Всех приветствую.

Имеем металлический объект. Там установлен прибор. Электронная часть прибора полностью изолирована от корпуса. К прибору подключены датчики длинными 2-жильными кабелями. Кабели прокинутыми по металлическим конструкциям.
Цепи контролируются на обрыв и КЗ.

Подскажите пожалуйста. Как можно осуществить контроль замыкания токоведущих жил на корпус?


PS. Пока в голову пришла только одна мысль: мерить входящий и уходящий токи, например, в цепи питания прибора. Если токи равны, то все ок, если нет, то есть утечка на корпус.
Если эта мысль имеет право на жизнь, то подскажите каким образом можно призвести сравнение данных токов?

Спасибо.

Поразмышлять на тему: корпус, источник питания, заземление.

Общий датчика от корпуса изолирован?

А банально включить между заземлением и минусом шлейфов цепь из отдельного источника напряжения (минус к заземлению, плюс к резистору), токоограничительного резистора и светодиода (анодом к резистору, катодом к минусу шлейфа) слабо? Светодиодом может быть не только светодиод видимого спектра свечения на передней панели с гравировкой "Нарушение изоляции", но и светодиод оптрона

Ну вроде как мысль к этому шла

Намотать встречно 2 катушки на одном сердечнике и мерить магнитный поток


И - прощай изоляция

А ежели ток постоянный?

А вообще-то меня интересует вопрос - а зачем измерять? Какой в этом может быть интерес?

Дык как ни крути - ведь для того, чтобы увидеть наличие утечки между проводом и землей надо создать потенциал между этим проводом и землей. А создание этого потенциала приводит к конечному сопротивлению провод-земля.

И никакими трансформаторами Вы это не устраните. Можно только, например, сделать очень большое на постоянке и малое на переменке. Не надо путать эту ситуацию с защитными устройствами для сети ~220В. Ведь со стороны ввода ноль соединен с заземлением (на вводе или на подстанции - не суть). А на изолированной нейтрали эти защиты не работают, некуда току течь.

А вообще, для систем пожарной сигнализации это не страшно. Я лично вообще супрессор ставлю между минусом питания приборов и землей.



Интерес - например, соблюдение стандарта EN54-2, который требует от приборов приемоконтрольных сигнализировать о замыкании на землю, которое может повлечь нарушение выполнения прибором основных функций.

СловесТный мусор какой-то...

Хде вопрос,ага превед?

Чего пытаемся контролировать от замыкания - измерительную и/или вапще?

Наздоровие

+1

Завтра полистаю EN54-2 , может, тоже чего умное скажу... Вообще-то интересно, с таким требованием не сталкивался... Вроде как у шлейфа гальваническая связь с корпусом имеется(один из проводов), и замыкание именно в шлейфе определяют, но может речь идет о чем-то другом...
А что за система, если это вообще пожарка?
В общем случае, если прибор действительно отвязан от корпуса, и нет никакого потенциала (по постоянке или по переменке) - то никак и не проконтролируешь.
Если имеются наводки (случайные помехи) относительно корпуса - то контроль будет, наверное, по сбоям в работе прибора... ,выдаст ошибку по-любому, только отличить кз на корпус от просто наводки нельзя будет...

Если токи равны, то все ок, если нет, то есть утечка на корпус.
Если эта мысль имеет право на жизнь, то подскажите каким образом можно призвести сравнение данных токов?

Прибор такой называется УЗО. Продают в любом магазине электротоваров. На разные токи утечек, от 6 мА и более. Токи, текущие вперед и обратно, проходят через трансформатор, разность токов приводит к срабатыванию УЗО.

Вообще говоря, для таких случаев нужно знать следующее: Минимально- допустимое сопроивление изоляции между корпусом и проводами, и необходимую электропрочность изоляции. Это определяется из тех. требований к устройству и оговаривается в его тех, документации- ТУ, РЭ и т.д. Меряется первое -мегомметром, второе в помощью стандартной пробойной установки. Причем напряжение на клеммах мегомметра при измерении сопротивления изоляции устанавливается меньшее, чем оговоренная электропрочность. Процедура обычно такая: замыкают между собой все входы- выходы прибора и между этой точкой и корпусом подключают изм. схему. Существуют Госты, регламентирующие эти величины для разных классов оборудования и условий эксплуатации.

