överspänningsskydd

[bastard]

första ordentliga åskan drog förbi

och funderingarna om överspänningsskydd komm upp i skallen igen

vi kan dela upp det i normala sorters överspänningar och sådanna som rf signaler och nemp

finns ju olika sorters överspänningar
dom vanligaste är åska och bruten nolla
åskan är okul och kan ha höga energinivåer
en bruten nolla kan ge alla problem från
blackout, ingen spänning
brownout, för låg spänning och varierande
konternuerlig överspänning upp mot fas till fas spänning, 400v

sedan kommer transienter som her kortvarig överspänningar, som när man kopplar ifrån elmotorer eller andra induktiva laster

överspänningsskydd kan delas upp i
grovskydd
mellanskydd
finskydd

där grovskyddet ska ligga längst ut mot elnätet till
mellanskyddet ungefär vid elcentralenoch finskydden vid respektive sak man vill skyddda

alla fjollöverspänningsskydd som säljs i detalhandel är finskydd som hjälper en gnutta vid små störningar, men är odugliga för lite saker med kraft i
som åska och bruten nolla

det man ska ha i åtanke på är att spänningsnivåerna för respektive skydd ska vara ungefär
500v för grovskyddet
6-700 på mellanskyddert och lite högre på finskyddet

tanken är att grovskyddet får överslag först, en del av spänningsspiken går vidare till mellanskyddet som får överslag och sedan fortsätter en liten spänningsspik som finskyddet tar hand om

om spänningsnivåerna är tvärt om så, först kommer finskyddet aktiveras, brännas upp med apparaten, sedan mellanskyddet som går sönder och sist för man överslag i grovskyddet som får överslag, men då är redan resten brännt...

dom vanliga typerna av överspänningsskydd är baserade på
enkelt definerat spänningsgap, rent mekaniskt
spänningsgap med definerad överslagsspänning, ofta med någon gas, ex neon eller liknande, ex comgap
motstånd med spänningsberoende motstånd, vdr
halvledare spänningsberoende

lägg till saker som kondensatorer som minskar impendansen för höga frekvenser (spänningsspik)
induktanser som ökar impendansen för höga frekvenser

med hjälp av induktanser och kondensatorer kan man bygga filter som hjälper mellen ex mellan och finskydd, spänningsspiken som går vidare dämpas om den har högre frekvens än nätets 50hz
vilket är i stort sett alla yttre störningar förutom brutan nolla och liknande fel

fyller på lite mer senare

[bastard]

när det gäller överspänningar så måste man ha koll på att det finns olika typer
den en vanliga är att spänningen mellan fas och nolla blir för stor, eller enklare sagt, mellan pinnarna i vägguttaget
om allt stämmer så är då jord 0v nollan noll volt och fas 230v
får man problem med vanliga överspänning så är spänningen mellan stifteni vägguttaget högre än 230v

den här sortens överspänning tar sönder saker på ett sätt ex att kondensatorer eller halvledare i kraftdelarna går sönder

sedan finns det överspänningar i åsknedslag, där kan det vara så att spänningen på fas nolla och jord är flera tusen volt över jord på en annan punkt
en del kallar det stegspänning och det är att vid nedslaget så kommer strömmen sprida sig från åsknedslaget och man kan i pulsögonblicket får flera hundra volt per meter i backen
det här kan döda människor som går eller simmar då spänningen i backen är så stor att det går genom kroppen, skulle man stå med fötterna ihop så är spänningen mycket mindre
det är det här som ofta dödar fyrbenta djur, dom har väl jordade klövar/tassar och med längre avstånd emellen dom

för elektronik så var detta ett vanligt fel när telefonkablen kom in till huset på ena sidan och elen på andra, kanske vattenledningen på ett tredje
då fick men stor spänningsskillnade mellan elen och telefonkablen, med modemet som var emellan och lätt gick sönder
nybyggda hus skall dels ha allt inkommande på samma ställe

[bastard]

tar ett inlägg om filter med eftersom det annvänds i överspänningssammanhang med

kom ihåg att ett filter inte är överspänningsskydd, vid 50 hz så är utspänning nästan samma som inspänning

ett filter är gjort för att i 50 hz nät minska på allt annat ärn just 50hz
enklaste formen är en lämplig kondensator tvärs över fas och nolla, tyvärr hjälper den inte så mycket på relativt låga frekvenser eftersom impendansen är för låg, men för störningar på högre frekvenser så hjälper det en del

man kan öka impendansen med induktanser i serie, sedan kondensatorer parallellt
gör man det så kan man få mera dämpning på höga frekvenser

tanken med filter i överspänningssammanhang är

får man en spänningsspik så är inte den 50 hz utan betydligt högre i frekvens

har man ex mellanskydd filter och sedan finskydd så kommer mellanskyddet kortsluta vid överspänning, men en del av pulsen letar sig innåt i kabelsystemet, som en puls med högre frekvens, en sådan puls dämpas av filter för att sedan på andra sidan tas hand om finskyddet

tyvärr så är dom flesta nätfilter fjolliga, det kostar med stora kondingar och spolar
men man kan bygga själv relativt enkelt

en fördel med bra nätfilter är att man även minskar störningar från nätet, som tyvärr är hårt nedskräpad nufötiden tack vare alla switchade nätdelar

