Finurlige strømproblemer - landstrøm

[JRK]

Hei,

 

Dette er først og fremst en hypotese, og ja og den handler om korrosjon fremskaffet av vekselstrøm. Begrunnelsen for dette er først og fremst at jeg ser at det er mer korrosjon på båtene etter at landstrøm er tatt i bruk.

 

Kan det tenkes at det oppstår halvledere (diodefunksjoner) i en krets, mellom fasespenninegen og jord ved jordfeil, slik at i den ene halvperioden går strømmen til jord via noen komponenter, og gjennom andre, den andre halvperioden? Da vil vekselstrømmen måtte betraktes som en pulserende likestrøm gjennom to forskjellige kretser. Nå er det sikkert mange som vil hevde at dette bare er tøv, men jeg håper noen av de som både har metallurgisk og elektronisk kompetanse her kommer med noen ord.

[Regina III]

Er helt enig med deg i at isolasjonstrafo er en bedre løsning enn lokalt jordplan.

Er du enig i at det å bruke landstrømsjord bare er en nødløsning og at lokalt jordplan er i særklasse mye bedre selv om skilletrafo er hakket bedre?

Tiltrædes!! Jeg er helt enig, Lotus.

 

Jeg er til og med enig i at mine beterakninger angående kapasitiv og induktiv kobling kan synes "søkte". Det er bare det at det skal så lite til av både potensialforskjell og galvanisk strøm før det utgjør et problem.

 

Jeg fikk "forsket" skikkelig på dette på min forrige båt. Den lå ute hele året og med landstrøm. Landjord frakoblet og skikkelig lokalt jordplan. Men sink ble tæret, nesten borttæret. Isolajonsmåling viste at det absolutt ikke var noe direkte strømlekkasje, men, ledningsføring var slik det ofte er på båter bygd i Østen, 12 volt og 220 volt i samme kabelføringer, og den ene fasen koblet sammen i Nøytral skinne. Jeg koblet vintervarme med egen kabel for å unngå strøm i kabelføringene. Ingen forskjell. Så satte jeg inn skilletrafo. All forskjell!! Plutselig dukket spørsmålet opp om det var nødvendig å skifte ut lite tæret sink!

 

På slippen var det ubehagelig å polere propellen med våte hender og våte sko når landstrøm var tilkoblet. Det stakk og ristert så jeg måtte ta av landstrømkabelen for å få gjort jobben. Og selvfølgelig, jeg målte igjen om det var noen overslag. Det var det ikke, og hva gjenstår da, bortsatt fra nevnte koblinger ?

[logget av]

Du er inne på noe nå JRK. Du trenger to forutsetninger.

[JRK]

Tiltrædes!! Jeg er helt enig, Lotus.

 

På slippen var det ubehagelig å polere propellen med våte hender og våte sko når landstrøm var tilkoblet. Det stakk og ristert så jeg måtte ta av landstrømkabelen for å få gjort jobben. Og selvfølgelig, jeg målte igjen om det var noen overslag. Det var det ikke, og hva gjenstår da, bortsatt fra nevnte koblinger ?

 

 

En forklaring til dette er at endel såkalte isolerte produkter, slett ikke er isolerte. Noen switchmode supplyer og batteriladere, lekker desverre. Noe av forklaringen er at en diode leder i en retning og sperrer i den andre. Det er vi i hvertfall opplært til å tro. Sannheten er at når en diode først leder, så er den pip åpen i begge retninger, derfor kan overharmoniske strømmer, spiker og annen støy, slippe igjennom og lage problemer.

Opplevde selv akkurat det somme som deg når jeg polerte propellen før jeg fikk skilletrafo. Hos meg var det et powersupply i en stor flatskjerm som var problemet.

Og jeg får aldri gjentatt dette ofte nok. Det finnes bare en løsning som ivaretar både tæringsproblematikk og personvern vedrøende landstrøm. SKILLETRAFO!

[Lotus]

Sannheten er at når en diode først leder, så er den pip åpen i begge retninger, derfor kan overharmoniske strømmer, spiker og annen støy, slippe igjennom og lage problemer.

