Balanserad (split fas) spänningsmatning för störningsbekämpning.
Jag har fått frågan vad balanserad spänningsmatning (split fas) innebär och hur man kan använda detta för störningsbekämpning.
En kortfattad bakgrund.
Inom bl.a. ljudteknik och mätteknik är balanserad teknik vanligt. Man använder differentialförstärkare för att förstärka önskad signal och undertrycka oönskade signaler.
När jag arbetade vid ABB Corporate Research sysslade jag mycket med elkraftteknisk mätteknik i mätmiljöer med kraftiga störningar i form av elektriska och magnetiska fält. Ibland innehöll spänningsmatningen till mätinstrument störningar.
Jag har tidigare berättat att vid provning av frekvensomriktare i provrummet (som då var under utveckling) så stördes både kopiator på kontoret, och ocilloskop via elnätet.
Många mätningar innebar att mätinstrument (t.ex. oscilloskop) kopplades till datorer med HPIB-bus (Hewlett-Packard Interface Bus), även kallad GPIB eller IEEE-488. Ofta hade all utrustning jordade kontaktdon och detta kunde då skapa jordslingor, som påverkade mätningarna.
För att undvika att man då ”klippte” av instrumentens jordning så hjälpte jag till att använda isolertransformatorer, en gemensam jordpunkt och jordplan samt att undvika att nät- och mätkablar bildade slingor som fångade in magnetfält.
Vid ett industriellt mätuppdrag jag hade fick jag verkligen testa om metoderna klarade av kraftiga störmiljöer. De handlade om ”rundslag” i 6 st 1 MW likströmsmaskiner (kortslutning i likströmsmaskinens kommutator), som skedde med ca 3 månades mellanrum.
Jag mätte totalt 42 signaler som låg på tiotalet mV till någon volts nivå (7 signaler från vardera strömriktaren) med två 8-kanaliga digitala oscilloskop med mätbandbredden 50 kHz samt en mätbandspelare bestyckad med 26 kanaler och med mätbandbredden 1,25 kHz
Min mätutrustning stod på baksidan av strömriktarnas metallskåp någon meter från strömskenorna, där det, vid rundslag, kunde gå en ström på ca 12 kA.
Eftersom det var långt (3 månader) mellan mättillfällena och ett stopp var kostsamt så var det viktigt att jag byggde upp en mätutrustning som på platsen klarade störnivåerna.
Jag satt och tenterade, en lördag, när rundslaget, slutligen efter lång väntan, inträffade. Min chef mötte mig utanför tentasalen, där han väntat på mig. När jag åkte de drygt 10 milen till platsen där mätutrustningen stod, undrade jag förstås om jag skulle klara av ”examinationen” gällande mätning i svår störmiljö?
De lyckades! Alla signaler mättes störningsfritt när rundslaget inträffade.
Den mätplats jag byggt upp under några månades tid, och som bl.a. innehöll differentialförstärkare (balanserad ingång) för alla mätsignaler, en gemensam jordpunkt och jordplan en UPS, samt isolertransformatorer som begränsade ledningsbundna störningar från elnätet och i skyddsjord, klarade av att hantera störmiljön.
Att nyttja isolertransformatorer, vid störningsbekämpning, var en nyttig erfarenhet som jag sedan använt i olika sammanhang.
Mer om det i nästa inlägg.
En kortfattad bakgrund.
Inom bl.a. ljudteknik och mätteknik är balanserad teknik vanligt. Man använder differentialförstärkare för att förstärka önskad signal och undertrycka oönskade signaler.
När jag arbetade vid ABB Corporate Research sysslade jag mycket med elkraftteknisk mätteknik i mätmiljöer med kraftiga störningar i form av elektriska och magnetiska fält. Ibland innehöll spänningsmatningen till mätinstrument störningar.
Jag har tidigare berättat att vid provning av frekvensomriktare i provrummet (som då var under utveckling) så stördes både kopiator på kontoret, och ocilloskop via elnätet.
Många mätningar innebar att mätinstrument (t.ex. oscilloskop) kopplades till datorer med HPIB-bus (Hewlett-Packard Interface Bus), även kallad GPIB eller IEEE-488. Ofta hade all utrustning jordade kontaktdon och detta kunde då skapa jordslingor, som påverkade mätningarna.
För att undvika att man då ”klippte” av instrumentens jordning så hjälpte jag till att använda isolertransformatorer, en gemensam jordpunkt och jordplan samt att undvika att nät- och mätkablar bildade slingor som fångade in magnetfält.
Vid ett industriellt mätuppdrag jag hade fick jag verkligen testa om metoderna klarade av kraftiga störmiljöer. De handlade om ”rundslag” i 6 st 1 MW likströmsmaskiner (kortslutning i likströmsmaskinens kommutator), som skedde med ca 3 månades mellanrum.
