Jak ochránit X2 kondík

Zpráva

Celeron · #1 Příspěvek od **Celeron** » 27 říj 2023, 11:00

Situace: elektronický zjišťování stavu výstupu FM relé. 230V přes kondík 100N/X2/275VAC, za ním odpor 470Ω, pak gréc, elyt na filtraci a ledka optočlenu, vše proti zemi. Tohle chodí, tedy chodilo bezproblémově v jednom typu zařízení od roku 1993. Posledních 10 let, co je na síti hromady pulzáků, měničů FVE a jinejch rušidel, tak se X2 kondíky těma hamonikama a přepětíma za pár let probouchají ze 100N na cca 20N a pak už optočlen nesvítí.
Co s tím? Nabízí se ochrana varistorem. Jenže jak? Dát ho paralelně s kondíkem X2? Dát ho před kondík X2 proti N na malou impedanci sítě je o výbuch varistoru, dávat ho proti zemi za kondík X2 asi moc funkční nebude. Ideální by asi bylo aby nejdříve byl odpor 470Ω, pak varistor proti zemi a pak teprve kondík X2. Jenže to by znamenalo předělávku cca 250 zařízení na různých místech ČR a Polska.
Co by mělo být ideální?
Díky

JirkaZ · #2 Příspěvek od **JirkaZ** » 27 říj 2023, 11:09

Jo, na to fakt neexistuje easy řešení, tím spíš, že jde o existující instalace/přístroje a ještě k tomu ve velkém počtu.

Obecně bych řekl, že nejlepší způsob bude ten kondenzátor parametrově (dU/dt) silně předimenzovat a pochopitelně volit co nejlepší kvalitu, což opět není ani snadné, ani levné. Edit: na první výkop bych zkusil třeba Wima MKP X2 (dU/dt 100 V/µs, doba života >300 000 hod., což mi vychází na nějakých 34 let - a to se jedná o "tvrdé" paralelní připojení k síti).

Wima FKP 1 je vysloveně pro pulsní provoz a 100 nF/1000 V DC má povolené max. dU/dt 11000 V/µs (jo, 11 kV/µs). Takže taky možnost, samozřejmě trošku větší rozměry...

Možná bych zkusil vhodnou sériovou tlumivku s malou jakostí (nebo paralelním odporem), ale bylo by potřeba to velmi dobře odladit, aby se z celého zapojení nestal sériový rezonanční obvod se všemi důsledky...

Ten varistor za odporem je potenciálně dobrý nápad (pokud si tedy myslíš, že to dělají přepěťové špičky), ale ten odpor by měl být výkonový a stejně bych před to celé ještě dal malou tavnou pojistku.

Na okraj: nedávno jsem si postavil přesně tohle zapojení jako náhradu doutnavky v olejovém radiátoru, no a vydrželo to snad jen měsíc. Ještě jsem neanalyzoval příčinu, ale myslím si, že taky bude k.o. ten kondík (šedý 47 nF X2 na 275V AC z GME, evidentně PRCácký)...

Edit: v soudobých indikacích ve spínačích se používá nízkopříkonová LED, sériová dioda a omezovací odpor (proud je okolo 1 mA). Bliká to (pochopitelně), ale nemělo by to být citlivé na ev. "nečistou" síť.

Ona je tedy myslím stejně otázka, zda příčinou je ta síť (mělo by to jít změřit) nebo spíš kvalita těch kondenzátorů. Zvaž, zda máš všude naprosto stejný typ, nebo ne...

#3 Příspěvek od **Zaky** » 27 říj 2023, 11:21

Pokud to chcípá při cca 20 nF zbytkové kapacity, tak tam zkus dát třeba 47nF na 630V nebo 1kV, prostě kvalitní a co se vejde. Tím, že se může jít na nižší kapacitu, není pak takový problém s rozměry toho kvalitního kondíku.

eleferner · #4 Příspěvek od **eleferner** » 27 říj 2023, 13:14

Jeste bych doplnil JirkuvZ navrh s tlumivkou. Spise nez klasicka indukcnost by mohla byt na zpusob feritove perly, tedy s velkym ztratovym cinitelem pro vyssi kmitocty. Tim by se zmensilo riziko parazitnich rezonanci. Vetsina odrusovacich feritovych perel vsak zabira az od jednotek ci desitek MHz. Nicmene firma Fair-Rite vyrabi odrusovaci ferity i na nizsi kmitocty:

https://www.fair-rite.com/materials/

Ja osobne mam vyzkouseny material cislo 75, sice je oficialne az od 150 kHz, ale znatelny vliv byl jiz okolo 40 kHz.

