Kształty prądów zwarciowych dla różnych źródeł, od baterii do sieci 230V.

Po 10 minutach mogę powiedzieć że wszystkie pomiary się w zasadzie nadają do kosza, cęgi są zbyt wolne aby pokazywać faktyczny prąd impulsowy. Widać to po powiększeniu przedniego zbocza, jakie jest zaookrąglone.

W 15 minucie pojawia się bocznik i różnice w oscylogramie między sondą a bocznikiem.

No dobra, to popatrzę dalej

Dzięki @TechEkspert za podlinkowanie filmu.
Brakowało mi w sieci pomiarów kształtu prądu oscyloskopem więc je zrobiłem
Co do piasku w bezpiecznikach topikowych.. Suchar ale z życia wzięty:
Mój kolega elektryk pyta praktykanta w swojej firmie "po co jest piasek w bezpiecznikach topikowych?".
Dedukcja praktykanta "piasek... ziemia... uziemienie"
Pozdrawiam,
Piotr Burnos

Mamy kolejny film: "Metrologia: Jak wygląda prąd zwarciowy? Impedancja pętli zwarcia. Piotr Burnos"
https://www.youtube.com/watch?v=uWTGkW6-SvA

Temat ciekawy i słabo dostępny dla wielu, mało kto zainwestuje nawet w tanią sondę prądową aby dokonać takich pomiarów.

W kwestii formalnej, zwarcie, przynajmniej w sieci energetycznej definiuje się zazwyczaj jako przepływ prądu 3-10 razy większego niż nominalny. Taka definicja pasuje do sposobu działania wyłączników instalacyjnych.

Co się chwali:
1) Dobrze pokazane odbijanie styków w rozmaitych typach łączników.
2) Prawie 500 Apk w sieci, rezystancja pętli rzędu 0.7 Ohm, pomyliłem się jednak trochę

CosteC napisał:

Instalacja jednofazowa z impedancją pętli zwarcia 0.5 Ohm, czyli dosyć niską, osiągnie może 500 A

Ale prąd już wystarczy na małe fajerwerki.
2) Pokazanie czym się kończy błędny dobór bezpieczników: bezpiecznik 1 A T ma dosyć żenujący prąd wyłączany. Losowy przykład, bo nie znam dokładnego modelu: https://www.tme.eu/Document/9923349c05ce335052fd2b25d898783f/TSC-1.25A.PDF rozłączy tylko nędzne 35 A. Potraktowany >>100 A bezpiecznik zrobił co mógł - wybuchł.
3) Wkładki gG/gL to wkładki chroniące przed przeciążeniem i zwarciem, zastosowania "ogólne" i "do kabli" czyli dosyć "powolne". Opis 100% poprawny.
Wkładka 6 A gG i wyłącznik B10 mają zadziałać <20 ms dla prądów zwarciowych jakie pokazano, więc selektywności nie mogło być.
Wkładka 63 A gG wytrzymuje około 1-2 sekund prąd 350 A RMS, a B10 przy tym prądzie ma zadziałać poniżej 20 ms. Selektywność została zachowana.
4) Okulary ochronne - Super. Pudełko na bezpieczniku - bardzo słusznie.

Problemy metrologiczne i nie tylko:
Kolejność chronologiczna.
1) Wykorzystanie tylko części rozdzielczości/zakresu oscyloskopu, przynajmniej w większości przypadków. Zmniejsza to dynamikę i dokładność, no ale wygląda ładniej...
2) Oprawki baterii AA miewają zaskakująco duże rezystancje, bo sprężyny dociskowe robi się ze stali, inne elementy też. Nie ma to znaczenia dla "normalnej pracy" ale dla prądu zwarciowego może mieć.
3) Przewody laboratoryjne z krokodylkami bywają bardzo różnej jakości i bardzo różnej rezystancji. Krokodylki zazwyczaj są stalowe a nie miedziane. Ich rezystancja może być większa niż rezystancja rozłącznika. Jak już badamy wpływ komponentów na eksperyment, to badajmy wszystkie.
4) Mając współczesny oscyloskop 12 bit liczenie działek palcem nie jest potrzebne, są pomiary automatyczne (użyte dopiero pod koniec filmu)
5) Pomiary prądu w trybie sprzężenia AC - Oscyloskopy w tym trybie mają 2-5 Hz, to da odkształcenia przebiegów obserwowanych przy 200 ms/DIV. Sondy prądowe mają zerowanie aby usunąć dryft zera. Zamiast drogiej sondy prądowej można było użyć transformatora prądowego i wyszłoby niewiele gorzej.
6) Bezpieczeństwo... 230 V AC i odsłonięte przewody od krokodylków? Pomiar prądów zwarciowych w sieci 230 V i połączenia cienkimi przewodami? A można by użyć 2.5 mm2 i przewody przykręcić do rozłącznika i chociaż zminimalizować ryzyko porażenia. Zła praktyka na ładnym, bezpiecznym stanowisku.
7) Rozłącznik do dokonania zwarcia w sieci 230 V? Aparat który (z definicji) nie nadaje się do załączania i rozłączania prądów zwarciowych? A można było użyć wyłącznika instalacyjnego który dokładnie do tego służy... Drogi też nie jest taki C25, a B10 nawet był pod ręką...

