Guten Tag
Seit ich gestern im Gehäuse meines neusten Projektes versehentlich ans
Netz gefasst habe, habe ich meine frühere Idee von einer
Netz-Schutzschaltung wider aufgegriffen. Auch will ich bei nicht
getrennten Systemen nicht au mein Oszilloskop verzichten.
Das Ding beinhaltet einen 1:1-Trenntrafo, Netzfilter, Strommessung und
besonders eine digitale superflinke Sicherung.
Diese möchte ich mit der 5A Version des ACS712 (Hall Strommesser)
realisieren. Dieser soll eine mindest Bandbreite von 50 kHz haben, ich
begnüge mich aber mit 2 kHz.
Das analoge Ausgangssignal des ACS712 wird in einem Mikrocontroller über
eine im ROM gespeicherte Tabelle quasi auf den DC-Strom hochgerechnet.
Übersteigt der Strom den Wert, den man an einem Potenziometer
eingestellt hat, löst sich das SSR-Relais (normale sind vermutlich zu
träge). Durch Drücken eines Tasters wird diese wider eingeschaltet, oder
eben nicht.
An einem 2x16 Zeichen Display soll die momentane Leistung, sowie Peaks
angezeigt werden.
Dafür habe ich kurz ein Blockdiagramm gezeichnet, um das
Funktionsprinzip visuell zu zeigen.
Ich komme mit dem Plan nun zu euch, da ich wissen möchte, ob ich
irgendwo Überlegungsfehler gemacht habe, ob es überhaupt sinnvoll zu
realisieren ist, ob es noch Ergänzungen gibt, ob das bezahlbar schon
fertig existiert, usw.
U.A. weil ich auch mit Kondensatornetzteilen arbeite, würde ich auch
gerne die Netzspannung am Oszilloskop überwachen (ich vertraue den
Viechern noch nicht ganz). Kann ich nach dem Trenntrafo ein hochohmiger
Spannungsteiler anbringen, oder ist auch dann noch ein kleiner Trafo zu
empfehlen?
Ich danke im Voraus für die Unterstützung.
>Du willst also das Netz schützen, vor den Auswirkungen deiner>Experimente?
Unter anderem, ja ;-)
Bei einem Kurzschluss will ich nicht, dass der Computer und andere
Hardware abschmiert, gleichzeitig möchte ich meine Hardware besser
schützen, als es eine FI machen würde, sprich schnellere Reaktionszeit
bei kleinerer Leistung. Damit ich aber nicht für jedes meiner Geräte
andere externe Sicherungen anbringen muss, möchte ich eine variabel
einstellbare Sicherung, die mir auch gleich anzeigt, wie schlimm der
Fehler war.
Wenn Duein Oszilloskop an den Ausgang des Trenntravos anschließt, ist
deine Netzspannung nicht mehr Potentialfrei, da das Oszilloskop geerdet
ist.
Wenn Du eine Superflinke Sicherung verwendest, wird die immer sofort
rausfliegen, sobald Du irgendein Gerät mit Kapazitiver Last einschaltest
(also praktisch alle).
Warum willst Du den Sensor mit einer Bandbreite von 50kHz abfragen,
obwohl die Netzfrequenz 50Hz beträgt?
Im ersten Satz hast Du erwähnt, dass es um versehentliches Anfassen
einer Spannungsführenden Leitung ging. Dein Ansatz schützt das Stromnetz
vor Überlast, aber nicht die Person.
Um Personen zu schützen, verwendet man FI-Schalter. Gibt's in jedem
Baumarkt und ist seit einigen Jahren für Badezimmer Pflicht. Diese
Automaten machen etwas GANZ anderes, als Dein Schaltungsentwurf.
http://de.wikipedia.org/wiki/Fehlerstromschutzschalter
Solid-State Relais trennen nicht wirklich,
und echte Relais können zweipolig abschalten.
Als Stromsensor würde ich einen Stromtrafo verwenden.
Zur Abschahtung eine saubere direkt analoge Lösung.