Ну, токи у вас , наверное, постоянные - значит, городить хитрый дифференциальный усилитель с независимыми(плавающими) входами по "+" и "-" ... только ведь не выйдет ничего, если где-то еще нет связи с корпусом...

Всем спасибо. по порядку:


Очень ценный совет, спасибо.


Да, золирован.


Не годится. Система дожна быть полностью изолирована от корпуса. Либо на крайний случай Rизол>5МОм.


С катушками не получится. Прошу прощения, не указал, что ток постоянный.
По поводу "прощай изоляция" - в точку.


Совершенно верно. Интерес в соблюдении существующих требований, только немного не тех, что вы указали.


Прошу прощение за не просвещенность. Честно говоря нифига не вкурил по поводу "преведа". Видимо, какая-то фича на данном форуме. Я обязательно разберусь.
"Хде вопрос"? Хде, хде... В начале топика: "Как можно осуществить контроль замыкания токоведущих жил на корпус?"
От замыкания пытаемся контролировать "вапще".
Но в зависимости от сложности решения это может быть перенесено на каждую цепь.

Такого не бывает по жизни, чтобы между нейтралью и заземляющим проводоми было постоянное напряжение.


Это так, но они работают с выкрутасами. Обязательно надо его протестировать.


Далее подключают бобика и пробивным 2500 В в течении 1 минуты ( для сети 380 В ) испытывают изоляцию.

в общем, получается так. Если вообще нет ни одной точки контакта с корпусом - то померить ничего нельзя.
Если где-то все же есть - можно переходить к обсуждению схемы аналога УЗО для постоянного тока.

Автор, я правильно понял?

Тогда огласите требования. И кто от Вас требует сопротивление изоляции низковольтной части от корпуса более 5МОм? Какой нормативный документ?



А че его листать? EN54-2-2003, русский перевод:


На самом деле, тут недосказанность. Вроде и пофиг бы на то одно замыкание, но если случится второе при наличии первого, могут быть нарушены другие требования. Вот они и хотят видеть первое.

Поместите в катушку магнитодиод или датчик холла.
А вообше посмотрите реализации так называемых "трансформаторов постоянного тока"

Я пока еще не понял почему нельзя обойтись без контакта с корпусом, пока прорабатываю данные варианты.
Но если если без контакта с корпусом деиствительно никак, то придется его делать, но только чтобы сопротивление этого котакта было не менее 5МОм.


А чем плох данный вариант?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Измеряем напряжение между выдами COM-IN1 и COM-IN2. Сравниваем. При расхождении на заданную величину формируем сигнал на выводе OUT.

Потому что цепь должна быть замкнутой. Эта цепь состоит из Вашего измерителя утечки и собственно утечки. Если утечка между землением и проводом шлейфа, то и измеритель должен быть подключен туда же.



Еще раз повторюсь, какой документ это регламентирует?

Ну какая разница какой документ требует данные цифры? Оглашена конкретная проблема, требуется найти пути решения. Копаться и объяснять откуда растут ноги совершенно нет времени, но если Вы настаиваете, то вот:
например Правила Российского Речного Регистра. Часть 4. Приложение 4. П1.1
".... Сопротивление изоляции нового оборудования, измеряемое на заводе-изготовителе, должно удовлетворять требованиям стандартов, но не должно быть ниже указанного в табл. 1-1.
Указанные в табл. 1-1 значения сопротивления изоляции относятся к электрическому оборудованию с напряжением до 500В"

В табл. 1-1 указано "наименьшее сопротиивление изоляции при температуре окружающей среды (20±5) градусов Цельсия и при нормальной влажности, в холодном состоянии должно быть не менее 5 МОм" (для ПРА).

Но зачем этим форум засорять?




Спасибо, сейчас поковыряюсь.

Разница есть. Раз Вы разрабатываете оборудование для судов, рекомендую сделать тест изоляции по вызову. Т.е. отдельная кнопка, которая подключает измерительную цепь. А в инструкции пишите, что проверку производить нажатием кнопки с периодичностью, ну скажем, раз в неделю.

