Безопасность при использовании самоделок. - Аквафорум

ArturS · 04.04.2012, 09:43

Доброго всем времени суток.
Хочу внести на обсуждение тему безопасности от поражения электрическим током.
Тема может быть приложением к темам;Форумный Акваконтроллер (сборка),
Изготовление акваконтроллера. (итд.итп.)
Гуру, поделятся опытом.
Новичкам, этот опыт поможет.

Думаю в теме возможно обсуждать: "Варианты защиты электроцепей"

ArturS · 04.04.2012, 10:18

Для начала.

Симистор с защитной RC-цепочкой
При индуктивной нагрузке симистора или при защите от внешних перенапряжений для ограничения влияния dV/dt и тока перегрузки желательно использовать защитную RC-цепочку
Расчет значений R и С зависит от нескольких параметров, среди которых - величина тока в нагрузке, значения индуктивности и номинального сопротивления нагрузки, рабочего напряжения, характеристик симистора.
Совокупность этих параметров с трудом поддается точному описанию, поэтому часто принимают во внимание эмпирические значения. Включение сопротивления 100-150 Ом и конденсатора 100 нФ дает удовлетворительные результаты. Однако отметим, что значение сопротивления должно быть гораздо меньше (или одного порядка), чем величина полной нагрузки, являясь достаточно высоким для того, чтобы ограничить ток разряда конденсатора с целью соблюдения максимального значения di/dt в момент отпирания.
RC-цепочка дополнительно улучшает включение в проводящее состояние симистора, управляющего индуктивной нагрузкой. Действительно, ток разряда конденсатора устраняет влияние задержки индуктивного тока, поддерживая рабочий ток выше минимального значения удерживающего тока Iуд(Iн).

Защита симистора с помощью варистора
Дополнительная защита, заслуживающая внимания, может быть обеспечена с помощью варистора, подключенного к выводам индуктивной нагрузки. Другой варистор, включенный параллельно питающему напряжению, задержит помехи, распространяющиеся по сети питания. Защита симистора также обеспечивается при подключении варистора параллельно его выводам А1 и А2

ArturS · 04.04.2012, 10:23

Что такое УЗО?
УЗО - эффективное противопожарное и электрозащитное средство
"Устройство защитного отключения, реагирующее на дифференциальный ток, наряду с устройством защиты от сверхтоков, относится к дополнительному виду защиты человека от поражения при косвенном прикосновении, обеспечиваемой путем автоматического отключения питания..."

Сколько УЗО нужно иметь?
Для обеспечения безопасности от поражения током вполне достаточно одного на всю квартиру.
Другое дело - вопрос удобства. Конечно, лучше, если в случае какой-либо проблемы с электропроводкой или электроприборами отключалась только соответствующая линия, а не обесточивалась вся квартира, поэтому УЗО лучше ставить отдельно по линиям (например, в детскую, на линии розеток, в ванну). Но более чем одно УЗО, как правило, удается установить лишь в индивидуальный внутриквартирный щиток, специально для этого спроектированный. В "родном" щитке на лестничной площадке для этого обычно не хватает места.

Ванные комнаты - особо опасные помещения
Основным источником опасности в ванной является появление напряжения на металлических частях светильников, электроприборов и трубопроводов при повреждении изоляции электропроводов вследствие утечки тока через изоляцию электроустановок и проводов (кабелей). Утечка может быть вызвана ухудшением изоляции под действием влаги, тепла, механических воздействий и пр.". Иными словами, электроприбор с неисправной электроизоляцией способен ударить человека током. Причем ударить значительно сильнее, чем если бы это произошло в любом другом помещении дома. Почему сильнее?
Необходимо помнить, что опасно не само по себе высокое напряжение, а величина электрического тока, протекающего через организм человека. Как следует из закона Ома, эта величина прямо пропорциональна приложенному напряжению (числитель формулы) и обратно пропорциональна сопротивлению (знаменатель формулы), а в данном случае сумме сопротивлений: тела человека (сопротивление внутренних органов - 500-600 Ом + сопротивление кожи) + надетой у него на ногах обуви + пола. Ванну или душ мы принимаем без обуви, под ногами зачастую оказывается влажная и потому токопроводящая поверхность, а сопротивление мокрой кожи крайне мало. Так что сумма в знаменателе формулы уменьшается едва ли не до величины сопротивления внутренних органов человека (500-600 Ом). Вот почему вероятность поражения электрическим током в ванной комнате намного выше, чем где-либо, а последствия такого поражения намного серьезнее.
Вторая опасность - возникновение пожара. Пожара в ванной комнате, начинающегося с возгорания имеющегося в ней электрооборудования. Например, ток всего в 500 мА, протекающий через изоляцию (горючий материал) на протяжении некоторого времени, способен вызвать ее возгорание. Токи утечки, проходящие по металлическим деталям (коробам, трубам, балкам и т. п.), нагревают их, что также может привести к пожару.

