Hej El-Löken66E El-Löken66 skrev:
GK100 skriver om denna tråd: ”Inte för att det gör något och väldigt få tar nog någon större notis om trådar som denna men jag skriver ändå för att skapa lite balans.”
Om det nu inte ” gör något och väldigt få tar nog någon större notis om trådar som denna” så stör det väl inte så många att jag skriver lite mer om ”Balanserad (split fas) spänningsmatning för störningsbekämpning.”
Detta ”för att skapa lite balans” i kunskap mellan alla er som äger (och ansvarar för) er elanläggning och de som säljer apparater till er eller gör elinstallationer hos er.
Förhoppningen är att försöka förklara ”fenomen” som ibland uppstår hemma och hur vi har tillämpat kunskapen för att underlätta mätteknik inom sjukvården, t.ex. vid EKG-undersökningar.
Många av oss har märkt att det kan uppstå ”brum” när vi ansluter mikrofon eller ”hedset” till en dator eller med fingret vidrör signalingången (kontakten) till en förstärkare.
Dels kan brummet (”50 Hz brum”) komma från det elektriska fältet från elinstallationen i rummet. Dels så kan brummet vara läckström från t.ex. en (ojordad) nätdel. Det finns naturligtvis ytterligare orsaker om ljudsystem skapar störningar.
I Coronatider har många flyttat kontoret hem eller ökat användningen av datorer vid sociala kontakter. Störningar i ljudsystem kan då ibland vara det man stöter på och det är inte ovanligt att det är en orsak till irritation.
Elektriska fältet i ett rum med ”vanligt” 230 V enfas 50 Hz elnät
Detta är en starkt förenklad beskrivning av det elektriska växelfältet i ett rum med 230 V enfas 50 Hz.
Om vi tänker oss ett rum med en normal elektrisk enfasig 230 V installation, se figur nedan. Golvet är av betong och utfört med potentialutjämning till betongens armering (skyddsledaren ansluten till betongens armering) och en ledning med fas- noll- och skyddsledare är förlagd i taket som är beläget 2,30 m över golvet.
Mellan ledningen i taket och golvet uppstår då ett elektriskt växelfält. Genom att summera bidragen från respektive ledare i ledningen kan vi beräkna totala styrkan på det elektriska växelfältet i rummet.
Styrkan på fältet (V/m) från respektive ledare får vi om vi delar spänningen (V) i ledningen med avståndet (m) mellan ledningen och det jordade golvet.
Fasledaren har spänningen 230 V och avståndet är 2,3 m mellan ledningen och golvet.
Bidraget till det elektriska växelfältet i rummet från fasledaren är då ca 100 V/m
Nolledaren har spänningen 0 V och avståndet är 2,3 m mellan ledningen och golvet.
Bidraget till det elektriska växelfältet i rummet från nolledaren är då ca 0 V/m
Jordledaren har spänningen 0 V och avståndet är 2,3 m mellan ledningen och golvet.
Bidraget till det elektriska växelfältet i rummet från jordledaren är då ca 0 V/m
När vi skall summera bidragen från de tre ledarna så ser vi, att det bara är fasledaren som ger ett bidrag, så det totala växelfältet i rummet är ca 100 V/m
Elektriska fältet i ett rum med 230 V 50 Hz balanserat (delad fas) system
Vi gör nu en starkt förenklad beskrivning av det elektriska växelfältet i ett rum med 230 V 50 Hz balanserat (delad fas) system
Om vi nu i stället matar rummet med ett balanserat (delad fas) spänningsmatning som man skulle kunna beskriva som ett tvåfassystem med 115 V fasspänning och 180 grader mellan faserna. Se figuren nedan
Vi ansluter enfaslasterna mellan de två faserna och då får enfaslasterna 230 V matningsspänning, precis som i enfasfallet tidigare.
Den ena fasledaren har spänningen 115 V och avståndet är 2,3 m mellan ledningen och golvet. Bidraget till det elektriska växelfältet i rummet från den fasledaren är då ca 50 V/m
Den andra fasledaren har spänningen 115 V och avståndet är 2,3 m mellan ledningen och golvet.
Men genom att det är 180 grader mellan de två faserna i rummet så har det växelfältet en omvänd polaritet gentemot den första fasen. Bidraget till det elektriska växelfältet i rummet från den andra fasledaren är då ca – 50 V/m
Jordledaren har spänningen 0V och avståndet är 2,3 m mellan ledningen och golvet.