Объясняю смысл. При сопротивлениях измерительной цепи порядка нескольких мегаом на судне Вы всегда будете иметь проблемы с этой цепью, потому как на судах обычное состояние - полный бардак, а точнее, всегда есть вода. Господин Herz не даст соврать

Сделайте приятное кэпу, не надо вечно визжащего прибора в рубке, электромеханик не разберется. Это я серьезно говорю, мы ж делаем пожарку поднадзорную регистру, не только для гражданских дел.

Полностью с вами согласен, с судовой энергетикой мы уже наелись вдоволь. Потому и пытаемся всячески избежать контакта с корпусом.

Да, можно сделать проверку при нажатии на кнопку. Но как-то это не изящно, когда все проверяется на автомате, а данный тест от кнопки. К тому же, пиши инструкцию - не пиши, а гражданский флот - это не военный, там всем на все пофигу и никто проверять ничего не будет (блин, с вояками на это счет проще )

К тому же на новых судах встречается сигнализация на нарушение сопротивления изоляции, и как-то не красиво будет, если сначала сработает она по вине нашей системы, а только потом наш прибор засечет неисправность.

А что скажете про предложенному мной варианту несколькими сообщениями выше?

Если Ваш прибор работает на батарейках, то никто ничего не требует.
Если устройство включается в электросеть, то необходимо обеспечить требования правил эксплуатации электроустановок.
Для силовых установок испытание на пробой обязательно, для электроники делают обвязку, как правило на разъемах (чтобы она стала точкой).
В некоторых случаях конструктор может для испытаний запрещать пробой с платой (мотивируя) , но он много на себя берет (если кого-то убьет).

Дык для этого используется разделительный трансформатор (хоть на 50Гц, хоть импульсник, не суть, главное, чтобы он изолировал от силовой сети), который не даст на выходе напряжение выше безопасного. Требования по этому делу в Украине регламентирует стандарт ДСТУ4113, перевод буржуйского ІЕС 60950:1999.

И никто на себя много не берет. Достаточно выполнить требования сего стандарта и можете заземлять низковольтную часть как Вам хочется и как Вам надо.

А в своих ТУ пишете, что изоляция цепей 220В должа быть с таким-то параметрами - напряжение пробоя, токи утечки и все. Про низковольтные цепи можете ничего не писать, Вам слова никто не скажет.



Ну что скажу. Теоретически - да. А практически - оцените сопротивления в цепи измерения (общее должно быть более 5МОм, как Вы желаете), а минимальное сопротивление утечки - ну, скажем, порядка 50кОм (обычная цифра для пожарки/охранки). Значит, в тысячу раз. Теперь смотрим, при питании 12 вольт на компараторе будет 12мВ (грубо). Вы готовы ловить эти 12мВ в той сложной ЭМ-обстановке, которая на судне (и РЛС, и утечки, и прочее, прочее)... Я бы не стал.

Очень просто можно сделать сравнение. Берётся датчик тока на эффекте Холла, оба провода питания пропускаются через отверстие датчика. Если сигнал с датчика - ноль, то токи равны. Только разные по величине токи дадут ненулевой сигнал. Постоянный или переменный сигнал - неважно, главное чтобы быстродействия датчика хватало. Защита на таком принципе в сетях переменного тока применяется, только там две встречные обмотки из проводов намотаны.

Чувствительность ожидается никакая почти...при заданных выше условиях...



Не знаю насчет первый-второй. У нас общий провод шлейфов с корпусом соединен, на сертификации проблем не было. Естественно, замыкание в шлейфе определяется, по сути первое же...
Ради чего вообще корпус изолировать? Из-за электробезопасности - вряд ли, вроде правила такого не требуют.
Из-за помехоустойчивости? Тут одно сказать бы - ну и наверчено. Я использовал и сам корпус для помощи в этом деле(ес-но, не только его ). Ну, прошли все. Наносекунды - на максимальном уровне, 4 кВ , причем без ограничения времени (норма- 1 минута) ... долго нельзя было - генератор озоном запах уже (на самом деле озон не пахнет, но так говорится ) Остальное - искра , микросекунды - тоже насколько приборы испытательные позволяли. На искре, правда, на максимальном пределе вышибло сеть в лаборатории - через прибор искра ушла в сеть и далее.... Был большой БАХ, но проверяли с резервным аккумулятором, так что прибор не сбился... повторили потом...нормально... Притом что процессор в приборе, мягко говоря, не самый помехоустойчивый...это еще очень мягко говоря... но не я схему делал, я только защищал...

