Varför löser inte min jordfelsbrytare ut?

[b_hasse]

Knappen skapar troligen en ström mellan stiften, dvs fas till nolla, och det ska ju normalt inte lösa ut JFB.
Har man förväxlat jord och nolla så blir det ju istället en ström mellan fas och jord, och JFB ska lösa ut.

Jag kom just på att även ful-nolla (nolla och jord byglade, endast jord framdragen) skulle upptäckas av testaren.

Både jord-nolla-förväxling och ful-nolla upptäcks naturligtvis direkt när man försöker använda uttaget. Apparatens ström går i jorden, och JFB löser ut. Det känns ändå vettigt att detta går att upptäcka med testaren. Man skulle ju bli irriterad på en testare som säger att allt är ok, men JFB ändå löser ut så fort man försöker använda uttaget.

Min gissning om hur testaren reagerar på olika felfall:

Ful-jord -> Röda knappen löser ej ut JFB
Ful-nolla -> Gula knappen löser ut JFB
Jord och nolla förväxlade -> Gula knappen löser ut JFB


/Hasse

 

[lars_stefan_axelsson]

Troligen är brytaren något bättre än ett relä. Det är ju ett "monostabilt" relä. När du slår på jfb så spänner du samtidigt en fjäder, din felström behöver "bara" trigga en utlösning så att den kraftiga fjädern kan dra isär kontakterna.

Det värsta som skulle kunna hända i en jfb är ju om kontakterna svetsar ihop. Iom. att man kan ha en fjäder som är så kraftig minskar risken. Skillnaden mot ett vanligt relä är att där får inte fjädern vara så stark att manöverströmmen inte orkar dra fjädern. Tänk på det som en råttfälla, en liten svag mekanisk påverkan löser ut en kraftig fjäder.

OK, jag vet inte om jag visualiserar det fel, men jag tänkte mig att reläet som dras när jfbn löser ut drar i en avtryckare som gör att den spända fjädern blir fri att dra kontakterna ifrån varandra? Alltså att ett mekaniskt upphak hindrar fjädern från att dra kontakterna ifrån varandra. Om så är fallet (jmf precis samma mekanism som i en råttfälla) så skulle jag kunna tänka mig att själva avtryckaren kärvar rent mekaniskt (t ex pga korrosion; fretting eller dylikt) så att spolen inte orkar trycka av fjädern. Detta går naturligtvis att skydda sig emot genom att räkna på krafter osv från reläet jmf med avtryckaren.

Detta för en jfb som inte faller när den blir spänningslös. För en som faller så skulle man kunna tänka sig att reläet direkt höll emot fjädern, och då slipper man avtryckarkomponenten.

Äh, det kanske är dags att såga isär den och titta hur den verkligen ser ut ändå.

 

[mycke_nu]

"Upphaket" vid triggning är passivt. Reläet är i normal drift draget och släpper vid triggning och/eller spänningsbortfall. Fjädern kan därför vara godtyckligt/tillräckligt stark. http://www.national.com/ds/LM/LM1851.pdf#page=5

 

[lars_stefan_axelsson]

Hej, alla. Jag kom på att jag faktiskt hade oscilloskop som klarade av de signaler som skulle mätas (i form av en laptop, mer om det nedan). Så jag gjorde en snabb mätning igår och jag är just färdig med analysen av resultaten.

I korthet, jag körde en serie med olika motstånd mellan jord-fas i en sladdvinda kopplad i ett av problemuttagen (sladdvindan i det här fallet för att jag skulle ha nära till jfbn för återställning). Jag kopplade nogsamt ut samtliga förbrukare som inte är fast anslutna, och stängde av de som är det (tvättmaskin samt fjärrvärmeanl). Tabellen för mätningarna ser ut som följer:

Kolumner: ström (effektivvärde i mA), längsta utlösningstid i ms, gränsvärde för pass/fail enligt UL943)
28 48 680
33 38 600
40 29 500
59 20 150

Jag bifogar en graf på dessa (pass-fail.png). Mätningen gick till så att jag kopplade in fyra olika motstånd och tog längsta tiden vid (typiskt) tre försök. Motstånden mättes upp med multimeter och strömmen räknades ut mha Ohms lag (impedansen för mätapparaturen försummades, men denna översteg 1MOhm => I < 0.2mA). Spänningen uppmättes likaså mha multimeter till 225V effektivvärde.

Jag gjorde även en mätning för den lägsta strömmen (dvs m 8200 Ohmmotst nominellt) och fick då 27mS alltså strängt bättre än de 48mS för den ovanstående).