Jag mätte totalt 42 signaler som låg på tiotalet mV till någon volts nivå (7 signaler från vardera strömriktaren) med två 8-kanaliga digitala oscilloskop med mätbandbredden 50 kHz samt en mätbandspelare bestyckad med 26 kanaler och med mätbandbredden 1,25 kHz
Min mätutrustning stod på baksidan av strömriktarnas metallskåp någon meter från strömskenorna, där det, vid rundslag, kunde gå en ström på ca 12 kA.
Eftersom det var långt (3 månader) mellan mättillfällena och ett stopp var kostsamt så var det viktigt att jag byggde upp en mätutrustning som på platsen klarade störnivåerna.
Jag satt och tenterade, en lördag, när rundslaget, slutligen efter lång väntan, inträffade. Min chef mötte mig utanför tentasalen, där han väntat på mig. När jag åkte de drygt 10 milen till platsen där mätutrustningen stod, undrade jag förstås om jag skulle klara av ”examinationen” gällande mätning i svår störmiljö?
De lyckades! Alla signaler mättes störningsfritt när rundslaget inträffade.
Den mätplats jag byggt upp under några månades tid, och som bl.a. innehöll differentialförstärkare (balanserad ingång) för alla mätsignaler, en gemensam jordpunkt och jordplan en UPS, samt isolertransformatorer som begränsade ledningsbundna störningar från elnätet och i skyddsjord, klarade av att hantera störmiljön.
Att nyttja isolertransformatorer, vid störningsbekämpning, var en nyttig erfarenhet som jag sedan använt i olika sammanhang.
Mer om det i nästa inlägg.
Redigerat:
Isolertransformatorernas egenskaper, för störningsbekämpning, förbättrades när ett mittuttag infördes. Speciellt gällde det om det fanns EMC filter i nätdelen till de apparater som anslöts.
SEMKO 115 X -1985
7 Juni 1985 fastställde Statens Energiverk ”Särskilda bestämmelser om utförande och provning av stördämpningstransformatorer med omsättningen 1:1”
I texten för giltighetsområde står inledningsvis;
”Dessa bestämmelser gäller för separata 1-fastransformatorer för stötdämpande ändamål med omsättningen 1:1 och med en märkspänningen av 220 V samt med en högsta märkeffekt av 10 kVA på sekundärsidan, avsedda för matning av datamaskiner och liknande, med en märkfrekvens av 50 Hz”
Det speciella med dessa stördämpningstransformatorer med omsättningen 1:1, är att sekundärsidan har ett mittuttag som ansluts till datorns (datamaskinens) jord.
Sedan 1985 har användningen av stördämpningstransformatorer utökats till fler områden. Så här står det på en hemsida på nätet, som i alla fall tidigare sålde transformatorer och hänvisade till SEMKO 115 X; ”Dessa störskyddstransformatorer är avsedda för inbyggnad i t.ex. automatikskåp där behov finns av att skydda störkänslig elektronik. Tack vare de universella inspänninganra kan tranformatorn ersätta den konventionella manövertransformatorn, vilket leder till en mycket bra totalekonomi. För att uppnå största möjliga transientdämpning är utgången försedd med mittuttag för att möjliggöra mittpunktsjordningen enligt SEMKO 115X (observera att båda faserna måste avsäkras vid mittpunktsjordning), men att transformatorn kan givetvis även jordas på ett konventionellt sätt”
Se även kopplingsbild på sidan;
http://www.gunnarbeckman.se/stoerskyddstransf/mhp-100-va-2-kva-1-fas.html
I en transformator finns resistiva förluster i linningarna men även hysteres och virvelströmsförluster i transformatorkärnan (transformatorplåten). Dessa förluster (i form av värme) ökar med ökad frekvens. Detta filtrerar högre frekvenser (som t.ex. supratoner 2–150 kHz).
Lindningarna (på primär och sekundärsidan) i en transformator är induktiva (en serieinduktans). Detta innebär, att när man, som i kopplingsbilden jag hänvisade till, sätter kondensatorer på transformatorns sekundärsida ytterligare ökar filtreringen.
När man konstruerar EMC-filter (som i figuren) för att anslutas till vägguttag i ett vanligt enfasnät (230 V) där ”stickproppen” kan vändas (fas och nolla byter plats) så blir konsekvensen att det alltid finns en kondensator (Cy) mellan fas och skyddsledaren som ger upphov till en läckström i skyddsledaren.
EMC-filtret är symmetriskt (balanserat utförande, fas och nolla symmetriskt utförda gentemot skyddsledaren) men ansluts i ett osymmetriskt uttag.
