Ochrana proti zkratu 12V/2A

[PanVP]

Pre ostru prevadzku je samozrejme nahradit istic tavnou poistkou.

...takže jste na to nakonec přišel... tak alespoň něco... 

Můj post z první stránky tohoto vlákna:

Pro některé aplikace se používá třeba kaskáda tavná pojistka + vratná pojistka.

Tavné pojistky třeba do auta (odkaz jsem nekontroloval):
https://www.ags-shop.cz/cz/e-shop/714181/c88521-pojistky-pojistkove-skrinky/sada-pojistek-nozovych-din-72581-3f-mini-200-dilu.html

Výhoda je ta, že se dají koupit v kauflandu.

Jako doplňková ochrana se používají vratné pojistky, které lze zapojit i paralelne:
https://www.gme.cz/minismdc260f-12-2

Vratné pojistky se někdy chovají...no méně příjemně, takže tavná pojistka to jistí.
Může se to rozdělit, tavkou chránit celek a vratnou pojistkou jednotlivé moduly.
(S vratnou pojistkou to chce trochu zkušeností, jinak se budete divit, proč se to chová právě takhle.)

Doplnění:

Takhle mi to někdo doporučil, od té doby to tak dělám.
Tavná (auto) pojistka na ~110% výkonu, každý zdroj vesměs snese krátkodobé přetížení.
Ta se dá hned na začátek vstupu.
Dioda proti přepólování zajistí základní ochranu.
Rezistor vybíjející kondík před stabilizátorem a rezistor vybíjející kondík za stabilizátorem.
Následuje vratná pojistka.
Takhle mám připojené všechny části/moduly, tj. v soustavě mám jednu hlavní pojistku a pak vratnou pojistku před každým
připojeným modulem.

Neříkám, že to je dobré řešení, neříkám, že to je nejlepší řešení, ale vyjde to na 30 Kč a dělá to svojí práci.
Náhradní díly (krabici pojistek) vozím v autě v rámci povinné výbavy.

Autopojistky mají tu výhodu, že se pro ně dělají různě velké a hezké držáky.
Navíc se to hodí k těm jednotkám, co programuju i vzhledově 

Na kabel:
https://www.aliexpress.com/item/33010980963.html

Do PCB:
https://www.aliexpress.com/item/1005002185480575.html

Čtyřka:
https://www.aliexpress.com/item/1005002117563170.html

Megááá:
https://www.aliexpress.com/item/1005001557479272.html

[Reklama]

[mikesznovu]

tak vypne při 4 In.

Co je to za tu jednotku In? Půvidnějsem   myslel že je to logaritmus, ale pismenko je i.
 Tipuji Nějaký proud I s označením n, něco jako normální proud.

[RDa]

protoze plati P=I*I*R

A víš, jak je tento vzorec odvozený?
Je to z ohmova zákona, protože U = I x R
Tedy základní vzorec P = U x I vezmu, provedu substituci (nahradím U) a získám P = (I x R) x I
Možná ti to z toho není zřejmé, ale správně poukazuješ na to, že mám pravdu.
Proto se ti jistič na 230V nebude na 12V nebo 0.5V při proudu 100A nebude chovat stejně.

Jak uz bylo zmineno v nekterem z predchozich komentaru, jistic je zapojen v SERII a o existenci provozniho napeti nema nejmensi tuseni. To provozni napeti o kterem se bavis tady je 230V nebo 12V, je napeti mezi svorkou jistice a referencni zemi - ktera ale k jistici neni pripojena.

Znova: P v tom vzorci byl vykon potrebny na aktivaci rozepnuti jistice - a ten souvisi jen s proudem skrz jistic na druhou, krat vnitrni odpor jistice. Takove to U=I.R je ubytek napeti na jistici, a o tuto hodnotu je ponizeno napajeci napeti spotrebice za jisticem.

Doporucuji si nejaky jistic promerit, at mas hrubou predstavu o radech, ve kterych se veskere parametry nachazi.

[RDa]

tak vypne při 4 In.

Co je to za tu jednotku In? Půvidnějsem   myslel že je to logaritmus, ale pismenko je i.
 Tipuji Nějaký proud I s označením n, něco jako normální proud.