В связи с выше изложенным, по правилам ПУЭ, отключающий дифференциальный ток желательно выбирать в соответствии с видом сети:
- розетки - 30 мА;
- розетки в детской и ванной комнатах - 10 мА;
- осветительную сеть можно не защищать или ставить аппарат с номиналом 30 мА;
- розетки для питания электрооборудования, работающего на земле, - только 10 мА.
- на входе в дом или в квартиру, для предотвращения пожара - 100 или 300мА.

ArturS · 04.04.2012, 10:36

rele Управление нагрузкой с помощью реле и/или симистора

Я не буду в даваться в серьёзные подробности построения схем управления нагрузкой, а буду довольно краток, но по существу. И так, Вам требуется от какой-то схемы, питающейся от 5В, включить… ну предположим лампочку на 220В мощностью 100 Вт.

Сделать это можно в самом простом случае с помощью реле или симистора. Самая безотказная схема включения нагрузки с помощью реле изображена ниже:
42 320x240 rele Управление нагрузкой с помощью реле и/или симистора

Как работает данная схема. На базу маломощного транзистора (кт315 или любой импортный аналог) через токоограничивающий резистор номиналом от 1 кОм до 10 кОм поступает сигнал в 5 вольт. Транзистор открывается, и питание подаётся на катушку реле, которая замыкает контакты, тем самым включает нагрузку. Диод, шунтирующий катушку реле, нужен для того чтобы при выключении реле ток, накопленный этой самой катушкой не угробил транзистор. Таким образом, при помощи всего пяти вольт можно коммутировать довольно большие токи и напряжения. Реле может быть не только на 12В, но и на 9В, 5В, 24В

У данной схемы есть несколько плюсов, но и минусы тоже имеются. Плюс данной схемы – это при небольших размерах схемы можно коммутировать огромные значения токов, но из этого вытекает минус – износ контактов. Так же минус схемы в том, что очень часто (несколько раз в секунду) её включать нельзя. Во-первых, ооочень быстрый износ контактов, во-вторых, время включения/отключения может быть больше, чем импульсы напряжения, подаваемые на него. У каждого реле свой ресурс, но в зависимости от того как часто вы будете включать/выключать это реле, оно может прослужить вам несколько лет, а может и через месяц нае… скоропостижно скончаться. На своём личном опыте я рекомендую использовать данную схему, если реле будет включаться не чаще одного раза в час. И прослужит оно у вас очень долго.

Но что делать если вам надо включать нагрузку очень часто (допустим регулировать мощность или яркость), для этого лучше применять симисторы. Симиcтop или триак — полупроводниковый прибор, являющийся разновидностью тиристоров и используемый для коммутации в цепях переменного тока. В электронике часто рассматривается как управляемый выключатель (ключ). Схема включения представлена ниже:

43 320x240 triak Управление нагрузкой с помощью реле и/или симистора

Как работает данная схема. На вход оптопары( в данном случае оптосимистор) через токоограничивающий резистор поступает напряжение 5В. Оптопара служит гальванической развязкой между основной схемой и сетью. При этом оптосимистор открывается и подаёт напряжение на управляющий вывод мощного симистора. Мощный симистор открывается и подключает нагрузку к сети. Данную схему можно использовать вместо схемы с реле, но есть один минус, – чем мощнее нагрузку коммутирует симистор, тем больше радиатор следует устанавливать. Зато никакого износа. Пример, взял я как то симистор на ток нагрузки в 12 ампер и стал включать им водяной ТЭН мощностью 1500Вт. Таким образом коммутируемый ток составил почти 7 ампер. Мне пришлось повесить радиатор общей площадью 100 кв.см. Сначала вообще поставил радиатор площадью 20 кв.см. И поплатился небольшим ожогом на пальце, т.к. радиатор нагрелся до 900С.

Теперь вы спросите, а что это за RC цепочка 39 Ом и 10нФ? Это снаббер, нужен он для того чтобы симистор смог быстро и легко закрываться особенно при индуктивной нагрузке.
Внимание: если вы решите включать лампочку-экономку или люминисцентную лампу с помощью симистора, то снаббер НЕ СТАВИТЬ!

Некоторые рекомендации в каких случаях рациональнее поставить ту или иную схему.

