Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

155J - Absorpcja energii?

smolinos 23 Feb 2013 15:41 12063 31
IGE-XAO
  • #1
    smolinos
    Level 2  
    Witam,

    Mam problem nigdzie nie mogę znaleźć o co chodzi z absorpcją energii i jak ją się oblicza?
    Chodzi o filtry zabezpieczające? na których pisze absorpcja energii 155J, czemu warto kupić która ma np: 400-500J i w jaki sposób się podnosi tą absorpcję przez większy warystor?.
    Proszę o pomoc.
  • IGE-XAO
  • Helpful post
    #2
    User removed account
    User removed account  
  • #3
    smolinos
    Level 2  
    Dzięki kolego za informację.
    W takim razie to nie ma znaczenia jaka jest absorbcja na opakowaniu listwy? jeśli nie ma ochronnika w skrzynce mieszkaniowej. Uważasz że one nie chronią nas przed przepięciami? bo z tego co piszą jest to 3 klasa ochronności?
  • #4
    User removed account
    User removed account  
  • IGE-XAO
  • Helpful post
    #5
    Darom
    Electrician specialist
    Witam
    Nie zgadzam się z kolegami. Uważam, że absorpcja energii na fundamentalne znaczenie dla działania systemu ochrony p.przepięciowej. Natomiast co do napięcia znaminowego warystora - praktycznie wszyscy producenci listew stosują to samo (275VAC) więc jego podawanie jest zbędne (przynajmniej nie niesie ze sobą żadnej informacji) chyba, że ktoś ma stosować listwy przystosowane do innych napięć niż 230V (ja takich w moich rękach nie miałem).

    Poza tym jest jeszcze jeden parametr, który zmienia się korzystnie dla ograniczników o większej zdolności absorpcji. Chodzi o rezystancję dynamiczną dla zakresu ograniczania. Ja jeśli mam jakąś nową listwę to jak mam czas to ją mierzę. Praktycznie zawsze ze lepszą zdolnością absorpcji energii idzie mniejsza rezystancja dynamiczna i lepsza zdolność ograniczania.

    Na pewno listwa o zdolności 400 dżuli jest lepszą listwą niż ta o zdolności 155 dżuli. Kol. Bronek22 uważa (post #2), że ci co tak uważają nie uczęszczali na lekcje fizyki. Chyba ze mną tak źle nie było, bo gdy chodziłem do technikum uczestniczyłem w olimpiadzie fizycznej, a z fizyką elektromagnetyzmu jestem raczej na bieżąco.

    pzdr
    -DAREK-
  • #6
    worw
    Level 21  
    150J, 400J w porównaniu z mocą pioruna to "pan pikuś". Żadna listwa, nawet najlepsza,sama nie uchroni przed wyładowaniem pioruna.

    Dlatego ważne jest stopniowanie ograniczników. Klasa A "iskorowniki" na słupach, B w przyłączu, C w mieszkaniu, i na końcu listwa czyli D przy samym sprzęcie.
    Pomijam połączenia pomiędzy ogranicznikami.
  • #7
    User removed account
    User removed account  
  • #8
    User removed account
    User removed account  
  • #9
    netotron
    Level 26  
    Bronek22 wrote:
    Zapewniam cię, że sieć daje energie wielokrotnie większą. Zwłaszcza w impulsie.

    Zdefiniujmy pojęcia, bo zrobiło się mnóstwo nieścisłości.
    Producent wyraźnie podaje czas trwania impulsu który wchłonie filtr i jego energię.

    Quote:
    Ta nadwyżka spali urządzenie. Bo energia dostarczana jest wielokrotnie większa, niż absorbuje listwa.
    400 dżuli =400wsek. Przy napieciu 230V gniazdo daje moc 5,7kW(25A), czyli 5700 wsek. Przy zawyżonym napięciu wielokrotnie więcej.

    Większa ilość energii, ma zniszczyć elementy zabezpieczenia, tj warystory i bezpieczniki.
    Taka jest ich rola.
  • #10
    User removed account
    User removed account  
  • #11
    kj1
    Electrician specialist
    Bronek22 wrote:
    Przy napieciu 230V gniazdo daje moc 5,7kW(25A), czyli 5700 wsek.