Ansluter man samma EMC-filter (balanserat utförande) till en transformator med mittuttag (SEMKO 115 X), då är både spänningsmatningen i och EMC-filtret balanserat utförande, detta minskar dramatiskt läckströmmen.se kopplingsbild på sidan;
http://www.gunnarbeckman.se/stoerskyddstransf/mhp-100-va-2-kva-1-fas.html
SEMKO 115 X -1985
7 Juni 1985 fastställde Statens Energiverk ”Särskilda bestämmelser om utförande och provning av stördämpningstransformatorer med omsättningen 1:1”
I texten för giltighetsområde står inledningsvis;
”Dessa bestämmelser gäller för separata 1-fastransformatorer för stötdämpande ändamål med omsättningen 1:1 och med en märkspänningen av 220 V samt med en högsta märkeffekt av 10 kVA på sekundärsidan, avsedda för matning av datamaskiner och liknande, med en märkfrekvens av 50 Hz”
Det speciella med dessa stördämpningstransformatorer med omsättningen 1:1, är att sekundärsidan har ett mittuttag som ansluts till datorns (datamaskinens) jord.
Sedan 1985 har användningen av stördämpningstransformatorer utökats till fler områden. Så här står det på en hemsida på nätet, som i alla fall tidigare sålde transformatorer och hänvisade till SEMKO 115 X; ”Dessa störskyddstransformatorer är avsedda för inbyggnad i t.ex. automatikskåp där behov finns av att skydda störkänslig elektronik. Tack vare de universella inspänninganra kan tranformatorn ersätta den konventionella manövertransformatorn, vilket leder till en mycket bra totalekonomi. För att uppnå största möjliga transientdämpning är utgången försedd med mittuttag för att möjliggöra mittpunktsjordningen enligt SEMKO 115X (observera att båda faserna måste avsäkras vid mittpunktsjordning), men att transformatorn kan givetvis även jordas på ett konventionellt sätt”
Se även kopplingsbild på sidan;
http://www.gunnarbeckman.se/stoerskyddstransf/mhp-100-va-2-kva-1-fas.html
I en transformator finns resistiva förluster i linningarna men även hysteres och virvelströmsförluster i transformatorkärnan (transformatorplåten). Dessa förluster (i form av värme) ökar med ökad frekvens. Detta filtrerar högre frekvenser (som t.ex. supratoner 2–150 kHz).
Lindningarna (på primär och sekundärsidan) i en transformator är induktiva (en serieinduktans). Detta innebär, att när man, som i kopplingsbilden jag hänvisade till, sätter kondensatorer på transformatorns sekundärsida ytterligare ökar filtreringen.
När man konstruerar EMC-filter (som i figuren) för att anslutas till vägguttag i ett vanligt enfasnät (230 V) där ”stickproppen” kan vändas (fas och nolla byter plats) så blir konsekvensen att det alltid finns en kondensator (Cy) mellan fas och skyddsledaren som ger upphov till en läckström i skyddsledaren.
EMC-filtret är symmetriskt (balanserat utförande, fas och nolla symmetriskt utförda gentemot skyddsledaren) men ansluts i ett osymmetriskt uttag.
Ansluter man samma EMC-filter (balanserat utförande) till en transformator med mittuttag (SEMKO 115 X), då är både spänningsmatningen i och EMC-filtret balanserat utförande, detta minskar dramatiskt läckströmmen.se kopplingsbild på sidan;
http://www.gunnarbeckman.se/stoerskyddstransf/mhp-100-va-2-kva-1-fas.html
Varför minskar läckströmmen vid balanseras spänningsmatning?
Man har nu inte fas (L) och nolla (N) utan ”delad fas” (L1) och (L2) eller balanseras spänningsmatning.
50 Hz läckströmmen genom kondensator (Cy) mellan (L1) och skyddsledare (PE), i figuren, är lika stor som 50 Hz läckströmmen genom kondensator (Cy) mellan (L2) och skyddsledare (PE) men motriktad. Läckströmmarna tar ut varandra och resultatet blir att läckströmmen i skyddsledare blir liten eller obefintlig. De två Cy- kondensatorerna har t.ex. en viss tolerans i kapacitans.
Även läckströmmen för övertoner (upp till 2 kHz) och supratoner (2–150 kHz) minskar så länge den är symmetrisk. Eftersom övertoner och supratoner genereras i apparater som ansluts till elnätet beror deras symmetri på hur apparaten som ansluts är konstruerad.
Ur störningssynpunkt kan flera apparater (nätdelar med EMC-filter) anslutas samtidigt till en större transformator. Kopplar man nu signalkablar mellan apparaterna så finns det litet eller inga läckströmmar som kan överlagras på signalreferensen för den analoga och digitala signalöverföringen. Detta minskar risken för störningsproblem.
Drar man signalkablarna mellan apparaterna samma väg som nätkablarna går, när de möts i ett gemensamt vägguttag, då minskas risken för att (jord)slingor fångar in magnetfält. Är multimediaanläggningen stor kan man ansluta all utrustning (höljen och jord) till ett utbrett jordplan, etc.
Det finns ytterligare metoder att tillgripa för att minska störningar i multimediaanläggningar. Hur mycket man ”måste ta till” beror på bl.a. storlek på lokaler, antal apparater, typ av utrustning, störningskänslighet etc.