Bidraget till det elektriska växelfältet i rummet från jordledaren är då ca 0 V/m
När vi nu summerar bidragen från de tre ledarna, så ser vi att de två fasledaren ger ett bidrag, som tar ut varandra och att bidraget från jordledaren är ca 0 V/m, så det totala växelfältet i rummet är ca 0 V/m
Vad blir skillnaden i praktiken mellan de olika matningssystemen?
Om det finns ett elektriskt växelfält i rummet då kommer ledande föremål (och människor) som finns i rummet att påverkas av det växelfältet.
Den kondensator, en läckkapacitans på 5-10 pickofarad, som finns inritad i figuren kommer ifrån den medicinska litteraturen. Läckkapacitansen beskriver människokroppens koppling till det elektriska fältet i rummet, och påverkar mättekniken t.ex. vid mätning av EKG och EEG.
I sjukhusmiljö har praktiska prov (i ombyggda lokaler) visat att vid balanserad matning så var störningarna från elfältet lägre (kunde inte ses vid mätningar) vid balansering än vid konventionell filtrering med notchfilter (bandspärrfikter). https://sv.wikipedia.org/wiki/Bandspärrfilter
Med ett notchfilter riskerar man att tappa en del av informationen i mätsignalen vid 50 Hz
I hemmamiljö innebär kopplingen till det elektriska fältet i rummet att en människa som berör känslig teknik t.ex. en mikrofoningång kan orsaka brum (50 Hz) som ibland kan bli störande.
Redigerat:
Allt du skriver är intressant och även välkänt för oss som är intresserade och jobbar med det. Men har liten bäring på tex elverken och reservdrift eller EMC i allmänhet.
Du fastnar i något som inte har med normala anläggningars utförande eller problem att göra. Och heller inte kommer att ha det i någon som helst omfattning snarare tvärtom. Vore bättre att komma med realistiska exempel som kanske fler på forumet kan ha nytta av vid ev reservkraftdrift och alla aspekter där de flesta inte har med detta att göra öht.
Vi får se framöver om jag får lite tid och ork att balansera lite mer i andra EMC, skyddsjord, potentialutjämningstråden. Med lite användarfall från både stort och smått utan för mycket onödig svartkonst.
Du fastnar i något som inte har med normala anläggningars utförande eller problem att göra. Och heller inte kommer att ha det i någon som helst omfattning snarare tvärtom. Vore bättre att komma med realistiska exempel som kanske fler på forumet kan ha nytta av vid ev reservkraftdrift och alla aspekter där de flesta inte har med detta att göra öht.
Vi får se framöver om jag får lite tid och ork att balansera lite mer i andra EMC, skyddsjord, potentialutjämningstråden. Med lite användarfall från både stort och smått utan för mycket onödig svartkonst.
Att begränsa det elektriska fältet i ett rum genom att skärma av elfältet?
Inom många områden som telekommunikation, ljud-och bildteknik etc. används skärmar (skärmad kabel) för att undvika att elektriska fält stör eller ger störningar. Går inte det att använda för att skärma av elektriska fält i rum?
Jovisst, möjligheten har funnits lika länge som problemen med ”power-line interference and ECG”. Men av de artiklar som publiceras så hittar man mängder med varianter av temat ” Removal of power-line interference from the ECG”. Då handlar det om filtrering av den redan mätta signalen som innehåller 50/60 Hz, och inte om hur man begränsar de elektriska fälten i rummen där man mäter, t.ex. genom skärmning.
Figuren, ovanför, visar hur man kan tänka sig att skärma av elfältet med en kabel (t.ex. använda en EKLK med mantelskärm och biledare) matat från en enfaskälla på 230 V för att därigenom undvika att elsystemet ger ett elektriskt fält i rummet.
Det man då skall lägga märke till, är att skärmning innebär att man får en läckström i PE-ledaren.
Det är naturligtvis ingen akut fara om det uppstår en liten läckström i skydd ledaren (PE), men inom elkraftområdet så utgår man ifrån att läckströmmen är liten (obefintlig). Avvikelser från detta kan t.ex. innebära bekymmer med jordfelsövervakning och jordfelsskydd.
Problematiken gällande detta, att skyddsjord var en dumpplats för läckström och störningar, tog jag upp 1997 när jag skrev; “Increased pollution in the protective earth” till en forskningskonferens inom elkraftteknik (EPE 1997). Tyvärr har inte mycket förbättras sedan dess.
http://ltu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:1011266&dswid=-6399
Inom sjukvården har man striktare krav på läckström, än annars. I många fall sätts kravet under 100 mikroampere och vid dialys är en läckström under 10 mikroampere önskvärd eftersom medicintekniken är då direkt kopplad till blodomloppet och hjärtat.
