Θέματα Προστασίας ανθρώπου & συσκευών

[stefanos604]

Τα παρακάτω θέματα – έστω με στοιχειώδες υπόβαθρο σε θέματα ηλεκτρισμού όπως δίδεται από τη μέση εκπαίδευση - αποτελούν , πιστεύω, συμπυκνωμένη γνώση 33 ετών εμπειρίας σε ραδιοηλεκτρικά συστήματα που όμως τα παρακάτω αναφερόμενα Θέματα Προστασίας έχουν άμεσα σχέση για την καλή λειτουργία τους αλλά και την προστασία του προσωπικού που τα υπηρετούσε.

Εννοώ συμπυκνωμένη γνώση γιατί φυσικά μπορείτε να βρείτε τα πάντα πλέον στο διαδίκτυο και βιβλία αλλά θα πρέπει να ανατρέξετε σε δεκάδες τόμους .

Εδώ βέβαια θα ενημερωθείτε σφαιρικά και έστω εγκυκλοπαιδικά και θα ήταν μετά ευκολότερη η κατανόηση των πλέον εξειδικευμένων εγχειριδίων. Απλά θέλω να ανατρέψω αιτιάσεις και επιχειρήματα ότι γνώσεις για εξειδικευμένα θέματα προσεγγίζονται και προσκτώνται μόνο από λίγους.

1. ΓΕΙΩΣΗ – Μέτρηση Γείωσης

​

Θα αναφερθώ στην εμπειρία μου από τις γειώσεις των Ασυρματικών Τηλεπικοινωνιών του ΟΤΕ.. Θυμάμαι πχ σε μια από τις μετρήσεις ποιότητας δικτύου (Ν.Ρ.R ) αν η γεννήτρια λευκού θορύβου, ήταν αγείωτη τότε ο απέναντι σταθμός θα μετρούσε στην χαμηλή ΄΄οπή’’ 70ΚΗz Ν.Ρ.R χειρότερο μέχρι και 20dΒ ενώ στις άλλες ‘’οπές’’ θα μετρούσε σχεδόν κανονικά. Οπότε τότε υπήρχε κίνδυνος συντονίζοντας να "χειροτερεύαμε" την ποιότητα του δικτύου το οποίο στην πραγματικότητα να μη έπασχε από τίποτα.

​

Το σύστημα γειώσεως μπορεί να παίξει το ρόλο του ενεργά μόνο εάν η αντίσταση του προς την γη είναι όσο το δυνατόν μικρότερη.

Όταν υψηλές τάσεις που προέρχονται απ’ έξω παρουσιασθούν στο σύστημα, η διαφορά δυναμικού στο μακρύτερο άκρο της συνδέσεως της γειώσεως δυνατόν να φθάσει, σε επικίνδυνες τιμές.

Αν η αντίσταση γειώσεως του συστήματος δεν είναι επαρκώς χαμηλή τότε χαμηλές τάσεις από τυχαία παλμορεύματα δυνατόν να γίνουν πηγή θορύβου υψηλής στάθμης.

Ένα ιδανικό σύστημα γειώσεως πρέπει να έχει μηδενική αντίσταση.

Αφού, προφανώς, είναι αδύνατο να πετύχομε μηδενική αντίσταση, ο σκοπός είναι να υποβιβασθεί η τιμή της τουλάχιστον στα 2 έως 5 ΟΗΜ.

Η κύρια γραμμή γειώσεως ενός σταθμού μπορεί να πραγματοποιηθεί με ενταφιασμένες μπάρες, πλάκες ή πλέγματα σε λάκκο που έχει σκαφτεί και πληρωθεί με σχεδόν κοσκινισμένο χώμα ή καλύτερα κοκκινόχωμα. Η βασική προϋπόθεση είναι η επίτευξη δρόμου χαμηλής αντιστάσεως προς την γη.
Το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ 50160, το οποίο έχει εκδοθεί και στη χώρα μας ως Ελληνικό πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 50160/25.05.2000 καθορίζει ορισμένα όρια μέσα στα οποία είναι αποδεκτή η ποιότητα της παρεχόμενης ηλεκτρικής ενέργειας στον κάθε καταναλωτή. Τα όρια που τίθενται από το πρότυπο αυτό είναι περιληπτικά τα παρακάτω: Όρια διακύμανσης της τάσης τροφοδότησης Για τη χαμηλή τάση, οι μετρούμενες τιμές πρέπει να βρίσκονται μεταξύ των ορίων 230 ± 10% (δηλαδή 207 V έως 253 V). Στη μέση τάση, τα όρια διακύμανσης είναι 20kV ± 10% (Όταν βέβαια η μέση τάση είναι 15kV τότε τα όρια είναι 15kV ± 10%)

Συνεχιζεται…

 

[stefanos604]

2. ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ ΓΕΙΩΣΕΩΣ

​

Υπάρχουν πάρα πολλοί μέθοδοι (από τον ΟΤΕ χρησιμοποιούνταν το όργανο IΜU) μια απ' αυτές περιγράφεται παρακάτω:

Πριν κάνουμε τη μέτρηση κάνουμε οπτική επιθεώρηση του συστήματος γειώσεως. Ελέγχομε αν οι ηλεκτρικές συνδέσεις είναι εντάξει και πιστοποιούμε αν οι αγωγοί δεν έχουν φθαρεί.

Η μέτρηση μπορεί να γίνει με MEGGER χαμηλής αντιστάσεως ή με μία γεννήτρια, ένα βολτόμετρο και ένα αμπερόμετρο.

Το MEGGERδίνει απ' ευθείας την τιμή της αντιστάσεως γειώσεως. Όλες οι μέθοδοι εγκυμονούν κίνδυνο για το προσωπικό και θα πρέπει να τηρούνται οι κανονισμοί (πχ χρήση ελαστικών γαντιών..).

• Αποσυνδέουμε τη γείωση από το σύστημα γειώσεως του σταθμού.
• Τοποθετούμε δύο πασάλους αναφοράς σε βάθος τουλάχιστον 1m. Οι δύο μπάρες τοποθετούνται έτσι ώστε με το σημείο γειώσεως που πρόκειται να ελεγχθεί να σχηματίζουν ισόπλευρο τρίγωνο.
• Το μήκος κάθε πλευράς του τρίγωνου να είναι, τουλάχιστον 6m ή 6 φορές του βάθους του σημείου γειώσεως που ελέγχεται.
• Όσο μικρότερη η αντίσταση της γειώσεως αναφοράς (για να την μειώσουμε ρίχνουμε αλάτι, και νερό) τόσο ακριβέστερη η μέτρηση,
• Το σημείο ελέγχου το αφήνουμε όπως ήταν (πχ δεν ρίχνομε νερό).

Αν ονομάσαμε Α το σημείο γειώσεως και Β και Γ τις γειώσεις αναφοράς και μετρήσουμε αντίσταση R1 μεταξύ Α και Β, R2 μεταξύ Α και Γ και R3 μεταξύ Β και Γ τότε η αντίσταση γειώσεως του σημείου Α (η Ra) υπολογίζεται ως εξής: Ra = {R1 + R2 – R3 } / 2

Οι έλεγχοι και οι τρόποι υπολογισμού ποικίλουν ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο σύστημα γειώσεως καθώς και από τα χρησιμοποιούμενα όργανα.

Φυσικά οι τρόποι αυτοί περιγράφονται με λεπτομέρειες στα τεχνικά εγχειρίδια που συνοδεύουν τα γειωσόμετρα.

Στο σχήμα φαίνεται η εγκατάσταση ικριωμάτων πομποδεκτών σταθμού Α/Τ.

Όπως βλέπομε τα μεταλλικά καλύμματα των πλαισίων συνδέονται αγώγιμα με τα subracks (ενθετικά στηρίξεως πλαισίων) και τα subracksσυνδέονται, αγώγιμα με τα ικριώματα (racks) ,τα δε ικριώματα συνδέονται σε σειρά με την γείωση του σταθμού Α/Τ στην οποία συνδέεται και ο θετικός πόλος των συστοιχιών.

Το σασί των ηλεκτρονικών διατάξεων των πομποδεκτών ΔΕΝ έρχεται σε επαφή με τα ικριώματα. Με τον τρόπο αυτό ο θόρυβος που συλλέγουν τα ικριώματα ΔΕΝ μεταδίδεται στις ηλεκτρονικές διατάξεις.

Το 1° ικρίωμα δείχνω ότι δεν έχει γειωθεί σωστά (ο αγωγός γειώσεως των ηλεκτρονικών διατάξεων συνδέεται με τον αγωγό γειώσεως των ικριωμάτων) διότι γίνεται βρόχος γειώσεως και εδώ ο θόρυβος που συλλέγεται από τα ικριώματα επιστρέφει και στις ηλεκτρονικές διατάξεις (ο ΒΡΟΓΧΟΣ ΓΕΙΩΣΕΩΣ είναι επιδεκτικός σε μαγνητικές επιδράσεις).


ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ….