Matar man sedan hela rummet (belysning och övrig elinstallation) med balanserad spänningsmatning då eliminerar man på samma sätt det elektriska 50 Hz fältet i rummet.
Det har vi provat gällande rum i sjukhus där man t.ex. mäter EKG. Den balanserade spänningsmatning i rummet innebar att man inte längre behövde ett 50 Hz notchfilter i mätutrustningen. All filtrering av frekvenser som ligger i frekvensområdet för mätsignaler man vill titta på riskerar att påverka analysen av mätningarna.
I elinstallationsreglerna SS 436 40 00, utgåva 3 paragraf 312.1.1 (sid 53) med rubriken "Enfassystem med tre poler" finns en figur 2 (fasvinkel 120 grader) som beskriver balanserad (split fas) spänningsmatning.
Det är inte enkelt att hitta och står inte mycket text.
Man har nu inte fas (L) och nolla (N) utan ”delad fas” (L1) och (L2) eller balanseras spänningsmatning.
50 Hz läckströmmen genom kondensator (Cy) mellan (L1) och skyddsledare (PE), i figuren, är lika stor som 50 Hz läckströmmen genom kondensator (Cy) mellan (L2) och skyddsledare (PE) men motriktad. Läckströmmarna tar ut varandra och resultatet blir att läckströmmen i skyddsledare blir liten eller obefintlig. De två Cy- kondensatorerna har t.ex. en viss tolerans i kapacitans.
Även läckströmmen för övertoner (upp till 2 kHz) och supratoner (2–150 kHz) minskar så länge den är symmetrisk. Eftersom övertoner och supratoner genereras i apparater som ansluts till elnätet beror deras symmetri på hur apparaten som ansluts är konstruerad.
Ur störningssynpunkt kan flera apparater (nätdelar med EMC-filter) anslutas samtidigt till en större transformator. Kopplar man nu signalkablar mellan apparaterna så finns det litet eller inga läckströmmar som kan överlagras på signalreferensen för den analoga och digitala signalöverföringen. Detta minskar risken för störningsproblem.
Drar man signalkablarna mellan apparaterna samma väg som nätkablarna går, när de möts i ett gemensamt vägguttag, då minskas risken för att (jord)slingor fångar in magnetfält. Är multimediaanläggningen stor kan man ansluta all utrustning (höljen och jord) till ett utbrett jordplan, etc.
Det finns ytterligare metoder att tillgripa för att minska störningar i multimediaanläggningar. Hur mycket man ”måste ta till” beror på bl.a. storlek på lokaler, antal apparater, typ av utrustning, störningskänslighet etc.
Matar man sedan hela rummet (belysning och övrig elinstallation) med balanserad spänningsmatning då eliminerar man på samma sätt det elektriska 50 Hz fältet i rummet.
Det har vi provat gällande rum i sjukhus där man t.ex. mäter EKG. Den balanserade spänningsmatning i rummet innebar att man inte längre behövde ett 50 Hz notchfilter i mätutrustningen. All filtrering av frekvenser som ligger i frekvensområdet för mätsignaler man vill titta på riskerar att påverka analysen av mätningarna.
I elinstallationsreglerna SS 436 40 00, utgåva 3 paragraf 312.1.1 (sid 53) med rubriken "Enfassystem med tre poler" finns en figur 2 (fasvinkel 120 grader) som beskriver balanserad (split fas) spänningsmatning.
Det är inte enkelt att hitta och står inte mycket text.
Redigerat:
Lnilsson frågade tidigare; Men sen kan jag inte låta bli att ställa frågan om balanserad matning till ljudanläggning, såsom du berättade att du har. Hur har du löst det rent praktiskt (en isolertrafo, eller nån slags fast matning?), och vad blev skillnaden? Jag är ju lite hifi-nörd också.”
Jag matar med ljudanläggning hemma med balanserad spänningsmatning, det är inte så mycket att skriva om. Principen är enkel och detsamma som jag gör om jag skall koppla upp flera mätinstrument i lokaler med störmiljö, som jag beskrev i mitt första inlägg.
Den transformator jag använder är en Xentek isolation transformer 1 KVA, 230/230 V med mittuttag;
Ser ut ungefär så här; https://www.surplussales.com/item/_tp/eit-1.5-5451.html
Jag köpte den begagnad för mer än 20 år sedan, den satt i ett skåp som skrotades och hade matat elkraft till datorer.
Transformatorn matar gillestugans multimediasystem, som sitter på andra sidan väggen, med en kabel till ett grenuttag för all multimediautrustning i rummet.
Jag satte in transformatorn av två skäl. Det ena var att lysrören som belyser gillestugans fondvägg störde ljudanläggningen vid tillslag. Den andra orsaken var att jag ville tillämpa ”delad fas” matning för att lära mig för och nackdelar.