    Kolego Bronku 5,7kW to NIE JEST 5700Ws. A to dlatego, że kW(W) jest jednostką mocy, a Ws jednostką energii.
    Pomijając fakt, że jeżeli przez gniazdko popłynie prąd 25A, to, to gniazdko ulegnie wcześniej czy później zniszczeniu, to gniazdko dostarczy nam tyle energii, ile będziemy potrzebowali. Jeżeli podłączymy pod to gniazdko odbiornik o mocy 5,7kW na 1 sekundę, to pobierzemy 5700Ws. Jeżeli ten sam odbiornik podłączymy na 1 godzinę, to pobierzemy 20520000Ws (5.7kWh).

    Zadaniem listwy przeciwprzepięciowej jest chronienie podłączonych do niej urządzeń, nie przed podwyższeniem napięcia, ale przed krótkimi, zwykle jednorazowymi, impulsami. A takie impulsy w domowej instalacji może wytworzyć choćby włączany odkurzacz, czy zasilacz komputerowy.
    Popieram zdanie kolegi Darom, że "Na pewno listwa o zdolności 400 dżuli jest lepszą listwą niż ta o zdolności 155 dżuli."

    Ostatnie zdanie usunąłem. Pkt 3.1.9. [retrofood]
  • #12
    User removed account
    User removed account  
  • #13
    kj1
    Electrician specialist
    Skorzystamy z wzoru na energię:
    E=I²*R*t
    gdzie:
    E energia pochłaniana przez warystor
    I prąd udarowy
    R rezystancja warystora w stanie przewodzeni
    t czas trwania impulsu udarowego
    Po przekształceniu tego wzoru otrzymujemy:
    I=√(E/(R*t))
    Teraz musimy poczynić pewne założenia:
    załóżmy, że impuls trwa 1/10 półokresu sinusoidy napięcia sieciowego - czyli 1ms
    Teraz rezystancja warystora w stanie przewodzenia. Źródła podają, że leży ona w granicach od 0,001Ω do 0,1Ω. Przyjmijmy, że wyniesie ona 0,1Ω.

    Gdy podstawimy te dane do wzoru, otrzymamy odpowiednio dla warystora 155J prąd udarowy jaki może on wytrzymać ok 1200A, a dla warystora 400J, ok. 2000A.
    Jak należało się spodziewać warystor 400J wytrzyma większy prąd udarowy przy tej samej długości impulsu (a przy tym takim samym prądzie udarowym wytrzyma dłuższy impuls)
    Czy te liczby mają jakiekolwiek znaczenie dla kupującego?
    Gdyby wiedział on jakie zakłócenia (impulsy jakiej wielkości i czasie trwania) występują w jego instalacji, to oczywiście tak. Gdyby wiedział, że te impulsy nie przekraczają 1000A i czasu 1ms, to mógłby powiedzieć, że wystarczy warystor 155J.
    Ale z reguły nie wie.
    Bo sprawdzenie tego kosztowałoby go więcej niż listwa z warystorem 400J

    Jednak, rzeczywiście zarówno 400J jak i 155J, to bardzo małe energie. Ta pierwsza starczyłaby ledwo na podgrzanie 1 litra wody o niecałą 0,1° C.
  • #14
    User removed account
    User removed account  
  • #15
    Darom
    Electrician specialist
    Witam
    Bronek22 wrote:
    Do tego byłby lepszy ten 155J. Przynajmniej mniejszy czas zdziałania.

    Kolego Bronku to ostatnie zdanie to manipulacja. Wyjaśnijmy, że "lepszość" ogranicznika 155 dżuli wynika z tego, że szybciej ulegnie spaleniu.

    Natomiast trzeba przyznać Bronkowi rację, że w jednym kol. kj1 popełnił błąd.
    Rzeczywiście użycie wzoru:E=I²*R*t było nieuzasadnione, gdyż stosuje się go do przewodników spełniających prawo Ohma ( U=I*R; R=const).

