[Arlleex 131]

Приветствую!

Сначала думал, что в документе все логично и понятно, да как бы не совсем так.

Итак, у меня есть ТЗ, в котором указано, что по этому ГОСТ-у линии входного DC +110 В питания устройства будут проверяться на устойчивость к мощным МИП. Помехи будут подаваться в режимах "провод"-"провод" и "провод"-"земля". Степень жесткости испытаний - 3 (импульсы до 2 кВ).

Вот так будут бить в провода питания в режиме "провод"-"провод"

А вот так будут бить в режиме "провод"-"земля"

Теперь самое интересное.
Стандарт приводит форму напряжения холостого хода испытательного генератора

и форму тока короткого замыкания контактов генератора

Т.е. мне исходными данными дают форму напряжения холостого хода генератора (и у него временные характеристики 1/50 мкс) и тока нагруженного генератора, но у него график дан для 6.4/16 мкс.

И еще очень "понятные" "пояснения"... в конце документа

 

Так как же мне тогда вычислить максимальную энергию (мощность) перенапряжения, которую я должен буду отвести элементами входной защиты (газовый разрядник/варисторы и т.д.), исходя из только данных графиков и уровня напряжения помехи (в моем случае максимум 2 кВ)? Так еще и графики не сопровождаются ни какими-то уже посчитанными СКВ-значениями, ничем. Линейкой сидеть измерять чтоли?

[WasIstDas 1]

Не нужно вычислять энергию. У вас испытательное напряжение - 2 кВ. Выходные сопротивления - 2 Ом при испытании фаза-фаза и 12 Ом при испытании фаза-земля. Т.е. максимальный ток будет 1000 А и 167 А соответственно. Выбираете варистор, чтобы у него в характеристиках пиковый ток при импульсе 8/20 мкс был не менее 1000 А. Нужно только учитывать, какое на защитном элементе (варисторе) будет падение напряжение при протекании через него этого тока. Для варистора или супрессора это напряжение может раза в два превысит рабочее напряжение. Если защищаемая схема не выдерживает это ограничительное напряжение, то нужно ставить еще один каскад защиты.

[Arlleex 131]

Но ведь указанные сотни-тысячи ампер имеют различные последствия для защитных устройств при разном времени воздействия, поэтому, вроде как, должна учитываться именно энергия импульса, о чем мне довольно не впервой пытаются "достучать" местные коллеги (они правы, ИМХО). Не просто так же, ведь, пишут пиковые мощности в тех же TVS-диодах на конкретном импульсе (обычно приводят 8/20 мкс).

Попутно возникает другая проблема - а насколько быстро срабатывают стеклянные быстродействующие (ВПБ) и замедленные (ВПТ) предохранители? Я смотрю на ЧиД вот такой (пока что пальцем в небо по току). Для правильной работы защиты от кратковременных перенапряжений (МИП) те самые сотни ампер через разрядники/варисторы не должны выжечь предохранитель. Где найти правильную методику расчета предохранителя (т.е. мне банально нужно знать, будет ли держать предохранитель на 2 А импульс 6.4/16 на 1000 А)?

[WasIstDas 1]

Сами по себе предохранители не применяются для защиты от МИП. Предохранитель может защищать цепь питания, если шунтирующий элемент сгорит и закоротить цепь. Чтобы предохранитель не сгорал при импульсном перенапряжении и срабатывании схемы защиты, нужно учитывать ток-амперную характеристику предохранителя (A*A*sec). Т.е. предохранитель должен 1000 А в течение 20 мкс выдерживать.

[Arlleex 131]

Ну да, 1000 А должен держать в течение 20 мкс. Только вот наши отечественные ВПТ19 на официальном сайте дают лишь сноску, что они соответствуют АГО.481.502 ТУ. А где этот ТУ найти, по какому правилу считать, будет ли он держать 1000 А или нет - не сказано. Потому как у них разновидности есть - "быстрые" предохранители (ВПБ) и "замедленные" (ВПТ). Вот только эти параметры сами по себе малоинформативны, к сожалению.

[wim 6]

6 часов назад, Arlleex сказал:

Для правильной работы защиты от кратковременных перенапряжений (МИП) те самые сотни ампер через разрядники/варисторы не должны выжечь предохранитель. 

У Вас же питание постоянным напряжением. Разрядник закоротит цепь питания и выпалит предохранитель. А варистор либо сразу умрёт, либо деградирует и тоже умрёт, но попозже. Вам нужно придумать другой способ защиты от МИП. Например так.

[Arlleex 131]

55 минут назад, wim сказал:

А варистор либо сразу умрёт, либо деградирует и тоже умрёт, но попозже...

А можно пояснить, почему варистор умрет?

Причем Вы, почему-то, описали ситуацию так, как будто варисторы не для подавления мощных импульсов придуманы... Посему уточняю.

Каждая вторая схема помехоподавляющих фильтров пестрит как раз варисторами. Даже в УЗИП варисторы стоят. И в удлинителях сетевых.

[wim 6]

39 минут назад, Arlleex сказал:

как будто варисторы не для подавления мощных импульсов придуманы...

Именно для этого придуманы, но преимущественно для цепей переменного тока. В низковольтных цепях постоянного тока (автомобильных, например) их тоже используют.

54 минуты назад, Arlleex сказал:

Даже в УЗИП варисторы стоят. И в удлинителях сетевых.