Skutecny problem bude, ze z techto "nizkofrekvencnich" odrusovacich feritu nejspis nikdo nevyrabi hotove "perly", takze by sis je musel navijet sam. Ja jsem to tenkrat testoval s timto kitem nacvakavacich jader, ale uz ho nemam:

https://cz.farnell.com/en-CZ/fair-rite/ ... dp/4035556

Celeron · #5 Příspěvek od **Celeron** » 28 říj 2023, 17:00

JirkaZ píše:Ona je tedy myslím stejně otázka, zda příčinou je ta síť (mělo by to jít změřit) nebo spíš kvalita těch kondenzátorů. Zvaž, zda máš všude naprosto stejný typ, nebo ne...

V nejstarších instalacích je X2 od Lanškrouna, pak ES-Ostrava předchůdce C303 https://www.es-ostrava.cz/pdf/katalog_cz/X2Y2cap/X2C303-323.pdf Kupodivu jsem neměnil nikdy ani jeden. O třetinu menší žlutý nebo modrý PRCáci odcházejí podstatně častěji. Ale ještě tak do roku 2010 držely taky bez problémů, klidně i 10 let. Pak jsem si všiml, že pokud je na dohled v ulici (3-5 domů na některou stranu) FVE, tak to tam odchází mnohem rychleji, na některých místech i za 3 roky. Takže nejspíš nekvalita v kombinaci s harmonikama od solárů.
Na plošáku je pro tenhle X2 kondík na jednom vývodu "víceděr" aby šlo dát kondíky s RM 15 - RM 22,5.
Takže ES Ostrava by se mohla použít C305 100N/440V/X2 s RM 22,5. Jsou jen o 1 mm širší. Zkusím tam zavolat jak by to bylo s dodáním.
Otázka ovšem je, jestli ty špígry nebudou probíjet i tyhle 440V kondy.

#6 Příspěvek od **mi-ro** » 28 říj 2023, 21:06

A podíval jsi se bijakem na sinus ze sítě? Našel jsi tam nějaký bordel? Jediný co jsem tam viděl bylo HDO. Myslíš že by provozovatel sítě nějaké harmoniky nebo špice trpěl? Obávám se že ne a že by rychle takový měnič co nesplňuje normy odstřihnul. X2 prostě stojí za h..o. Šetří (šidí) se všude.

JirkaZ · #7 Příspěvek od **JirkaZ** » 28 říj 2023, 21:43

Právě proto jsem nahoře napsal, že by to mělo jít změřit.

I když teorie je jedna věc a praxe druhá (myslím tím "povolený" vs. skutečný výskyt harmonických).

Další problém možná bude to, že místa nasazení jsou zcela různá a že by to zřejmě chtělo dlouhodobější logování z nějakého spektrálního analyzátoru.

No ale to si bude muset Celeron rozhodnout sám.

HF_Tech · #8 Příspěvek od **HF_Tech** » 29 říj 2023, 07:51

Ty kondenzátory s plastovým dielektrikem mají omezenou životnost.
WIMA nebo EPCOS X1 440VAC vydrží cca 15let nepřetržitého provozu, pak odejde taky. Čím vyšší teplota tím odejde dřív. Rekordmani vydrželi i 25let.
Lepší řešení je použít 10N X1/Y1 keramiky a použít optočlen třeba PC817D s vyšším CTR a dát tlumivku mezi usměrňovač a vyhlazovací kondenzátor.

eleferner · #9 Příspěvek od **eleferner** » 29 říj 2023, 10:16

mi-ro píše:Myslíš že by provozovatel sítě nějaké harmoniky nebo špice trpěl?

Na kvalitu dodavky el. energie jsou normy, ale problem je v tom, ze provozovatel site ji (zatim?) nemuze merit vsude. Pouzivaji se k tomu tzv. PQ-metry neboli Power Quality metry. Ale jsou pomerne drahe (10-20 tis. Kc bez DPH) a zakladni typy meri napeti treba jen do 20. harmonicke, tj. do 1 kHz. To rychle spice ani bordel z cinskych FVE nezachyti, osobne jsem to zkousel. Druhy problem je v tom, ze i kdyz v dane lokalite nejaky PQ-metr instalovany je, tak vetsinou byva v distribucni trafostanici. A trafo + dlouhe privodni kabely ten bordel spolehlive vyfiltruji.

Pokud je podezreni na spatnou kvalitu dodavky, tak pry existuje moznost dodavatele pozadat, aby PQ-metr na nejakou dobu instaloval primo u zakaznika. Je vsak potreba zajistit, aby ten PQ-metr nekdo neukradnul. Nova verze normy EN 61000-4-30 popisuje mereni harmonik az do 150 kHz (prave kvuli bordelu z FVE apod.) ale na trhu je jen par PQ-metru, ktere to umi skutecne merit. A stoji okolo 250 tis. Kc bez DPH...