Felkällor, när jag jämför värdena på utlösningstiden som jag fick från rådatafilerna med de jag fick från oscilloskopet så stämmer de inte överens; rådatafilerna ger en utlösningstid som är kortare med ca 7mS (alltså med 1/4), vilket får mig att tro att jag misstolkar oscilloskopet. Jag väljer ändå att räkna på de här siffrorna eftersom tiderna jag får med oscilloskopet i samtliga fall är längre, och resultatet således mer konservativt. (Jag kan inte utgå från rådatafiler för samtliga mätningar eftersom jag tyvärr inte sparade dem för mer än några få datapunkter). (Problemet har med val av triggning och att gå tillbaka i tiden innan triggningen om någon vill veta).

Som illustration så bifogar jag bilder på vågformerna för den lägsta strömmen för både den fast installerade och den lösa som jag satte i vägguttaget. (7200.png är den fasta, 7200-los-2.png är den lösa och 7200-los-2-osc.png är från oscilloskopet).

Så vad gäller krav mot den amerikanska standarden så ligger jag alltså på den rätta sidan med nästan en storleksordning. Frågan är hur de Svenska normerna ser ut? Någon som vet? Den enda UL-norm jag har är dessutom en 5x5cm stor log-log graf i databladet som mycke_nu postade (tack för det). Så värdena här är inte direkt noggranna. Tyvärr går det inte att få tag på den riktiga standarden utan att betala för den (och inte heller via bittorrent utan att betala för den

OK, så vad lär vi oss? Jo det gamla vanliga. Man skall först göra en testmätning med fullständig analys, eftersom man lär sig under resans gång och *alltid* måste gå tillbaka och göra om mätningen (men det får bli nästa år). Och om du skall mäta med farliga kretsar så är det en fördel om man kan göra detta utan en nyfiken 4-åring som hjälper till, eftersom det tar ca 80% av ens uppmärksamhet. (Man bör väl dessutom passa på så att han/hon inte lär sig några dumheter, men jag tror jag lyckades med det. Han fick sköta oscilloskopet så gjorde jag resten, lite "utom synhåll")

Hur man bygger ett minnesoscilloskop:

När jag låg vaken med min dåliga rygg så slog det mig att för signaler med en typfrekvens på 50Hz så duger ju ett ljudkort till en dator alldeles utmärkt. Googlade på "soundcard oscilloscope" och hittade flera exempel på andra som hade nått denna slutsats långt innan mig. Jag valde att ladda ner en fri 14-dagarstest av Zelscope (www.zelscope.com) för Windows (borde valt någon Linuxversion eftersom jag ändå gjorde all min analys där). Ett ljudkort mäter AC från några mHz upp till 20kHz med topp-till-topp värde på 1V. Så frågan var bara att anpassa 225V till 0.7V (RMS här).

Efter en del räknande och hypotiserande och mätande av ingångsimpedansen på min multimeter så valde jag att bygga en enkel resistorstege med 1MOhm i serie med ungefär 2.7kOhm. Lödde på en 3.5mm monoljudhane över det lilla motståndet. Mätte. Blev naturligtvis skit, kraftigt klippt vågform. Läste på lite om ljudkort och insåg att ingångsimpedansen på ett sådant är ca 1kOhm, alltså mycket låg. Gjorde lite trial and error och lödde efter på ett motstånd till parallellt med mitt mätmotstånd så att detta blev ca 1kOhm.

Fortfarande skitsignal... Insåg efter lite tröstchoklad (och ett snedtänk om att jag var kapacitivt felkopplad, inte sant här eftersom signalen har så låg frekvens) att jag inte kopplat in min signal via en line-in ingång, utan en mikrofoningång, med förstärkare (laptopen jag hade har ingen line-in). Trodde att oscilloskopprogramvaran styrde detta, men inte. Drog ner ingångsförstärkaren tills signalen slutade klippa och seger! Perfekt signal.

Om man slår lite på internet så hittar man naturligtvis riktiga impedansanpassade kretsar; men jag hade inte komponenterna, och var dessutom inte så rädd för att mätobjektet (alltså elverket) inte skulle kunna leverera tillräckligt med ström.

FÖR DEN SOM TÄNKER SIG ATT UPPREPA DET HÄR NÅGRA PASS PÅ! Ovanstående krets blandar friskt matningsspänning och signalspänning utan några skydd (optokopplare) eller andra trevligheter. Sannolikheten att få 225V RMS in på sin dator är alltså mycket stor vid kortslutning. Dessutom måste man vara säker på att ljudkortet är potentialfritt. Typiska ljudkort är det inte (eller behöver inte vara det) utan ett av stiften är jordat (sänkte min stereo på det viset med en stationär dator). Det var det främsta skälet till att jag valde en gammal laptop och bara mätte under batteridrift, garanterat potentialfri ingång. Dessutom hade det fungerat illa att använda en nätansluten dator under just jfb-test.