Skall man skärma bort det elektriska fältet i ett rum, då krävs det att allt som är anslutet till elnätet, i det rummet, är av skärmat (och jordat) utförande. Dubbelisolering ger ingen skärmning av det elektriska fältet.
Jag har varit med i flera projekt där skärmning av elektriska fält har prövats. Det har inneburit många extra metallnät, inkapslingar och jordledare. Det blir många extra moment att komma ihåg vid t.ex. underhåll så att en skärm inte glöms bort vid byte av ljuskälla.
Det var inte helt enkelt att eliminera det elektriska fältet med skärmning och jordning och det innebar en ökad (icke önskvärd) läckström i anläggningen.
Matar man rummet med ett balanserat (delad fas) elsystem, som i figuren ovan, då uppstår två läckströmmar, i motsatt riktning, som tar ut varandra. Det finns då ingen läckström i skyddsjordssystemet därifrån som påverkar jordfelsövervakning och jordfelsskydd.
50 Hz Läckström i EMC-filter
Det är samma sak, med att två läckströmmar, i motsatt riktning, som tar ut varandra, om du kopplar EMC-filter i ett balanserat (delad fas) elsystem som i figuren nedanför. Det är helt annorlunda än ett vid ”vanligt” enfassystem.
Det uppstår samma skillnad i läckström från EMC filter mellan ett ”vanligt” 230 V enfas 50 Hz elnät och ett balanserat (delad fas) elsystem, som skillnaden i elfält i rummet i det tidigare inlägget #61. Bidraget till 50 Hz läckströmmen från fas L1 och fas L2 tar ur varandra, eftersom de ligger i motfas.
Har man mängder med EMC- filter i ett vanligt enfassystem så summeras (50 Hz) läckströmmen. Tre identiska EMC- filter i ett enfassystem ger en (50 Hz) läckström som är tre gånger så stor som ett EMC- filter.
Sätter man tre identiska EMC- filter (en i vardera fasen) i ett trefassystem då blir summan av (50 Hz) läckström ”noll”. Där finns en likhet mellan ett symmetriskt trefassystem och ett balanserat (delad fas) elsystem.
I ett balanserat (delad fas) elsystem kan man öka kapacitansen till jord (inom rimliga gränser) och därmed filterverkan, utan att det innebär en ökad (50 Hz) läckström. Därigenom så finns en möjlighet att filtrera bort supratoner (2 kHz -150 kHz) från en apparat med switchad teknik, t.ex. en nätdel eller frekvensomriktare där normerna idag inte kräver detta.
Har man jordfelsövervakning och jordfelsskydd i ett trefassystem är det ett mindre problem med summering av (50 Hz) läckström från många EMC-filter, än om man har många EMC-filter och jordfelsskydd i ett enfassystem. D.v.s separata enfas jordfelsskydd passar inte bra ihop med mängder av EMC-filter.
Använder man ett balanserat (delad fas) elsystem är det betydligt lättare att kombinera enfas jordfelsskydd med mängder av EMC-filter. Man kan t.o.m. öka filterverkan för att filtrera bort supratoner (2 kHz -150 kHz), utan att (50 Hz) läckström ökar.
Har man ett enfas reservelverk och tänker sig att driva många ”energisnåla” apparater försedda med switchad teknik, t.ex. nätdelar och frekvensomriktare, då kan det uppstå driftsproblem på grund av den summerade (50 Hz) läckströmmen. Då kan man dra nytta av att enfas elverk är försedda med ett balanserat (delad fas) elsystem.
Jag hoppas att det jag skriver är begripligt för någon (några). Det är inte lätt att förenkla allt så det blir begripligt för alla. Vad man begriper kan ibland bero på vad man har för kunskaper på andra teknikområden.
När jag talade om balanserat (delad fas) elsystem på en konferens om medicinteknik och återlämnade mikrofonen till ljudteknikern, då sade han till mig; ”Jag brukar normalt inte förstå vad dom pratar om, men det du pratade om det förstod jag”.
Man kan tillägga att inom ljudteknik så har balanserad teknik används på mikrofonledningarna (mikrofoningångarna) i många år för att minska störningar.
Inom många områden som telekommunikation, ljud-och bildteknik etc. används skärmar (skärmad kabel) för att undvika att elektriska fält stör eller ger störningar. Går inte det att använda för att skärma av elektriska fält i rum?