[bastard]

lägger till en udda sak
magnet spänningsstabilisator, något som få känner till
det är en transformator som drivits till en viss mättnadsgrad och är resonant

den har en underbara egenskapen att den håller utspänningen relativt stabil innom en ganska stor inspänningsområde, ex mata in 150 till 300v i den och få ut 230v oberoende på den inspänningen
den har även en gnutta hållning i spänningen så den fortsätter att ge spänning under någon tiondels sekund

och den filtrerar spänningen mycket bra

nackdel, kostar en halv förmögenhet, och har dålig verkningsgrad, 70 - 80 % och även hög effektförbrukning i tomgång, som blir värme

dom här var vanliga i datorernas barndom kanske in på åttitalet, finns fortfarande då få andra saker klarar att hantera så mycket störningar som dom gör

[bastard]

lägger till två saker
en man ofta glömmer

en stor belsting på en enslutning minskar störningar med, helst en motor eller värmeelement , inte elektronik
bara en sådan sak som en glödlampa efter ett filter kan göra en del, speciellt om lasten i överigt är elektroniskt, ex switchande nätdelar

och den självklara, att dra ur kontakten och sätta den en meter bort
vill man så kortsluter man mellan pinnarna i den utdragna kontakten så misnkar man all form av kapacitivt överförda spänningar
ex från åsknedslag i omedelbar närhet

detsamma kan man göra med antenningångar sätt på en terminator så får man skyddande metallkåpa över ingången

[bastard]

då kollar vi lite på olika överspänningsskydd

börjar med mellanskydden, plasmaurladdningsskydden,
värt att kolla på databladen
https://www.mouser.se/datasheet/2/54/2063-55135.pdf

dom här små söta saker tål 100,000 A en gång eller en klent blixtnedslag

har man råkat ut för ett sådan med den strömmen så har man en hel del annat som är sönder med
typ sprängda kablar och säkringskåp och liknande

dom är lite fula i en del egenskaper, dom har en tändspänning på 600-700v för 230v v modellen
när dom tänder så blir dom i princip kortslutna

så har man dom i en vanlig enkel överspänningsskydd så kan dom ta och lösa ut säkringen för även små överspänningsspikar, för när dom tänder så fortsätter dom att leda ström med den 230v som finns tills säkringen gått

kan sägas att för antennkablar finns det överspänningsskydd med sådanna här, inte perfekt men det funkar, för det finns inte många andra saker som funkar ihop med hf

en annan sak är att om det är snabba spänningsspikar så tar det lite tid innan dom börjar leda ström så man får en spänningsspik på några nanosekunder ändå

dom är effektiva, och man kan bygga bort en hel del nackdelar
att dom bara tål en kraftig smäll kan man lösa genom att ha flera parallellt
att dom inte funkar bra med små spänningsspikar löser man genom att ha en vdr parallelt ihop med dom, då tar vdr´n småsakerna, och den kommer förintas vid kraftiga spänningsspikar innan plasmaröret börjar fungera, men det är en medveten förlust
att man får en lite spänningsspik ändå löser man med filter innan finskyddet

så en ok mellanskydd är exempelvis plasmaöverspänningsskydd vid proppskåpet ett ordentligt jordning för detta och sedan vdr och filter ianna det går vidare till förbrukarna

[bastard]

sedan tar vi det vanligaste en enkel vdr
ett motstånd som leder mer ju högre spänning det är på den

https://www.mouser.se/datasheet/2/315/E ... 196708.pdf

vettigt datablad på dom

dom här brukar sitta i saker som sägs vara överspänningsskydd
japp, dom funkar för mindre saker men kommer det lite kraftigare spänningsspikar så pulvriseras dom och går sönder, brukar ofta dyka upp i reparationstrådar på forum efter åskan varit i farten

jag säger inte att dom är dåliga, bara att dom ofta annvänds fel och klarar inte vad som krävs om man ska skydda sig för åska

därmemot är dom bra som finskydd
dom kostar relativt lite för dom mindre varianterna runt 10-20 kr styck

man kan och bör ha sådanna vid mellanskyddet med, så dom tar mindre saker där och skulle dom få sig en rejäl smäll och gå sönder så kommer mellanskyddet ändå ta smällen, och att ersätta dom kostar inte mycket

dock, dom skall monteras så att om dom börjar glöda och gå sönder så ska dom inte skada något annat, gärna metallådda inte en plastburk som inte tål värme

det går alldeles utmärkt att parallellkoppla flera, är dom relativt lika så delar som lasten, går någon sönder så kan nästa ta smällen därefter

välj sådanna med hög effekt, dom kostar inte särskillt mycket mera

förutom dom riktigt stora med skruvanslutningar som klarar upp till 100,000A
https://www.mouser.se/datasheet/2/400/S ... 317165.pdf