И там они тоже деградируют и даже горят. Поэтому выпускают варисторы со встроенными термопредохранителями. Есс-но после срабатывания термопредохранителя никакой защиты от МИП там уже нет. 

И вообще, у Вас 3 степень жёсткости - это посерьёзнее, чем бытовые УЗИП.

[WasIstDas 1]

21 hours ago, Arlleex said:

Ну да, 1000 А должен держать в течение 20 мкс. Только вот наши отечественные ВПТ19 на официальном сайте дают лишь сноску, что они соответствуют АГО.481.502 ТУ. А где этот ТУ найти, по какому правилу считать, будет ли он держать 1000 А или нет - не сказано. Потому как у них разновидности есть - "быстрые" предохранители (ВПБ) и "замедленные" (ВПТ). Вот только эти параметры сами по себе малоинформативны, к сожалению.

Запросите ТУ у производителя http://radiodetal.moris.ru/produkt.html

Схема защиты и не обязана вечно работать - только в течение срока службы изделия. Можно прикинуть, сколько раз изделие подвергается МИП в течение заявленного срока службы и провести ресурсные испытания. Либо делать УЗИП в виде отдельного сменного блока.

[Arlleex 131]

Снова здравствуйте.

1. У варисторов в параметрах есть Maximum Allowable Voltage: есть ACrms, а есть DC. Почему ACrms меньше DC? Вот смотрю щас на типовой варистор, в нем ACrms 130 В, а DC уже 170 В.

2. Есть так называемое классификационное напряжение (падение на варисторе при токе через него 1 мА). У моего подопытного это напряжение 200 В. Мощность, соответсвенно, 0.2 Вт. При этом в даташите пишут Rated Wattage 0.4 Вт. Ну, нагреется варистор, и что? Из-за его температурной зависимости проявится положительная обратная связь и он устроит акт самосожжения?

[MrYuran 16]

1. Ну как бы RMS в корень из двух меньше амплитудного (при синусе), тут все логично.

#

Прочитал начало темы. Тут никакие расчеты не помогут. Есть типовые методики, остальное - шаманство.

Компоновка, разводка - все имеет значение. 

Даже расположение проводов на столе во время испытаний.

[Arlleex 131]

3 часа назад, MrYuran сказал:

Прочитал начало темы. Тут никакие расчеты не помогут. Есть типовые методики, остальное - шаманство.

Это да, но все-таки помоделировать тоже можно.

Я отсюда с форума из какого-то поста выцыганил LTSpice-модель МИП-генератора на 3 степень жесткости (2кВ) испытаний.

Повесил на выход этой модели резистор в пару Ом, имитируя варистор. Перемножил графики тока и напряжения с временем, чтобы получить энергию на этом резисторе, и она не превысила около 2 Дж. Варистор был заложен обычный 10мм, 0.4Вт, 28 Дж для импульса 10мкс/1000мкс.

Мне вот интересно: неужели этот 10мм варистор прожует такую помеху? Помеха типа корпус-земля, т.е. сопротивление генератора 12 Ом. А то ощущение, что тут на форуме прогнозировали превращение любых деталей меньше утюга при МИП 2кВ в плазму.

[MrYuran 16]

В 28.02.2024 в 19:23, Arlleex сказал:

А то ощущение, что тут на форуме прогнозировали превращение любых деталей меньше утюга при МИП 2кВ в плазму.

Завлаб на испытаниях байку рассказывал: приехали такие ребята с таким утюгом, и на испытаниях у них варистор защелкнулся, закоротил вообще всю сеть и уронил 100А автомат.

У ребят все хорошо )

На корпус-землю варисторы не ставят, там Y-конденсаторы. У меня один подгорел на 4кВ импульсах, но выжил. TDK

Прошел на IV группу для АЭС, без всякой зауми, тупо по учебнику.

[Arlleex 131]

А я вот поставил на землю (и уже начал жалеть об этом). И Y-ки тоже. А на счет - не ставят - скажу, что в УЗИП-ах как раз на землю и стоят с каждого питающего провода (фаза/ноль).

Вчера тоже экспериментировал на столе с варисторами JVR10N201 (классификационное 200 В) на рабочей плате на постоянном токе. Результаты таковы:

1. 100 В - полет нормальный, ни разогрева, ничего.
2. 150 В - полет нормальный, разогрева нет.
3. 200 В - по-прежнему все хорошо.
4. 210 В - ток начинает возрастать примерно до уровня 1-5 мА. Критичного разогрева нет.
5. 220 В - греется сильно, т.к. ток уже возрос до 15 мА. Оставил постоять 30 секунд - пошел дым, затем щелчок. Варистор ушел в необратимое КЗ.

Штука в том, что в бортсети 110 В (150 максимальное) не должно быть никаких напряжений между проводами и корпусом. А в реальной эксплуатации оно там появляется амплитудой в несколько раз больше и длительностью далеко не МИП - несколько секунд может быть, причем гармонических выбросов. На такие помехи мой девайс рассчитан не был. Вот и хотел замоделировать (в реальности и у меня нет высоковольтного генератора переменного напряжения), как поведет себя вышеуказанный варистор.

[MrYuran 16]

Не, варисторы так не работают )

Либо надо действительно утюг ставить.

Кстати, не понял зачем вообще. Фишка МИП и НИП в том, что они пролазят неисповедимо куда ни попадя. Поэтому их и нужно задавить на входе. Если у вас просто гармоническая наводка, то это совсем другое.