So machen des kleine FI-Zwischensteckdosen.
Die könnte man natürlich auch umbauen.
Bist du sicher das dein SSR den Kurzschlussstrom sicher abschalten kann?
Ich ware mir da nicht so sicher. Wenn du Pech hast ist das SSR eher ein
leitender Klumpen geworden. Es hat schon seinen Grund warum Halbleiter
nicht als trennende Elemente zu gelassen sind sonder nur Stabile
Kontakte. Und mit 2 KHz brauchst du ohnehin nicht zu messen. Ein SSR
macht fruehsten nach dem naechsten Nulldurchgang wieder auf. Und der
kommt bei 50 Hz alle 10ms.
Danke erstmals für die schnellen Antworten.
>Warum willst Du den Sensor mit einer Bandbreite von 50kHz abfragen,>obwohl die Netzfrequenz 50Hz beträgt?
50 Hz sind für superflinke Sicherungen viel zu langsam. Desswegen wird
der eingelesene Wert auch mittels Tabelle (entspricht quasi einer
invertierten Sinus Kurve) umgerechnet, damit ich in jeder Situation den
ungefähren Effektivwert herauslesen kann. Besonders auf Peaks muss ich
achten, mit 50 Hz habe ich nur einen Durchschnittswert. Nebenbei ist
meine Bandbreite 2 kHz (alle 500us), 50kHz würde meines erachtens nach
keinen grossen unterschied machen.
>Wenn Du eine Superflinke Sicherung verwendest, wird die immer sofort>rausfliegen, sobald Du irgendein Gerät mit Kapazitiver Last einschaltest>(also praktisch alle).
Da ist allerdings was drann. Das könnte aber Softwaremässig gelösen
werden, indem es Kurz nach einschalten mehr Toleranz bietet. Und die
Schmelzsicherung wird dann eben nur eine Flinke.
>Im ersten Satz hast Du erwähnt, dass es um versehentliches Anfassen>einer Spannungsführenden Leitung ging. Dein Ansatz schützt das Stromnetz>vor Überlast, aber nicht die Person.
Das ist mir natürlich bewusst. Die Gefahr sinkt aber mit getrenntem
Netz.
>Um Personen zu schützen, verwendet man FI-Schalter.
Das Verwendete Netzt habe ich bereits mit einer zusätzlichen FI
ausgerüstet. Was im Haus installiert ist, weiss ich gerade nicht
auswendig, denke aber LS-Schalter.
Die bieten aber keinen richtigen Harwareschutz, besonders nicht bei
kleinen Leistungen.
>Als Stromsensor würde ich einen Stromtrafo verwenden.>Zur Abschahtung eine saubere direkt analoge Lösung.
Ich sehe gerade keine konkrete Vorteile gegenüber einer digitalen
Lösung, neben der Zuverlässligkeit. Für den Worst-Case habe ich ja noch
eine Schmelzsicherung.
>Bist du sicher das dein SSR den Kurzschlussstrom sicher abschalten kann?>Ich ware mir da nicht so sicher. Wenn du Pech hast ist das SSR eher ein>leitender Klumpen geworden. Es hat schon seinen Grund warum Halbleiter>nicht als trennende Elemente zu gelassen sind sonder nur Stabile>Kontakte. Und mit 2 KHz brauchst du ohnehin nicht zu messen. Ein SSR>macht fruehsten nach dem naechsten Nulldurchgang wieder auf. Und der>kommt bei 50 Hz alle 10ms.
Ich denke langsam ich muss mich von der Superflinken Sicherung auf AC
Seiten trennen. Ich werde wohl auf AC Seiten nur eine Flinke machen und
DC seitens ein Superflinkes equivalent bauen. Das dürfte wohl auch etwas
zuverlässiger sein.
Dann wird hier wohl doch ein normales Relais verwendet.
Die Auswertung möchte ich aber in etwa beibehalten. Schreit fast nach
experimentieren. Oder sieht irrgend jemand noch weitere Probleme?
Netzsicherung.GIF
(7,1 KB)