Определяется замыкание между "+" шлейфа и заземлением (ну, например, в реальной жизни это металлоконструкция здания). А вот про "-" Вы никогда не узнаете.

Это требование призвано избежать следующих ситуаций (далеко не всех возможных):
а) Контролировать целостность шлейфа не только на обрыв и кз, а еще и на потенциально опасное нарушение изоляции, которое затем может привести к более глобальному выходу из строя (как обычно, в самый ответственный момент )
б) Обнаружить на ранней стадии возможность подмены участков шлейфа металлоконструкцией (замыкание шлейфа на заземление в двух точках и разрыв шлейфа между ними) - вроде прибор и работает, а вот издохнуть может в любой момент.
в) Если шлейфы не сидят на заземлении, то может произойти вот какого плана неприятность - один шлейф ляжет на землю минусом, другой плюсом - и в результате умрут 2 шлейфа, это может привести к нарушению требования выхода из строя не более 32 извещателей.

ЗЫ Господин orthodox, а Вы кто? Я - НПП "Меридиан"

Чувствительность системы с безконтактным датчиком тока можо повысить, пропустив пару питающих проводов черех отверстие датчика не один, а, скажем, 100 раз. При не слишкрм больших токах потребления жиаметр отверстия это позволяет. Тогда можно сделать чтобы при прохождении тока уже в 1мА всё отрубалось.
Можно ещё сделать по-другому, если хочется просто определить замыкание на корпус как таковое, а не предотвращать утечку тока с корпуса через людей ))
Ставится источник напряжения, напряжением, скажем, 0.2 В. Через 5 мегаом его минус соединяется с корпусом. Плюс соединяется с землёй схемы. Дальше стоит компаратор, подключённый на корпус. Если напряжение на корпусе= -0.2В, всё нормально. если больше - тогда замкнуло токоведущие части схемы.

Типов УЗО много. Они могут срабатывать от синусоидального тока, постоянного, от полуволны с (без) добавкой постоянного тока, и др видов тока. Мы производим прибор для проверки УЗО, вынуждены в нем формировать кучу разных видов токов.

Я - "Orthodox" . А работа делалась для Алтосана по контракту.
Насколько помню, сертификаторам тогда понравилось, как вели себя приборы
Жалели, что в генераторах нет пределов повыше любопытно было добраться до сбоев...



Приятно видеть, что люди стараются предусмотреть все возможные неприятности, даже если это выше стандарта. Респект.
Тогда к сказанному Vldmr добавить почти нечего - нужен испытательный ток, постоянный или переменный - короче, измерительный ток... небольшой...

Разве что такая еще глупость пришла в голову - кинуть шлейф петлей, чтобы второй конец возвращался обратно к прибору, и тестировать "минусовой" провод , пропуская через него некий ток время от времени(по принципу УЗО). Это на случай, если все же корпус землить будете. Я бы землил.

Всем спасибо. Всё внимательно читаю. Молчу, потому как пока нечего добавить.

Да нет, это я пытаюсь обосновать необходимость выполнения требования стандартов про контроль утечки на землю и рассуждаю, к чему отсутствие такого контроля может привести.

И снова здравствуйте

Вновь занялся решением указанной проблемы.
Решил делать контакт с корпусом.
Во вложенном файле есть набросок того, что было сделано.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
В пинципе свои задачи в лабораторных условиях оно выполняет, но вот с точки зрения помехозащищенности, в реальных условиях, думаю, будет не особо хорошо работать.

Требование к сопротивлению изоляции прибора в 5 МОм минимум ставит в тупик... С такими сопротивлениями просто ничего на ум не приходит, по поводу увеличения помехозащищенности (волнует отличие потенциала корпуса от потенциала "-" питания).
Была мысль сначала измерять потенциал корпуса относительно "-" питания, а затем вычитать это значение от измереноого на делителе напряжения... Но как-то с трудом верится в успех сего мероприятия.

