Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Arrow Multisolution Day
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Warystor + bezpiecznik termiczny?

Edgar293487 06 Lis 2017 00:35 1260 9
  • #1 06 Lis 2017 00:35
    Edgar293487
    Poziom 3  

    Przez przypadek zauważyłem, ze w mojej starej listwie Acar warystor jest połączony szeregowo z bezpiecznikiem termicznym na 130 stopni. Bezpiecznik termiczny jest blisko warystora, ale nie ma fizycznego kontaktu. Oczywiście są też dwa zwykłe bezpieczniki topikowe. Łączenie bezpiecznika termicznego z warystorem zostało lekko wyśmiane w tym wątku, gdyż bezpieczniki termiczne są ponoć zbyt wolne:

    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2934517.html

    Jednak większość angielskojęzycznych stron sugeruje użycie warystora i bezpiecznika termicznego szeregowo, podobno warystory były przyczyną pożarów:

    http://www.littelfuse.com/~/media/electronics...stors_in_spd_and_ac_line_application_note.pdf

    Czyli, po pierwsze, ktoś tu nie ma racji.

    Po drugie, dlaczego na stronie littelfuse.com i w mojej listwie, bezpiecznik termiczny odłącza tylko warystor, a nie całe zasilanie?

    0 9
  • Arrow Multisolution Day
  • Pomocny post
    #2 06 Lis 2017 13:46
    RitterX
    Poziom 36  

    Zabezpieczenie termiczne dotyczy warystora. Błędnie rozumiana jest szybkość działania zabezpieczenia termicznego i dlatego ta rozbieżność. Bezpiecznik termiczny najlepiej jak jest sprzężony termicznie z warystorem.
    Od początku, po co jest warystor? To zabezpieczenie nadnapięciowe, przeciwwyładowaniowe. Gdy w przebiegu zasilającym pojawia się szpilka wyładowania warystor ma za zadanie przejąć energię powyżej pewnego progu, zadziałania na swoja strukturę a następnie rozproszyć w postaci ciepła.
    W listwie są bezpieczniki topikowe typu T czyli zwłoczne, to na wypadek podłączenia do listwy zasilacza o charakterze pojemnościowym, który pobiera odkształcony przebieg o sporym prądzie ładowania kondensatorów. Nie każdy zasilacz np. ATX ma pasywne a tym bardziej aktywne PFC. PFC jest ogólnie sporą ulgą dla bezpieczników w listwie zasilająco-zabezpieczającej. Z tego wynika, że nie tak łatwo i szybko zmusić bezpiecznik typu T do zadziałania. To rodzi pewne konsekwencje dla warystora. W przypadku gdy w przebiegu zasilającym pojawi się nie jedna szpilka napięciowa o dużej energii, tak ze prąd pętli warystora jest w stanie zmusić bezpiecznik topikowy do działania, ale przez długi pojawią się systematycznie od jakiegoś s"iejącego" urządzenia szpilki nazwijmy je średnimi to bezpiecznik topikowy typu T będzie to traktował jako nieco większy, dopuszczalny prąd pracy. Tymczasem warystor nie. Warystor przetwarzając energię szpilek w ciepło będzie całkował ich energię ;) a bardziej po ludzku będzie się od kolejnych coraz bardziej rozgrzewał. Skoro ma skończoną temperaturę pracy to po pewnym czasie może ją uzyskać i wtedy nigdy niejednorodna jego struktura zacznie się gdzieś przegrzewać. Aby temu zapobiec dodaje się bezpiecznik termiczny do ochrony termistora przed tymi średniakami.

    0
  • Arrow Multisolution Day
  • Pomocny post
    #3 06 Lis 2017 17:34
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Przegrzanie warystora może być spowodowane długotrwałym przepięciem o niezbyt wysokiej wartości, ale to niezbyt często spotykany i nie jedyny przypadek.