[bastard]

lägger till en sak i sammanhanget

ups

förutom att klara underspänning, så klarar dom överspänning, blir spänningen in för hög eller för låg så kommer den hantera detta,
ofta har dom finskydd inbyggt med

finns två vanliga typer
där den ena låter spänningen gå rakt igenom och den kollar spänningen och blir det fel så byter den så snabbt den kan till batteridrift
den andra så finns det en batteriladdare som klarar full effekt, ett batteri och sedan en växelriktare som körs konternuerligt

den sistnämnda är betydligt dyrare och oftast bättre, speciellt när det gäller överspänningsskydd

finns fler modeller, ex motor,svänghjul,(inkopplingsbar dieselmotor) generator

men att ha en ups som överspänningsskydd är ganska vettigt då den tar hand om en hel del andra bekymmer med

[bastard]

fortsätter med en liten koll på kondensatorer

filter görs i normalfall av kondensatorer och induktanser

kondensatorer har en växelströmsmotstånd, impendans, som beror på kondensatorns storlek, frekvens och hur kondensatorn är bygd

i vårt normala 3x230v (400v trefas)nät för el så kan man ha koll på en sak
förr fanns det i stort sett två olika sorters laster
induktiva och resistiva
induktiva var motorer, lysrör och liknande
resistiva var elvärme och glödlampor

induktiva laser ger en fasförskjuting, cos fi, vilket i praktiken ger stora strömmar men som inte annvänds till något nyttigt
i industrin så får man betala för detta, två mätare för dels ren effekt och sedan för fasförskjutningslast
det man gör för att kompensera för induktiv belasting är att koppla på kondensatorer som fasförskjuter, åt andra hållet

varför drar jag upp detta?
för att visa på att det i praktiken så kan man ha Mycket stora kondensatorer i filter utan bekymmer
men det kostar

i dagens elektroniska värld så har man andra bekymmer, det mesta är elektroniska laster som ger störningar på nätet
till viss del kan man dämpa det med samma kondingar, så där är dom bra med

för ett hus med 16A säkringar så är det inga bekymmer att ha kondensator som drar kanske 1A
eftersom det är fasförskjutet betalar man inte för den strömmen, man betalar bara för aktiv effekt (privatpersoner)
för 230v 50 hz ger varje µf kondingar 0.07A tomgångsström så en 10-20 µf kondingar är ganska lagom

i vanliga filter så brukar dom vara 0.1µf eller mindre..

hm, sedan skall man ha ett litet motstånd tvärs över större kondingar så dom laddas ut på någon minut med, så slipper man stötar av dom efter man kopplat ur spänningen, säkerhetsdetalj

[bastard]

grovskyddet, den som sitter vid inkommande till huset och ska se till att inte för mycket kommer vidare innåt

här ska man ha koll på en del annat
om man kollar på åska, det ända som är vanligt förekommande, så är det en puls som vid direkt åsknedslag kan ge upp till några hundra tusen A, vilket är djävligt jobbigt
solstormar kan ge höga spänningar på elnäten med, det kommer förr eller senare i ordentlig omfatting

att skydda sig som privatperson för alla elfel vid direktträff är svårt

dels ska man då ha åskledare på utsidan som styr undan strömmarnaa så dom inte kommer in på fel ställe

dels ska man ha koll på alla ledande saker in ut ur huset och se till att allt som finns håller ungefär samma spänning, även om det är många tusen volt i förhållande till jord några hundra meter bort

allt skall samlas ihop så alla kablar och rör kommer in på samma ställe, och jordas ihop, kolla på pus , potential utjämnings skena
det ska vara dit man har all grovskydd inkopplat mot

inkommande el jord, inkommande vatten, inkommande telekablar och utgående kablar från huset och allt skyddat
glömde, antennkablen om man har sådant

det gör att man inte får stora spänningsskillnader inne i huset mellan olika saker, ex vägguttag och vattenkranar

grovskyddet är av samma sorts plasmaurladdingsrör som ovan

alla skydd skall sedan samverka, så att spänningen mellan fas nolla och jord inte blir för stor