    Natomiast w przypadku warystora odpowiednie dane należy wziąść z charakterystyki U(I), tak jak pisał kol. Bronek. Te rezystancje - o których pisał kol. kj1 to być może chodziło o tkz. rezystancję dynamiczną (nachylenie charakterystyki już w zakresie napięć, kiedy warystor przewodzi).

    Można uproszczając powiedzieć, że wzór
    E=I²*R*t
    składa się z kilku zależności:
    E=P*t - ważny niezależnie od liniowości rezystancji (jeśli P się zmienia w czasie to należy zastąpić to całką po czasie)
    P=U*I - też niezależny od charakteru rezystancji (jeśli P,U,I są zmienne w czasie to ważny dla wartości chwilowych)
    U=I*R; R=const - ważny z założenia tylko dla stałej rezystancji (prawo Ohma)

    Trzeba przypomnieć, że rolą warystora jest tłumienie przepięć łączeniowych i spowodowanych wyładowaniami atmosferycznymi. Ich czas trwania z reguły jest wielokrotnie krótszy niż 1ms. Jeśli energia impulsu zakłóceniowego jest wyższa niż zdolność pochłaniania danego ogranicznika, to nadmiar tej energii powinien być zaabsorbowany (lub odbity) przez inny ogranicznik.

    pzdr
    -DAREK-
  • #16
    User removed account
    User removed account  
  • #17
    kj1
    Electrician specialist
    Oczywiście, że moje obliczenia są tylko przybliżone. Nie zamierzam pisać na ten temat ani pracy doktorskiej, ani nawet magisterskiej. Kolega Bronek chciał powiązania dżuli z amperami, to mu je przedstawiłem. Tak na marginesie, jeżeli chodzi o to problematyczne R, to w zakresie tych kA, charakterystyka warystora jest w miarę liniowa.

    Ktoś chce się trochę więcej dowiedzieć na temat warystorów, to tutaj jest fajne opracowanie


    Bronek22 wrote:
    Warystor i tak nie ograniczy napięcia. Co bardzo łatwo wykazać.

    Czy zatem doczekamy się tego "łatwego wykazania"?
  • #18
    User removed account
    User removed account  
  • #19
    Wirnick
    Level 29  
    Bronek22 wrote:

    Żadnych dżuli na charakterystyce warystora nie ma !
    Tak jak pisałem,dżule świadczą tylko o tym,kiedy warystor się sfajczy.

    Zgoda ! - 155J jest wartością znamionową, tak jak moc dla elementów liniowych.
    Wynika z bilansu cieplnego(promieniowania i akumulacji), podczas występowania zjawiska Zenera.
    W warystorze występuje akumulacja ładunku elektrycznego do strefy stabilizacji,a później zachodzą zjawiska jak w rezystorach(do spalenia włącznie).
    Analiza warystora bez obwodu elektrycznego jest bezsensowna, a analiza filtrów z warystorem skomplikowana.
  • #20
    kj1
    Electrician specialist
    Bronek22 wrote:

    Nie przybliżone tylko bezsensowne.
    Przykre że nawet tego opracowania nie potrafisz przeczytać. Ani skorzystać z charakterystyki.

    No tak, widzę, że Ty przeczytać potrafisz. Tylko czy zrozumiałeś cokolwiek z tego co przeczytałeś? Zajrzyj do części "Największa dopuszczalna energia Wmax"
    i spróbuj to przeczytać ze zrozumieniem. Zwróć uwagę na wzór (5).
    A może uważasz, że to opracowanie też jest bezsensowne?
    Bronek22 wrote:

    Na charakterystyce, z linku, zakres liniowy kończy się na 10A.

    Skąd takie wnioski? Z wykresu? Zwróć uwagę na sposób wyskalowania zarówno osi prądu jak i osi napięcia.

    Bronek22 wrote:

    Ile wynosi napięcie na warystorze przy tych kiloamperach ? Znacznie powyżej 1kV. Chciałeś,to ci udowodniłem jak skuteczny jest warystor w listwie.