 

[stefanos604]

3. Γείωση Οικιών – ουδετέρωση (ή Ουδετερογείωση)

· Σε μερικά μέρη της Αττικής δεν εφαρμόζεται ουδετερογείωση – τότε λέγεται άμεση γείωση- ενώ στην επαρχία εφαρμόζεται 100%.

· H Γείωση πρέπει να είναι ένα σημείο με σχεδόν μηδενική αντίσταση με τη γη. Ανάλογα με το πόσο καλή είναι - χαλκού , χάλυβα.. κλπ. και με ιδιαίτερη μελέτη, η οποία προσαρμόζει τη γείωση της αντικεραυνικής προστασίας με την γείωση προστασίας. (θυμάμαι στα κτίρια του ΟΤΕ στους Ραδιοηλεκτρικούς Σταθμούς τη γείωση και την αντικεραυνική σε κάθε πυλώνα με τα παραβολικά κάτοπτρα που ήταν τάφρος 4Χ4Χ4 μέτρα με χονδρές κυλινδρικές ή σε στυλ ‘’ρουκέτας’’ μεγάλου μήκους χάλκινες μπάρες και σκέπασμα της τάφρου με καρβουνόσκονη και κοσκινισμένο κοκκινόχωμα).

· Η γείωση προστασίας λέγεται και ΘΕΜΕΛΙΑΚΗ γιατί γίνεται εντός των θεμελίων του κτιρίου προκειμένου να επιτευχθούν: Χαμηλή τιμή αντίστασης γείωσης και αντοχή στο χρόνο από άποψη διάβρωσης.

· Ο ουδέτερος στη ΔΕΗ είναι το κοινό σημείο "αναφοράς" των φάσεων. Μεταξύ ουδετέρου και Φάσης έχουμε 220VAC (το σωστό 230V) . Μεταξύ φάσεων 380VAC (Το σωστό 400 V).

· Στις περισσότερες εγκαταστάσεις της ΔΕΗ (σ΄ όλες στην επαρχία) ο ουδέτερος γειώνεται (η λεγόμενη Ουδετερογείωση - η οποία γίνεται μέσα στον μετρητή της ΔΕΗ-οπουδήποτε αλλού είναι και παράνομη και επικίνδυνη) κι αυτός είναι ο λόγος που έχουμε 230VAC και μεταξύ γείωσης και φάσης.

· Οι ηλεκτρονικές συσκευές πιθανόν να έχουν γείωση (Γείωση Προστασίας) αλλά πιθανόν και να μην έχουν . Αυτή η γείωση (Γείωση προστασίας) δεν έχει σχέση με τη γείωση της ΔΕΗ (Γείωση Λειτουργίας που νομίζω γίνεται ανά 3-4 κολώνες της ΔΕΗ ή ανά 100 μέτρα - γειώνουν τον ουδέτερο) .

· Αυτή η γείωση προστασίας συνδέεται με πάσσαλο 2’’ μπηγμένο τουλάχιστον 1,5 - 2 μέτρα βάθος έξω από το σπίτι μας και καλόν είναι κάπου - κάπου να τον ποτίζουμε - για γρήγορη εξάλειψη των σφαλμάτων χρειάζεται χαμηλή αντίσταση γείωσης (1 Ω)

· Παλιά αντί για γείωσης (ο εξωτερικός πάσσαλος 2" /1,5 – 2 μέτρων) συνέδεαν τους μεταλλικούς σωλήνες ύδρευσης , το μεταλλικό περίβλημα θερμοσίφωνα …(ακόμα και σήμερα συνδέουμε μεταξύ τους με κολάρο το ζεστό και το κρύο και με την αποχέτευση στο μπάνιο που αλλιώς επαγωγικά ρεύματα στις βρύσες ζεστού/κρύου θα μας ‘’τσιμπούσαν’’) και φυσικά από τις σούκο πρίζες…. οι αγωγοί γείωσης καταλήγουν στην μπάρα γείωσης στον πίνακα. Αν το σπίτι μας δεν είχε γείωση αλλά σύνδεση με σωλήνες , επειδή σήμερα κάπου σίγουρα θα υπάρχει αντικατάσταση της μεταλλικής σωλήνας με πλαστική θα πρέπει να γίνει εξωτερική γείωση και φυσικά μπορείτε να διατηρήσετε και την παλιά ‘’γείωση’’. Αλλά και σήμερα όλα τα μεταλλικά μέρη των συσκευών συνδέονται μεταξύ τους (ισοδυναμική σύνδεση)

· Κάθε ηλεκτρική/ηλεκτρονική συσκευή συνδέεται με την φάση και τον ουδέτερο στο εσωτερικό της για να ‘’κλείσει κύκλωμα’’.

· Η γείωση συνδέεται στο εξωτερικό μεταλλικό περίβλημα της συσκευής έτσι ώστε αν υπάρξει διαρροή προς το περίβλημα αυτή να οδηγηθεί στην γη ρίχνοντας την ασφάλεια ή το ρελέ του ΔΔΕ για να σε προστατέψει από την ηλεκτροπληξία.

· Οι ηλεκτρονικές συσκευές μεταφοράς δεδομένων θέλουν καλή γείωση για τη λειτουργία τους. Δηλαδή τα καλώδια τους απαιτούν θωράκιση και καλή γείωση για να μεταφέρουν το σήμα χωρίς σφάλματα. Κάθε συσκευή που έχουμε δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικά πεδία τα οποία δημιουργούν προβλήματα σε μια διπλανή συσκευή. Συνήθως με μια καλή γείωση τα προβλήματα λύνονται.

· Στην πράξη πιθανόν να υπάρχει και μεταξύ της γείωσης και του ουδετέρου κάποια μικρή τάση, ανάλογα με τις συσκευές του σπιτιού που βρίσκονται σε χρήση την συγκεκριμένη στιγμή. (πχ 1-2 volts διαφορά στην περίπτωση που έχεις πολλά φορτία αναμμένα. Η διαφορά αυτή θα είναι η πτώση τάσης στον ουδέτερο από τον πίνακα μέχρι το ρολόι. Οπότε εξαρτάται από το φορτίο, τη διατομή της και το μήκος της γραμμής – κανονικά δεν πρέπει να υπάρχει ούτε mVδιαφορά τάσης μεταξύ ουδέτερου και γείωσης – δηλαδή 0 Volts).

· Αν κοπεί ο ουδέτερος – σε τριφασικές εγκαταστάσεις- πριν τον μετρητή τότε δημιουργείται επικίνδυνη κατάσταση και τότε η ουδετερογείωση μεταπίπτει σε σύστημα άμεσης γείωσης και πιθανόν να προφυλάγει , έστω προσωρινά, την εγκατάσταση και τους ανθρώπους.Το θέμα της διακοπής ουδετέρου είναι πάρα πολύ σοβαρό πρόβλημα στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και η ζημιά που μπορούμε να πάθουμε μεγάλη.

· Εάν διακοπεί ο ουδέτερος κατά τη διαδροµή του αγωγού προστασίας (μέχρι τον πίνακα) , τότε δεν υφίσταται κίνδυνος.

· Αν πιάσεις τη φάση, κλείνεις το εξής κύκλωμα: Φάση, ανθρώπινο σώμα, γείωση, ουδέτερος. Οπότε διέρχεται ρεύμα από το σώμα σου (αν έχεις το αριστερό χέρι στην τσέπη ή πίσω στην πλάτη δεν διέρχεται απ’ την καρδιά…) .

· Χρησιμοποιώντας όμως Μ/Σ απομόνωσης και πιάνοντας τη φάση λείπει η γείωση του ουδετέρου οπότε αυτό είναι ανοιχτό και άρα το σώμα σου δεν διαρρέεται από ρεύμα.

· Η γενική ασφάλεια στις μονοφασικές παροχές των σπιτιών είναι υποχρεωτικά στα 35 αμπέρ.

· Ο γενικός διακόπτης σε μονοφασική παροχή είναι μονοπολικός (διακόπτεται μόνο η φάση).Όμως οι διάφορες συσκευές που συνδέονται στα 220V θα πρέπει να έχουν δικό τους διακόπτη που να ‘’κόβει’’ και τον ουδέτερο γιατί στις μονοφασικές πρίζες – ΔΥΣΥΧΩΣ- δεν είναι καθορισμένη η θέση της φάσης.



ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ….

 

[stefanos604]

4. ΔΔΕ (Διακόπτης Διαρροής Έντασης) ή Μετασχηματιστής Απομόνωσης ???


ΔΔΕ (Διακόπτης Διαρροής Έντασης)

Ο ΔΔΕ εγκαθίσταται στην αρχή του πίνακα διανομής αμέσως μετά τον γενικό διακόπτη και την γενική (ή τις 3 γενικές στο τριφασικό) ασφάλεια/ες.
Η λειτουργία του ΔΔΕ βασίζεται στον λεγόμενο διαφορικό μετασχηματιστή.

Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται στον διαφορικό μετασχηματιστή από τον κάθε αγωγό της παροχής,(3 φάσεις + ουδέτερος για τριφασική παροχή ή 1 φάση + ουδέτερος για μονοφασική παροχή) , είναι μηδενικό αν δεν υπάρχει διαρροή στην εγκατάσταση. Αν υπάρξει διαρροή ρεύματος πάνω από 30mA (υπάρχουν στο εμπόριο και με ρυθμιζόμενο ρεύμα σε mA – μην αγοράσετε όμως παλιούς ρελέ που έχουν πάνω από 50 mA) τότε ενεργοποιείται ο μηχανισμός του ρελέ, από το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται, κόβοντας το ρεύμα σε όλη την εγκατάσταση σε χρόνο μικρότερο και από 20 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Εφόσον παρατηρήσετε να πέφτει το ρελέ αρκετά συχνά σημαίνει ότι έχετε κάποια διαρροή (συνήθως στα πλυντήρια , μοτέρ ύδρευσης…) στο σπίτι και θα πρέπει o ηλεκτρολόγο σας να το ελέγξει.

Ο ΔΔΕ δεν περιορίζει πόσο ρεύμα διέρχεται από την φάση προς τον ουδέτερο... απλά ανιχνεύει αν όσο ρεύμα εισέρχεται στη συσκευή από την φάση τόσο να εξέρχεται και από τον ουδέτερο. Αν διέλθει ρεύμα από κάπου πχ από το σώμα μας –μέσω γης- θα ανιχνεύσει ότι στην φάση εισέρχεται περισσότερο ρεύμα απ’ ότι στον ουδέτερο και τότε αποζευγνύει το κύκλωµα σε όλους τους πόλους, δηλ. στις φάσεις και στον ουδέτερο, σε 0,2 sec περίπου,γι αυτό ο ΔΔΕ λέγεται και αντι-ηλεκτροπληξίας.

Άρα για να ενεργοποιηθεί ο ΔΔΕ θα πρέπει το ρεύμα της φάσης να διαφέρει από το ρεύμα του ουδετέρου, σε αυτή την περίπτωση το ρελέ αντιλαμβάνεται ότι υπάρχει και διαρροή φάσης και διαρροή ουδετέρου.

Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος (πχ αν βραχυκυκλώσουμε τη φάση με τον ουδέτερο μιας πρίζας – μη το κάνετε είναι επικίνδυνο) τότε ο ΔΔΕ ΔΕΝ ενεργοποιείται γιατί η υπερένταση που δημιουργήθηκε είναι συμμετρική δηλαδή όσο ρεύμα εισήλθε από τη φάση το ίδιο ρεύμα εξήλθε από τον ουδέτερο). Τότε θα ‘’πέσει’’ ο Γενικός ή θα καεί η ασφάλεια και αυτό θα πρέπει να γίνει σε χρόνο 0,2sec. Βέβαια ένας έλεγχος του ρεύµατος βραχυκύκλωσης µπορεί να δείξει ότι σε πολύ µακριές γραµµές τροφοδότησης αυτό µπορεί να µην ισχύει πάντα, οπότε τότε πρέπει να αυξηθούν οι διατοµές των αγωγών.

Ρελέ διαρροής

Λειτουργία: προστασία κυκλωμάτων έναντι διαρροής ως προς γη. Εφαρμογές:

βιομηχανικές και εμπορικές εγκαταστάσεις. Τα ρελέ διαρροής προορίζονται να παρέχουν την ίδια προστασία με τους διακόπτες διαρροής, όμως αυτά δεν αποτελούν το μέσο για άμεση διακοπή του κυκλώματος. Σε περίπτωση ανίχνευσης διαρροής ενεργοποιούν μια μεταγωγική επαφή και μέσω αυτής δίνεται εντολή απόζευξης σε προηγούμενο διακόπτη. Παρέχουν δε δυνατότητα ρύθμισης του ρεύματος διαρροής και του χρόνου απόκρισης.


ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ…..

 

[stefanos604]

5. Μετασχηματιστής Απομόνωσης (isolation transformer )

Ο Μετ/στής απομόνωσης είναι αυτός που έχει αναλογία τυλιγμάτων 1:1 (v1 = v2 - P1 = P2) .Δηλαδή, όση τάση του δοθεί στο πρωτεύον τύλιγμα από την πρίζα, την ίδια τάση θα δώσει στο δευτερεύον τύλιγμα . Συνδέεται δε μεταξύ της πρίζας 220 Volts της ΔΕΗ και της ηλεκτρονικής συσκευής υπό έλεγχο ή τροφοδότηση .


Αφού όμως οι τάσεις είναι ίδιες ποια είναι η διαφορά της τάσης 220 v της πρίζας ΔΕΗ από τα 220 v στο δευτερεύον τύλιγμα του μετ/στή απομόνωσης ;

Με δυο λόγια στην τάση της πρίζας ΔΕΗ:

· ο ‘’Ουδέτερος’’ της πρίζας είναι γειωμένος (Γείωση Λειτουργίας) που σημαίνει ότι παρουσιάζει 0 Volts τάση σε σχέση με τη γη ενώ

· η ‘’Φάση’’ της πρίζας παρουσιάζει εναλλασσόμενο πρόσημο σε σχέση με τον ουδέτερο (και άρα και σε σχέση με τη γη). Επειδή λοιπόν ο ακροδέκτης της ‘’φάσης’’ λόγω του εναλλακτικού προσήμου (με συχνότητα 50 Hz στην Ευρώπη 60 Hz στην Αμερική) είναι επικίνδυνος για να πάθουμε ηλεκτροπληξία αν το αγγίξουμε και ταυτόχρονα φοράμε παπούτσια όχι ελαστικά ή ακόμα χειρότερα αν είμαστε ξυπόλυτοι σε μωσαϊκό ,πλακάκια , μάρμαρο κι ακόμα χειρότερα αν το δάπεδο είναι βρεμένο. Αν το δάπεδο είναι ξύλινο , ή επενδυμένο με καουτσούκ ή άλλο μονωτικό τότε δεν θα υποστείς ηλεκτροπληξία


Φυσικά η ηλεκτρονική συσκευή που ελέγχουμε ή τροφοδοτούμε μπορεί να συνδεθεί απ ευθείας στην πρίζα (έτσι συμβαίνει στο συντριπτικό ποσοστό των σπιτιών) χωρίς να συμβαίνει τίποτε, για χρόνια, αν τηρούμε τους κανονισμούς . Αλλιώς από ηλεκτροπληξία θα έχομε προβλήματα μέχρι και ακαριαίο θάνατο.

Ένα μέτρο που εφάρμοζα εγώ σαν τεχνικός συσκευών όλων των τεχνολογιών (ειδικά των συσκευών με λυχνίες με υψηλές τάσεις) για χρόνια όταν υπήρχε περίπτωση να πιάσω τέτοια γυμνά καλώδια έθετα το αριστερό χέρι πίσω στην πλάτη ή στην τσέπη ώστε αν συμβεί χτύπημα να μη περάσει απ’ την καρδιά (έχω ‘’φάει’’ ουκ ολίγα χτυπήματα ειδικά από ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές…).Επαφή ανθρώπου µε φορτισµένους πυκνωτές που έχουν γειωθεί στο ένα τους άκρο, προκαλεί την εκκένωσή τους µέσω του σώµατος προς τη γη. Τέτοιοι πυκνωτές είναι σε συσκευές, π.χ. τηλεόραση, στους πομποδέκτες, σε ηλεκτρικούς φράκτες…..

Όταν λέμε ‘’Θα πάθει Ηλεκτροπληξία’’ εννοούμε με τέτοιο άγγιγμα της ‘’Φάσης’’, ηλεκτρικό ρεύμα θα περάσει από το σώμα του αν φυσικά πατάει σε δάπεδο με αγώγιμο τρόπο (με δερμάτινα σκαρπίνια σε δάπεδο με πλακάκια , μωσαϊκό, μάρμαρο, ξυπόλυτος σε βρεγμένο πάτωμα…

Να γιατί όλοι οι εργαστηριακοί χώροι σπουδαστών πρέπει να διαθέτουν ξύλινα πατώματα ή να φοράνε λαστιχένια παπούτσια…. ή χρήση υποχρεωτική του μετασχηματιστή απομόνωσης σε εργαστήρια σχολών, χώρους με υγρασία όπως πχ λουτρά , φωτισμός κήπου….

Ας πούμε και δυο λόγια για την αντίσταση του ανθρώπινου σώµατος που είναι κυρίως ωµική. Η τιµή της εξαρτάται κυρίως από την κατάσταση της επιδερµίδας. Υψηλές αντιστάσεις έχουµε όταν το δέρµα είναι χοντρό (ειδικά αν έχουμε ‘’κάλους’’) και ξηρό ενώ χαµηλές τιµές έχουµε όταν το δέρµα είναι λεπτό και υγρό (τότε πιο επικίνδυνο για ηλεκτροπληξία) .