NOMINALNI, hodnota, na kterou je ochrana navrzena. V jinem kontextu se to oznacuje (nom) nebo (typ).

[PanVP]

Tak původně jsem myslel, že to Petr M a radioing vysvětlili dostatečně, ale asi ne.

Vzdávám to  už mě to neba.

Když myslíš, že můžeš vzít CR 2032, takovou tu malou baterku zálohující CMOSku, nabít low ESR kondík 20nf, jehož zkratový proud bude jistě přes 100A (po velmi krátký okamžik) a odbavit tím jistič? Tak fajn, mysli si to, tvoje věc, ale tak to není. Odbavení jističe vyžaduje nějakou, určitou energii, kterou mu musíš prostě dát (udanou nejspíš v Joulech), jinak neodbaví. Taky mám pocit, že nerozumíš seriovému zapojení. Seriové zapojení znamená, že máš ke zdroji připojenou zátěž R, která je prostě vždy nějak velká. Pořád mluvíš o serii, serii, ale chápeš, že když tam máš připojenou zátěž (R), že tím jističem možná nikdy neproteče dost, aby ti odbavil? Jednak ta připojená zátěž (R) omezuje proud a jednak to prostě ten malý zdrojík třeba nedá? Tím méně AC jistič? AC jističe nejsou konstruované na DC chod. Ale fakt už se opakuju. Tak tedy naposled, vzdávám to  už mě to neba.

[Reklama]

[RDa]

Taky mám pocit, že nerozumíš seriovému zapojení. Seriové zapojení znamená, že máš ke zdroji připojenou zátěž R, která je prostě vždy nějak velká. Pořád mluvíš o serii, serii, ale chápeš, že když tam máš připojenou zátěž (R), že tím jističem možná nikdy neproteče dost, aby ti odbavil?

Asi netusis co znamena zapojeni do serie, kdyz tady pises o nejake zatezi R, ktera je defakto ke zdroji pripojena paralelne.
Mel by sis ujasnit ze se celou dobu bavime o JISTICI, zatez nas nezajima.

Se do svych kecu zamotal jako ceska vlada

[RDa]

Pořád mluvíš o serii, serii, ale chápeš, že když tam máš připojenou zátěž (R), že tím jističem možná nikdy neproteče dost, aby ti odbavil? Jednak ta připojená zátěž (R) omezuje proud a jednak to prostě ten malý zdrojík třeba nedá?

Poruchovy proud rozhodne netece skrze standardni zatez. Si zkus zkratovat vyvody zarovy.. tece proud skrze zarovku?

Jestli zdroj neda ten poruchovy proud a zmuze se leda na nominalni provozni, tak funguje sam v roli ochrany. K tomu nepotrebujes pak jistic, je to totiz mekky zdroj s proudovym resp. vykonovym omezenim.

Pro domaci ukol mas tady priklad:

Mejme jistice 1A, s typickym odporem 1.4 ohm, provozni ztratou 1.4W. Vypinat bude u 3-5 In (typ B), ampersekundovou charakteristiku si dohledej.

Zapojis je do dvou systemu - jeden sitovej, s 220VAC s 220W zarovkou (taky 1A), druhy pak na 12V autobaterii a 12W zarovkou (taky 1A). Poruchu muzes simulovat pripojenim dalsich 4 zarovek k zatezi, aby poruchovy proud byl petinasobek provozniho. Rekneme ze se jedna o jisteni rozvodu pro osvetleni, do ktereho nejaky hnup pripojil vice nez je povoleno.

Ted me prosim vysvetli mechanismus (ne-)odbaveni jistice v jednom a druhem obvodu, jestli jsi presvedcen o tom, ze tedy napeti hraje nejakou roli.

[Logik]

RDa:To, co Ti nedochází, je, že z jističe se stává v okamžiku, kdy vybaví, zátěž.
(Proč tomu tak je tu vysvětlovat teoreticky radioing) A tu zátěž musí zdroj utáhnout, jinak prostě jistič nevybaví. V případě zkratu máš během vybavování mezi póly jističe napětí zdroje, neboť to je jediný odpor v obvodu  (přesněji o řády větší odpor než všechny ostatní v obvodu). Proto jistič nepotřebuje nulu: v okamžiku vybavení je nulou druhý pól jističe. Tedy jistič MÁ K DISPOZICI NAPĚTÍ ZDROJE.

