Hallo,
vor einer 2A Schmelzsicherung ist eine fette Spule (100uH 20A). Im Fall
eines Kurzschlusses sollte die Sicherung auslösen. Nun gibt es aber
keine Zener, die die Spulenenergie absorbieren kann. Heisst also, dass
im Kurzschluss erstmal 20-30A fliessen, die Spule also voll gesättigt
ist und die Spule die ganze in ihr gespeicherte Energie in Spannung
umwandelt, wenn der Draht in der Sicherung durchschmilzt. Dadurch zündet
sofort ein Lichtbogen im Sicherungskörper, der dann bestehen bleibt.
Ich habe es aus Sicherhsitsgründen noch nicht gewagt zu probieren, aber
wie wahrscheinlich ist es, dass mir das Teil dann um die Ohren fliegt?
Ich würde vermuten, dass im Falle eines Kurzschlusses keine 20 A fließen
werden, da die Spule den Stromanstieg verlangsamt. Dadurch wird die
Sicherung vor dem Erreichen der 20 A auslößen.
Man kann ja den Stromanstieg der Spule für den Idealfall ausrechnen oder
alternativ eine Simulation machen. Anhand dieser Ergebnisse im
Datenblatt der Sicherung nachsehen wann sie auslößt.
Wenn Du sicher gehen möchtest, schalte zwischen Sicherung und Spule,
eine Freilaufdiode nach Masse. Dann wird die, in der Spule gespeicherte
Energie noch gefahrlos abgebaut.
Die 2A Sicherung löst bei Konstantstrom 20A nach 1ms aus. Hier also wohl
eher nach 2ms. Im Fehlerfall fliessen die 20A aber schon nach 300us. Es
handelt sich also definitiv um eine gesättigte Spule. Die Frage ist aber
jetzt, ob es dadurch einen permanenten Lichtbogen geben kann, oder ob es
dafür noch mehr Rahmenbedingungen braucht.
Die Schaltung nachträglich ändern ist nicht so leicht. Falls wirklich
alle Rahmenbedingungen für einen Lichtbogen erfüllt sind (und das ist
meine Frage an euch), müsste ich eine teurere selbstverlöschende
Sicherung nehmen, die mit so einem Zeug gefüllt ist.
Über welche Spannungen und Stromquellen Impedanzen reden wir eigentlich?
P.S. Xenon-Röhren werden so Ähnlich wie deine Sicherung gezündet.
P.P.S Die Gasentladung hat einen negativen differenziellen Widerstand,
ich weiß aber nicht ob das hier wichtig ist.
>Ich würde vermuten, dass im Falle eines Kurzschlusses keine 20 A fließen>werden, da die Spule den Stromanstieg verlangsamt. Dadurch wird die>Sicherung vor dem Erreichen der 20 A auslößen.
Wissen ist besser als vermuten, besonders wenn einer der keine Ahnung
hat seinen unsinnigen Senf dazugeben will.
Reche mal: (Annahme 5V über der Spule)
dt = L * dI/dU 100uH * 20A / 5V = 400us
=> So schnell löst eine Schmelzsicherung niemals aus!!!
Jan schrieb:> vor einer 2A Schmelzsicherung ist eine fette Spule (100uH 20A). Im Fall> eines Kurzschlusses sollte die Sicherung auslösen. Nun gibt es aber> keine Zener, die die Spulenenergie absorbieren kann. Heisst also, dass> im Kurzschluss erstmal 20-30A fliessen, die Spule also voll gesättigt> ist und die Spule die ganze in ihr gespeicherte Energie in Spannung> umwandelt, wenn der Draht in der Sicherung durchschmilzt. Dadurch zündet> sofort ein Lichtbogen im Sicherungskörper, der dann bestehen bleibt.>> Ich habe es aus Sicherhsitsgründen noch nicht gewagt zu probieren, aber> wie wahrscheinlich ist es, dass mir das Teil dann um die Ohren fliegt?
Erstaunlich daß man eine teure 20A Spule nimmt, obwohl sie mit 2A
abgesichert ist.
Richtig ist, daß die Spannung an der Spule im Moment hochschnellt, in
dem die Sicherung wegen Überstrom trennt, dann hat die Sicherung noch
mehr Arbeit den Lichtbogen zu löschen.
Richtig ist, daß es besser wäre, wen ein Strompfad zwischen Spule und
Sicherung existieren würde, der die Energie aufnimmt, eine RC
Kombination oder ein VDR mit Thermosicherung.
Dann muss man keine bei 1000V noch trennende Sicherung einbauen sondern
kann eine für 250V nehmen.
Jan schrieb:> Dadurch zündet> sofort ein Lichtbogen im Sicherungskörper, der dann bestehen bleibt.