Jovisst, möjligheten har funnits lika länge som problemen med ”power-line interference and ECG”. Men av de artiklar som publiceras så hittar man mängder med varianter av temat ” Removal of power-line interference from the ECG”. Då handlar det om filtrering av den redan mätta signalen som innehåller 50/60 Hz, och inte om hur man begränsar de elektriska fälten i rummen där man mäter, t.ex. genom skärmning.
Figuren, ovanför, visar hur man kan tänka sig att skärma av elfältet med en kabel (t.ex. använda en EKLK med mantelskärm och biledare) matat från en enfaskälla på 230 V för att därigenom undvika att elsystemet ger ett elektriskt fält i rummet.
Det man då skall lägga märke till, är att skärmning innebär att man får en läckström i PE-ledaren.
Det är naturligtvis ingen akut fara om det uppstår en liten läckström i skydd ledaren (PE), men inom elkraftområdet så utgår man ifrån att läckströmmen är liten (obefintlig). Avvikelser från detta kan t.ex. innebära bekymmer med jordfelsövervakning och jordfelsskydd.
Problematiken gällande detta, att skyddsjord var en dumpplats för läckström och störningar, tog jag upp 1997 när jag skrev; “Increased pollution in the protective earth” till en forskningskonferens inom elkraftteknik (EPE 1997). Tyvärr har inte mycket förbättras sedan dess.
http://ltu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:1011266&dswid=-6399
Inom sjukvården har man striktare krav på läckström, än annars. I många fall sätts kravet under 100 mikroampere och vid dialys är en läckström under 10 mikroampere önskvärd eftersom medicintekniken är då direkt kopplad till blodomloppet och hjärtat.
Skall man skärma bort det elektriska fältet i ett rum, då krävs det att allt som är anslutet till elnätet, i det rummet, är av skärmat (och jordat) utförande. Dubbelisolering ger ingen skärmning av det elektriska fältet.
Jag har varit med i flera projekt där skärmning av elektriska fält har prövats. Det har inneburit många extra metallnät, inkapslingar och jordledare. Det blir många extra moment att komma ihåg vid t.ex. underhåll så att en skärm inte glöms bort vid byte av ljuskälla.
Det var inte helt enkelt att eliminera det elektriska fältet med skärmning och jordning och det innebar en ökad (icke önskvärd) läckström i anläggningen.
Matar man rummet med ett balanserat (delad fas) elsystem, som i figuren ovan, då uppstår två läckströmmar, i motsatt riktning, som tar ut varandra. Det finns då ingen läckström i skyddsjordssystemet därifrån som påverkar jordfelsövervakning och jordfelsskydd.
50 Hz Läckström i EMC-filter
Det är samma sak, med att två läckströmmar, i motsatt riktning, som tar ut varandra, om du kopplar EMC-filter i ett balanserat (delad fas) elsystem som i figuren nedanför. Det är helt annorlunda än ett vid ”vanligt” enfassystem.
Det uppstår samma skillnad i läckström från EMC filter mellan ett ”vanligt” 230 V enfas 50 Hz elnät och ett balanserat (delad fas) elsystem, som skillnaden i elfält i rummet i det tidigare inlägget #61. Bidraget till 50 Hz läckströmmen från fas L1 och fas L2 tar ur varandra, eftersom de ligger i motfas.
Har man mängder med EMC- filter i ett vanligt enfassystem så summeras (50 Hz) läckströmmen. Tre identiska EMC- filter i ett enfassystem ger en (50 Hz) läckström som är tre gånger så stor som ett EMC- filter.
Sätter man tre identiska EMC- filter (en i vardera fasen) i ett trefassystem då blir summan av (50 Hz) läckström ”noll”. Där finns en likhet mellan ett symmetriskt trefassystem och ett balanserat (delad fas) elsystem.
I ett balanserat (delad fas) elsystem kan man öka kapacitansen till jord (inom rimliga gränser) och därmed filterverkan, utan att det innebär en ökad (50 Hz) läckström. Därigenom så finns en möjlighet att filtrera bort supratoner (2 kHz -150 kHz) från en apparat med switchad teknik, t.ex. en nätdel eller frekvensomriktare där normerna idag inte kräver detta.
Har man jordfelsövervakning och jordfelsskydd i ett trefassystem är det ett mindre problem med summering av (50 Hz) läckström från många EMC-filter, än om man har många EMC-filter och jordfelsskydd i ett enfassystem. D.v.s separata enfas jordfelsskydd passar inte bra ihop med mängder av EMC-filter.