Zabrakło mi pokazania prądów zwarciowych popularnych ogniw litowych. Mam wrażenie, że wiele osób nie docenia ryzyka. Kilkadziesiąt amper z niedużego 18650 lub kilkaset z większych ogniw modelarskich mogą z łatwością wywołać pożar.
Zabrakło mi pokazania, że bezpiecznik 5x20 odpowiedniego typu może bezpiecznie wyłączyć prądy zwarciowe rzędu 500 A, ale nie jest to "najtańsza, szklana, zwłoczna wersja"
O tyle ważne, w mojej tylko oczywiście opinii, bo znowu zostanę oskarżony o skrajny egocentryzm, że bezpieczniki 5x20 są bardzo popularne w amatorskich konstrukcjach.

Ogólnie całkiem fajnie, ale jest parę obszarów do poprawy.

Ciekawe to są testy prądów zwarciowych aparatów dużej moce nN, SN i WN.
Tam się dużo dzieje
Prady zwarciowe potrafią giąć pety stalowe będące blokadami w polu rodzielnicy. Pręty średnicy kilki cm.
Wzrory do obliczeń są proste, tam jest wiele w ciągu połowy okresy napięcia - tam się dzieje magia i potrzeba szybkiej kamery, żeby to zobaczyć.

Tu to widać:


Jestem ciekaw jakimi łącznikami to załączają.

Poczytaj o aparatach łączeniowych z SF6.

bambus94 napisał:

Jestem ciekaw jakimi łącznikami to załączają.

Jak zwykle zależy. Wyłączniki próżniowe są bardzo małe i nadają się do niskich i średnich napięć. SF6 dzisiaj jest popularne. Dawniej były olejowe popularne.
Na małe moce do 1.5 kV są łączniki izolowane wodorem, powszechne w EV i PV.
Na większe napięcia zostaje SF6 ale najczęściej dalej powietrze z powodu rozmiaru całości.
Sztuczka polega na stosowną manipulacją łukiem.

Do 50 kA pewnie można by próbować półprzewodnikami, ale wielkie to by było i drogie.

Poważna energetyka stosuje SF6 - popatrzcie sobie na słupach SN/nN jak zmniejszone sa wymiary transformatorów.
Także mają rozłaczniki jak kiedyś.
50kA to jest tak duża moc łuku, ze raczej półprzewodnik to jeszcze nie.
W rodzielnicach WN stosuje się SF6 ze względu na moce zwarciowe - SF6 gasi łuk kepiej niż powietrze i ma większą izolację niż powietrze.

https://en.wikipedia.org/wiki/High-voltage_circuit_breaker

Janusz_kk napisał:

Po 10 minutach mogę powiedzieć że wszystkie pomiary się w zasadzie nadają do kosza, cęgi są zbyt wolne aby pokazywać faktyczny prąd impulsowy. Widać to po powiększeniu przedniego zbocza, jakie jest zaookrąglone.

A po zajrzeniu do dokumentacji cęg mogę powiedzieć, że Pana opinia w zasadzie nadaje się do kosza.
Cęgi Hangeka mają 400 kHz - absolutnie wystarczająco do pomiarów w sieci 230 V a.c.
Drugie cęgi - trudno mi określić model, ale wygląda na MICSIG CP2100 (najwolniejsze w ofercie w tym kształcie) i mają pasmo 2.5 MHz. To nie jest źle.

Źle jest używać trybu AC do takich pomiarów, sondy mają zerowanie aby zminimalizować dryft zera, no ale tak @Piotr_Burnos zdecydował.