Einen Lichtbogen im Sicherungskörper gibt es sowieso. Da blitzt es
richtig. Bei mir sind die Dinger auch schon regelrecht explodiert. Es
gibt aber trotzdem keinen Grund zur Besorgnis. Denn die in der Drossel
gespeicherte Energie verlängert die Zeitdauer des Lichtbogens nur
marginal.
Jan schrieb:> Dadurch zündet> sofort ein Lichtbogen im Sicherungskörper, der dann bestehen bleibt.
Dann ist die Sicherung für den Einsatz nicht geeignet. Es hat schon
seinen Grund warum auf einer Sicherung neben der Stromangabe auch immer
eine Spannungsangabe zu finden ist.
Also entweder eine andere Sicherung verwenden (damit meine ich nicht
eine Sicherung mit anderem Nennstrom) oder prüfen ob vielleicht auch
eine Freilaufdiode oder ähnliches eine Option ist.
Wenn man so nicht weiterkommt, hilft möglicherweise eine Abschätzung
weiter, um ein Gefühl für die Größenordnungen zu bekommen.
Berechnen wir mal die Energie in der Drossel:
E=0,5LI² = 0,5 * 0,0001H * (20A)² = 0,02J
Viel mehr als das mal z.B. Faktor 5 wird es nie sein (Sättigung):
Vergleichen wir mal, welche Energie eine Sicherung zum Auslösen braucht:
http://www.farnell.com/datasheets/652098.pdf
Die MDA-20-R braucht 10ms bei 400A und hat 4mOhm.
E=I²R * t = 400A² * 0,004Ohm * 0,01s = 6,4J
Vermutung: Die Sicherung ist so konstruiert, dass sie die 6,4J
wegstecken kann, da tun die 0,1 nicht weh.
Weiteres Argument:
Das Schaltvermögen der Sicherung ist weit größer, als der Strom aus der
Drossel.
Fazit:
Das ist wahrscheinlich kein Problem. Die Sicherung kann den Strom
vermutlich problemlos schalten. Die In der Drossel gespeicherte Energie
ist nicht wirklich groß (für so eine Sicherung).
Rechtlich verbindlich würde ich dir das jetzt nicht zusichern, aber
bedenke, dass Entstördrosseln vor einer Sicherung (oder danach - das ist
übrigens der gleiche Fall!) nicht unüblich sind.
Nur rechtlich verbindlich täte ich mir da jetzt auch keine Aussage
zutrauen. Versuch macht klug ;-)
Energetisch gesehen hast du durchaus Recht, aber meistens ist es ja das
Halbwissen, was einen umbringt. Der grosse Unterschied bei "Drossel" und
"keine-Drossel" ist doch, dass bei "keine-Drossel" nur einige Volt
induziert werden, bei der Drossel können es aber je nach Kapazität
zwischen Drossel und Sicherung (ich tippe mal auf 30pF) gerne mal einige
kV werden. Wenn es dadurch nur einige ns länger dauert, bis der
Lichtbogen verlischt, ist das Wumpe. Aber wenn er dadurch permanent
bestehen bleibt, eher nicht.
Also ist die Frage, um genau zu sein, folgende: Unter welchen
Bedingungen bleibt ein Lichtbogen permanent bestehen?
Jan schrieb:> Energetisch gesehen hast du durchaus Recht, aber meistens ist es ja das> Halbwissen, was einen umbringt. Der grosse Unterschied bei "Drossel" und> "keine-Drossel" ist doch, dass bei "keine-Drossel" nur einige Volt> induziert werden, bei der Drossel können es aber je nach Kapazität> zwischen Drossel und Sicherung (ich tippe mal auf 30pF) gerne mal einige> kV werden. Wenn es dadurch nur einige ns länger dauert, bis der> Lichtbogen verlischt, ist das Wumpe. Aber wenn er dadurch permanent> bestehen bleibt, eher nicht.>> Also ist die Frage, um genau zu sein, folgende: Unter welchen> Bedingungen bleibt ein Lichtbogen permanent bestehen?
Die kV bleiben an der Drossel nicht stehen. Das schlägt über, in der
Sicherung (der Strom will ja weiterfließen - die Sicherung ist der Ort
der Unterbrechung).
Also gibts einen Lichtbogen in der Sicherung.
Man könnte annehmen, die Versorgung schiebt nach, und der Lichtbogen
würde weiterbrennen (der Fehler ist noch da). Aber die Sicherung ist so
konstruiert, dass sie das verhindert.
Warum?
Kurzschlüsse haben enorm hohe Ströme zur Folge, ergo existiert auch um
Zuleitungen eine magnetisches Feld (=gleicher Effekt wie in der Spule).
Jeder Meter hat sein µH, sagt man so schön.