Jag kopplar ibland om och ansluter ibland annan utrustning till transformatorn. Så småningom kommer jag antingen att behålla transformator som den matar gillestugans multimediasystem idag. Det kan även bli så att jag bygger ut systemet med balanserad spänningsmatning till fler rum och kombinerar det med lastbalansering om det en dag behövs, t.ex. för att ladda elbil.
Jag har en varvtalsstyrd värmepump som kan ge drygt 13 kW värme och klarar mig idag med 16 A huvudsäkringar, vilket jag gärna behåller. Det var elvärme och 25 A säkringar då jag köpte huset.
Om man vill testa balanserad spänningsmatning så kommer man långt med en med en ”vanlig” transformator bara den har ”delad fas” 2x115V på sekundärsidan.
När man ansluter flera EMC-filter som sitter i nätdelen i apparater man ansluter parallellt på transformatorns sekundärsida, som framgår av figuren, så kommer dessa att hjälpa till att filtrera störningar från elnätet eftersom transformatorns induktans ligger i serie med ledningen, (L1) och (L2) vid” delad fas”, och kondensatorerna mellan ledningarna (Cx och Cy).
OBS Figuren är ritad för vanlig enfasmatning. Vid ”delad fas” matning betecknas inte ledningarna med (L) och (N) utan ledningarna betecknas med (L1) och (L2)
Man kan ev. sätta några extra kondensatorer som på sekundärsidan på kopplingsbilden på sidan;
http://www.gunnarbeckman.se/stoerskyddstransf/mhp-100-va-2-kva-1-fas.html
Är Lnilsson nöjd med det?
Jag matar med ljudanläggning hemma med balanserad spänningsmatning, det är inte så mycket att skriva om. Principen är enkel och detsamma som jag gör om jag skall koppla upp flera mätinstrument i lokaler med störmiljö, som jag beskrev i mitt första inlägg.
Den transformator jag använder är en Xentek isolation transformer 1 KVA, 230/230 V med mittuttag;
Ser ut ungefär så här; https://www.surplussales.com/item/_tp/eit-1.5-5451.html
Jag köpte den begagnad för mer än 20 år sedan, den satt i ett skåp som skrotades och hade matat elkraft till datorer.
Transformatorn matar gillestugans multimediasystem, som sitter på andra sidan väggen, med en kabel till ett grenuttag för all multimediautrustning i rummet.
Jag satte in transformatorn av två skäl. Det ena var att lysrören som belyser gillestugans fondvägg störde ljudanläggningen vid tillslag. Den andra orsaken var att jag ville tillämpa ”delad fas” matning för att lära mig för och nackdelar.
Jag kopplar ibland om och ansluter ibland annan utrustning till transformatorn. Så småningom kommer jag antingen att behålla transformator som den matar gillestugans multimediasystem idag. Det kan även bli så att jag bygger ut systemet med balanserad spänningsmatning till fler rum och kombinerar det med lastbalansering om det en dag behövs, t.ex. för att ladda elbil.
Jag har en varvtalsstyrd värmepump som kan ge drygt 13 kW värme och klarar mig idag med 16 A huvudsäkringar, vilket jag gärna behåller. Det var elvärme och 25 A säkringar då jag köpte huset.
Om man vill testa balanserad spänningsmatning så kommer man långt med en med en ”vanlig” transformator bara den har ”delad fas” 2x115V på sekundärsidan.
När man ansluter flera EMC-filter som sitter i nätdelen i apparater man ansluter parallellt på transformatorns sekundärsida, som framgår av figuren, så kommer dessa att hjälpa till att filtrera störningar från elnätet eftersom transformatorns induktans ligger i serie med ledningen, (L1) och (L2) vid” delad fas”, och kondensatorerna mellan ledningarna (Cx och Cy).
OBS Figuren är ritad för vanlig enfasmatning. Vid ”delad fas” matning betecknas inte ledningarna med (L) och (N) utan ledningarna betecknas med (L1) och (L2)
Man kan ev. sätta några extra kondensatorer som på sekundärsidan på kopplingsbilden på sidan;
http://www.gunnarbeckman.se/stoerskyddstransf/mhp-100-va-2-kva-1-fas.html
Är Lnilsson nöjd med det?
Hobbyelektriker
· Värmland, Molkom
· 23 814 inlägg
Den mindre PE-läckströmmen i EMC-filter hade jag inte tänkt på, det är ju bra. Samma effekt får man då i ett trefassystem, men då ska alla våra apparater drivas trepoligt... Men jag hoppas ju samtidigt att vi aldrig kommer till en situation som kräver dylika åtgärder i en bostad. En störskyddstransformator kanske kan vara intressant för audiofiler. Den borde åtminstone gå att sälja med väl valda floskler 
Medlem
· Västerbottens län
· 17 838 inlägg
Blir lite kaka på kaka, många apparater och speciellt audiofilsaker har en fulltransformator det första som händer i apparaten, vad som ställer till det hela är att någon har satt en skyddsjord på apparaten och då förlorar man en del av transformatorns störisolerande effekt.