Använder man ett balanserat (delad fas) elsystem är det betydligt lättare att kombinera enfas jordfelsskydd med mängder av EMC-filter. Man kan t.o.m. öka filterverkan för att filtrera bort supratoner (2 kHz -150 kHz), utan att (50 Hz) läckström ökar.
Har man ett enfas reservelverk och tänker sig att driva många ”energisnåla” apparater försedda med switchad teknik, t.ex. nätdelar och frekvensomriktare, då kan det uppstå driftsproblem på grund av den summerade (50 Hz) läckströmmen. Då kan man dra nytta av att enfas elverk är försedda med ett balanserat (delad fas) elsystem.
Jag hoppas att det jag skriver är begripligt för någon (några). Det är inte lätt att förenkla allt så det blir begripligt för alla. Vad man begriper kan ibland bero på vad man har för kunskaper på andra teknikområden.
När jag talade om balanserat (delad fas) elsystem på en konferens om medicinteknik och återlämnade mikrofonen till ljudteknikern, då sade han till mig; ”Jag brukar normalt inte förstå vad dom pratar om, men det du pratade om det förstod jag”.
Man kan tillägga att inom ljudteknik så har balanserad teknik används på mikrofonledningarna (mikrofoningångarna) i många år för att minska störningar.
Redigerat:
@Martin Lundmark, det du skriver är väldigt intressant även för en "normalkorkad" men intresserad tekniker utan större kunskaper inom det du skriver om. Fortsätt gärna!
Hobbyelektriker
· Värmland, Molkom
· 24 051 inlägg
Vad handlar det om för strömmar (per längdenhet kabel)? Kan man tolka "icke önskvärt" som signifikant eller besvärande? Jag antar att vi pratar om växelström 50 Hz och den kända kapacitansen mellan ledare, som faktiskt kan få LED att lysa lite svagt?M Martin Lundmark skrev:
Kan du säga något om frågan ifall man ska jorda skärmen i ena eller båda änden av en kabel? Åsikterna går isär kraftigt men jag tror det beror på vad man pratar om, framför allt då frekvens, elektriska fält, elektromagnetisk strålning, ansluten vs sluten skärm, jordad, jordloopar etc.
Jag tycker också att det är intressant!
Vad jag funderar på är, vi har fortfarande inte så mycket problem med tjuvlösning av jfb trots dumpning av störningar på pe, kan det bero på att vi får alltfler dubbelisolerade apparater? Eller är det bara för att dom är hyggligt jämt fördelade över faserna?
Vad jag funderar på är, vi har fortfarande inte så mycket problem med tjuvlösning av jfb trots dumpning av störningar på pe, kan det bero på att vi får alltfler dubbelisolerade apparater? Eller är det bara för att dom är hyggligt jämt fördelade över faserna?
Såna satt vi in överallt, direkt som någon mätutrustning eller annan känslig svagströmsutrustning skulle sättas upp i stålverket, när jag var svagströmmare i mina yngre år.GK100 skrev:
Lång erfarenhet hade visat att det var lika bra, för annars blev det ett lotteri om det skulle fungera som tänkt, eller med jobbig felsökning och störd produktion och att ändå behöva sätta upp en spänningsstab till sist i nästan hälften av gångerna.
Hej Bo.Siltberg
Tack för intressant respons
Du skrev; ”Vad handlar det om för strömmar (per längdenhet kabel)? Kan man tolka "icke önskvärt" som signifikant eller besvärande? Jag antar att vi pratar om växelström 50 Hz och den kända kapacitansen mellan ledare, som faktiskt kan få LED att lysa lite svagt?”
När jag studerade störningsutbredning i en datavåning jag varit med och ”konstruerat” angående hantering av störningsutbredning gällande supratoner (2–150 kHz), så tittade jag på (mätte jag upp) kapacitansen i installationskabeln (EKKL 3*1.5mm2)
Kapacitansen mellan L- och N- ledaren var ca 0.15nF/m
Kapacitansen mellan L- respektive N- ledaren och skärm var ca 0.25nF/m
Detta senare värde var oberoende om PE -ledare var ansluten till skärm eller inte.
Om den typiska storleken på Cx- kondensatorn i ett EMC-filter är 2.2nF. Det motsvarar då
8,8 meter i kabellängd, gällande kapacitansen mellan L- respektive N- ledaren och skärm.