Das Schaltvermögen ist z.B. 10kA für DC 125V im Datenblatt angegeben
(aus meinem Beispiel, siehe Link oben), Leitung nehmen wir mal mit 1µH
an:
E = 0,5 1µH (10kA)² = 50J (jaja, das fiese Quadrat ;-))
Das landet in der Sicherung.
Wurdest du annehmen, die Sicherung kann den Strom nicht mehr
unterbrehcen, nur weil ein 1 lumpiger Meter Kabel dran ist? Ich nicht.
--> Ich bleibe dabei, das klappt
--> Um sicherzugehen, schreibe man den Hersteller an und schildere den
Fall
Ja 100µH sind viel. Aber: die gehen in Sättigung. Bei 100A ist nicht
mehr viel übrig davon. Der Fall liegt also nicht anders, als bei der
Leitung.
Jan schrieb:> Dadurch zündet sofort ein Lichtbogen im Sicherungskörper, der dann> bestehen bleibt.
Dann ist deine Sicherung für diese Spannung nicht geeignet.
> aber wie wahrscheinlich ist es, dass mir das Teil dann um die Ohren> fliegt?
Vollkommen und absolut unwahrscheinlich.
Der Mückenschiss Energie, der noch in der Spule gespeichert ist, der
schlägt sich auch ganz simpel im Funken nieder, der die Sicherung
durchbrennen lässt.
BTW:
Wenn ich mir deine Überlegungen so ansehe, dann solltest du dich
unbedingt nochmal zu Thema "Induktivität und Spulen" schlau machen. Im
Besonderen zu dieser ominösen Induktionsspannung und ihrer Ursache.
Jan schrieb:> Unter welchen Bedingungen bleibt ein Lichtbogen permanent bestehen?
Unter den Bedingungen, dass die Spannung hoch genug ist und ausreichend
viel Strom fließen kann.
Und solange du da keine Werte lieferst ist das ganze hier nur eine
Ratestunde, die die Gemüter erhitzt...
Hängt hauptsächlich an der Spannung und ob es AC oder DC ist. Bei einem
12V KFZ Bordnetz würde ich mir keine Gedanken machen, da der Lichtbogen
sofort löscht. DIe Austritts Arbeit der Elektronen liegt so bei 8eV
daher bleibt für den Lichtbogen zu wenig übrig. Bei 48V DC sieht das
schon anders aus und die Sicherung muß entsprechend konstruiert sein.
Alte Kinolichtbogenleuchten, Flakscheinwerfer und Schweißgeräte
funktionieren bei so hohen DC Spannungen prima.
Bei AC löscht sich der Lichtbogen in jeder Halbwelle und ist leicht
beherrschbar.
Wenns um Entwicklung geht muß das in jedem Fall getestet werden. Also
Schutzbrille auf und Schraubenzieher rein gehalten. Bei Netzspannung
entweder mit einem Relais aus der Deckung oder mit anständiger PSA.
Georg G. schrieb:> Damit können wir die Diskussion beenden. Mit 12V kann man keinen> stabilen Lichtbogen erzeugen. Dazu braucht man über 40V.
Er geht nicht um einen stabilen Lichtbogen, sondern um den Schutz einer
Schaltung. Über die Schaltung ist leider wenig bekannt.
Lutz H. schrieb:> Horst schrieb:>> Von wieviel Volt redet Ihr?> 12V
Woher hast du diese Zahl? Ich finde dazu keine Angabe von Jan...
Lutz H. schrieb:> Er geht nicht um einen stabilen Lichtbogen, sondern um den Schutz einer> Schaltung.
Eine Schmelzsicherung ist grundsätzlich nicht zum Schutz einer Schaltung
geeignet, denn im Zweifelsfall ist die Schaltung immer schneller. Eine
Sicherung kann und soll nur das Haus vor Abbrand schützen.
Lothar M. schrieb:> Lutz H. schrieb:> Eine Schmelzsicherung ist grundsätzlich nicht zum Schutz einer Schaltung> geeignet, denn im Zweifelsfall ist die Schaltung immer schneller. Eine> Sicherung kann und soll nur das Haus vor Abbrand schützen.
Aha so ist das also? Ei,Ei,Ei! Selbstverständlich soll eine Sicherung
das Gerät bzw. Schaltung schützen. Eine Thermosicherung Schütz vor
Übertemperatur eine Gerätesicherung das Gerät u.s.w. ...
Lothar M. schrieb:> Lutz H. schrieb:>> Er geht nicht um einen stabilen Lichtbogen, sondern um den Schutz einer>> Schaltung.> Eine Schmelzsicherung ist grundsätzlich nicht zum Schutz einer Schaltung> geeignet, denn im Zweifelsfall ist die Schaltung immer schneller. Eine> Sicherung kann und soll nur das Haus vor Abbrand schützen.