Toto napětí zdroje definuje proud protékající přes jistič v okamžiku vybavování. A pokud není toto napětí dost velké, tak jistič nemá sílu překonat pružinu. Na to, popsat, co se v takovém případě děje, už si netroufám - pravděpodobně tam bude oscilovat pružina, tím i oscilovat protékající proud (jak se bude měnit energie odebíraná z magnetického pole a tím i impendance cívky), ten protékající proud ale může být v krátkých časových intervalech podstatně větší, než jaký je jmenovitý proud jističe.

Ale z toho, že jistič je v okamžiku vybavování zátěží, je zcela patrné, že napětí v obvodu má na funkci jističe vliv.

[RDa]

RDa:To, co Ti nedochází, je, že z jističe se stává v okamžiku, kdy vybaví, zátěž.
(Proč tomu tak je tu vysvětlovat teoreticky radioing) A tu zátěž musí zdroj utáhnout, jinak prostě jistič nevybaví. V případě zkratu máš během vybavování mezi póly jističe napětí zdroje, neboť to je jediný odpor v obvodu  (přesněji o řády větší odpor než všechny ostatní v obvodu). Proto jistič nepotřebuje nulu: v okamžiku vybavení je nulou druhý pól jističe. Tedy jistič MÁ K DISPOZICI NAPĚTÍ ZDROJE.

Toto napětí zdroje definuje proud protékající přes jistič v okamžiku vybavování. A pokud není toto napětí dost velké, tak jistič nemá sílu překonat pružinu. Na to, popsat, co se v takovém případě děje, už si netroufám - pravděpodobně tam bude oscilovat pružina, tím i oscilovat protékající proud (jak se bude měnit energie odebíraná z magnetického pole a tím i impendance cívky), ten protékající proud ale může být v krátkých časových intervalech podstatně větší, než jaký je jmenovitý proud jističe.

Ale z toho, že jistič je v okamžiku vybavování zátěží, je zcela patrné, že napětí v obvodu má na funkci jističe vliv.

Vy jste pouziti jistice zredukoval na pripad zkratu na jeho vystupni svorce. Kde jste nechal vodice??

Jeste jednou - 1A jistic ma 1.4ohm odpor, jeho provozni ztrata je 1.4W. V pripade ze ho zapojite na provozni napeti (treba 230V), tak tam vasim naivnim pristupem potece co? 230 / 1.4 = 164A ? A jistic bude vykazovat spotrebu 164*230 = 37.72 kW ? Jestli tohle je to, jak si predstavujete funkci jistice.. tak je mi vas lito.

[Logik]

Kde jsem nechal vodiče? Už jen to, že saháš k takovéto otázce, tak tím potvrzuješ, že na jističi při vypínání napětí je. Protože pokud řešíš odpor vodičů, tak už jen řešíme v jakém poměru se napětí zdroje rozdělí mezi jistič a mezi dráty....Nebo snad chceš tvrdit, že vodiče mají takový odpor, že je těch 1.4 Ohmu jističe zanedbatelných? To snad ne...
Např. odpor 10m Cu 2,5mm^2 vodiče je cca 0.07 Ohmu. V jakém poměru se rozdělí napětí mězi jistič a drát tu snad nemusím počítat. A samozřejmě ano, můžeš klasickým jističem jistit i 100m vedení, to už se blížíš k hraně norem: právě proto, že už odpor drátů  začne ovlivňovat činnost jističe a jeho vypínací doby - a i v takovém případě máš na jističi pořád 2/3 napětí zdroje. A to jsi ještě vzal jistič, kterej má ten odpor poměrně malej.