Piotr_Burnos napisał:

Mój kolega elektryk pyta praktykanta w swojej firmie "po co jest piasek w bezpiecznikach topikowych?".
Dedukcja praktykanta "piasek... ziemia... uziemienie"

Bardzo dobry przykład jakości edukacji oraz procesów rekrutacyjnych.

CosteC napisał:

Cęgi Hangeka mają 400 kHz - absolutnie wystarczająco do pomiarów w sieci 230 V a.c.

Ale nie prądów szczytowych przy zwarciu DC.

>>21918575
@CosteC Pomiary prądu były wykonywane w trybie DC, a sonda prądowa zerowana przed każdym pomiarem. Tryb DC widać wyraźnie na filmie. Więc nie rozumiem uwagi... Tryb AC był włączony tylko przy pomiarze napięcia - stanu przejściowego podczas zwarcia zasilacza co jest typową praktyką.
Piotr Burnos

>>21918650
Stany niesustalone powstające w trakcie zwarcia to bardzo złożony problem.
Po części pokazał to przebieg prądu mierzonny metodą pośrednią popprzez pomiar napięcia na boczniku pomiarowym.
Zwarcia opisywane są skomplikowanymi wzorami z różniczkami, a najwięcej dzieje się w pierwszej połowie przebiegu 50Hz, czyli w pierwszych 1/100 sekundy.
Zwarcia w sieci WN muszą być wyłączone poniżej 0,1 s (10ms). Potem dziej siębardzo duzo - siły elektrodynamiczne potrafią wiele. Dła łagodzeniu wpływu łuku są komory gaszeniowe. Tradycyjne wydłużają drogą gasząc łuk.
SF6 lub próżnia powoduje także te efekty - brak ośrodka do podtrzymania palenia łuku.
Laboratoria testujace urządzenie SN i WN maja sporo materiału o tym co cam się dzieje.

Piotr_Burnos napisał:

@CosteC Pomiary prądu były wykonywane w trybie DC, a sonda prądowa zerowana przed każdym pomiarem. Tryb DC widać wyraźnie na filmie. Więc nie rozumiem uwagi... Tryb AC był włączony tylko przy pomiarze napięcia - stanu przejściowego podczas zwarcia zasilacza co jest typową praktyką.

Nie wiem na jaki film Pan patrzył, ale na Pana filmie widzę co innego. Można się przyznać do błędu, przeżyłem takie sytuacje, trochę boli, potem przechodzi.

Sprzężenie DC było dla sondy MICSIG na początku filmu, tak gdzieś do połowy. Potem podłączył pan sondę HANTEK pod kanał drugi gdzie było ustawione AC, po pomiarach napięcia zasilacza i tak Pan zrobił porównanie bocznik-cęgi i pomiar prądu podczas palenia bezpiecznika jest też AC, potem koło 23 minuty z powrotem jest DC dla pomiarów zwarcia w sieci 230 V a.c.

Jak jesteśmy przy dobrych praktykach pomiarowych, to dobrze jest mieć poprawnie ustawione jednostki na oscyloskopie. Jak mierzymy prąd to jednak Ampery jak napięcie to literka V wprowadza mniej zamieszania.

>>21918712
@CosteC faktycznie w dwóch pomiarach na cały film zostało AC bodaj na boczniku Gratuluję sokolego oka Co niczego nie zmienia w interpretacji wyników.

Nie jest za to prawdą, że przy sondzie Hanteka było sprzężenie AC. Hantek był używany przy zwarciach w sieci 230V. Przy wszystkich pomiarach było DC. Screen poniżej.
Sonda Hanteka nie ma autozerowania, tylko potencjometr do zerowania. Działa to źle, a do tego cęgi szybko łapią składową stałą. Więc przy "szybkich" przebiegach tryb AC byłby nawet wskazany. Ale było DC:

>>21917905
Ten film sporo pokazuje:
https://www.youtube.com/watch?v=OC7sNfNuTNU

Sporo, ale prad przemienny to nie prad stały.
Tu jeszcze dochodzą inne zjawiska.

Piotr_Burnos napisał:

Co niczego nie zmienia w interpretacji wyników.

Tak, interpretacja zostaje jaka była, wyniki i tak były poglądowe, ważny był kształt i rząd wielkości, nie dokładne wartości.

Piotr_Burnos napisał:

Sonda Hanteka nie ma autozerowania, tylko potencjometr do zerowania.