Läckströmmen för ett EMC-filter med 2.2nF Cx- kondensator brukar anges till max 190 mikroampere.
Du skrev; ” Kan du säga något om frågan ifall man ska jorda skärmen i ena eller båda änden av en kabel?”
I den datavåning jag beskrev att jag tittade på störningsutbredning gällande supratoner (2–150 kHz) så nyttjade jag det starka jordplan vi byggde och då anslöts både skyddsjordens och skärmens båda ändar (både i elcentralen och vid vägguttaget) mot jordplanet.
Ett resultat av det var förutom låga störnivåer även att spänningshöjningen av skyddsjorden vid kortslutning fas-jord höll sig under 50 V och bryttiden (en tävling mellan säkring och jordfelsbrytare) låg på ca en period.
Rudolf Anders och Sten Benda (båda ASEA/ABB) lärde båda ut att vid låga frekvenser jorda en ända, vid höga frekvenser jorda båda ändarna. I datavåningen kunde jag hantera både låga och höga frekvenser, utan andra bekymmer som t.ex. jordloopar (vagabonderande strömmar).
Redigerat:
Hej, lnilssonlnilsson skrev:
Nu har vi snart gått varvet runt
Jag startade med supratoner (2–150 kHz) på ABB i mitten på 1980, skrev första gången om det 1997, föreslog forskning på området 2000 (Elforsk) och fick sedan vara med och starta forskning. Då började omvärlden inse att supratoner (2–150 kHz) faktiskt fanns.
Men det tar sådan tid att få fram normer som innebär att tillverkarna begränsar störnivåerna från apparaterna i frekvensområdet 2–150 kHz. Vid tiden på LTU såg jag till att vi hade finansiering till att en forskare var med i de normgrupper som startades. Det var inte så enkelt att ordna det.
Eftersom det tar tid att få fram normer och sedan en lång tid att alla (gamla) apparater som inte uppfyller normer om begränsning av störningar i frekvensområdet 2–150 kHz är utbytta, så började jag titta på hantering av supratoner i våra installationer.
Datavåningen, som fortfarande används, är ett exempel. ”Zontänkandet” i min avhandling är ett annat. Det finns säkert industrianläggningar som har byggts för att hantera höga stödnivåer i frekvensområdet (2–150 kHz), som jag inte känner till.
Så, vad gör man om man saknar starkt jordplan?
När jag föreslår ”Balanserad (split fas) spänningsmatning för störningsbekämpning” så är det en variant av Zon-bildning (som bl.a. stoppar störningsutbredning) men som samtidigt ger möjlighet till det ”Balanserade systemets” ökade möjligheter till extra filtrering (som behövs när normerna inte begränsar störningarna) utan att få ökade bekymmer med 50 Hz läckström.
Potentialutjämning och jordplan rekommenderas fortfarande vid störningsbekämpning.
Vi har fortfarande, generellt sett, en ökad störnivå med alla nya apparater med switchad teknik vi ansluter i våra elnät. Många gånger går det bra men för en del så ”rinner bägaren över” och det uppstår plötsligt t.ex. störsituationer eller trasiga apparater som man inte är beredd på eller kan hantera.
Hej lnilsson
Jag har svårt att uttala mig om utvecklingen av ”problem med tjuvlösning”, har inte haft så många fall ”på mitt bord” men jag har förstått att störningar och supratoner (2–150 kHz) har påverkat utvecklingen.
Så här har jag förstått jordfelsbrytarens utveckling. Rätta mig gärna om in hittar fel.
När de första jordfelsbrytarna för personskydd kom och började användas upptäckte man att de ”falskutlöste” ibland t.ex. vid åska (och blixt) på avstånd, eller transienta förlopp som en motorstart i elanläggningen.
Man införde då ett ”transientprov” vid testning av jordfelsbrytare.
Det har gått många år sedan dess och ”jordfelsbrytare” finns idag i en mängd utföranden och med olika egenskaper. T.ex. utföranden för att klara DC-strömmar i elnät utan att blockeras.
Sedan till din fråga om ” dumpning av störningar på pe,”
Även det har drivit på utvecklingen och det är nog svårt att kunna redogöra för alla typer. Jag skulle önska en samanställning för alla tillverkares olika beteckningar (deras namnsättning) och egenskaper.