Релейные схемы следует использовать:

1) Частота включения реле не чаще 1 раза в час;
2) При коммутации токов больше 7 ампер, но при условии соблюдения пункта №1

Схему с использованием симистора следует использовать:

1)Очень частые включения нагрузки;
2) При коммутации токов менее 7 ампер;
3) В условиях где НЕ рекомендуется использовать релейные схемы.

http://mklab.com.ua/2011/10/upravlen...ili-simistora/

pimass · 04.04.2012, 11:00

Хорошая и нужная тема, предлагаю присвоить статус "Важная"

ArturS · 04.04.2012, 11:52

Для правильной и безопасной работы микроконтроллера.
Подключение питания к микроконтроллеру AVR
Керамические конденсаторы С1 и С2 емкостью 0,1 мкф располагают максимально близко от "своих" по схеме выводов. Если у микроконтроллера AVR нет вывода AVCC, то, вместо двух, ставят один конденсатор. На практике так часто поступают и для микросхем с двойным питанием.

Если используется встроенный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), то вывод AVCC подключают к напряжению питания VCC через резистор около 100 Ом. Кроме того, для уменьшения помех применяют последовательный LC-фильтр для питания

Кнопка "Сброс"
http://www.myrobot.ru/articles/images/mc/reset_03.gif
При отладке сложных программ может понадобиться осуществление принудительного сброса микроконтроллера. В этом случае удобно добавить в схему кнопку сброса, замыкание контактов которой будет подавать сигнал низкого уровня на вход RESET. Кнопку сброса обычно подключают вместе со стандартной RC-цепочкой.

Контакты кнопки при внутрисхемном программировании должны обязательно находиться в разомкнутом состоянии.

ArturS · 04.04.2012, 12:08

EMI фильтр для устройств автоматики и управления

Данный EMI фильтр предназначен для подавления электромагнитных помех в цепях питания устройств автоматики.

Использование данного фильтра позволяет повысить помехоустойчивость устройств автоматики и управления.

Помехи и всплески напряжения возникают в момент коммутации мощной нагрузки, различных пускателей, контакторов и реле. Эти помехи прежде всего воздействуют на чувствительную электронику контроллеров, регуляторов, что вызывает неустойчивую работу и зависание устройств.

Для предотвращения подобных проблем применяют различные методы подавления этих помех, использование RC цепочек, фильтров питания, разделения цепей питания нагрузки, также правильное заземление.

http://www.adventx.com.ua/automation...ts/emi_filter/

ArturS · 04.04.2012, 12:14

Правильное заземление

Подключение заземления подразумевает обязательные правила. Нельзя просто подключить провод к трубам отопления или водоснабжения.

Главная проблема заключается в том, что ток срабатывания защитных автоматов очень велик. Поэтому одним из исходов может быть пробоем фазы на корпус с утечкой, где-то в районе срабатывания автомата (около 16 ампер). Итого получается около 15 ом. Ток может пойти дальше. К примеру, в соседней квартире напряжение на кране может составить уже 220 В. И теперь судите о последствиях сами. Если сосед соберется принять ванну, что будет вам? Правильно думаете.

Контур заземления

Для решения данной проблемы лучше взять металлический уголок примерно 50×50, длина которого составит около 3 метров. Его необходимо будет забить в землю так, чтобы об него нельзя было споткнуться. Подключение заземление данного вида выполняется следующим образом. Поэтому лучше выкопать яму в два штыка и максимально забить туда металлический уголок. А от него уже необходимо провести провод ПВ-3. ПВ-3 – это гибкий, многожильный провод. Сечение его должно быть не менее 6 мм. кв. до вашего распределительного щитка. «Контур заземления» должен быть выполнен из 3-4 металлических уголков, сваренные металлической полоской. Расстояние между металлическими уголками должно быть не менее 2 метров.

Сверлить дыру в земле не надо, это не соответствует нормам. Данное заземление будет равняться нулю.

ArturS · 05.04.2012, 10:08

Добавлю ещё про помехи.

Статья: http://caxapa.ru/lib/emc_immunity.html

Фрагмент слева разведен обычным образом, в предположении что потенциалы земель во всех точках печатной платы равны. Конденсаторы С1 и С2 подключены к земле точно так же, как и все остальные элементы схемы, толщина земельных проводников выбрана большой. Такая разводка встречается часто, но, к сожалению, она не обеспечивает хорошей помехоустойчивости.

Фрагмент справа разведен таким образом, чтобы помеховый ток не протекал по дорожке, соединяющей конденсаторы С1 и С2 с земляной ножкой микроконтроллера. Эта дорожка образует участок чистой земли. Помехоустойчивость устройства с такой разводкой максимальна.

teist · 23.03.2013, 16:01

Полезные советы! От себя добавлю что сейчас при разводке плат и при пайке
внутри корпуса стараются максимально отдалить провода с высоким (220В) и
низким напряжением. Минимальное расстояние по поверхности должно быть
не меньше 6 мм. Бывает в платах даже прорезают щели если слишком близко.