Fascynujące, bo Hantek CC-65, wygląda zasadniczo tak samo a ma przycisk zerowania. Układ zerowania za to szybciej się de-zeruje niż same czujniki Halla.
FLUKE i30 ma potencjometr, i działa, hm, umiarkowanie też.

Piotr_Burnos napisał:

Działa to źle, a do tego cęgi szybko łapią składową stałą. Więc przy "szybkich" przebiegach tryb AC byłby nawet wskazany.

No nie aż tak źle, żeby wpływać na przebieg 5 sekundowy, gdzie tryb AC oscyloskopu na pewno usunie składową stałą.

Brakło mi jednego. Przebiegu napięcia na zaciskach bezpiecznika.

zdziwiony napisał:

Brakło mi jednego. Przebiegu napięcia na zaciskach bezpiecznika.

Do czego potrzebne? Tam spadki są mimimalne i powinni być jak na boczniku co do kształtu. Wartości będą zależne od rezystancji.

sq3evp napisał:

Do czego potrzebne? Tam spadki są mimimalne i powinni być jak na boczniki co do kształtu

Heh, potrzebne abyś zobaczył, że w sieci 230 V na bezpieczniku zobaczysz często ładne przepięcie łączeniowe. Spadek na przewodzącym bezpieczniku jest rzeczywiście dosyć nudny, chyba, że projektujesz bezpieczniki.

sq3evp napisał:

Do czego potrzebne?

Chciałbym wiedzieć jaki przebieg ma napięcie na bezpieczniku w trakcie trwania przepalenia albo rozłączenia styków. Z tego można sobie policzyć ile energii wydzieli się na nim podczas trwania zwarcia. Akurat mnie to interesuje z różnych powodów.

Tutaj cię zaskoczę. Oglądałem przebieg rozłączania prądów zwarciowych SN i WN.
Pierwsze ms to przetężenia tak duże, że siły elektrodynamiczne rozwalają mocowanie wyłączników w polu rozdzielnicy.
Nikt nie bawi się w oglądanie, jak się zachowuje bezpiecznik - on ma działać i zabezpieczyć obwód.
Popatrz sobie, jak wygląda załączenie w obwodzie WN rozłącznikiem w stacji transformatorowej - tam masz odłączone obwody, a łuk jest. Wyobraź sobie, co było pod obciążeniem?
W bardzo krótkiej chwili po załączeniu w obwodzie płyną potężne prądy wynikające z indukcyjności i pojemności zastępczej obwodu.
Na filmie masz 50 Hz (napięcie sieciowe), a zafalowanie prądu mierzonego na boczniku ile ma częstotliwość? Jaki jest okres tego przebiegu nałożonego na 50 Hz?

https://www.youtube.com/shorts/R9at7smDPks (poprawiony link)
Fajny short, 100 A jednak to raczej wynik rezystancji obwodu zwarciowego w tym bezpiecznika, całość rzędu 120 mOhm.
Akumulator powinien osiągnąć około 760 A prądu rozruchowego nominalnie i nawet zużyty powinien osiągnąć ze 400 A.

Ale to na zwarciu styków ograniczony Rw akumulatora.
Tylko wtedy.
Podziel sobie napiecie przez rezystancję i masz prąd.

>>21920569
Już wiemy, że short rządzi się swoimi prawami. Duża rezystancja obwodu zwarciowego ograniczyła prąd. Dodatkowo ten akumulator ma za sobą wiele cykli ładowania/głębokiego rozładowania i nie jest w najlepszej kondycji.
Jeżeli powstanie pełny film na ten temat to będzie to zrobione zgodnie ze sztuką.
Pozdrawiam,
Piotr Burnos

Piotr_Burnos napisał:

Już wiemy, że short rządzi się swoimi prawami. Duża rezystancja obwodu zwarciowego ograniczyła prąd. Dodatkowo ten akumulator ma za sobą wiele cykli ładowania/głębokiego rozładowania i nie jest w najlepszej kondycji.

Wszystko prawda, po prostu ciekawy jestem ile rezystancji przypadło na bezpiecznik, a ile na przewody. Raczej sporo, ale też grubość przewodów samych w sobie też z pewnością ograniczyła prąd.

Samochodowe bezpieczniki są stosunkowo beznadziejne (niski prąd rozłączany, niskie napięcie, wiele modeli ma tendencje do topenia się) ale za to mają stosunkowo niskie rezystancje.

Ciekawe byłyby zwarcia transformatora pradowego co miałby za 20kA.