    Warystor ma ograniczoną trwałość, przepięcia które musi znosić podczas całego okresu użytkowania powodują powolną degradację i z czasem prąd upływu płynący przez warystor przy normalnym napięciu sieciowym staje się coraz wyższy, jeśli doprowadzi do przegrzania, to prąd jeszcze wzrośnie, aż warystor się spali, nawet jeśli dojdzie do przerwania obwodu w wyniku np rozlutowania, będzie długo i mocno grzał, co stwarza zagrożenie pożarem, bezpiecznik termiczny jest tu właściwym zabezpieczeniem.

    Cytat:
    Łączenie bezpiecznika termicznego z warystorem zostało lekko wyśmiane w tym wątku, gdyż bezpieczniki termiczne są ponoć zbyt wolne:
    Użytkownicy elektrody wszystko wiedzą lepiej :)

    Cytat:
    Po drugie, dlaczego na stronie littelfuse.com i w mojej listwie, bezpiecznik termiczny odłącza tylko warystor, a nie całe zasilanie?
    Bo ten bezpiecznik zadziała tylko w przypadku awarii warystora, obwody za warystorem mogą nadal być zasilane, choć będą pozbawione zabezpieczenia.
    Bezpiecznik termiczny nie jest wymienny, gdyby odłączał całe zasilanie listwa z nieznanej dla użytkownika przyczyny przestała by działać.

    Duże warystory stosowane w rozdzielnicach i na słupach mają sygnalizację zadziałania bezpiecznika termicznego, zazwyczaj prostą mechaniczną, producent listwy pewnie był zbyt skąpy i nie dał żadnej sygnalizacji (np kontrolki) i użytkownik sie nie dowie, że jego listwa przestała przed czymkolwiek zabezpieczać.

    0
  • #4 07 Lis 2017 01:43
    Edgar293487
    Poziom 3  

    Dzięki! Teraz wszystko się zgadza, niemniej nie jestem pewien, czy nie wolałbym, aby bezpiecznik termiczny jednak odciął całe zasilanie, a nie tylko warystor, ale to zapewne pytanie bardziej filozoficzne i marketingowe.

    Mam jeszcze jedno pytanie, które się z tym wiąże: transil. Załóżmy, ze uC steruje pracą triaka lub przekaźnika, triak lub przekaźnik są zabezpieczone transilem połączonym równolegle z elementem sterującym, a obciążenie ma charakter indukcyjny, gdy odłączam obciążenie to pojawia się impuls pochodzący z indukcyjności obciążenia, transil go gasi przekazując dalej. Czy w takim razie warystor (zintegrowany z bezp. termicznym) powinien być zblokowany kondensatorem? Np tak jak tutaj:

    Warystor + bezpiecznik termiczny?

    0
  • #5 07 Lis 2017 20:09
    RitterX
    Poziom 36  

    Tutaj powinien bć szeregowy układ RC a nie sam kondensator. Zwykle jest to para 100nF/275V~ i rezystor 10R...47R 1...2W. Dla składowej o dużej szybkości narastania kondensator 100nF będzie zachowywał się jak zwarcie czyli energia impulsu zostanie wytracona na szeregowym z kondensatorem rezystorze 47R. Jeżlei jest metalizowany to zwykle jest nieuszkadzalny.
    Różnica między układem gasikowym RC a warystorem jest taka, że warystor reaguje na amplitudę napięcia, obcina to co jest wyżej wartości znamionowej. Układ gasiowy działa na szbkość narastania zbocza. To oznacza, że wytracanie energii na przykładowych 47R zacznie się niezależnie od amplitudy przebiegu czyli znacznie niżej jak zadziałanie warystora. Dlatego ma sens równoległe łączenie RC i wartstora albo RC i transila. W takich warunkach element nadnapięciowy czyli warystor albo transil będą miały łatwiejsze życie co przełoży się na ich długą bezawaryjność.