Δυο λόγια τώρα για την τάση στο δευτερεύον του μετ/τη απομόνωσης :


Όπως αναφέραμε στη αρχική φωτογραφία η τάση που αναπτύσσεται στο δευτερεύον είναι εξ’ επαγωγής και κανένας από τους δύο ακροδέκτες του δευτερεύοντος δεν παρουσιάζει τάση σε σχέση με τη γη. Αν φυσικά τους πιάσουμε και τους δυο θα πάθουμε ηλεκτροπληξία . Όμως αυτό είναι απίθανο στατιστικά.

Όμως εάν κάποιος έλθει σε επαφή με οποιονδήποτε από τους δύο ακροδέκτες του δευτερεύοντος, δεν θα υποστεί ηλεκτροπληξία, ακόμη κι αν πατάει ξυπόλητος σε βρεμένο μαρμάρινο δάπεδο.Επομένως ο μετασχηματιστής απομόνωσης παρέχει αυξημένη ασφάλεια, για κάποιον που θα έλθει σε επαφή με έναν -οποιονδήποτε- από τους δύο ακροδέκτες του δευτερεύοντος.

Με πιο απλά λόγια ο γειωμένος ουδέτερος της πρίζας μας της ΔΕΗ στο δευτερεύον απομονώνεται -δεν θα υφίσταται πλέον στο σασί της υπό έλεγχο ή τροφοδοτούμενης συσκευής.

Όμως σε µία εκτεταµένη εγκατάσταση µε πολλούς καταναλωτές αυτό δεν είναι εύκολο.

Γι αυτό προτείνεται, όταν το περιβάλλον είναι επικίνδυνο, π.χ. εργοτάξια…, η ηλεκτρική αποµόνωση να περιορίζεται σε ένα µόνο καταναλωτή.

Μερικές συμβουλές:

· Ο μετ/στης απομονώσεως που θα αγοράσετε να είναι πάντα μεγαλύτερης ισχύος από τη συσκευή για την οποία τον προορίζεται καθώς στο μέλλον μπορεί να χρειαστεί να συνδέσετε κι άλλες συσκευές.

· Επίσης να πούμε ο μετ/στής να είναι καλός ,με την έννοια, να έχει καλής ποιότητας ελάσματα πυρήνα καλά ώστε να μη συμπεριφέρεται σαν φορτίο ( να μην ‘’καίει’’ αν τον πιάνεται όταν πάνω του δεν έχει συνδεδεμένο φορτίο –τότε ο μετρητής θα ‘’γράφει’’!!).

· Θεωρητικά μιλώντας, το ρεύμα (διέγερσης ) που διαρρέει το πρωτεύον όταν ο μετασχηματιστής δεν έχει φορτίο, πρέπει να είναι μηδενικό -στην πράξη- δεν είναι ποτέ αλλά πρέπει να είναι ελάχιστο ώστε να μη ζεσταίνει τον μετ/στη αλλιώς ο μετ/στής έχει πρόβλημα (κυρίως ο πυρήνας).

· Το πρόβλημα με τους Μ/Σ απομόνωσης (1:1) για εξωτερικό φωτισμό είναι ότι μπορεί από σφάλμα στην μόνωση του καλωδίου ή λόγω μεγάλου κυκλώματος να γειωθεί ο ένας αγωγός χωρίς να γίνει αντιληπτό οπότε τότε δεν υπάρχει απομόνωση. Άρα είναι καλύτερη η χρήση SELV / PELV ή η χρήση ΔΔΕ.

· SELV (SAFETY EXTRA LOW VOLTAGE - πολύ χαμηλή τάση ασφαλείας χωρίς σύνδεση με την Γη (πηγής και κυκλώματος)

· PELV (PROTECTIVEEXTRA LOWVOLTAGE - πολύ χαμηλή τάση προστασίας με ένα σημείο της πηγής η του κυκλώματος συνδεδεμένο με την γή.

· Τα SELV /PELV με δυο λόγια είναι εγκαταστάσεις πολύ χαμηλής τάσης, τυπικά 12, 24 ή 42V AC.

· Όλοι οι μετ/στές εξασφαλίζουν μη – γαλβανική μεταφορά (non-galvanic transfer) της ηλεκτρικής ενέργειας. Το ίδιο αξίωμα εφαρμόζεται και στους Μετ/στές απομόνωσης ο οποίος έχει 2 συμμετρικά τυλίγματα που δεν συνδέονται (όπως σ΄ όλους τους μετ/στές) μεταξύ τους- γι αυτό λέγονται απομονωμένα - δίνει μια τροφοδοσία (earth-free) για λόγους προστασίας. Εδώ η τάση , το ρεύμα , η αντίσταση δεν αλλάζουν από τον μετ/στη. Καθώς λοιπόν δεν υφίσταται ουδετεροποίηση στο δευτερεύον τύλιγμα ο γνωστός common mode noiseδεν υπάρχει γι αυτό είναι το ΠΡΕΠΕΙ για ευαίσθητα κυκλώματα (πχ μηχανήματα νοσοκομείου , Η/Υ εργαστηρίων – μετ/στές με ηλεκτροστατική θωράκιση)…).

· Η χρήση μετ/στών απομονώσεως ειδικά με ηλεκτροστατική θωράκιση ελέγχει και τα βυθίσματα τάσεως ( power surges).

· Επίσης αν υπάρχει μια συνεχής συνιστώσα στο ένα τύλιγμα τότε στο άλλο απομονώνεται.

· ΠΡΟΣΟΧΗ δεν πρέπει να γειώνεται το δευτερεύον ενός Μ/Σ 1:1. αλλιώς δεν έχει νόημα η εγκατάσταση του.

 

[stefanos604]

Σύγκριση ΔΔΕ και Μετασχηματιστής Απομόνωσης


· Στα 220V του δικτύου της ΔΕΗ επειδή ο ουδέτερος συνδέεται με την γείωση, αν κανείς πιάσει την φάση και κάποια γειωμένη επιφάνεια θα πάθει ηλεκτροπληξία. Ο μόνος λόγος για να σε ‘’χτυπήσει’’ το ρεύμα είναι να ακουμπήσεις ταυτόχρονα τα δύο άκρα του. (Το ρεύµα όταν διέρχεται από το ένα χέρι στο άλλο, διασχίζει την καρδιά σας, γεγονός που αυξάνει τον κίνδυνο ηλεκτροπληξίας).

· Η ισχύς των Μ/Σ αποµόνωσης περιορίζεται στα 4 kVA για µονοφασικούς 220 V

· Το πρόβλημα με τους Μ/Σ απομόνωσης (1:1) πχ για εξωτερικό φωτισμό , φωτισμό κήπου… είναι ότι μπορεί από βλάβη στην μόνωση του καλωδίου να γειωθεί ό ένας αγωγός του καλωδίου χωρίς να γίνει αντιληπτό οπότε τότε δεν υφίσταται η απομόνωση. Τότε είναι καλύτερη η χρήση ΔΔΕ και αυτό εγώ προτείνω

· Αν όμως η εξωτερική καλωδίωση είναι σωληνωμένη (άρα προφυλαγμένη) τότε προτείνω Μετασχηματιστή Απομόνωσης ή καλύτερα (δείτε παρακάτω) αν πρόκειται μόνο για φωτισμό τότε 42ν AC. Εδώ θα πρόσθετα ότι αν επιλέξετε Μ/Σ , καλό θα ήταν να τοποθετηθεί και ασφάλεια και για τη προστασία του δευτερεύοντος ( Ο εξωτερικός φωτισμός εύκολα έρχεται σε επαφή με νερό (πιθανόν κάψιμο του Μ/Σ αν δεν υπάρχει ασφάλεια)

· Φυσικά αν έχουμε τοποθετήσει Μ/Σ απομόνωσης, αν βάλουμε ΔΔΕ στις αναχωρήσεις, είναι προφανές – σύμφωνα με όσα ανέπτυξα παραπάνω- αυτοί οι διακόπτες δεν πρόκειται ποτέ να λειτουργήσουν.

· Σύμφωνα με το προηγούμενο ,ένας μετασχηματιστής απομόνωσης τροφοδοτεί ένα κύκλωμα με 230V, χωρίς να απαιτούνται πρόσθετα μέσα προστασίας στο κύκλωμα του δευτερεύοντος (πχ ΔΔΕ )

· όταν ο χρήστης μιας εγκατάστασης έρθει σε επαφή με τη φάση του δικτύου, τότε κλείνει κύκλωμα μέσω γης και έτσι εκτίθεται σε ηλεκτροπληξία.

· Οι μετασχηματιστές απομόνωσης ονομάζονται και μετασχηματιστές γαλβανικής απομόνωσης ή μετασχηματιστές γαλβανικής προστασίας.

· Όταν η rms τιμή της τάσης εξόδου είναι κάτω των 30ν λέγονται μετασχηματιστές ασφαλείας (safety transformers) ή μετασχηματιστές απομόνωσης και ασφαλείας, παρέχουν τόσο τη γαλβανική απομόνωση της παραπάνω κατηγορίας, όσο και την τάση ασφαλείας (ως 30ν rms).

