Компромиссная защита дома от импульсных перенапряжений

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@sang5, Дак и речь не об том, и РЕН у нас нет ТNS

есть ВЛ и ВЛИ
процентов 2 на ответвлении есть онп или что-то подобное

 

Вы вынудили меня переформулировать первоначальный тезис, чтобы исключить формальные претензии.

 

тезис не столб, стоять не будет
в россии рен, который нерусский

 

Что ж, друзья, у меня тоже есть чем вас повеселить прежде чем мы вернемся к серьезному разговору. Раз уж я взялся за изучение серьезных сетевых фильтров, решил посмотреть в потроха «фильтру-удлинителю» бюджетному. Много лет использую его в качестве удлинителя.

И правильно использую. Вскрытие показало: фильтрующих элементов не выявлено. Из двух слов в наименовании – честное только второе. Удлинитель и есть.

 

На самом деле я не зря и не случайно перевел разговор на тему индуктивно-емкостных подавителей импульсных перенапряжений. Зря тут начали флудить. Мне это позволило понять: не зря их ставят разработчики «Пилотов» и прочих качественных фильтров. Чисто индуктивно-емкостные УЗИП стоили бы слишком дорого, поэтому все применяют комбинированную схему. Возвращаемся к нашему «Пилоту». Возьмем от него все нам нужное, но сделаем лучше: на больший ток, с использованием автоматов и УЗО и в металлическом несгораемом шкафу. И, главное, единый фильтр на весь дом, чем немало сэкономим кровных деревянных.

Получим такую схему:

Со счетчика через автомат мы делаем LC-фильтр на шести высоковольтных керамических конденсаторах и двух дросселях из электрического провода нужного нам сечения 4 мм², пропущенного через ферритовые сердечники.

Далее, мы защищаем нашу сеть традиционно: варистором 20D471. Но его самого защищаем двумя предохранителями: термопредохранителем на 85°С и плавкой вставкой 25А. Далее, каждый из нулей после УЗО защищаем разрядниками на 600В.

Этим мы достигаем компромисс по трем параметрам: защите от импульсных перенапряжений, пожаробезопасностью и ценой.

Мы вплотную приблизились к практической схеме, годной для реализации.

 

А если вместо двух дросселей взять один, с двумя встречно направленными обмотками, то будет классическая схема сетевого фильтра любого телевизора.

 

Схема с двумя дросселями имеет одно преимущество: она подавляет как синфазные, так и противофазные импульсные помехи. Схема с одним дросселем сможет успешно подавить только синфазный сигнал.

Есть у меня еще и одна трудность в выборе варистора. Это – зафиксированные скачки напряжения до 275 В. А какие незафиксированные, остается только гадать? Кстати, это одна из причин, почему я опасаюсь ставить УЗМ-50МД. Я знаю, что на входе своего устройства они поставили варистор. По заявленному подавлению импульсного перенапряжения в 200 Дж, могу догадаться, то их варистор диаметра 20 мм. Но я не знаю, из какой серии? Если 431-й, то массы ложных сработок со скорым выходом дорогостоящего устройства из строя не избежать. Если 471? Шансов побольше. Хотя свой 471-й я собираюсь, все же, поставить после автомата, плавких предохранителей и реле напряжения. А у них он, вроде, просто на входе стоит. При скачках в моей сети он просто обречен на скорый хлопок.

 

Откуда синфазность в двух проводах?

 

Синфазность наведенной помехи при ударе молнии относительно земли. Да и электромагнитные наводки на пару идущих рядом проводов часто синфазны.

 

Переходим к практическим замерам. Иногда это надежнее теоретических расчетов. Берем хорошее такое ферритовое кольцо. Как раз из промышленного сетевого фильтра. Делаем из него дроссель с разным числом витков и измеряем индуктивность.

З витка – 0,16 мГ.

2 витка – 0,09 мГ.

1 виток – 0,04 мГ.

Просто пропущенный провод: чувствительности моего L-метра не хватает, но можно предположить, что мы получили 0,02 мГ.

Рассчитываем частотные характеристики полосового фильтра из поста #87.

Разочарование: частота среза фильтра при одном полном витке получается 290 кГц. Импульс 8/20 мкс. он, увы, пропустит. Больше одного витка нужного нам провода сечением 4 мм² мы не намотаем. Для теста я брал проводочек потоньше. Конденсаторы надо емкостью побольше. Высоковольтная керамика из бюджетных серий заканчивается как раз на 10 нФ.

 

Если остановимся на этой схеме, надо будет купить что-нибудь такое:

И мотать проводом четверкой, сколько витков влезет.

 

А ведь про советский телевизор Вы правы! В своей схеме я не учел один важный момент: насыщение ферритового сердечника при прохождении через токонесущую жилу больших токов. По сути, ферритовый сердечник и сможет работать как ферритовый сердечник только по этой встречной схеме: когда наводимое противонаправленными токами сильное магнитное поле полностью скомпенсировано. Тогда наш ферритовый сердечник сможет выполнять свою функцию элемента ВЧ фильтра.

А вот с дросселем, фильтрующим наш грозовой импульс 8/20 придется поискать другое решение.

Это может быть дроссель из скрученного нашего провода 4 мм² без сердечника. Но великоватые получатся дроссели. Дроссель со стальным сердечником нам, также, не подходит из-за его низкочастотности.

Есть вариант увеличить емкость. У меня есть два замечательных керамических конденсатора 3 мк. 400 В. Если их поставить в П-фильтр, то требование к индуктивности дросселя станет гораздо реалистичнее. Проблема в том, как поведет себя мой электросчетчик. Ведь там будет гоняться немалый реактивный ток (эквивалентный подключенной лампочке в 40 Вт на каждый конденсатор). А ведь эти конденсаторы придется держать подключенными постоянно. По идее, ток повернут по фазе относительно напряжения так, что его счетчик чувствовать не должен. Тогда можно попробовать. Есть даже положительный момент: у меня в доме постоянно работают несколько электромоторов системы вентиляции, создающие индуктивную нагрузку в сеть. Емкость как раз компенсирует эту индуктивную составляющую. Если же счетчик начнет отсчитывать рублики из моего кармана, то решение будем считать неудачным.

 

Итак, попытаемся подавить амплитуду импульса 8/20 при помощи LC НЧ фильтра на наших двух конденсаторах 3 мкФ 400В. Получим такую схему.

Синфазную помеху мы подавляем как в старые советские времена, пропустив оба провода через единый ферритовый сердечник. Но основное подавление как синфазного, так и противофазного импульса будет на следующем каскаде из двух бескорпусных дросселей.

С емкостью ясно, считаем индуктивность.

Наш импульс 8/20 для упрощения расчетов представим полуволной синусоиды колебательного процесса. Получаем частоту первой гармоники 17857 Гц. Хс наших конденсаторов на этой частоте будет 2,97 Ом. Чтобы наш фильтр подавлял наш импульс в 10 раз, нам надо иметь индуктивное сопротивление на частоте первой гармоники не менее 9х2,97= 26,73 Ом. Что соответствует индуктивности 238 мкГн.

Если мы остановились на дросселе без сердечника, то он получится таким:

В общем-то реально.

 

Вы бы сперва почитали про характер процессов, происходящих при импульсных перенапряжениях.
Здесь и здесь.

Офф: Когда наконец закончится это безумие?

 

А Вы рассматривайте это как "Научная фантастика (пока в 7 томах) - и Вам станет легче.