Форум РадиоКот

Добрый день! Есть следующая проблема. Положил дома электрический пленочный теплый пол(мощность - 800 Вт). Он представляет собой плоские токонесущие элементы изолированные ПЭТ-пленкой. Для безопасности сверху и снизу этой нагревательной пленки уложил два слоя алюминиевой фольги, которую заземлил. Включаю пол - выбивает УЗО. Померил утечку - 10 мА, померил емкость конструкции - 120 нФ. Емкость получается распределенная, одна обкладка - фаза с нулем, другая - земля. Как от утечки избавиться можно попроще?
Добрые люди навели на мысль об использовании выпрямителя, но я абсолютный новичок в электронике. Почитал http://www.radiokot.ru/start/analog/advance/02 и что-то не понял - судя по формуле в конце в компьютерных блоках питания должны стоять конденсаторы на десятки миллиФарад, а там они намного меньше. А мне с моим киловатом получается так вообще около 0.1 Фарад нужен. Какой самый простой выпрямитель мне подойдёт? Задача - снизить утечку до 1-2 мА.

Чтобы уменьшить утечку - нужно улучшить изоляцию... Других вариантов нет. Например, добавить ещё по слою изоляционной плёнки сверху и снизу.

Утолщение изоляции думаю самый сложный вариант. Сейчас у меня сопротивление изоляции 1.79 ГОм, причем это значение удалось померить только на Мегаомметре с 2500 В - меньшее напряжение не берет. Т.е. изоляция меня устраивает полностью. Увеличивать её толщину только для того, чтобы избавиться от конденсаторного тока утечки как - то неохота. Долго, дорого, да и смысл пленочного теплого пола теряется(монтаж под ламинат без слоя бетона).
Насколько я понял, зависимость толщины изоляции от утечки всего лишь прямая. Намотаю изоляции сейчас, чтобы УЗО не выбивало, потом ещё где-нибудь пол постелю - утечки сложатся и общее УЗО опять выбьет.
Пока самым простым вижу вариант с выпрямителем. Но к сожалению я плохо в них разбираюсь. Насколько я понял, мне нужно просто выпрямить напряжение диодным мостом, после чего поставить кондер, чтобы на выходе получились колебания не более 20 В. Однако возникает много вопросов типа: Какая емкость должна быть у конденсатора? Зачем в большинстве схем выпрямителей рисуют входной трансформатор?
Конечно в идеале очень хотелось бы искомое устройство в заводском корпусе маленьком, чтобы не наломать дров и к стене можно было приколотить. Такое в продаже встречается?

Своим киловаттом с выпрямителем вы загадите сеть. Нужно ККМ ставить будет - но это слишком шикарно.

Есть предложение - если утечка емкостная (может быть при 0,12мкФ), выровнять ток тоже ёмкостью. Подцепить конденсатор на 0,1-0,15 мкФ между фазой или нулём (найти экспериментально) и землёй, чтоб УЗО успокоилось.

Есть ещё один вариант - разделительный трансформатор 220В-220В. Правда трансформатор на 800Вт будет немаленький. Кстати, если в этом случае взять трансформатор с несколькими обмотками, то можно будет регулировать мощность.

В случае выпрямителя избавится от переменной составляющей всё равно нельзя - оба выхода выпрямителя будут иметь синфазную составляющую 110В относительно земли. Как результат - ток утечки не уменится.

ploop писал(а): Есть предложение - если утечка емкостная (может быть при 0,12мкФ), выровнять ток тоже ёмкостью. Подцепить конденсатор на 0,1-0,15 мкФ между фазой или нулём (найти экспериментально) и землёй, чтоб УЗО успокоилось.

Не поможет - ноль имеет потенциал близкий к земле, а ток с фазы и ток утекает через ёмкость. Так что создать ток, обратный ему так не получится.

Не поможет - ноль имеет потенциал близкий к земле, а ток с фазы и ток утекает через ёмкость. Так что создать ток, обратный ему так не получится.

Хотя да... И по другому создать ток через ноль вряд-ли получится.
Может сдвиг по фазе что даст? Какую-нибудь индуктивность в цепь...

ploop писал(а):Может сдвиг по фазе что даст? Какую-нибудь индуктивность в цепь...

Нужен сигнал в противофазе относительно земли. А есть только два провода - ноль(почти земля) и фаза.

ploop писал(а):Своим киловаттом с выпрямителем вы загадите сеть. Нужно ККМ ставить будет - но это слишком шикарно.

Есть предложение - если утечка емкостная (может быть при 0,12мкФ), выровнять ток тоже ёмкостью. Подцепить конденсатор на 0,1-0,15 мкФ между фазой или нулём (найти экспериментально) и землёй, чтоб УЗО успокоилось.

А почему загажу сеть? В импульсных ИБП на входе такая же схема - мост с кондером? Двухполупериодный выпрямитель не должен ведь создавать помех поидее... Или помехи будут вызываться кондером?