· Αν θέλεις μόνο για φωτισμό κήπου τότε τα 42ν είναι το ΠΡΕΠΕΙ και εννοείται ότι η εγκατάσταση θα σου κοστίσει περισσότερο απ΄ότι με τα 220 , λόγω αυξημένων διατομών καλωδίου ,όμως η ασφάλεια είναι το πρώτο μέλημα μας.

· Θα χρησιμοποιήσεις με 220 δευτερεύον μόνο σε συσκευές που απαιτούν 220 πχ γκαραζόπορτες ,μοτέρ συντριβανιού...


Βιβλιογραφία:

Μετασχηματιστές Απομόνωσης

Χρήση SELV / PELV

Θεμελιακές Γειώσεις

Κίνδυνος Ηλεκτροπληξίας από διακοπή ουδετέρου πριν το μετρητή

Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις


ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ….

 

[stefanos604]

6. Προστασία Συσκευών από υπέρταση, υπόταση, κεραυνούς.....


Συχνά εγείρεται το εξής ερώτημα:

‘’ Εδώ στην περιοχή έχουμε πολύ συχνές διακοπές ρεύματος και δεν ξέρω αν ρισκάρω έτσι να κάψω το πιάνο μου το computer μου ….αύριο μεθαύριο. Αν θέλω λοιπόν κάποια προστασία για τέτοιες ηλεκτρονικές συσκευές τι συσκευές προστασίας υπάρχουν και χαρακτηριστικά πρέπει να διαθέτουν… ….;

Θα προσπαθήσω εκλαϊκευμένα να δώσω στον αδαή επισκέπτη μερικές χρήσιμες γνώσεις για την προστασία ηλεκτρονικών οργάνων πχ stage πιάνου , πλήκτρων , PC , Hi-Fi , PA, κονσόλας, ενισχυτή κιθάρας… .

Για την προστασία από απότομες διακοπές ΔΕΗ , κεραυνούς , υπερτάσεις , υποτάσεις , μεταβολές τάσεως , των πανάκριβων ηλεκτρονικών πλήκτρων όπως τα stage pianos αλλά και των ενισχυτών όλων των ηλεκτρονικών οργάνων που χρησιμοποιούνται από επαγγελματίες μουσικούς , προτείνω:

Τη χρήση ‘’αλυσίδας’’προστατευτικών συσκευών.

Πολύμπριζο προστασίας


το λεγόμενο και surge protection . Διαφημίζονται ότι εξασφαλίζουν προστασία από spikes (‘’τσουνιά’’ τάσεως ) ΔΕΗ και από αστραπές. Αυτά είναι όμως διαφημιστικά τρυκ με την έννοια ότι αυτά τα φτηνά πολύμπριζα δεν εξασφαλίζουνπλήρωςπροστασία από ‘’τσουνιά’’ .

Απλά λοιπόν με τοπολύμπριζο προστασίαςπροστατεύουμε τη συσκευή που τροφοδοτούμε με 220V.Πολλά πολύμπριζα προστατεύουν επίσης την κεραία τηλεόρασης αλλά και τη γραμμή τηλεφώνου του ΟΤΕ και επίσης από κάποιες ραδιοπαρεμβολές . Αυτά για κεραυνούς πχ μέχρι 10.000V. Όμως τοπολύμπριζο προστασίαςδεν προστατεύει από μεταβολές τάσεως ΔΕΗ. Άρα λοιπόν μικρή προστασία.

Υψηλές – Χαμηλές τάσεις

Πχ η υπέρταση καταστρέφει τα τυπωμένα κυκλώματα ενώ η υπόταση προξενεί μη σωστή λειτουργία των μοτέρ.

Υπέρταση: Προξενεί πρόωρη καταστροφή τυπωμένων κυκλωμάτων και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων λόγω υπερθέρμανσης. Η ζημιά που προκαλείται από την υπερθέρμανση είναι προσθετική. Δηλαδή συχνά επεισόδια έστω και ήπιας υπερθέρμανσης στα ίδια ηλεκτρονικά εξαρτήματα ισοδυναμούν με ένα σοβαρό επεισόδιο υπερθέρμανσης.

Τα μόνο που αντέχουν από υψηλές τάσεις (βέβαια μέσα σε ορισμένα όρια πάντως πολύ μεγαλύτερα από τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα ) είναι τα μοτέρ. {καθώς ανεβαίνει η τάση μειώνεται το ρεύμα και μικρότερο ρεύμα ισοδυναμεί με λιγότερη θερμότητα στα τυλίγματα του κινητήρα).

Υπόταση:Ενώ υψηλότερες τάσεις ευνοούν τα μοτέρ αντίθετα οι υποτάσεις προξενούν υπερθέρμανση διότι ο κινητήρας για να αποδώσει την ισχύ του τραβάει περισσότερο ρεύμα και άρα πρόωρη βλάβη. (ενθυμούμαι τα πρώτα χρόνια στις ‘Μικρές Κυκλάδες’ η τάση έπεφτε και κάτω από 180 V με αποτέλεσμα τα ψυγεία να …..όλα τα σπίτια είχαν εφοδιαστεί με σταθεροποιητές). {περίπου για κάθε 10ο C ανέβασμα της θερμοκρασίας του κινητήρα η ζωή του μειώνεται 50%}.

Κρουστικές Υπερτάσεις

Ας πούμε και λίγα ενδιαφέροντα για τις κρουστικές υπερτάσεις που είναι η απότομη αύξηση της τιμής της τάσεως, πχ από κεραυνούς ή ηλεκτροστατικές εκφορτίσεις η διάρκεια των οποίων κυμαίνεται από εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μέχρι κάποια χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Η αύξηση τιμής της τάσεως κυμαίνεται από μερικά Volts, μέχρι χιλιάδες Volts ή και εκατομμύρια Volts.

Αυτές οι απότομες αυξήσεις , ακόμα και αν ο κεραυνός πέσει εκατοντάδες μέτρα μακριά από μια εγκατάσταση , δημιουργούν ρεύματα με πολύ μεγάλη ένταση, που μπορούν να καταστρέψουν κάθε μορφής ηλεκτρολογική εγκατάσταση αλλά και να βλάψουν την ανθρώπινη ζωή.

Ο τρόπος που ένας κεραυνός επιδρά μπορεί να είναι άμεσος αν πέσει απ’ ευθείας στο κτίριο ή να είναι είτε επαγωγικός, είτε ωμικός, είτε χωρητικός, είτε συνδυασμός αυτών. Γι αυτό πρέπει τέτοιες εγκαταστάσεις να έχουν αντικεραυνική προστασία.

Οι κεραίες των τηλεοράσεων συλλαμβάνουν το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο των κεραυνών και μέσα από το ομοαξονικό τους καλώδιο διοχετεύουν την υπέρταση στις συνδεδεμένες συσκευές προκαλώντας την καταστροφή τους.


Αλεξικέραυνο

Είναι μια συσκευή που σχεδιάζεται να προστατεύει τα ηλεκτρικά – ηλεκτρονικά εξαρτήματα και συστήματα όπωςcomputersαπό ζημιές που προκαλούνται από κρουστικές υπερτάσεις.


Οι Δημόσιες αλλά και πολλές ιδιωτικές υπηρεσίες τοποθετούν αλεξικέραυνα τα οποία εξασφαλίζουν ‘’εύκολο ‘’ δρόμο – χαμηλή αντίσταση (χάλκινα κυρίως καλώδια ή και χαλύβδινα μεγάλης διατομής ) - διέλευσης του κεραυνού και οδηγούν αυτές τις κρουστικές υπερτάσεις στο έδαφος χωρίς να κάνουν ζημιές στα μηχανήματα για τα οποία βέβαια παίρνονται και άλλα μέτρα όπως με σταθεροποιητές (Regulators) και UPS που θα εξεταστούν αναλυτικά σε αμέσως επόμενα άρθρα.

Στους πυλώνες του ΟΤΕ πχ σκάβεται το έδαφος σε 2 και πλέον μέτρα βάθος και τοποθετούνται πλατιές πλάκες χαλκού που συνδέονται με το αλεξικέραυνο και τους κλωβούς - περιμετρικό γεφύρωμα των αιθουσών που έχουν τα μηχανήματα , με πλατιά μπάρα χαλκού ή χαλύβδινη - και το χώμα αντικαθίσταται από καρβουνόσκονη ή χώμα χαμηλής αντίστασης .

Στο σπίτι μας καλόν είναι να εγκαταστήσει ο ηλεκτρολόγος και τη συσκευή ηλεκτροπληξίας που σε περίπτωση κρουστικών υπερτάσεων λειτουργεί και σαν αντικεραυνικό αφού ‘’ρίχνει’’ την ασφάλεια.


ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ…..

 

[stefanos604]

7. Σταθεροποιητής Τάσεως (voltageregulator)

Δείτε εδώ τιμές: Προσπαθεί να κρατήσει τα 220Volt σταθερά εντός μιας στενής περιοχής (εννοώντας βεβαίως ότι η τάση που μας δίνει η ΔΕΗ παραμένει εντός των ορίων που αναφέρονται στα χαρακτηριστικά του regulator).