    0
  • #6 08 Lis 2017 22:59
    Edgar293487
    Poziom 3  

    Dzięki!

    Nie uważam firmy Acar za jakąś szczególną wyrocznie, niemniej w ich rozwiązaniu warystor (z bezpiecznikiem temp.) jest połączony równolegle z kondensatorem 220nF, oraz równolegle z rezystorem 500k - rezystor zapewne ma na celu rozładowanie kondensatora po odłączeniu listwy od zasilania - w uproszczeniu 230V idzie na warystor, na kondensator i na rezystor. Kondensator to faktycznie "Metallized Polypropylene (PP) Capacitors". Zastanawiam się czy to rozwiązania ma bardziej chronić sieć przed zakłóceniami odbiorników, czy odbiorniki przed zakłóceniami z sieci, czy może odbiorniki w przypadku wypięcia z listwy innego odbiornika.

    W dokumencie firmy Relpol "Przekaźniki podstawowe informacje" jest napisane, iż jednym z zabezpieczeń przekaźnika mogą być dwie przeciwstawne, szeregowo połączone diody Zenera (czyli podobne do transila dwukierunkowego) połączone równolegle z obciążeniem, lub układ RC równolegle ze stykami, jest tez warystor równolegle z obciążeniem. Transil lub warystor będzie powodował problemy w przypadku częstych przepięć powodując ich mocne nagrzewanie, dodatkowo, całe przepięcie będzie przechodziło przez przekaźnik. Gasik RC równolegle ze stykami przekaźnika będzie stwarzał problemy przy obciążeniach pojemnościowych.

    Wiem, że to w zasadzie jest banalny temat, ale patrząc na istniejące rozwiązania oraz na porady i dyskusje, to wcale taki banalny nie jest.

    0
  • #7 09 Lis 2017 21:12
    RitterX
    Poziom 36  

    Dotknąłeś kiedyś bolców przewodu zasilającego ATX bez PFC od razu po wyciągnięciu z gniazdka :) . Nie sprawdzaj tych "pieszczot". Po to dodaje się równolegle z obciążeniem rezystor by rozładować pojemności ale również te dołączone do gniazd listwy zasilacza.
    Przekaźnik jakiej firmy by nie był powinien być zabezpieczony tak by tworzył na rządanie sygnału sterującego fizyczną przerwę w obwodzie. Nie ma specjalnie znaczenia dla składowej zmiennej czy RC będzie równolegle ze stykami czy z obciążeniem. Z pierwszego powodu lepiej gdy RC jest rówonolegle z obciążeniem. Przyjmijmy, że masz obwód obciążenia z indukcyjnością i rezystancją. Bez RC rozłączenie styków przekaźnika spowoduje gwałtowną przerwę w obwodzie i cewka obwodu RL wygeneruje szpilkę napięciową przeciwdziałając w ten sposób zanikowi prądu - zjawisko samoindukcji. To niezbyt przyjemne dla styków przekaźnika. Teraz dodajmy równolegle z obciążeniem RL, za stykami przekaźnika, dodatkowy układ gasikowy w postaci szeregowego RC. Znowu rozłączamy styki przekaźnika i co? To samo, z tą różnicą, że nie mamy wzrostu napięcia do bardzo dużej wartości lecz obwód zamknięty zostaje naszym gasikiem i energia magnetyczna zgromadzona poprzednio w cewce zostanie wyzwolona ale nie na stykach przekaźnika jak popadnie lecz wytraci się na rezystorze obwodu RC. Kondensator ma w nm za zadanie stanowić praktycznie zwarcie jedynie dla przebiegu o dużej stromości czyli szpilek.
    Można policzyć lub zmierzyć indukcyjność obciążenia i dokładnie określić ile maksymalnie pomieści energii E= L*I^2/2. Stąd dla zananej wartości rezystora można obliczyć konieczną jego moc.
    Gdybyś zabezpieczył styki to jedynie straciłbyś fizyczną separację strony zasilanej i zasilającej. Ta fizyczna przerwa jest wielką zaletą przekaźników i często determinuje nadal ich stosowanie. Nie zyskałbyś nic stosując równolegle z nimi RC poza zwiększeniem żywotności styków. Obwód po rozłączeniu z RC równolegle ze stykami zamknąłby się tak: źródło zasilania, obwód gasikowy RC obciążenie RL i spowrotem do źródła zasilania. Elektrotechnika jest jedna bez względu na to co piszą w broszurach.
    Dodanie równolegle warystora albo transila dwukierunkowego z RC, jak już pisałem, jeszcze bardziej poprawia warunki komutacji elementu załączającego gdyż uzupełnia działaniem obwód gasikowy RC a energia (ciepło) rozłączenia jest wtedy rozkładana na dwa niezależne elementy z tym, że to rezystor będzie działał jako pierwszy a jest znacznie odporniejszy cieplnie od warystora albo transila.
    Pewien dualizm w układach elektronicznych do tych zjawisk można spotkać np. pod postacią diody zamykającej obwód cewki przekaźnika. To ona zapobiega powstawaniu wysokiego napięcia od samoindukcji w cewce przekaźnika a tym samym uszkodzenia tranzystora sterującego. Dlatego powszechnie stosuje się to rozwiązanie w układach przeznaczonych do sterowania przekaźnikami np. ULN2003. Podobnie jest w przetwornicy obniżającej napięcie gdzie dioda za kluczem a przed indukcyjnością zamyka obwód w momencie rozłączenia klucza.