När man kopplar in kretsen så måste man också vara försiktig så att man kopplar in mätmotståndet på den jordade sidan och inte sidan med fasen. Spänningen *över* motståndet blir det samma i båda fallen, men common-mode spänningen, alltså spänningen mot jord, driver förstås upp med 224V eller så. Om datorn överlever (jag provade inte, men det borde den ev göra) så blir i vilket fall ljudkontakten spänningsförande med ca 225V mot jord, och du har inget motstånd i serie som kan sänka strömmen. Så om du missar på det här och kommer i kontakt med ljudkontakten när du kopplar in den i datorn så kommer du att göra ett ofrivilligt och oplanerat jfbtest där och då. Detta är naturligtvis "förenat med livsfara," som elektrikerna gillar att uttrycka det.

Jag valde dessutom att löda på extra sladdar med en kopplingslist över hela matningsspänningen för säker inkoppling av motståndet, så att jag kunde sluta mätkretsen och initiera jordfelet genom att föra endast en kabel mot jordstiftet i kabelvindan. Jag byggde dessutom kretsen på en liten pertinaxplatta på längden, alltså med motstånden på en linje, för att separera fassidan från nollan med så mycket avstånd som möjligt.

Dock, det här är ju gds, och har man bara tungan rätt i mun, håller ena handen bakom ryggen, mäter med multimeter innan man byter motstånd osv. och tänker efter *före* så går det antagligen bra, det gjorde det för mig. Kom inte till mig och gråt om du bränner dig bara.

P.S. Och innan snickarboden frågar: det här tog mig ca 4-5h med alla felsteg. Jag var ändå hemma, och har inte betald övertidsersättning, och dessutom ganska skoj; så min kalkyl ligger helt klart på plus.

 

[lars_stefan_axelsson]

"Upphaket" vid triggning är passivt. Reläet är i normal drift draget och släpper vid triggning och/eller spänningsbortfall. Fjädern kan därför vara godtyckligt/tillräckligt stark. [länk]

Ja, för de som släpper vi spänningsbortfall väl? Jag tänkte på fallet när den inte gör det. Jag vill minnas att mitt fasta *inte* gör det, men jag kan minnas fel, kommer inte ihåg att vi provade det (och vill inte gå ner och göra det nu). De lösa jag sätter i vägguttaget faller när matningsspänningen gör det. Eller är det så att mitt fasta med största sannolikhet också faller när matningsspänningen gör det? Jag trodde att båda varianterna fanns.

 

[lars_stefan_axelsson]

Min gissning om hur testaren reagerar på olika felfall:

Ful-jord -> Röda knappen löser ej ut JFB
Ful-nolla -> Gula knappen löser ut JFB
Jord och nolla förväxlade -> Gula knappen löser ut JFB


/Hasse

Ja, det låter ju rimligt. Jag skall ta isär den igen och posta bilder/schema så får någon gärna lura ut det. Själv gav jag som sagt upp på det och byggde min egen mer kapabla (se separat post). Bra karl reder sig själv.

 

[lars_stefan_axelsson]

Ja, det låter ju rimligt. Jag skall ta isär den igen och posta bilder/schema så får någon gärna lura ut det. Själv gav jag som sagt upp på det och byggde min egen mer kapabla (se separat post). Bra karl reder sig själv.

OK, här är bilderna som utlovat. Om det är något som är oklart (vilka sladdar som går till vilka stift i Schukon är märkt m L,N, Gnd på kortet) så hojta så skall jag försöka klargöra det.

 

[mycke_nu]

Felkällor, när jag jämför värdena på utlösningstiden som jag fick från rådatafilerna med de jag fick från oscilloskopet så stämmer de inte överens; rådatafilerna ger en utlösningstid som är kortare med ca 7mS (alltså med 1/4), vilket får mig att tro att jag misstolkar oscilloskopet. Jag väljer ändå att räkna på de här siffrorna eftersom tiderna jag får med oscilloskopet i samtliga fall är längre, och resultatet således mer konservativt. (Jag kan inte utgå från rådatafiler för samtliga mätningar eftersom jag tyvärr inte sparade dem för mer än några få datapunkter). (Problemet har med val av triggning och att gå tillbaka i tiden innan triggningen om någon vill veta).

Det ser ut som om ingången till ljudkortet är AC-kopplat med en olämplig tidskonstant då toppvärdena (både de negativa och positiva) driver uppåt med tiden. Detta påverkar dock givetvis inte tidsavläsningen.