Επειδή λοιπόνυποτάσεις(<220) καιυπερτάσεις(>220) είναι σε μερικές περιοχές συχνές αυτές επηρεάζουν άμεσα την καλή λειτουργία των ηλεκτρονικών συσκευών . Είναι ''το πρέπει'' γιασυσκευές με μοτέρ και είναι κάπως πλεονασμός για μοντέρνες ηλεκτρονικές συσκευές (αφού αυτές σχεδόν στο σύνολο τους εμπεριέχουν κυκλώματα σταθεροποίησης).

Αν δε οι μεταβολές τάσεως είναι συνεχόμενες – ‘’παίζει’’ η τάση όπως λέμε (ο χειρότερος εχθρός των ηλεκτρονικών συσκευών) μπορούν να προξενήσουνΜΟΝΙΜΗζημιά σ΄αυτές.

Συμπέρασμα: Ο Σταθεροποιητής Τάσεως θα πρέπει να είναι η πρώτη σου επιλογή σε τέτοιες προβληματικές περιοχές – απομακρυσμένα νησιά κυρίως. Καλόν όμως είναι ναπροηγείταιαυτού και ένα φτηνόπολύμπριζοπροστασίας.

Η ισχύς τους είναι σε VoltAmpere. Για μικρές συσκευές υπάρχουν των 500 έως 5000 VoltAmpere (Μελετήστε προσεκτικά τη διαφορά watt και VoltAmpere παρακάτω).


Αν η διαφορά τιμής δεν είναι μεγάλη καλύτερα αγόρασε με υψηλότερα VoltAmpere ώστε στην έξοδό του να βάλεις απλό πολύμπριζο για να τροφοδοτείς πολλαπλάσιες ηλεκτρονικές συσκευές.


Το βολτόμετρο του σταθεροποιητή μπορεί να είναι αναλογικό ή ψηφιακό. Βέβαια εδώ ο τύπος του οργάνου δεν μας ενδιαφέρει . Αν τώρα η ΔΕΗ μεταβάλλεται εντός των ορίων που έχει ο σταθεροποιητής σου (πχ +10% έως -25% ) τότε το όργανο σου θα δείχνει μόνιμα 220V. Το πρόβλημα είναι αν η μεταβολή είναι μεγαλύτερη. Τότε θα αρχίσει να δείχνει άλλη ένδειξη και…..

Αν θέλεις να βλέπεις και τις μεταβολές της ΔΕΗ αγόρασε και ένα βολτόμετρο AC μέχρι 8 ευρώ – δες εδώ: και βάλτο σε μια πρίζα με την οποία έχεις καθημερινά και συχνά οπτική επαφή. Αν οι μεταβολέςξεπερνούν το 10% έως -25% των 220V τότε ακόμα και σταθεροποιητή να βάλεις θα κάνεις ζημιά (τότε χρειάζεται και το UPS) και παράπονα στη ΔΕΗ….

Sensitivity – Ευαισθησία

Κάθε εξάρτημα μιας ηλεκτρονικής συσκευής εργάζεται εντός, μιας καθορισμένης από τον κατασκευαστή του, περιοχής στάθμης τάσεως. Όταν αυτό το επίπεδο πέσει κάτω από τα όρια δεν λειτουργεί ή λειτουργεί προβληματικά ή καταστρέφεται. Το εύρος της περιοχής των τάσεων που μπορεί να λειτουργήσει η συσκευή είναι ένα μέτρο της ευαισθησίας του.

Πχ ας θεωρήσουμε 2 συσκευές που λειτουργούν κανονικά σε μια περιοχή πχ

+/-10% της ονομαστικής τάσης η μία και

+/-5% (ή λιγότερο) η άλλη.

Η δεύτερη προφανώς είναι πιο ευαίσθητη μεταβολές τάσεως.


Watts (W) Vs Voltampere (VA)

Και τα δύο είναι μονάδες μέτρησης ισχύος.

ΤαWattsαναφέρονται στηνπραγματική ισχύδηλαδή στην ισχύ που παράγει ενέργεια ή ισχύς που παράγει θερμότητα .

Ενώ ταvolt-amperesαπλά σου δίνουν πληροφορίες για το τι διατομής καλώδια απαιτούνται , τι ασφάλειες και τι διακόπτες πρέπει να ‘χει ο ηλεκτρικός πίνακας

Για το συνεχές ρεύμα(DC): VA=Watts

Για το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) αν το φορτίο (φορτίο λέμε την οποιαδήποτε συσκευή) είναιωμική(Τάση και ρεύμασυμφασικά- τοPeakτης τάσηςείναι την ίδια χρονική στιγμήμε το Peak ρεύματος) τότεπάλιVA=Watts(όπουVκαιAείναιrmsτιμές). Πχ στις λάμπες φωτισμού με νήμα , στις ηλεκτρικές κουζίνες , ψηστιέρες , φριτέζες..…

Όμως στο εναλλασσόμενο ρεύμα (ΑC) τα volts και τα ampsδενείναι πάντα συμφασικά (το Peak της τάσηςδεν είναι την ίδια χρονική στιγμήμε το Peak ρεύματος). Αυτό συμβαίνει όταν οι συσκευές δεν είναι καθαρά ωμικέςαλλάεπαγωγικές (πηνία , κινητήρες ,φωτιστικά φθορίου, μετασχηματιστές) ή χωρητικές (πυκνωτές).

Τότε λοιπόν (γιαΟΠΟΙΑΔΗΠΟΤΕσυσκευή) :VA•συνφ = Watts

Είναι γνωστό λοιπόν τοσυνφ(συνημίτονο φ ήcosφ) ή ‘’Συντελεστής Ισχύος’’ όπως αλλιώς είναι γνωστός .


Το συνφπάνταέχει τιμές από0 – 1διότι ταwattsπου τραβάει μια συσκευή είναι πάντα μικρότερα ή ίσα με ταVA. (συνφ = W/VA). Πολλές φορές εκφράζεται καισανποσοστό %.


Ειδικά στους ανεμιστήρες και πολλούς κινητήρες το συν φ = 0.65 στην δε εκκίνηση μπορεί να φτάσει και το 0.1.

Πιο πρακτικά:Είναι δυνατόν σε μια συσκευή να εφαρμόζεται μεγάλη τάση , να τραβάει σημαντικό ρεύμα αλλά να μη καταναλώνει ενέργεια (μηδενικάwatts-άεργοςισχύς) αυτό αν και εκ πρώτης όψεως φαίνεται ότι δεν συμβαδίζει με τη λογική εν τούτοις είναι αληθινό αν η συσκευή μας είναικαθαρόπηνίο ή πυκνωτής.

Η συσκευή αυτή δεν παράγει έργο ,δενπαράγει θερμότητα καιδενκαταναλώνειwatts.Αφού όμως τραβάει σημαντικό ρεύμα άρα θα έχουμε και σημαντικάVA. Σ’ αυτή λοιπόν την περίπτωση έχουμεσυνφ = 0.

Αυτό που συμβαίνει στην πραγματικότητα είναι ότι η σχέση φάσεως μεταξύ των κυματομορφών τάσεως και ρεύματος είναι τέτοια που αυτή η συσκευή απορροφά εναλλακτικά πραγματική ισχύ και την ξαναεπιστρέφει πίσω και άρα η κατανάλωση είναι μηδενική.Δηλαδή αυτή η άεργος ισχύς αντανακλάται από τη συσκευή και επιστρέφει στο ηλεκτρικό δίκτυο .

Αυτή η άεργος ισχύς είναιανεπιθύμητηαφού δεν παράγει κανένα έργο και ακόμα χειρότερα επιβαρύνει τα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας με μια επιπλέον ποσότητα ρεύματος που αναλογεί απλά σε αντίστοιχες θερμικές απώλειες.

Τα Personalcomputers και τα αξεσουάρ τους έχουν ειδικά τροφοδοτικά (CapacitorInputsupplies) και άρα έχουνσυνφ <1 (πριν το 1996 ήταν το συνφ γύρω στο 0,65)

Για ταμικρά συστήματα UPSκαιΣταθεροποιητές Τάσεωςείναιde-factostandardότι:ταwattsείναι το 60 με 70% τωνVA.

Μερικοί κατασκευαστέςUPSαναγράφουν και ταwattsαλλά και ταVAάλλοι μόνο ταVA


Ας πάρουμε ένα παράδειγμα:

Έστω ότι έχεις αγοράσει έναRegulator1000VA. Μπορείς σ’ αυτό να συνδέσεις ωμικό φορτίο (πχ λαμπτήρες..) των800Watt?

Αφού αυτό φορτίο είναι ωμικό άρασυνφ = 1καιάρα 800Watt=800VA.

Αν και τα 800 VA εμπίπτουν εντός των χαρακτηριστικών τουRegulatorπου αγοράσαμε (1000VA) σίγουραδενθα μπορέσει να τροφοδοτήσει το ωμικό αυτό φορτίο διότι το70% των 1000VA είναι 700watt.