    Nic nie udowodniłeś. A to dlatego, że w listwie przeciwzakłóceniowej są jeszcze dławiki i kondensatory. No i oprócz tego sama sieć zasilająca ma swoją impedancję (IPZ). Pozwoliłem sobie przygotować taki uproszczony rysunek:
    155J - Absorpcja energii?

    Lewa część przedstawia warystor w stanie wysokoomowym, prawa niskoomowym. Jak widać, to prosty dzielnik napięcia. Przy przepływie prądu pracy warystora (1mA) spadek napięcia na IPZ wyniesie 2mV (dla 50Hz impedancja dławika będzie pomijalna), zatem na odbiorniku będziemy mieli pełne napięcie sieci.
    Może spróbujesz, kol. Bronku odpowiedzieć, co się stanie gdy w tym obwodzie popłynie prąd rzędu kA (gdy zostanie przekroczona wartość graniczna napięcia warystora - prawa część rysunku)? Uwzględnij przy tym impedancję dławika, bo przecież będzie to szybko narastający impuls. A i samo IPZ znacznie zwiększy wartość.
    Z wykresu można odczytać, że przy prądzie 1000A na warystorze odłoży się 700V. Ale wówczas napięcie sieci sięgać będzie kilkunastu kV. Czy wytrzyma to instalacja?
    Śmiem zaryzykować stwierdzenie, że w takim przypadku, jedyne co mogłoby "przeżyć" taki impuls, byłoby podłączone do listwy

    Bronek22 wrote:

    Żadnych dżuli na charakterystyce warystora nie ma !

    A gdzież ja pisałem pisałem, że jest?
    Bronek22 wrote:
    Tak jak pisałem,dżule świadczą tylko o tym,kiedy warystor się sfajczy.

    Z tym się zgadzam. A więc później "sfajczy" się warystor o energii 400J.
    Inaczej mówiąc, gdy do warystora dotrze impuls o energii 200J, warystor ulegnie zniszczeniu (niekoniecznie zwarciu), a warystor 400J nadal będzie chronił znajdujące się za listwą urządzenia.
  • #21
    User removed account
    User removed account  
  • #22
    Darom
    Electrician specialist
    Witam
    Temat jest bardzo interesujący. Z braku czasu nie miałem czasu zabrać głosu w dyskusji. Jednak jeden post kol. Bronka muszę na tę chwilę skomentować.

    Bronek22 wrote:
    Darom wrote:
    Trzeba przypomnieć, że rolą warystora jest tłumienie przepięć łączeniowych i spowodowanych wyładowaniami atmosferycznymi.
    Solidnie przesadziłeś. Nie odróżniasz ochronnika od warystora "wielkości paznokcia ? Dla ciebie to wszystko jedno ?
    Może nie odrózniam. Nie będę tego komentował. Pozostawiam to do oceny czytającemu.

    Bronek22 wrote:
    Darom wrote:
    Jeśli energia impulsu zakłóceniowego jest wyższa niż zdolność pochłaniania danego ogranicznika, to nadmiar tej energii powinien być zaabsorbowany.
    Chyba sie przejęzyczyłeś.
    Nic się nie przejęzyczyłem - to kol. Bronek zmanipulował moją wypowiedź, po wyrazie "zaabsorbowany" stawiąjąc kropkę i tym samym zmieniając sens zdania. Proszę zauważyć, że w poscie #15 pisałem:
    Darom wrote:
    ...Jeśli energia impulsu zakłóceniowego jest wyższa niż zdolność pochłaniania danego ogranicznika, to nadmiar tej energii powinien być zaabsorbowany (lub odbity) przez inny ogranicznik.
    czyli domyślnie przez poprzedzający go ogranicznik w rozdzielni C lub B.

    Bronek22 wrote:
    Darom wrote:
    (lub odbity) przez inny ogranicznik.