Här en text ur en broschyr; ”AC/DC-sensitive residual current circuit breaker according to DIN VDE 0100-530” som bl.a. beskriver hur supratoner (2–150 kHz) påverkat utvecklingen. Speciellt är utvecklingen gällande brand som innebär att jordfelsbrytare mot brand har fått ett utökat frekvensområde, se även Figur sidan 4 i dokumentet;
“AC/DC-sensitive residual current circuit breaker Type EPA RCCB1 and RCCB2 are intended for use in 50 Hz* AC systems with electronic equipment, such as frequency inverters, uninterruptible power supplies (UPS), switched-mode power supplies, phase angle controls (soft starters), and thyristor controls.
Modern devices of power electronic, e. g. frequency inverters and power inverters, produce a bipolar, pulse-width-modulated voltage at the output, which need to have switching frequencies in the range of up to 20 kHz. In case a failure occurs, these resources can cause in addition to 50 Hz AC and pulse DC residual currents also smooth DC residual currents and residual currents with mixed frequencies (in frequency inverters, e.g. the switching frequency and the output frequency).
Commercially available residual current circuit breaker with trigger characteristic AC or A (according to IEC 60755) can not correctly capture such fault currents, so that a proper tripping of the residual current circuit breaker is not guaranteed.
Moreover, even the proper triggering of a residual current circuit breaker of Type AC or A with AC fault current or pulsating DC fault current of 50 Hz may be adversely affected or even prevented by a co-existing smooth DC fault current.
The residual current circuit breaker of series EPA RCCB capture all types of fault current corresponding to the tripping characteristic B of the publication IEC 60755; i. e. smooth DC fault currents are reliably detected. All switches of the Type EPA RCCB are also responsive to AC fault currents including all frequencies and mixed frequencies up to 150 kHz.
The tripping characteristic is not constant over the entire tripping frequency range, but has a different frequency response depending on the rated fault current and switch type. To avoid unwanted tripping of an AC/DC-sensitive residual current circuit breaker due to leakage currents is therefore beside its rated fault current also the frequency response of the tripping current of meaning.
https://epa.de/download/en/01_Brochures/01.03_LC/EPA_RCCB_B_B+_Brochure.pdf
Redigerat:
Det tar ett tag innan man begriper ett sånt här komplext område, särskilt som det faller mellan stolarna; EMC(elektronik) och övertoner (elsystem i hus). När jag under uppväxten började intressera mig för elektronik och elsystem så fanns knappt switchade nätdelar. Även vanliga adaptrar man satte i väggarna var ”vanliga” 50Hz järnkärnetrafos. Tunga och med låg kapacitet...
Det tar ju ett tag att förstå en lic-avhandlingstext också...
Men åter till störningar från kablar, när du skriver :
”Rudolf Anders och Sten Benda (båda ASEA/ABB) lärde båda ut att vid låga frekvenser jorda en ända, vid höga frekvenser jorda båda ändarna.”
så innebär det att för att skydda sig mot elektriska fält, övertoner och lågfrekventa (upp till några kilohz) störningar bör man jorda ena änden. Dessa saker kan ju orsaka både synbart flimmer hos lampor och hörbara störningar (brum, knäppar, knaster) i hifi-anläggningar.
Har man mera av emc-problem (dåligt fungerande elektronik) så kanske det är bättre att jorda i båda ändarna?
Skulle man kunna se flera elcentraler som zon-indelning? Det är ju först vid elcentralen som läckströmmar från alla tre faserna kan släcka ut varandra. Likaså har ju övertoner större möjlighet att ”vandra” tillbaka till trafon, i och med den lågohmigare förbindelsen som kommer sig av tjockare kablar mellan centraler.
Edit: detta är inte svaret till det senaste inlägg, utan inläggen innan det.
När jag under uppväxten började intressera mig för elektronik och elsystem så fanns knappt switchade nätdelar. Även vanliga adaptrar man satte i väggarna var ”vanliga” 50Hz järnkärnetrafos. Tunga och med låg kapacitet...Det tar ju ett tag att förstå en lic-avhandlingstext också...
Men åter till störningar från kablar, när du skriver :
”Rudolf Anders och Sten Benda (båda ASEA/ABB) lärde båda ut att vid låga frekvenser jorda en ända, vid höga frekvenser jorda båda ändarna.”
så innebär det att för att skydda sig mot elektriska fält, övertoner och lågfrekventa (upp till några kilohz) störningar bör man jorda ena änden. Dessa saker kan ju orsaka både synbart flimmer hos lampor och hörbara störningar (brum, knäppar, knaster) i hifi-anläggningar.