Σημείωση: Η άεργος ισχύς αντισταθμίζεται στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις και από τη ΔΕΗ με συστοιχίες πυκνωτών.Η διόρθωση του συντελεστή ισχύος εφαρμόζεται κυρίως στον επαγγελματικό τομέα.
Η άεργος αυτή ισχύς χρεώνεται από τη ΔΕΗ στον καταναλωτή (εξαιρουμένων των οικιακών καταναλωτών - επειδή οι μετρητές που είναι εγκατεστημένοι στα σπίτια από τη ΔΕΗδενέχουν τη δυνατότητα να μετρήσουν την άεργο ισχύ).

Πρακτικά αυτό σημαίνει ότι πληρώνουμε ηλεκτρική ενεργεία που δε χρησιμοποιείται πουθενά. Η ΔΕΗ όμως χρεώνει τους μεγάλους καταναλωτές όταν ξεπεράσουν κάποιο όριο συνφ ( συνφ <=0.85 ) άεργου ισχύος στο δίκτυο. Αλλά ακόμα κι αν οι μετρητές που είναι εγκατεστημένοι στα σπίτια από τη ΔΕΗ μετρούσαν άεργο ισχύ το ποσοστό της εξοικονόμησης δε θα ξεπερνούσε το 2 με 3% ή και 0,2% αν το σπίτι μας έχει μόνο ψυγείο και κάνα δυο λάμπες φθορίου….. .

παραπληροφόρησητου καταναλωτικού κοινού με διαφημιστικά σποτς αλλά και με τηλέφωνα στα σπίτια των ανίδεων καταναλωτών σχετικά με συσκευές μείωσης κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματοςμέχρι και 50%!!!!δενεπιφέρουν καμία μείωση στο λογαριασμό ρεύματος των οικιακών και μικρών εμπορικών καταναλωτών παρά μόνομείωση στην τσέπη μας…..

ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ…

 

[stefanos604]

8. UPS(Uninterruptible Power Supply )

Δείτε εδώ τιμές: Είναι κάτι το εντελώς διαφορετικό από το πολύμπριζο προστασίας και από τον σταθεροποιητή τάσεως. Είναι ''το πρέπει'' για PCs και ηέκτρονικά μουσικά όργανα . Απλά εξασφαλίζει για πολύ λίγα λεπτά backup σε blackout της ΔΕΗ. Τα φτηνά όμως UPS μετά από λίγο περισσότερο από 1 έτος θέλουν αλλαγή μπαταρίας.

Η πρόταση μου είναι, αν αγορασθεί για προβληματικές περιοχές , να τοποθετηθεί μετά τον Σταθεροποιητή Τάσεως (Δεν είναι απαραίτητος αν οι ηλεκτρονικές σας συσκευές είναι ''νέας γενιάς'' -κάνουν οι ίδιες σταθεροποίηση).


Υπάρχουν πολλοί τύποι UPS όσον αφορά το μέγεθος και τις δυνατότητες τους , όπως:

Standby UPS, Line Interactive UPS, Stanby On-Line Hybrid UPS, Stanby-Ferro UPS, Double Conversion On-Line UPS, and Delta Conversion On-Line UPS.

Ενώ φαίνεται ότι τα τόσα ονόματα μας προκαλούν σύγχυση το έργο που επιτελούν είναιπερίπουτο ίδιο αν και φυσικά υπάρχουν διαφορές για το πώς το κάνουν αυτό το έργο. (βέβαια η περιγραφή τους ξεφεύγει του σκοπού αυτού του άρθρου)

Αυτονομία + σήμα εξόδου τετραγωνικής και όχι ημιτονοειδούς μορφής


Καταγράψτε ταVAή ταwattκάθε συσκευής που θα συνδέσετε στοUPSανατρέχοντας στο πλακίδιο των χαρακτηριστικών που συνήθως είναι κολλημένο ή πριτσινομένο σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή ή αν δεν υπάρχει ανατρέξτε στο τεχνικό φυλλάδιο της συσκευής .

Αν το πλακίδιο δίνει μόνο τα Amperesτότε υπολογίζουμε ταVAμε τον τύπο:

VA = 220 x αυτά τα Ampere.

Όπως ανέφερα στο άρθρο για τους σταθεροποιητές ισχύει:

watt= 0,7 (70%) τωνVAή το ίδιοVA = 1,43 xW.

To70% των 1000 VA είναι :0,7Χ1000 = 700 wattή το ίδιο:

Τα 700Wattείναι 1,43 Χ 700 = 1000VA.

Για ένα οποιοδήποτε φορτίο ο χρόνος αυτονομίας ενόςUPSεξαρτάται από την χωρητικότητα (σεAh) της μπαταρίας. Ο συνολικός χρόνος εφεδρικής λειτουργίας με την μπαταρία που δίνουν οι κατασκευαστές είναι για πλήρες φορτίο (100%).

Διαφημιστικά τρυκγια το ότι τα μικρά UPS δίνουν αυτονομία 30 λεπτά είναι εκτός πραγματικότητας.

Υπολογίζουμε εμπειρικά και κατά προσέγγιση το χρόνο αυτονομίας όταν το φορτίο καταναλώνει λιγότερο από το 100% της παρεχόμενης ισχύος ως εξής:

Μαθηματικός τύπος:

Ποσοστό (%) του φορτίουπου έχουμε συνδεδεμένο στο UPS =
Συνολικέςαπαιτήσεις ισχύος (σε VA)του φορτίου/μέγιστη παρεχόμενη ισχύ (VA) του UPS.

πχ αν η συνολική ισχύς των συσκευών σου είναι πχ 660 VA και το UPS σου είναι των 1000 VAτότε το ποσοστό(%)του φορτίου που έχουμε συνδεδεμένο στο UPS είναι 0,66 ή 66 %.

Εμπειρικά:

Ο συνολικός χρόνος αυτονομίας με την μπαταρία που δίνουν οι κατασκευαστές είναι γιαπλήρεςφορτίο (100%). Αν δεν τον γράφει ως συνήθως είναι περίπου 2 λεπτά με πλήρες φορτίο (είναι δύσκολο αλλά και δεν θα σας εξυπηρετούσε ο μαθηματικός υπολογισμού του χρόνου αυτονομίας - πάντως να επιμείνετε στον πωλητή να σας δώσει το φυλλάδιο ή έστω και εμπειρικά αν ξέρει κάτι για το χρόνο!!!).

Για 66%του φορτίου ο χρόνος αυτονομίας είναι 2 πλάσιος - για 50% 3πλάσιος και για 3 3% 4πλάσιος

Έστω ότι με πλήρες φορτίο το πλακίδιο ή το φυλλάδιο μας δίνει : 2 λεπτά

Τότε με φορτίο 66%: 4 λεπτά, με φορτίο 50%: 6 λεπτά, με φορτίο 33%:8 λεπτά κ.ο.κ


Είπα εμπειρικά γιατί άλλα UPS λειτουργούν χρησιμοποιώντας μπαταρίες με οξύ και άλλα (τα μικρά UPS) σφραγισμένες και κάθε κατασκευαστής τοποθετεί τις δικές του τάσεις – συνήθως 12V, αλλά και 2V, 6V ακόμα και 24V (Επομένως ο χρόνος αυτονομίας εξαρτάται από την τάση , τα αμπερώρια –Ah- αλλά και την ποιότητα – αν η μάρκα είναι γνωστή) οπότε μια μαθηματική ανάλυση ,για τόσες περιπτώσεις ,ξεφεύγει του σκοπού αυτού του άρθρου.

Ημιτονοειδούς ή Τετραγωνικής μορφής Output του UPS ???

Ημιτονική μορφήτάσεως είναι η τάση που μας δίνει η ΔΕΗ από τις γεννήτριες της.

Είναι τάση με σχεδόν μηδενική THD (ολική αρμονική παραμόρφωση).

Επομένως το πλεονέκτημα ημιτονικού μετατροπέα είναι ότι το σύνολο των συσκευών της αγοράς είναι σχεδιασμένες να λειτουργούν με ημιτονική τάση. Αυτό εγγυάται ότι οι συσκευές θα λειτουργούν στο φουλ σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά τους.Ειδικά οι κινητήρεςλειτουργούν σωστάμόνομε ημιτονική τάση.

Οι περισσότερες συσκευές που τροφοδοτούνται απόΤροποποιημένοημιτονικό μετατροπέα θα λειτουργούν κανονικά και μερικές με μειωμένη απόδοση. Πχ οι κινητήρες θα τραβούν τουλάχιστον 20% περισσότερη ισχύ. Μερικά dimmers δυνατόν να μη λειτουργούν καθόλου , τα δε τρυπάνια με πολλές ταχύτητες θα έχουν μόνο ταχύτητα on-off.