.-)
Aha so ist das schrieb:> Selbstverständlich soll eine Sicherung> das Gerät bzw. Schaltung schützen.
Du hast eigenwillige Vorstellungen von Sicherungen. Warum löst die
Sicherung aus? Weil durch einen Defekt zu viel Strom fließt. Sie soll
dadurch weitergehende Schäden verhindern. Das Gerät ist zu dem Zeitpunkt
bereits hin.
Georg G. schrieb:> Das Gerät ist zu dem Zeitpunkt> bereits hin.
Das ist nur eine Möglichkeit der Auslegung einer Sicherung. Eine
Sicherung kann auch so ausgelegt werden, dass nur die Sicherung
auszuwechseln ist wenn die Störung beseitigt wurde. So werden
Stromkreise in der Wohnung abgesichert.
Lutz H. schrieb:> So werden Stromkreise in der Wohnung abgesichert.
Dort werden nur die Leitungen geschützt (und so wie gesagt dafür
gesorgt, das bei einem Fehler das Haus nicht abbrennt). Deshalb heißen
diese "Sicherungen" im Schaltschrank des Hauses auch gar nicht
"Sicherungen", sondern "Leitungsschutzschalter"...
Aha so ist das schrieb:> Selbstverständlich soll eine Sicherung das Gerät bzw. Schaltung schützen.> Eine Thermosicherung Schütz vor Übertemperatur eine Gerätesicherung> das Gerät u.s.w. ...
Ich hatte ausdrücklich etwas über Schmelzsicherungen geschrieben
(und nur von denen handelt der ganze Thread).
Georg G. schrieb:> Lutz H. schrieb:>> 12V>> Damit können wir die Diskussion beenden. Mit 12V kann man keinen> stabilen Lichtbogen erzeugen. Dazu braucht man über 40V.
Naja, etwa 30Volt reichen allgemein für einen stabilen Lichtbogen, 12
aber nicht.
Lutz H. schrieb:> Er geht nicht um einen stabilen Lichtbogen, sondern um den Schutz einer> Schaltung. Über die Schaltung ist leider wenig bekannt.
Sie hat einen Kurzschluß, ist also defekt:
Jan schrieb:> Im Fall eines Kurzschlusses sollte die Sicherung auslösen.
Und da hier im Fehlerfall 30A fließen können, ist die Sicherung ein
Leitungs-/Netzteilschutz.
Steht alles schon im ersten Posting.
Und die befürchtete Folge
Jan schrieb:> Dadurch zündet> sofort ein Lichtbogen im Sicherungskörper, der dann bestehen bleibt.
ist bei 12Volt nicht möglich.
> Dadurch zündet sofort ein Lichtbogen im Sicherungskörper, der dann bestehen
bleibt.
Nachdem der Draht in der Sicherung unterbrochen ist, hat man ja keinen
Kurzschluss mehr.
Selbst wenn der Lichtbogen bestehen bleiben sollte, so ist der Strom
eher gering.
excurso schrieb:> Nachdem der Draht in der Sicherung unterbrochen ist, hat man ja keinen> Kurzschluss mehr.> Selbst wenn der Lichtbogen bestehen bleiben sollte, so ist der Strom> eher gering.
Nein, ein Lichtbogen wirkt wie eine niederohmige Verbindung wenn er
erstmal brennt. Das ist der Grund warum 16 Sicherungen oft auslösen,
wenn eine 100W Glühbirne durchbrennt. Da wo der Glühfaden war, brennt
dann ein Lichtbogen.
Aha so ist das schrieb:> im Zweifelsfall ist die Schaltung immer schneller.
Verwunderlicherweise existieren auch Fälle, die KEINE Zweifelsfälle
sind. Wo man sich (wie schon erwähnt) der Zerstörung des Gerätes sicher
sein kann. Oder aber - umgekehrt also - der NICHT-Zerstörung, in
selteneren...
hui schrieb:> Aha so ist das schrieb:>> im Zweifelsfall ist die Schaltung immer schneller.>> Verwunderlicherweise existieren auch Fälle, die KEINE Zweifelsfälle> sind. Wo man sich (wie schon erwähnt) der Zerstörung des Gerätes sicher> sein kann. Oder aber - umgekehrt also - der NICHT-Zerstörung, in> selteneren...
Die Fälle wo die Schaltung nicht hochgeht, sind meist die, bei denen der
Entwickeler den Taschenrechner benutzt hat.
Wo es knallt, war oft das Bauchgefühl am Werk :-)
Lutz H. schrieb:> Bei einer fetten Spule ist der Strom etwas größer als gering.
Geplant sind 2A...
Und im Kurzschlussfall fließt wegen der Spule einfach kurz noch der
Strom weiter, der in dem Moment geflossen ist, als die Sicherung
auslöste. Kurz sind hier ein paar Mikrosekunden...