Det var ju stort när Philips kom med ett dubbelisolerat oscilloskåp, men det är ju länge sedan.
Två transformatorer i serie ger ju en del dämpning av höga frekvenser (störningar) så det är ju inte helfel, men hur gör du med skyddsjorden? kapad eller låter du den gå förbi?
Men Martin, det här resonemanget är långt ovanför ett konsumentforum, inte funderat att skriva detta på elektronikforumet.com , där finns mer kunskap och intresse för sådana frågor.
Protte
Det var ju stort när Philips kom med ett dubbelisolerat oscilloskåp, men det är ju länge sedan.
Två transformatorer i serie ger ju en del dämpning av höga frekvenser (störningar) så det är ju inte helfel, men hur gör du med skyddsjorden? kapad eller låter du den gå förbi?
Men Martin, det här resonemanget är långt ovanför ett konsumentforum, inte funderat att skriva detta på elektronikforumet.com , där finns mer kunskap och intresse för sådana frågor.
Protte
Hej BoDen mindre PE-läckströmmen i EMC-filter hade jag inte tänkt på, det är ju bra. Samma effekt får man då i ett trefassystem, men då ska alla våra apparater drivas trepoligt... Men jag hoppas ju samtidigt att vi aldrig kommer till en situation som kräver dylika åtgärder i en bostad. En störskyddstransformator kanske kan vara intressant för audiofiler. Den borde åtminstone gå att sälja med väl valda floskler
Tack för respons
Det finns de som klarar EMC frågor gällande elektronik, det finns andra som kan bygga elkraftsäkert, Tyvärr saknas de som kan förena båda dessa områden. Det innebär många gånger att det kan skapas risker till farliga incidenter, även om det inte innebär dödsfall.
När jag fick lära mig hur trefassystem var uppbyggt, att det räckte med tre ledare att överföra energin från generering till elanvändare och hur nolledaren och skyddsledaren ”startade” vid elkundens närmaste transformator, så såg jag samtidigt hur många av de goda ”symmetriska” egenskaperna försvann när elanvändarna ville ”nyttja enfas”
I ett trefassystem kommer systemet att vara symmetriskt om den matande spänningen respektive belastningsströmmen är lika stor i alla tre faser och 120 grader fasförskjutna.
I ett symmetriskt trefassystem med symmetrisk belastning är vektorsumman av strömmarna och vektorsumman av spänningarna i de tre faserna alltid noll. I ett sådant symmetriskt trefassystem är nolledaren aldrig belastad.
Ligger de tre ledarna i det symmetriska trefassystemet nära tillsammans så tar de elektriska fälten ut varandra, om man står i en punkt belägen på ett avstånd flera gånger avståndet mellan ledarna.
Lägger man en skärm runt de tre ledarna och ansluter till trefassystemets nollpunkt så kan de elektriska fälten skärmas av även om ledarna inte ligger nära varandra, men då uppstår en ström (läckström) i skärmen som återleds till mittpunkten i matningen.
När vi ansluter en enfaslast mellan trefassystemets ena fas och nolledaren (nollpunkten) så skapas en osymmetri i trefassystemet, bl.a. blir strömmar och spänningsfall i faserna olika och det går ström i nolledaren.
Det elektriska fältet från fas och nolledaren är i ett enfassystem olika stort, även om ledarna ligger nära varandra och om vi mäter det elektriska fältet på ett avstånd flera gånger avståndet mellan ledarna. Lägger man en skärm runt de två ledarna och ansluter till systemets nollpunkt så kan de elektriska fälten skärmas av men då uppstår, precis som i trefasfallet, en ström (läckström) i skärmen som återleds till mittpunkten i matningen.
Inför vi en balanserad spänningsmatning, genom att dela en fas i två delar (delad fas) med 180 grader mellan de båda delarna, eller alla tre faser i två delar som i figuren, då återfår vi en del av de egenskaper som trefassystemet erbjuder. Det blir ett ”tvåfassystem med 180 grader mellan faserna”, som vi bör kalla delad fas, som är kortare.
(Enfas)lasterna ansluts mellan faserna (a-b, c-d, e-f), Ledaren till nollpunkten belastas inte utan kan anslutas till skyddsjord och potentialutjämning.
Nollpunkten i ”tvåfassystem med 180 grader mellan faserna”, är en balanspunkt (en referens) som ser till att de två faserna är identiska men motriktade. Man skulle kunna säga att de två faserna, liksom två identiska motvikter, balanserar ut varandra.
När det gäller det elektriska fältet, i ”tvåfassystem med 180 grader mellan faserna”, uppstår motsvarande egenskaper som hos trefassystemet. Ligger de två ledarna i det symmetriska ”tvåfassystem med 180 grader mellan faserna” nära tillsammans tar de elektriska fälten ut varandra, om man står i en punkt belägen på ett avstånd flera gånger avståndet mellan ledarna.