    Daj przykład,typ ograniczników odbijających, typ model producenta. Kolego,to nie są mikrofale.
    To nie są mikrofale ale w przypadku impulsów zakłócających stosowanie zwykłej teorii obwódów (bez chociażby znajomości t. Linii długiej) jest niewystarczające. Dla osób, które znają elektrotechnikę na poziomie najprostszych obwodów - są to zjawiska trudne do wyobrażalne. Nie dziwię się temu, już kiedyś na innym forum (ISE) zostałem przez kilku uczestników posądzony o herezję - gdy pisałem o tym, że SPD może odbijać energię. Przez przekorę - nie napiszę ci kol. Bronku typu takiego ochronnika (przynajmniej teraz) - za to proponuję mały quiz. Otóż - powiem tak, że nie znam ogranicznika, który by działał tylko przez absorpcję energii, a nie przez odbicie. Za to znam ogranicznik, który tylko odbija a praktycznie nie absorbuje. Jaki to ogranicznik?. Odpowiedzi oczekuję na PW - najlepsza będzie uhonorowana nagrodą -10pkt ode mnie. Tylko tyle bo pytanie nie jest trudne.

    pzdr
    -DAREK-
  • #23
    User removed account
    User removed account  
  • #24
    Wirnick
    Level 29  
    Panie Bronku - nie wiem dlaczego tak się pienisz ?
    Dobrze wiesz, że wartość skuteczna przy jednorazowym impulsie piorunowym jest nieznacząca. Natomiast przekroczenie(znacznie) wartości znamionowych elementów elektrycznych jest niszczące. Niefortunne "odbicie", to zapora dla prądu, by "nie szedł tą drogą". Wystarczy metr żyły 2,5mm².
  • #25
    User removed account
    User removed account  
  • #26
    Wirnick
    Level 29  
    Bronek22 wrote:
    Wirnick wrote:
    Natomiast przekroczenie(znacznie) wartości znamionowych elementów elektrycznych jest niszczące.
    Wiec co chcesz udowodnić ?

    Przykład.
    Przewód YDYPżo 3x2,5 450/750V - to częściowe dane znamionowe, reszta w pamięci lub u producenta. Np. przekroczenie napięcia wywołuje zjawiska jak przy izolatorach, zresztą podobne jak w warystorach.
  • #27
    User removed account
    User removed account  
  • #28
    Darom
    Electrician specialist
    cKKqa wrote:
    Darom jeśli mówisz, że Bronek22 nie ma racji to przedstaw te parametry w V. Do jakiego napięcia nam ograniczy listwa. Proszę przełóż te J na V. Z góry dziekuję.


    Witam kolegów


    Nie widzę potrzeby, czegokolwiek przedstawiania, gdyż wszystko opisałem w jednym z poprzednich postów. Sam sprawdziłem wiele listew p.przepięciowych (wiele Lestarów i Acarów) ale i niektóre UPS-y APC i chyba wszystkie Fideltroniki (z tego, że firma zajmowała się ich sprzedażą, a ja doraźnie ich naprawą). Praktycznie wszystkie mają warystory o znamionowym napięciu pracy (AC) 250V lub 275V. Może dwie, czy trzy listwy miało włożone coś innego. Ale to były jakieś chińskie "nonejmy". Pamiętam listwę, która nie miała żadnego ogranicznika, mimo, iż była deklarowana jako p.przepieciowa, pamiętam taką, gdzie warystor tłumił przepięcia na filtrze (oscylacje). Znaczna część wykonań posiada warystor tylko miedzy L i N a do PE kondensatory. Ale nie spotkałem się, aby był włożony warystor na inne napięcie:
    cKKqa wrote:
    W dobrych listwach wynosi ono ok 330V ale i to napięcie jest duże, niektóre listwy mogą mieć i po 1,5kV wtedy omijać je dalekim łukiem.
    .
    Więc widzę, już po wypowiedzi kolegi, że raczej się nie dogadamy - chyba, że kolega pomieszał różne rodzaje napięć.