Hape · #10 Příspěvek od **Hape** » 30 říj 2023, 08:35

eleferner píše:...Pokud je podezreni na spatnou kvalitu dodavky, tak pry existuje moznost dodavatele pozadat, aby PQ-metr na nejakou dobu instaloval primo u zakaznika...

To můžu potvrdit z vlastní zkušenosti. Někdy v devadesátkách jsme měli podezření na problémy s dodávkou EE do jednoho objektu, ve kterém jsme chovali drůbež a provozovatel sítě nám přímo do rozvaděče toho objektu na nějakou dobu něco takového naistaloval. Myslím, že nějaké problémy tím zjistil, ale jak se to řešilo už si nevzpomenu.

HF_Tech · #11 Příspěvek od **HF_Tech** » 01 lis 2023, 14:54

Ty "špičky" mi přijdou jako elektrikářská latina. V tom zdroji máš RC článek s nějakou časovou konstantou. Ten kondík se nestačí nabít na dostatečně vysoké napětí aby došlo k poškození prostým přepětím.
Kolega v práci měl také teorii. Tak se dal kondíkový zdroj s X1 kondenzátorem a odporem na EMC test. Nechalo se projet několik set až tisíc pulzů na 2kV a ztráta kapacity se prostě nekonala.
Kdyby ty pulsy v síti byly větší, tak spolehlivě vymlátí ostatní připojená zařízení.

Celeron · #12 Příspěvek od **Celeron** » 01 lis 2023, 19:31

HF_Tech píše:Ty "špičky" mi přijdou jako elektrikářská latina.

Tak když je to latina, tak vysvětli, proč pokud je v dohledu, FVE ty X2 kondíky odcházení násobně častěji.

JirkaZ · #13 Příspěvek od **JirkaZ** » 01 lis 2023, 19:45

Harmonické mají strmější hranu a i při stejném napětí může být překročena povolená hodnota dU/dt.

To je, oč tu běží...

Každopádně by to chtělo spočítat (nebo simulovat) s reálnými hodnotami součástí.

Edit: tady si můžeme hrát (Celeron příp. doplní reálné hodnoty součástek a dá nový link).

Celeron · #14 Příspěvek od **Celeron** » 01 lis 2023, 20:06

Jestli budu mít zítra čas, tak se kouknu do https://www.svetla-online.cz/nocni-svetla/15929-led-nocni-svetlo-do-zasuvky-xled-nl-bi-se-soumrakovym-senzorem.html. Je to asi 10 let, co jsem ho opravoval, vyblikaná ledka a žlutý PRCácký X2 předřadník probouchanej na 20% deklarovaný kapacity. Dal jsem tam vysokosvítivku z GME a X2 100N/250V z ES-Ostrava a malinko zvětšil sériový odpor. Jsem zvědavej, jakou kapacitu naměřím. Je to pod napětím 24*365*10, tedy kolem 87000 hodin. A prská do toho FVE měnič Piko, můžu kouknout kolik hodin od začátku nakroutil.
Na regulaci kotelny mám ohledání HDO stejný jako jsem psal v prvním příspěvku. X2 je světlemodrej, výrobce nevím, ale už jsem ho jenou musel vyměnit.

JirkaZ · #15 Příspěvek od **JirkaZ** » 01 lis 2023, 21:16

K té degradaci X2 kondenzátorů jsem našel velmi zajímavou studii.

Sice se týká extrémnějších podmínek (85 % RH a 85 ℃) a z toho plynoucí dominantně elektrochemické koroze (kdy se předpokládá průnik vodní páry permeací přes pouzdro), nicméně degradace zobrazená na str. 2 (viz i výřez ve zdejší příloze) je dost děsivá...

Jeden zírá, jak součástky dříve považované za etalon výdrže to zase až tak moc nedávají...

Tady je další (jen textový) rozbor možných příčin degradace X2 kondenzátorů. V podstatě to shrnuje všechny výše zvažované důvody včetně dnešní výroby zmetků...

Zde je jiná studie, nejen pro fóliové kondenzátory a za povšimnutí stojí i tam uvedené zdroje.

Suma sumárum (v podstatě tytéž závěry jako dříve):

použít kvalitní značkový X2 kondenzátor s co nejvyšší povolenou hodnotou dU/dt, napěťově ho předimenzovat, provozovat při co nejnižší teplotě a v suchu.