Att skapa en balanserad spänningsmatning innebär att man ”startar om” elsystemet med en transformator som har ett mittpunktsuttag på sekundärsidan, som visas i figuren.
Mittpunktsuttaget blir nollpunkten i ”tvåfassystem med 180 grader mellan faserna”, som både kan jordas och anslutas till potentialutjämning.
Du, Bo, skriver, Men jag hoppas ju samtidigt att vi aldrig kommer till en situation som kräver dylika åtgärder i en bostad.”
Jag håller med. Jag skulle önska att det vi köper och ansluter till elsystemet är anpassat till det elsystem vi har där vi bor. Men det beror samtidigt på hur vårt elsystem ser ut (t.ex. ålder, underhåll, renovering, nybyggnad).
Men det beror även på vad vi vill ansluta i vårt elnät, vad vi använder vår elkraft till nu och i morgon.
Desto mer vårt hem liknar ett kontor, en automatiserad industri eller ett sjukhus (eller allt detta samtidigt), desto mer av lösningar att hantera störningar ser det ut att behövas.
Alla de som löser störningar genom att undvika jordade uttag och samtidigt kopplar ihop dubbelisolerade apparater och apparater försedda med jordad stickkontakt med signalledningar med gemensam jord eller helt enkelt klipper skyddsjorden bör absolut tillgripa andra lösningar.
Har vi bekymmer med elektriska fält (t.ex. i sjukhusmiljö, eller mätlaboratorium) eller läckström (t.ex. i sjukhusmiljö, ljudstudio eller multimediaanläggning/medicinteknik hemma) kan balanserad spänningsmatning genom delad fas vara en bra lösning.
Detta, både genom att transformatorn dämpar ledningsbundna störningar utifrån samtidigt som det på transformatorns sekundärsida finns en möjlighet att minska elfälten och läckströmmarna.
Redigerat:
Du har skrivit en del på temat nu i olika trådar och det är bra och intressant men kanske som prototypen skrev lite snävt på BH och i en bubbla för tex ljudnördar osv. Att använda trafo i något speciellt fall och i bostadsmiljö kan väl ses som rimligt och realistiskt kanske då främst enfasigt. Men den senaste uppställningen med trefasig trafo och dessa per fas mittpunktsjordade utgångar är väl ändå långt förbi något att tänka sig i antal över några händers fingrar. Om det kommer visa sig kräva olika lösningar av i sig olika skäl längst ut i distributionen har jag svårt att tänka mig att det bygger på mer/fler konventionella transformatorer.M Martin Lundmark skrev:
En annan sak med tanke på dina jobb inom ABB och intresset för de här frågorna, hade du utbyte/samarbete med Sten Benda? Låg ju även varmt om hjärtat på honom också under många år.
Medlem
· Västerbottens län
· 17 838 inlägg
Vårt västra grannland har och har haft balanserad 230 i många år utan att ha egen transformator.
Verkar inte ha varit så stora fördelar att man behåller detta utan bygger om till trefas MED nolla (230/400 volt).
Att en enfasbelastning skulle orsaka obalans i strömmen är väl inte helt rätt, om du räknar med strömmen i nollan så blir det alltid noll, spänningsfältet däremot balanserar inte på en enfas.
Strömmen i praktiken i ett trefassystem vid transformatorn är nära i balans då belastningarna från ett helt kvarter eller en halv by sprids på de tre faserna. Är det stora problem med snedbelastning finns Z-kopplade transformatorer.
Protte
Verkar inte ha varit så stora fördelar att man behåller detta utan bygger om till trefas MED nolla (230/400 volt).
Att en enfasbelastning skulle orsaka obalans i strömmen är väl inte helt rätt, om du räknar med strömmen i nollan så blir det alltid noll, spänningsfältet däremot balanserar inte på en enfas.
Strömmen i praktiken i ett trefassystem vid transformatorn är nära i balans då belastningarna från ett helt kvarter eller en halv by sprids på de tre faserna. Är det stora problem med snedbelastning finns Z-kopplade transformatorer.
Protte
Medlem
· Västerbottens län
· 17 838 inlägg
Sten Benda har skrivit en bra bok, men där är vi långt bortom 50 Hz.
Blev en hel del ändringar i mina elektronikkonstruktioner efter att läst den boken.
Protte
Blev en hel del ändringar i mina elektronikkonstruktioner efter att läst den boken.
Protte
Hobbyelektriker
· Värmland, Molkom
· 23 814 inlägg
Det går att skriva spaltmeter med text kring EMC utan att komma ned på en konkret nivå... Många problem går säkert att lösa med en störskyddstransformator men jag tycker inte det är rätt att konsumenten ska bekosta åtgärder mot bristfälliga elprodukter.
Betydligt mer intressant vore prisvänliga och konkreta metoder för att identifiera och åtgärda de "vardagsproblem" som dyker upp, t.ex denna mobilladdare som uppför sig "helkonstigt".