    Dla mnie warystory w listwach p.przepięciwych różnią się nie tyle znamionowym napięciem pracy (tym samym też napięciem clampingu), ale przede wszystkim możliwością absorbcji energii. Warystory mają szczególną budowę - składają się jakby z wielu warystorków sąsiadujących ze sobą w jednej strukturze. Podczas podwyższonego napięcia tworzy się przewodząca "mikrościeżka" (być może to się inaczej nazywa, ale nie chce mi się teraz zaglądać do literatury). To zajwisko na jakby dla nas dwa następstwa:
    1. warystor niemal przy każdym przepięciu się uszkadza (jest to mikrouszkodzenie) - dla całego warystora jest to zjawisko starzenia się. Kiedyś na jednym z forów (chyba sepu) pisałe o jednym zakładzie przemysłowym, gdzie wymieniam co 2 lata ograniczniki warystorowe ze względu na ich degradację - nawet od niewielkich przepięć o energii rzędu 4-5 dzuli, ale często występujących.
    2. warystor o wiekszej zdolności absorbcji ma potencjalnie wiecej "mikrościeżek" i wolniej ulega starzeniu. W przybliżeniu można powiedzieć, że warystor o absorbcji 400J to trzy warystory 150J połączone równolegle. Faktycznie przy trzech warystorach połączonych równolegle nieznacznie zmieni się nam napięcie clampingu tego warystora wyjściowego.

    To tyle na dzisiaj, pozostało mi skomentować jeszcze jeden z ostatnich postów kolegi Bronka22. Ale to zostawiam sobie na inną okazję (jak będę miał trochę czasu).

    A teraz najtrudniejsza dla mnie sprawa. 2 marca zaproponowałem dla zabawy mały quiz. Osiem osób przysłało na do mnie posty via skrzynkę forum, ale także bezpośrednio na maila. I chciałbym wszystkich uczestników przeprosić, że nie odpowiedziałem, ani na PW, ani tutaj na forum. Niestety musiałem na dwa tygodnie wyjechać (obowiązki służbowe) i nie za bardzo miałem czas aby nawet zajrzeć na elektrodę.
    Ale przejdźmy do meritum quizu. Przypomnę, że pisałem iż ograniczniki absorbują energię i zarazem odbijają i to że nie ma takich które by przepięcia tylko absorbowały, ale nie odbijały. Ale może być taki który tylko odbija. I o niego pytałem. Poprawną odpowiedź podał kolega Wirnick w poscie #24. Nie wiem czy zrobił to w sposób zamierzony, czy mimochodem, ale o to mi chodziło. Niestety kolega Wirnick nie był uczestnikiem quizu (bo nie przesłał odpowiedzi na PW). Wprawdzie odpowiedzi dwóch uczestników (kol. maja14 i z adresu mailowego) były formalnie poprawne - obaj podali sęki ćwierćfalowe - ale uznałem je jako niepoprawne - gdyż jesteśmy na forum elektrycznym - i raczej mi chodziło o ograniczanie przepięć w sieciach/instalacjach elektrycznych. Tutaj przyznaję się do błędu, że pomysł quizu wpadł mi tak do głowy jak pisałem posta i nie wpisałem zastrzeżeń, że nie dot. to linii w.cz.
    Na wyróżnienie zasługuje kol. .Jack, który prawidłowo wskazał ograniczniki, które bardziej odbijają niż absorbują energię.
    W ogóle to widzę, że wszyscy uczestnicy quizu mieli dobrą orientację w ograniczaniu przepięć. Jednego kol., piszącego bezpośrenio na mojego maila nie skojarzyłem z żadnym nickiem forum.
    Uczestnikom bardzo dziekuję. Wygrana 10pkt pozostaje u mnie na koncie ;-)

    pzdr
    -DAREK-
  • #29
    User removed account
    User removed account  
  • #30
    Darom
    Electrician specialist
    Witam kol. Bronka

    O.. rozrzutny kolega jest. Chociaż z drugiej strony natrzaskał kolega postów to i bogatszy jest. A może ja spróbuję szczęścia :-). Takie 300 pkt. przydałoby mi się - mógłbym zorganizować aż 30 quizów z nagrodą 10pkt każdy. ;-)

    A tak na poważnie. Tak jak napisałem w poprzednim poscie - zamierzam wypowiedzieć się jeszcze w tym temacie (komentarz do ostatnich postów kol. Bronka). Jednak mam do oddania po świętach dwa projekty oprócz wielu innych zadań. A jak mówią Anglicy "First Things First".

    pzdr
    -DAREK-