Китая пришли.

Кстати, интересная для меня тема. Если Вы обсуждаете где-то этот вопрос на просторах Форума, дайте мне ссылку. Я пока иду другим путем: ставлю самодельную электронику для решения конкретных задач, например управления вентиляцией. И много чего уже сделал, еще больше запланировал. Пока не понял, что конкретно положительного могу получить от установки комплексной системы, именуемой «умным домом»? Есть такой хороший рекламный слоган и интересная идея завязать разные домашние устройства в единую сеть. Какие конкретные задачи Вы этим планируете решить?

 

До 2011 года старый индукционный счетчик работал десятилетия без отключения. Значит разрядники от 1 кВ на столбах работоспособные. У постоянно проживающих жителей счетчики на улице, им их заменил энергосбыт через пару месяцев опалаты норматива. А современные сгоревшие холодильники не рассчитаны на десятилетия службы. Все довольны с точки зрения наличия работы.

Я ничего не планирую. У меня есть две локальные сети. Одна в квартире, другая на базе lte роутера. Они объединены в одну сеть. lte роутер можно ставить куда хочешь от авто до деревенского дома. Откуда угодно из интернета можно заходить в каждую локальную сеть. В деревенском доме мне нужно надежное электроснабжение без замены варисторов разрядников.

 

Здесь не совсем правильная мысль. Варисторы и разрядники – не расходные элементы для периодической замены. Но они должны принимать на себя энергию импульса перенапряжения (ели уж ему суждено было прилететь), который бы без них сжег массу дорогостоящей электронной аппаратуры в доме. Им позволительно перегореть, продолжая спасать аппаратуру, только в том случае, когда энергия прилетевшего импульса для них оказалась чрезмерной. Да и то после перегорания предохранителей. Тут уж выбор из двух зол меньшего.

В этой теме мы обсуждали и другой вариант: временного отключения электроснабжения дома на время грозы. Эта задача более глобальная и в одиночку я ее быстро не решу. Присоединяйтесь, если есть вкус к электронике.

 

В рекомендациях обычного ИБП, который обязательно содержит варисторную защиту на входе, есть настоятельная рекомендация не включать после него сетевые фильтры, варисторы которых грозят перегрузкой даже при переходных процессах.
1. Сложно в варисторной защите точно подобрать отсекаемое напряжение.
2. Расходность варистора зависит от мощности-энергии наведенного сигнала при ударе молнии. Большой варистор может сам загореться, маленький взорвется без вредных последствий.

Есть вариант ничего не отключать при грозе. Все еще производят феррорезонансные стабилизаторы с ослаблением помех от 60 dB. При напряжении несколько кВ до пробоя обмоток это устройство наводку через себя не пропускает. Вопрос какую синусоиду после себя такие стабилизаторы выдают. Вопрос их температуры при работе на малую нагрузку.

 

Уже в ближайшее время я протестирую все пришедшие варисторы на квалификационное напряжение и разрядники на напряжение пробоя. Это как раз несложно.

Это протестируем, когда придут мощные диоды и конденсаторы.

Тоже один из частных вариантов. Если Вы готовы развить эту тему, готов с интересом поддержать.

 

При цене устройства от 100 тыс вытягиваю из дилера подробные характеристики. Из достоверных данных подавление помех от 60 дБ и пробой изоляции при 3.5 кВ.
В бесплатном советском феррорезонансном стабилизаторе опасение вызывают напряжение пробоя, нагрев на холостом ходу, плохая синусоида.

Дело в том, что в квартире отсоединение нуля не припомню. А его отгорание в деревне допустимая ситуация. Вариация напряжения до 380В большинством электроприборов не допустима. Варистор при среднеквадратичных 380В обязан сгорать. Отсюда желание посмотреть современный феррорерзонансный стабилизатор, отрабатывающий ситуацию как штаную. Довешивать для автономной работы еще УЗО не очень практично, потому что придется ездить его запускать.

 

В этом все и дело. В начале темы мы рассматривали вариант с развязывающим трансформатором. Тоже неплохой вариант с точки зрения защиты от импульсных перенапряжений микросекундной длительности. И тоже, при использовании развязки на весь дом, влетает в копеечку. Хотя, если развязывающим трансформатором защитить только маломощную дорогостоящую электронику, то вариант реальный.

Защита должна быть хотя бы на порядок-два дешевле защищаемых устройств. Иначе смысл защиты будет извращен до абсурда: «аппаратура, сгорая, спасает (дорогущий) предохранитель» (если не ошибаюсь, автор этой крылатой фразы Айзек Азимов).

В идеале, лучше, чтобы все, что может перегореть в устройстве защиты, было по цене расходных материалов. Что я и пытаюсь разработать и реализовать в этой теме.

Для этого случая существует реле напряжения. Здесь ничего изобретать не надо.

 

Такие вещи, как реле напряжения, можно использовать в шаговой доступности.
1. В квартире надобности за 5 лет непрерывного мониторинга сети аномалий, требующих РН не замечал.
2. В деревне отваливании нуля наблюдается. Одна фаза не может запустить холодильники и сидит на низком напряжении, другая имеет за 300В, и ситуация постоянно меняется со временем. Моя компьютерная система включения-выключения РН будет отрабатывать как отчеты на email про запуск и останов ИБП каждые 10 мин.
Обычный online ИБП отрабатывает 130-280В без использования батарей. А феррорезонансное устройство - 110-380В.

 

Не спорю, но цена… Если защищаемая аппаратура стоит миллион, то и на устройство защиты можно сто тысяч выделить. Или пытаться на какой-то барахолке найти старый советский феррорезонансный стабилизатор. В юности и у нас такой был. Только сомневаюсь, что он имел диапазон входных напряжений 110-380В.

 

Советский у меня есть:
1. синуса нет, но есть всплеск амплитуды напряжения при запуске;
2. напряжение пробоя не нормировано;
3. не допускается холостой ход из-за перегрева.
100 тыс стоит феррорезонансный середнячок, а хороший стабилизатор 1 млн и стоит. Такие вещи ставят на важные объекты с расчетом на войну либо на ответстыенную медтехнику.

Он еще выделяет тепло 10-15% от номинанала мощности. Что в условиях РФ только плюс.

 

Так для себя Вы какой вариант выбираете? Предлагаю перевести разговор в практическую плоскость и перейти к разработке Вашей практической схемы, которую Вы реально собираетесь реализовать у себя.