Οι υπεύθυνοι κατασκευαστές UPS δίνουν στα specification και πληροφορίες αν πρόκειται για UPS με :

True Sine Wave Output-Ημιτονική μορφήή με

modified sine wave Output ή (square wave)- Τροποποιημένο ημιτονικό

Θα πρέπει λοιπόν να έχουμε υπόψη ότι πολλά UPS παρέχουν σήμα εξόδου τετραγωνικής καιόχι ημιτονοειδούςμορφής.

Για να φτιαχτεί ο inverter του UPS να δίνει τάση ημιτονοειδούς μορφής – οι μετατροπείς αυτοί λέγονται και digital inverters - θα ήταν ακριβός (3 φορές πιο ακριβός) και έτσι φτιάχνονται να δίνουν τάση Τετραγωνικής μορφής .

Στην πραγματικότητα το σύνολο σχεδόν των χαμηλού κόστους UPS έχουν μετατροπείς (inverters) "modifiedsine wave" – αυτό το όνομα είναι πιο γνωστό από το τετραγωνικής μορφής (αν και υπάρχει κάποια διαφορά αλλά θα ξεφύγουμε από το σκοπό αυτού του σχολίου).

Το ερώτημα που γεννιέται είναι:


Πως λοιπόν θα ξέρω αν μια συσκευή μου χρειάζεται οπωσδήποτε καθαρή ημιτονοειδή μορφή τάσεως και ότι μια τροποποιημένη ημιτονική μορφή τάσεως πιθανόν να προξενήσει ζημιά στη συσκευή μου;

Βέβαια η καθαρή ημιτονοειδής μορφή είναι κατάλληλη για όλες τις ηλεκτρονικές συσκευές που τροφοδοτούνται με AC αλλά κυρίως απαιτείται 100% για ευαίσθητες συσκευές όπως συστήματα ηχογράφησης που απαιτούν καθαρή και χαμηλή αρμονική παραμόρφωση , συσκευές ελεγχόμενες από microprocessor ,όργανα ακριβείας .

Όμως η τεχνολογία "modifiedsinewave" δεν δημιουργεί πρόβλημα στα τροφοδοτικά των υπολογιστών λόγω του ιδιαίτερου τρόπου σχεδιασμού τους, και των περισσοτέρων ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών όπως: Ωμικών φορτίων (Τοστιέρες, καφετιέρες…), τα περισσότερα stereos, inkjet εκτυπωτές, ψυγεία, CD/DVD/Blu-rayplayers, TVs, VCRs, πολλούς φούρνους μικροκυμάτων, τρυπάνια αλλά με σταθερή ταχύτητα …

Όμως μπορεί να προκαλέσει κάποια υπερθέρμανση στα τροφοδοτικά άλλων συσκευών που χρησιμοποιούν μετασχηματιστές και θα υπάρχει κάποιο πρόβλημα σε μερικές συσκευές όπως ορισμένα laserprinters,ψηφιακά ρολόγια ,μερικούς χωρίς καλώδια φορτιστές εργαλείων, λαμπτήρες φθορίου …

Άρα σαν γενικός κανόνας:Επαγωγικά φορτία (με πηνία – μοτέρ) καλόν είναι να τροφοδοτούνται με καθαρή ημιτονοειδή μορφή.

Εδώ να σημειώσω ότι τα UPS ποιότητας (επαγγελματικά) είναι ικανά να υπερβούν την αναγραφόμενη τους ισχύ για βραχεία χρονική περίοδο (συνήθως 3-15 δευτερόλεπτα) χρόνος που είναι αρκετός να πάρει μπρός ένα μοτέρ , ένα ψυγείο …..χωρίς να διακινδυνεύσει το UPS τα πρώτα δευτερόλεπτα που αυτά τα μοτέρ απαιτούν υψηλή ισχύ για την εκκίνηση τους.

 

[stefanos604]

9. Γεννήτρια No – Break

Κάτι που πολλοί δεν θα το έχετε ξανακούσει – καθώς είναι περασμένης τεχνολογίας με λυχνίες που η ζωή τους περιοριζόταν με το άναψε-σβήσε αλλά και δεν λειτουργούσαν αμέσως μετά την επαναφορά της ΔΕΗ ύστερα από διακοπή- αλλά αξίζει τον κόπο , έστω εγκυκλοπαιδικά , να δείτε πως την εποχή , πριν την ανακάλυψη των τρανζίστορς γινόταν η Αδιάλειπτη Τροφοδοσία των Ηλεκτρονικών Συσκευών (με λυχνίες που απαιτούσαν μέχρι KV).

Σήμερα είναι πανεύκολο , όπως φαίνεται από το αρχικό σκαρίφημα, αφού η τροφοδοσία απαιτεί DC μέχρι (6-12-24-48-60V).

Θα περιγράφω το σύστημα με τίτλους:

1. Η ΔΕΗ τροφοδοτούσε έναν τριφασικό ηλεκτροκινητήρα ο οποίος ήταν κομπλαρισμένος κινώντας ένα ατσάλινο βολάν πάνω από 1 τόνο βάρους.

2. Συναξονικά με τα ανωτέρω ήταν συνδεδεμένη τριφασική γεννήτρια η οποία έδινε τις τάσεις 220/380 για τα φορτία και σε αναμονή βρισκόταν μαγνητικό σύστημα με μια ντιζελομηχανή που λεγότανε NO-BREAK.

3. Όταν γινόταν διακοπή ΔΕΗ , ο ανωτέρω τριφασικός κινητήρας σταματούσε όμως λόγω της αδράνειας του βολάν λόγω μεγάλου βάρους η κομπλαρισμένη γεννήτρια συνέχιζε για πολλά sec να δίνει σωστή τάση και συχνότητα. Ταυτόχρονα ξεκινούσε η ντιζελομηχανή NO-BREAK που όταν μετά περίπου 30 sec αποκτούσε τις σωστές στροφές τότε το μαγνητικό σύστημα κομπλάριζε με το ίσης ταχύτητας βολάν και επομένως το βολάν συνέχιζε να έχει σταθερές στροφές άρα η γεννήτρια να δίνει σωστή τάση και συχνότητα αδιάλειπτα.

4. Τι γινόταν όμως αν για κάποιο λόγω δεν ξεκινούσε η μηχανή NO-BREAK ??

5. Τότε ξεκινούσε μια δεύτερη ντιζελομηχανή η λεγόμενη STBY η οποία τροφοδοτούσε τα τυλίγματα του τριφασικού κινητήρα……………..

Αυτά σε περίληψη


ΤΕΛΟΣ ΑΡΘΡΟΥ

ΣΚΙΑΘΙΤΗΣ ΣΤΕΦΑΝΟΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ ΡΑΔΙΟΛΕΚΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ

 

[abcd]

 

[stefanos604]

Πιστεύω ο πίνακας να βοηθήσει..

 

[wizzy]

@stefanos604: Φτιάξε το link της εικόνας, γιατί δεν φαίνεται.

 

[stefanos604]

 

[Vlasistarlas77]

Καλησπέρα,μετασχηματιστησ γαλβανικησ απομονωσησ μπορεί να τοποθετηθεί σε γραμμή για προενισχυτη και τελικούς..;;
Ευχαριστώ πολύ.

 

[stefanos604]

Καλησπέρα,μετασχηματιστησ γαλβανικησ απομονωσησ μπορεί να τοποθετηθεί σε γραμμή για προενισχυτη και τελικούς..;;
Ευχαριστώ πολύ.

Γιατί να το κάνεις?
Αυτός είναι για περιπτώσεις ηλεκτροπληξίας (αφού η τάση στο δευτερεύον τύλιγμα είναι εξ’ επαγωγής, και άρα καταργείται η έννοια της φάσης) κυρίως για εργαστήρια και ηλεκτρολογικά τεστ εκπαιδευόμενων μαθητών.

Σε περίπτωση τροφοδοσίας περισσότερων της μιας συσκευών θα πρέπει τα μεταλλικά μέρη τους να ενώνονται με ισοδυναμικές συνδέσεις (διαθέτουν μεταλλική θωράκιση που καταλήγει σε ακροδέκτη στην οποία θα συνδέεται αγωγός ισοδυναμικής σύνδεσης)

 

[stefanos604]

Από ''Πλαίσιο''

 

[Vlasistarlas77]

Πλήρως ικανοποιητική λίστα για την επιλογή ενός καλού UPS για τα συστήματά μας..

 

[ika]

Καλησπέρα,μετασχηματιστησ γαλβανικησ απομονωσησ μπορεί να τοποθετηθεί σε γραμμή για προενισχυτη και τελικούς..;;
Ευχαριστώ πολύ.

Αν εννοείς μετασχηματιστή 1:1, θα έλεγα ότι δεν ενδείκνυται να μπει τελικός ενισχυτής επάνω.

 

[Vlasistarlas77]

Τελικά Μετά από πολύ σκέψη αποφάσισα να μην χρησιμοποιήσω το μετασχηματιστή χρησιμοποιήσει το μετασχηματιστή γαλβανικής απομόνωσης και να προβώ στις ενέργειες για ένα καλό UPS..