Betydligt mer intressant vore prisvänliga och konkreta metoder för att identifiera och åtgärda de "vardagsproblem" som dyker upp, t.ex denna mobilladdare som uppför sig "helkonstigt".
Vill ni diskutera en konsument-praktisk-tillämpning så kommer en här.
Jag letar LED-strålkastare och ser då att en leverantör anser att rörelsevakter, reläer och tidur vid tillslag ger i från sig högfrekventa transienter som gör att ledlamporna dör i förtid. Som förslag på lösning så vill man:
1. Att man installerar ett EMC filter efter kontaktor/tidur/rörelsevakt, eller
2. Köper deras "sensorgodkända" strålkastare som tål lite överlagrat skräp på matningen.
Jag minns någon tråd nyligen där ett knippe OSRAM LED lampor dött en förtida död, man kan kanske gissa att det beror på ovanstående.
Generellt verkar det inte gå att läsa sig till vilka strålkastare, om några, som behöver ett emc-filter. Generellt hade jag kanske trott att det var övriga apparater som behövde skyddas från det som ledlamporna skapar, inte tvärtom.....
Finns det något lämpligt filter att montera i elcentralen?
Jag letar LED-strålkastare och ser då att en leverantör anser att rörelsevakter, reläer och tidur vid tillslag ger i från sig högfrekventa transienter som gör att ledlamporna dör i förtid. Som förslag på lösning så vill man:
1. Att man installerar ett EMC filter efter kontaktor/tidur/rörelsevakt, eller
2. Köper deras "sensorgodkända" strålkastare som tål lite överlagrat skräp på matningen.
Jag minns någon tråd nyligen där ett knippe OSRAM LED lampor dött en förtida död, man kan kanske gissa att det beror på ovanstående.
Generellt verkar det inte gå att läsa sig till vilka strålkastare, om några, som behöver ett emc-filter. Generellt hade jag kanske trott att det var övriga apparater som behövde skyddas från det som ledlamporna skapar, inte tvärtom.....
Finns det något lämpligt filter att montera i elcentralen?
Hej GK100GK100 skrev:
Tack för respons
Jag har den senaste tiden gjort inlägg under tre rubriker
1. ”Val av eya eluttag i huset, jord eller inte?”,
2. ”EMC, skyddsledare och potentialutjämning”
3. ”Balanserad (split fas) spänningsmatning för störningsbekämpning.”
Nr 1 startades av, “90rammar”. När jag påpekade att behovet av skyddsjord även gällde frågor omr EMC och inte bara gällande personskydd och att det jag då skrev om ”EMC, skyddsledare och potentialutjämning” började avvika från trådskaparens intentioner så startade jag tråd 2 i det ämnesområdet jag avsåg. Detta i respekt till trådskaparen. Se mitt inlägg #89 i tråd 1.
När vi gör inlägg inte bör det inte avvika från det som trådskaparen är intresserad att ta upp, oftast syns det i rubriken och de inledande inläggen. Det är inte svårt att hitta inlägg (rubriker) av typen ”ej OT, snälla”
Tråd 2 handlar om det som står i rubriken ”EMC, skyddsledare och potentialutjämning”. Eftersom det inte handlar ”Balanserad (split fas) spänningsmatning för störningsbekämpning.” så startade jag efter en specifik fråga en ny tråd, för de som var speciellt intresserade av det ämnet. Då kan man välja efter intresse.
Jag hoppas att jag inte ”rör till det” när jag önskar att respektera att vi som skriver håller isär olika ämnen. Hela ”byggahus.se” baseras på att vi inte blandar olika ämnen i en enda röra.
Du skrev; ”Du har skrivit en del på temat nu i olika trådar och det är bra och intressant men kanske som prototypen skrev lite snävt på BH och i en bubbla för tex ljudnördar osv.”
“90rammar” som skrev tråd 1 hade ett elsystem från 1982 (38 år sedan). Jag har arbetat med EMC och störningsbekämpning längre än så och sett en otrolig utveckling. När jag skriver om ”Balanserad (split fas) spänningsmatning för störningsbekämpning.” tänker jag mig 10–40 år framåt.
Hur länge använder vi det vi de elsystem som vi bygger idag?
Hur bör våra elsystem se ut för att klara den tidsperioden?
Hej GK100
Naturligtvis både Sten Benda och även hans föregångare Rudolf Anders, som hade skrivit i samma ämne.
Kuriosa, När jag frågade Sten Benda om hanteringen av störningarna i industrianläggningen så föreslog han att jag skulle komma med den till hans "EMC-Lab" Jag svarade då att bara ställverket som jag mätte i och där 6 strömriktare var placerade nog var betydligt större än EMC labbet. Sedan tillkom alla elmaskinerna.
Jag har uppskattat Sten Bendas bok när jag undervisat. En av få böcker som skriver om både EMC-i apparater och om elkraftnätet.