Использовать кондер для создания противотока - интересное предложение. Значит вешаем на фазу некий инвертор или сдвигатель на полпериода соединяем его через кондер 120 нФ с землей - вуаля, ток скомпенсирован. Я правильно понял? Только в инверторах я тоже не силен, это сложно сделать? Мне кажется этот вариант был бы проще, т.к. инвертор нужен маломощный - лишь бы компенсировать ток утечки.

Murav писал(а):Есть ещё один вариант - разделительный трансформатор 220В-220В. Правда трансформатор на 800Вт будет немаленький. Кстати, если в этом случае взять трансформатор с несколькими обмотками, то можно будет регулировать мощность.

В случае выпрямителя избавится от переменной составляющей всё равно нельзя - оба выхода выпрямителя будут иметь синфазную составляющую 110В относительно земли. Как результат - ток утечки не уменится.

ploop писал(а): Есть предложение - если утечка емкостная (может быть при 0,12мкФ), выровнять ток тоже ёмкостью. Подцепить конденсатор на 0,1-0,15 мкФ между фазой или нулём (найти экспериментально) и землёй, чтоб УЗО успокоилось.

Не поможет - ноль имеет потенциал близкий к земле, а ток с фазы и ток утекает через ёмкость. Так что создать ток, обратный ему так не получится.

1) Трансформатор насколько я понимаю, немного не то - УЗО должно знать, когда появится реальная утечка в случае повреждения изоляции.
2) Синфазная составляющая 110 В - немного не понял что это, но разве конденсатор не сглаживает биения с 220 в до 20(или около)?
3) Почему нельзя создать обратный ток? Насколько я понял, нужно взять фазу и инвертировать синусоиду - разве не существует устройств для этого?

Кстати, увеличивая толщину изоляции, можно неплохо снизить ёмкость... А увеличение теплоизоляции снизу уменьшит потери тепла... Ну, и совсем не обязательно использовать одно УЗО на всю квартиру, можно цепь секционировать...

А почему загажу сеть? В импульсных ИБП на входе такая же схема - мост с кондером? Двухполупериодный выпрямитель не должен ведь создавать помех поидее... Или помехи будут вызываться кондером?

Потому, что ток, потребляемый от сети будет носить импульсный характер, и импульсы эти довольно мощные. Это во-первых. Во-вторых, на выходе сглаживающего фильтра вы будете иметь не 220В, а 300-310 (амплитудное значение), как это скажется на нагрузке?

В импульсных источниках питания (ИИП) стоят так называемые корректоры коэффициента мощности (ККМ), которые стараются сделать ток, потребляемый от сети, максимально похожим на ток активной нагрузки. Если ИИП относительно слабый - используют пассивные ККМ, в виде фильтров. А при мощности около киловатта и выше уже используются активные ККМ - сложные схемы, иногда сложнее самого ИИП.

Значит вешаем на фазу некий инвертор или сдвигатель на полпериода соединяем его через кондер 120 нФ с землей - вуаля, ток скомпенсирован. Я правильно понял?

Дык вот вчера час уснуть не мог - интересная головоломка! Так ничего и не придумал... Нужно создать небольшой ток по земляному проводу - а как? Перед УЗО они же связвны с защитной землёй... Похоже остаётся только трансформатор...

1) Трансформатор насколько я понимаю, немного не то - УЗО должно знать, когда появится реальная утечка в случае повреждения изоляции.

В случае повреждения утечки не будет. Трансформатор даёт гальваническую развязку с сетью

2) Синфазная составляющая 110 В - немного не понял что это, но разве конденсатор не сглаживает биения с 220 в до 20(или около)?

У вас ёмкость не между фазой и нулём, а между фазой и землёй. И там совсем не постоянка будет, а пульсирующее напряжение через мост.

3) Почему нельзя создать обратный ток? Насколько я понял, нужно взять фазу и инвертировать синусоиду - разве не существует устройств для этого?

Не понял ничего... Что значит инвертировать? Нужен ток по кольцу ноль - земля - щиток - ноль. Как его создать, если учесть, что ноль с защитной землёй нельзя соединять ни через какие трансформаторы в целях безопасности?

А что если поставить резистор между "экраном" и "нулем", это в какой-то мере скомпенсирует ток утечки через УЗО.

ploop писал(а):Потому, что ток, потребляемый от сети будет носить импульсный характер, и импульсы эти довольно мощные. Это во-первых. Во-вторых, на выходе сглаживающего фильтра вы будете иметь не 220В, а 300-310 (амплитудное значение), как это скажется на нагрузке?

Я думаю собрать следующий выпрямитель - мост между нулем и фазой, на выходе между плюсом и минусом параллельно конденсатор и контакты теплого пола. Мост переносит горы на одну сторону, конденсатор боле-менее сглаживает.
На выходе в среднем 220В, неравномерной нагрузки и импульсов нет. Или я где-то ошибаюсь?
Сейчас совсем нет времени к сожалению, вечером изложу все мысли.