Intressant att alla brytningar har skett vid det positiva toppvärdet. Kan vara så att JFB mäter topp till topp under en halvcykel innan den bryter.

 

[lars_stefan_axelsson]

och fick då 27mS alltså strängt bättre än de 48mS för den ovanstående).

Hjärnsläpp, skall naturligtvis vara 'ms' för millisekund, inte 'mS' för milli-Siemens. Felströmsmotstånden var däremot mellan 0.121951mS och 0.25641mS.

 

[lars_stefan_axelsson]

Det ser ut som om ingången till ljudkortet är AC-kopplat med en olämplig tidskonstant då toppvärdena (både de negativa och positiva) driver uppåt med tiden. Detta påverkar dock givetvis inte tidsavläsningen.

Driften är intressant i det att jag bara såg den när jag mätte över testmotståndet; inte när jag gjorde en lång (halvtimma) ren spänningsmätning. Jag skickar med en bild på hur kurvan då typiskt såg ut. Ingen tillstymmelse till drift. Så kommer DC-offseten drivande från ljudkortet eller något annat exv jfbn? (Det enda jag kommer på i hastigheten som kan ha en likriktare. Ljudkortsingången är ganska långsam på att blöda bort en DC-komponent, i storleksordningen flera sekunder, det såg jag när jag resistansmätte ingången för att försöka uppskatta ingångsimpedansen.

Jag skickar även med en bild på hur övertonsfri matningen är, bara för att visa på en annan nytta av oscilloskopet. Jag tog dessutom fel bild första gången.

Intressant att alla brytningar har skett vid det positiva toppvärdet. Kan vara så att JFB mäter topp till topp under en halvcykel innan den bryter.

Ja, båda gjorde så för alla mätningar, så det är intressant. Sannolikheten att det skulle råkat vara så av en ren slump är väl i storleksordningen 1/30000; alltså ganska liten. Men med tanke på tidigare diskussioner så tänker jag inte ta isär den för att kolla hur den är konstruerad.

 

[mycke_nu]

Tycker allt att det ser utom som om du har en DC-komponent i tidsdomänanalysen.

Frekvensdomän menar jag..

 

[lars_stefan_axelsson]

Intressant att alla brytningar har skett vid det positiva toppvärdet. Kan vara så att JFB mäter topp till topp under en halvcykel innan den bryter.

Mittåt, jag läser slarvigt. Brytningen skedde typiskt *inte* vid det positiva toppvärdet, utan på den positiva *flanken* vid positiv spänning, innan toppvärdet (jag bifogar en typiskt bild). Så det är snarast det som är intressant, dvs att den aldrig bryter på den negativa flanken eller för negativa spänningar. Nedanstående är en ganska typiskt bild för de flesta brytningarna, oavsett felström.

 

[lars_stefan_axelsson]

Tycker allt att det ser utom som om du har en DC-komponent i tidsdomänanalysen.

Frekvensdomän menar jag..

Jag hittade rådatafilen till bilden (Programmet sparar den som .wav, någon som vill lyssna på 50Hz nätbrum Och jag hittar inte mycket, det skiljer som mest några enstaka millivolt mellan topp och botten (och det är inte symmetriskt och inom variationen). Jag är inte tillräckligt kunnig för att se hur det skulle påverka frekvensdomänen. Så jag vet inte. Det är du som är utbildad för det här; jag slarvade mig bara igenom minsta möjliga antalet kurser jag kom undan med. Jag har rådatat om du vill gå igenom det.

 

[mycke_nu]

Jag hittade rådatafilen till bilden (Programmet sparar den som .wav, någon som vill lyssna på 50Hz nätbrum Och jag hittar inte mycket, det skiljer som mest några enstaka millivolt mellan topp och botten (och det är inte symmetriskt och inom variationen). Jag är inte tillräckligt kunnig för att se hur det skulle påverka frekvensdomänen. Så jag vet inte. Det är du som är utbildad för det här; jag slarvade mig bara igenom minsta möjliga antalet kurser jag kom undan med. Jag har rådatat om du vill gå igenom det.

Frestande, speciellt som jag har några hundra kvadratmeter gammalt snedtak att skruva gips i, men vi får lämna det till en annan gång.

 

[lars_stefan_axelsson]

Frestande, speciellt som jag har några hundra kvadratmeter gammalt snedtak att skruva gips i, men vi får lämna det till en annan gång.

Ja, jag ser att jag glömde en smiley på mitt "erbjudande". Dessutom; några hundra... Jag ledsnade redan efter mina 20.