Har man mera av emc-problem (dåligt fungerande elektronik) så kanske det är bättre att jorda i båda ändarna?
Skulle man kunna se flera elcentraler som zon-indelning? Det är ju först vid elcentralen som läckströmmar från alla tre faserna kan släcka ut varandra. Likaså har ju övertoner större möjlighet att ”vandra” tillbaka till trafon, i och med den lågohmigare förbindelsen som kommer sig av tjockare kablar mellan centraler.
Edit: detta är inte svaret till det senaste inlägg, utan inläggen innan det.
Hej lnilssonDet tar ett tag innan man begriper ett sånt här komplext område, särskilt som det faller mellan stolarna; EMC(elektronik) och övertoner (elsystem i hus).
Det tar ju ett tag att förstå en lic-avhandlingstext också...
Men åter till störningar från kablar, när du skriver :
”Rudolf Anders och Sten Benda (båda ASEA/ABB) lärde båda ut att vid låga frekvenser jorda en ända, vid höga frekvenser jorda båda ändarna.”
så innebär det att för att skydda sig mot elektriska fält, övertoner och lågfrekventa (upp till några kilohz) störningar bör man jorda ena änden. Dessa saker kan ju orsaka både synbart flimmer hos lampor och hörbara störningar (brum, knäppar, knaster) i hifi-anläggningar.
Har man mera av emc-problem (dåligt fungerande elektronik) så kanske det är bättre att jorda i båda ändarna?
Skulle man kunna se flera elcentraler som zon-indelning? Det är ju först vid elcentralen som läckströmmar från alla tre faserna kan släcka ut varandra. Likaså har ju övertoner större möjlighet att ”vandra” tillbaka till trafon, i och med den lågohmigare förbindelsen som kommer sig av tjockare kablar mellan centraler.
Edit: detta är inte svaret till det senaste inlägg, utan inläggen innan det.
Du skrev ”Det tar ju ett tag att förstå en lic-avhandlingstext också...”
…det gör det. Det tar även tid att skriva.
Du skriver; ”när du skriver:”Rudolf Anders och Sten Benda (båda ASEA/ABB) lärde båda ut att vid låga frekvenser jorda en ända, vid höga frekvenser jorda båda ändarna.” så innebär det att för att skydda sig mot elektriska fält, övertoner och lågfrekventa (upp till några kilohz) störningar bör man jorda ena änden. Dessa saker kan ju orsaka både synbart flimmer hos lampor och hörbara störningar (brum, knäppar, knaster) i hifi-anläggningar. Har man mera av emc-problem (dåligt fungerande elektronik) så kanske det är bättre att jorda i båda ändarna?”
Att jorda utrustning och apparater i båda ändarna på ASEA/ABB handlade ofta om industrianläggningar där det ofta fanns armeringsmattor i betongen och jordlinenät. Det gällde ”bara” att man hade dessa åtkomligt (förberett vid byggnation).
Att jorda i båda ändarna för högra frekvenser (och en ända vid låga frekvenserför att undvika vagabonderande strömmar) kunde även vara att sätta en kondensator i serie med jordningen i en ände. Det blev då en frekvensberoende jordning.
Du skriver; Skulle man kunna se flera elcentraler som zon-indelning? Det är ju först vid elcentralen som läckströmmar från alla tre faserna kan släcka ut varandra. Likaså har ju övertoner större möjlighet att ”vandra” tillbaka till trafon, i och med den lågohmigare förbindelsen som kommer sig av tjockare kablar mellan centraler.”
I en Zon-gräns avses det att man kan få någon sorts filter för att störningar vandrar vidare. Jämför det med BrandZoner i en byggnad, där varje Zon stoppar vidare spridning. Kan du åstadkomma det vid en elcentral är du i alla fall bra på väg.
Jag arbetade under 1970-talet, fem år, som elektriker på en industri med icke direktjordat nät. Det innebar att man var tvungen att installera en transformator (ofta trefasiga) varje gång man ville ha 230 V. Där lärde jag mig mycket om hur man begränsar utbredning av övertoner och störningar.
Det är ju en elegant lösning att sätta en kondensator i serie med en änden av en kabelmantel!M Martin Lundmark skrev:
Om man bygger matningen till elcentralerna som ett träd-nät så blir det ju iallafall skapliga induktanser mellan dom i och med kablarnas längd, samtidigt som förbindelserna till trafon blir så lågohmiga som dom kan bli (avseende strukturen i nätet). Ett träd-nät skapar ju en ganska optimal balansering mellan induktans/resistans.