На выходе в среднем 220В, неравномерной нагрузки и импульсов нет. Или я где-то ошибаюсь?

На выходе, в идеале - постоянка! И среднего у неё быть не может. Эта постоянка - 310 вольт.
В реале будут пульсации, величина которых зависит от ёмкости конденсаторов, но "в среднем" напряжение всё равно будет завышено.

Вот ваша схема:



Между точками А и Б - постоянка. А что будет между А и В и Б и В догадаетесь? Там и есть ваша ёмкость пола.

Абсолютно правильно всё пишете - только сейчас понял. Среднее 220 - это будет без конденсатора. Чем больше емкость, тем ближе к 310. В принципе то, что напряжение будет выше - под это я могу относительно легко подстроиться, увеличив площадь пола.
А помехи будут из-за того, что диоды нагрузку берут не равномерно. Когда заряжают конденсаторы-больше 800 Вт, когда питание от конденсаторов - вообще тока нет. Другими словами одно-двух киловатные коммутации 50 раз в секунду. Получается, что чем лучше выпрямлено напряжение и меньше ток утечки, тем сильней помехи?

ploop писал(а):Дык вот вчера час уснуть не мог - интересная головоломка! Так ничего и не придумал... Нужно создать небольшой ток по земляному проводу - а как? Перед УЗО они же связвны с защитной землёй...

Не знаю, имеет ли это значение, но у меня заземление на сливную железную цистерну, закопанную в огороде и с нулем земля нигде не связана.

Среднее 220 - это будет без конденсатора. Чем больше емкость, тем ближе к 310.

Дадада, именно так! Ну, если можете подстроиться - то не проблема.

Когда заряжают конденсаторы-больше 800 Вт, когда питание от конденсаторов - вообще тока нет. Другими словами одно-двух киловатные коммутации 50 раз в секунду.

Угу. Когда синусоида идёт вниз - диоды закрываются, нагрузка питается от конденсаторов, ток в сети - ноль, а напряжение есть. Когда синусоида идёт вверх - тоже тока нет, пока напряжение не превысит напряжение на уже немного "просевших" конденсаторах. Диоды откроются, и в сети будет скачком нарастать ток, заряжая кондёры плюс питая нагрузку. А скачки будут довольно сильные.

Вот так, примерно, "по-колхозному"

-----------------
И еще - подумайте над схемкой, что я вам нарисовал. Какое напряжение будет между А и В?

предлагаю весьма бредовую идею, но все же...

Как я понимаю принцип Узо основан на сравнении токов протекающих по фазе и нуле, тоесть по принципу дифференциального трансформатора, в случае розсогласования (перекоса) токов возникает "ошибка" и цепь отключается.
Поскольку в розсматриваемом случае имеем емкостный ток мимо нулевого провода (по фазному протекает больше чем по нолю), то включением компенсирующего резистора, а может даже лучше емкостины, сделать протекание в нулевом проводе больше чем в фазном на величину утечки.
Кратко по схеме: Включение Узо производится с предварительно нажатой кнопкой "Пуск", реле служит для отключения компенсирующей нагрузки при аварийных отключениях УЗО

В общем Вот так, примерно, "по-колхозному"

Cynepnaxa-пробывали подключать теплые полы без всяких заземлений через УЗО?Выбивает ли оно?

ploop писал(а):И еще - подумайте над схемкой, что я вам нарисовал. Какое напряжение будет между А и В?

Если идеально выпрямить, то насколько я понимаю будет 310 В.

С выпрямителем гарантированные проблемы более-менее обозначились. Возможно компенсировать ток будет проще... Какие-нибудь простые схемы чтобы сдвинуть фазу на полпериода существуют?

Wiew писал(а): Как я понимаю принцип Узо основан на сравнении токов протекающих по фазе и нуле, тоесть по принципу дифференциального трансформатора, в случае розсогласования (перекоса) токов возникает "ошибка" и цепь отключается.
Поскольку в розсматриваемом случае имеем емкостный ток мимо нулевого провода (по фазному протекает больше чем по нолю), то включением компенсирующего резистора, а может даже лучше емкостины, сделать протекание в нулевом проводе больше чем в фазном на величину утечки.

По-моему очень хорошая идея. На чертеже УЗО из паспорта не показано как он сравнивает ток, но принцип такой. Сравнивает, что ушло с тем, что пришло. Проблема в этой схеме - нужно тащить дополнительный провод от выключателя пола до УЗО в щитке, а проводка у меня уже сделана. Тут такая мысля возникла - а что если не тянуть провод, а компенсировать ток через гальваническую развязку - перед полом на фазу поставить маааааленький трансформатор на 2 Вт 220->220В и через резистор или конденсатор на ноль. Сработает, как считаете? Ploop, ты это имел ввиду, когда говорил про трансформатор?

Хотя может быть я ошибаюсь и предложение совсем тупое - щас чето не могу схему составить, как это будет выглядеть.