Может кто подкинет мысль в каком направлении копать, дабы заставить все это дело стабильне работать?

Я бы рассмотрел следующие варианты:

1. Подключал бы раз в час или два измерительную цепь с вменяемыми параметрами через реле. Ну на одну секунду, например.
2. Поднял бы напряжение тестирования, для того, чтобы увеличить токи через измерительные цепи.
3. Пропустил бы данные с АЦП через цифровой фильтр с большой постоянной времени (порядка минут-часов).
4. Перешел бы на измерение на переменном токе (хотя, это очень усложнит схему и возможно создаст лишние наводки).

Кстати, я так и не понял, Вы определились с порогом срабатывания? Сколько? Мегаом, пять, сто килоом, полста?

Дык, тут возможности расходятся с желанием. Хотелось бы иметь порог в 5МОм. Но ежели никак, то можно двинуться в меньшую сторону, но 100кОм - это край.

По пунктиу 1. Поключение цепи с вменяемыми параметрами может вызвать срабатывание судовой сигнализации (там где она есть) на падение сопротивления изоляции, что не есть хорошо



Тут можно максимум подняться до 12 Вольт (если стабилизированных), а это большой погоды, на мой взгляд, не сделает. (по тем же правилам Регистра оборудование должно работать от 16 Вольт). Если напряжение делать выше, то нужно огород городить с повышающим преобразователем.

Мысль такая... Берете интегратор со сбросом, между корпусом судна и корпусом прибора резистор (10-20 М) и батарейку 1.5 вольта... можно меньше или больше...
Измеряете достаточно долго, чтобы наводки усреднить. В смысле - между измерениями надо долго (по сравнению с..) ждать. И с самого начала ждать, пока емкость прибор-корпус судна зарядится. Второй резистор - на входе интегратора тоже нужен...

Вы бы определились с порогами срабатывания той аппаратуры и временем принятия решения (тоже у той аппаратуры). Исходя из этого планировали бы свою.



Я боюсь, что с таким порогом Ваш прибор все время будет в сработавшем состоянии. Из-за постоянной влажности.

Да, с батарейкой уже были предложения. Но беда с обслуживанием...
К тому же пока не совсем представляю как измерять, чтобы обеспечить гальваническую развязку. По всей видимости на имеющийся контроллер уже эту функцию не повесишь. Т.е. на эту же батарейку нужно и схему измерения цеплять, а потом через развязку скидывать информацию на контрллер? Я правильно понимаю?

Нет, неправильно... Если мысленно вывернуть пространство, все станет ясно... как день... Батарейка внутри окажется... Корпус прибора - Батарейка(не хотите батарейку - делайте, что хотите..) -резистор1 - корпус судна - резистор2 - вход интегратора - контроллер...

Время принятия решения той аппаратуры, по субьективным ощущениям, не более пары секунд (экспериментировали с подключением неисправной цепи с Rизол порядка 20k, если мне не изменяет память).
Вот с порогами сложнее, ибо документакцию в руках не держал, но, по словам электромеха, порог в райне 50k.
Но, чисто теоретически, порог срабатывания такой аппаратуры не должен превышать 1М, потому как это минимальное значение сопротивления изоляции, прописанное в Регистре (для распред. щитов).



Немного уточню. Корпус прибора = корпусу судна. То что вы назвали корпусом прибора, следует воспринимать как "минус" питания.

Что-то, видимо, у меня с воображением не того.

Т.е. так:

"-"____батарейка____R1_____корпус судна

до этого момента все ясно, "как белый день", а вот далее...

корпус судна____R2____интератор___....

Между чем и чем цепляется интератор? к R2 и.....? к "-"?
Под интергатором понимается емкость?
В какой точке производим измерение? Между R2 и интегратором?

Смотрела Вашу верхнюю картинку в pdf-формате. То, что там внутри обозначено "gnd", я назвала "корпус прибора"... Под интегратором имела в виду интегратор на ОУ. Лучше со сбросом, но... может можно и с резистором вместо ключа. А что непонятно? Если нет утечки, между корпусами (в моем смысле), то ток в интегратор будет определяться как напряжение/(R1+R2), если есть утечка, то на средней точке (корпусе судна) потенциал уменьшится, ток тоже...