    Podsumowując: RC, transil, warystor równolegle z obciążeniem jak najbardziej tak. Równolegle ze stykami przekaźnika zdecydowane nie!!!
    Tu chodzi o bezpieczeństwo, fizyczne rozłączenie obwodu. W przekaźniku to fizyczna szczelina między stykami.
    Podłącznie równolegle RC ze stykami RC spowoduje, że dla napięcia przemienego obwód nadal będzie pod napięciem. Nie mówiąc już o warunkach gdyby uszkodzeniu uległ kondensator obwodu RC. Wtedy styki przekaźnika zwarte byłyby zawsze przez rezystor rzędu 100R a to zdecydowanie za mało by obwód strony wtórnej był bezpieczny np. dla napięcia sieciowego 230V~!

    0
  • #8 09 Lis 2017 23:07
    maxipalia
    Poziom 13  

    Edgar293487 napisał:
    Dzięki! Teraz wszystko się zgadza, niemniej nie jestem pewien, czy nie wolałbym, aby bezpiecznik termiczny jednak odciął całe zasilanie, a nie tylko warystor, ale to zapewne pytanie bardziej filozoficzne i marketingowe.

    Mam jeszcze jedno pytanie, które się z tym wiąże: transil. Załóżmy, ze uC steruje pracą triaka lub przekaźnika, triak lub przekaźnik są zabezpieczone transilem połączonym równolegle z elementem sterującym, a obciążenie ma charakter indukcyjny, gdy odłączam obciążenie to pojawia się impuls pochodzący z indukcyjności obciążenia, transil go gasi przekazując dalej. Czy w takim razie warystor (zintegrowany z bezp. termicznym) powinien być zblokowany kondensatorem? Np tak jak tutaj:

    Warystor + bezpiecznik termiczny?


    Z praktyki ...w miejscu transila, o ile odręne przepisy na to pozwalają(upływność, izolacja etc.), najlepiej styki przekaźnika chroni kondensator małej pojemności. W zależności od instalacji trzeba dobrać pojemność np dla 230VAC to są wartości rzędu 50..200pF. (Wiedza nabyta od Omron'a)

    0
  • #10 12 Lis 2017 00:45
    maxipalia
    Poziom 13  

    Ciekawie wygląda, choć przypomina iskrownik ;)

    0