[RDa]

Kde jsem nechal vodiče? Už jen to, že saháš k takovéto otázce, tak tím potvrzuješ, že na jističi při vypínání napětí je. Protože pokud řešíš odpor vodičů, tak už jen řešíme v jakém poměru se napětí zdroje rozdělí mezi jistič a mezi dráty....Nebo snad chceš tvrdit, že vodiče mají takový odpor, že je těch 1.4 Ohmu jističe zanedbatelných? To snad ne...
Např. odpor 10m Cu 2,5mm^2 vodiče je cca 0.07 Ohmu. V jakém poměru se rozdělí napětí mězi jistič a drát tu snad nemusím počítat. A samozřejmě ano, můžeš klasickým jističem jistit i 100m vedení, to už se blížíš k hraně norem: právě proto, že už odpor drátů  začne ovlivňovat činnost jističe a jeho vypínací doby - a i v takovém případě máš na jističi pořád 2/3 napětí zdroje. A to jsi ještě vzal jistič, kterej má ten odpor poměrně malej.

Boha jeho, kolikrat to musim opakovat - akcni clen jistice je vybuzen PORUCHOVYM PROUDEM. Tento proud aplikovany skrze vnitrni odpor jistice (ktery se nemeni) zpusobi, ze pri jeho patricne vysi bude moct jistic byt vypnut (a sila - vykon, je zavisla na kvadratu proudu.. coz jenom ulehcuje konstrukci a selektivitu).

Pokud tento poruchovy proud nedosahne 3In az 5In (u typu B), tak se nejedna o situaci "porucha" na kterou ma onen jistic reagovat. Tj. v pripade 1A jistice, za kterym mate kilometrove vedeni s odporem takovym, ze skrze nej pri 230V protece jenom 2A a na spotrebici bude zcela marnej vykon, protoze vase draty jsou topne teleso o prikonu 460 W. Tam nebude fungovat ani jistic, ale ani spotrebic.

Proto norma rika, jaky musi byt maximalni odpor (resp. impedance - protoze AC) vodicu (a tim je pro danej prurez dany dosah vedeni). Prostudujte si treba https://elektrika.cz/data/clanky/novch021113

[František Ryšánek]

No a to je ten důvod, proč PetrM trval na existenci napětí k tomu, aby se jistič bezpečně rozepnul. Po krátký časový okamžik, kdy elektromagnet koná práci, je třeba mít na svorkách elektromagnetu dostatečné napětí, aby ji bylo možné vykonat (musíme překonat vzniklý odpor v náhradním schématu a udržet dostatečný proud, aby vzniklá síla dokázala překlopit kontakt v jističi).

Elektromotorické napětí! Analogie toho, co se děje v motoru podél vzrůstajících otáček. Hergot skoro mám chuť si to vážně oměřit. Skop mám, různě tvrdé zdroje 12/24/48V taky, měřící bočník 10 miliOhmů jsem bastlil posledně, nějaký jistič v šuplíku najdu, vhodný omezovací odpor v desítkách až stovkách miliohmů poměrně snadno zaimprovizuju (abych neměřil děje na vlastním odporu vedení). Očkávám, že nejprve bude vidět přímý efekt reakce cívky na skokový nárůst proudu (tam samozřejmě napětí vyskočí). Pak by měla proběhnout nějaká "práce". A až kontakt rozepne, vzniklý EM pulz a jiskra to měření taky slušně zaruší.

Že bych do výpočtů chtěl tahat gyrátory apod., na to se můžu krajcvajc, moje vzdělání na to nestačí :-)

Připodotkl bych od stolu snad jenom tolik, že cívka jističe má poněkud menší počet závitů a větší průřez než cívka relé - takže podle palce, pro vykonání podobné práce bude poměr napětí/proud příslušně poněkud jiný :-) Osobně odhaduji, že budu mít trochu problém, elektromotorické napětí v tom smetí na obrazovce rozpoznat, a že bude maličké.

[Petr M]

tak vypne při 4 In.

Co je to za tu jednotku In? Půvidnějsem   myslel že je to logaritmus, ale pismenko je i.
 Tipuji Nějaký proud I s označením n, něco jako normální proud.

I nominální - proud, uvedený na jistícím prvku. 4 In znamená pro 10 A jistič 40 A

Jak uz bylo zmineno v nekterem z predchozich komentaru, jistic je zapojen v SERII a o existenci provozniho napeti nema nejmensi tuseni. To provozni napeti o kterem se bavis tady je 230V nebo 12V, je napeti mezi svorkou jistice a referencni zemi - ktera ale k jistici neni pripojena.

Znova: P v tom vzorci byl vykon potrebny na aktivaci rozepnuti jistice - a ten souvisi jen s proudem skrz jistic na druhou, krat vnitrni odpor jistice. Takove to U=I.R je ubytek napeti na jistici, a o tuto hodnotu je ponizeno napajeci napeti spotrebice za jisticem.

Doporucuji si nejaky jistic promerit, at mas hrubou predstavu o radech, ve kterych se veskere parametry nachazi.

V tom případě bych doporučil přečíst dílo Gusty Kirchhoffa. Hlavně to, co tam píše o sériových obvodech...

Máme zdroj, který má nějaký vnitřní odpor. V sérii je vodič - jistič - vodič - zátěž - vodič. Zátěž zkratuju, je na ní 0V a napětí se rozloží na zbytek - jistič, vodiče a vnitřní odpor zdroje. Pokud mám třeba autobaterku s vnitřním odporem v miliiohmech, kab to napětí zmizí, než jistič vybaví?

Btw, v praxi jsem se setkal i s tím, že se u jednoho stroje musel přeskládat rozvaděč a mezi jističi nechat rezervu, protože ty svině topily tak, že tomu uprostřed stačilo 0.9*In, aby vyletěl... Toliko k jejich měření.

A pojistky? Pokud jsi měl někdy v drápech multimetr, asi sis všiml, že nejvyšší proudový rozsah nemá jištění. Víš proč? Protože tam máš bočník s tolerancí třena 0.05% a pojistka v sérii má vyšší odpor, než bočník a tolerance odporu desítky %...

A na projektu řešíš i takový věci, jestli použít pojistku 4A (kde díky jejímu odporu nedodržím dolní toleranci napájení zátěže, pokud poklesne napětí zdroje), hodím tam 6A (kde to vyjde, ale bude pomalá reakce a při problému upeču výkonový polovodiče), nebo dám silnější dráty, ale budu muset měnit zákazníkův projekt.

Ale mám pro tebe zajímavější hádanku. Máš stykač s cívkou na 230V, připojíš ho do rozvaděče, napájenýho z 1MW trafa. Pokud je tvoje teorie o nulovým úbytku na elektromagnetu správná, jaký jím poteče proud a jak / čím bude omezený? Jaký na něm bude napětí?

[radioing]

Ano, to napětí bude určitě malé, a proto jsem přesvědčen, že jistič vybaví dostatečný proud i při napětí zdroje 12 V. Nicméně pokud výrobce provoz na tomto napětí negarantuje (např. nemůže zaručit ostatní parametry, lepení kontaktů při větším V DC,...), tak bych ho samozřejmě nepoužil (nehledě na to, že požadovaných 12 V/2 A vede spíše na nějaký systém elektronické ochrany + např. sekundární jištění pojistkou, pokud to parametry zdroje dovolí).
Tu analogii s relé jsem uvedl z důvodu, že na něm to lze dobře demonstrovat, existují normy, podle kterých se tato vlastnost měří (IEC62271-100), a navíc já nejsem s jističi natolik familiérní, jako s relé a DC kontaktory (proto jsem se ani nepouštěl do odhadu potřebného špičkového okamžitého příkonu cívky jističe v době překlápění kotvy/kontaktu a tomu odpovídajícímu napětí na svorkách jističe (ale určitě bude výrazně menší než těch systémových 12 V, co se tu řeší).
Pokud je pro vás dostatečná analogie s relé, tak vytahovat osciloskop nemusíte, našel jsem pěkné obrázky třeba tady: https://www.te.com/usa-en/products/relays-contactors-switches/relays/intersection/coil-drive-relay-contactor-performance.html?tab=pgp-story

[CFM]

Když už se to rozebírá, tak spousta informací je například zde: https://library.e.abb.com/public/de4ebee4798b6724852576be007b74d4/1SXU210206G0201.pdf
Zajímavá je sekce 8.1 Variation of the magnetic tripping, kde se píše "The thermal magnetic trip units fitted to AC circuit
breakers are also suitable for use with direct current." ... "Due to ferromagnetic phenomena, the instantaneous tripping occurs at a different value than in alternat-ing current".
Představu o impendanci jističe lze najít třeba zde (tabulka na straně 9, 18 a 24): https://stevenengineering.com/tech_support/PDFs/24N.pdf