Nei, en diode er ikke pip åpen i begge retninger når den leder. Dette er ingen sannhet. Dioder leder jo hele tiden og hadde det vært åpning i begge retninger når dioden ledet, er hele vitsen med diode borte.

 

En diode kan imidlertid lede i sperreretningen når spenningen overskrider gitte verdier. Disse verdiene er da gitt i teknisk datablad for dioden og er avhengig av P og N-lag dopingen. Effekten er godt kjent og brukes til daglig i zenerdioder - som egentlig er vanlige dioder men der breakdown-spenninger er tilpasset lave grenseverdier. De grenseverdiene er da de ønskelige.

 

Nå må man ikke begynne å fortelle eventyr bare for å fremheve skilletrafoens fortreffelighet.

 

Faktum er at det er små forskjeller mellom skilletrafo og lokalt jordplan og begge er milevis bedre enn landstrømsjord tilgoblet og milevis bedre enn en galvanisk isolator. En galvanisk isolator er for øvrig bare et eller flere diodepar som tar opp likespenninger mindre eller lik diodenes spenningsfall. En galvanisk isolator er for øvrig en notorisk kjeltring som skal gjøre en jobb, men som aldri er til å stole på.

[logget av]

Lotus skriver:

Nå må man ikke begynne å fortelle eventyr bare for å fremheve skilletrafoens fortreffelighet.

 

Jeg vet om to som er særdeles flinke til å fortelle eventyr. Den ene tror jeg ikke er så teknisk interessert men har stor interesse for hester, åndenes makt og barnearbeid. Ikke alle er like tilfreds med at åndene blandes inn i barnearbeidet for det er kanskje upassende i en ellers opplyst verden.

 

Den andre personen er teknisk interessert og benytter seg av skjult identitet, er flink til å google til seg og sile informasjon til bruk for egen sak og er interessert i å skaffe seg lokalt jordplan til en billig penge ved å ikke lytte til alle betenkeligheter bransjen har vedrørende en potensiell svekkelse av El-sikkerheten.

 

I den grad kvaliteten på et eventyr avgjøres av hvor mange fakta som utelates, anser jeg at begge fortjener terningkast 5.

 

Jeg merker allikevel en dreining i den retning av at skilletrafo nå er mer akseptert som den beste løsningen. Det er vel fremdeles håp for at også dette eventyret tradisjonen tro får en lykkelig slutt.

[Lotus]

Siden jeg er utdannet på området strøm, trenger jeg ikke google spesielt mye

 

Og når jeg googler, er det for å dokumentere fakta. Det er jo veldig greit å dokumentere fakta, er det ikke?

 

Og nå er det heller ikke jeg som har godkjent lokalt jordplan som en forskriftsmessig godkjent løsning, det er direktoratets eksperter som har gjort, og de har tydeligvis ikke gjort det sånn helt ut av løse luften.

 

Og når du klager på kunnskapene mine, hva var det du hadde av elektrobakgrunn igjen? Bilelektro fra yrkesskolen er vel den eneste formelle utdanningen du kan skilte med? Ikke kast stein når du sitter i glasshus.

[Mix]

Man blir visst litt hårsår av å bli satt på plass i elementær Elære gang på gang.

Da har man lett for å ta mannen istedet for ballen ser det ut som.

[JRK]

Hei,

 

Å hevde at andre farer med evntyr usannheter og verre ting er ikke nytt fra din side, så dette vil jeg ikke kommentere.

 

Men min påstand om at dioder leder begge veier når de først er åpne er nok riktig.

 

For å være litt mer konkret. Om man anvender en diode i en lineær strømforsyning vil man normalt ikke oppleve at denne leder begge veier, om ikke noe eksternt utstyr støyer inn i powersupplyet. Etterhvert som spenningen i den positive halvperioden overstiger 0,6 Volt åpner dioden og begynner å lede. Lengre ut i perioden stenger den når spenningen kommer under 0.6 Volt for så å være sperret under hele den negative halvperioden. Dette har alltid vært en sannhet. Om du tar en radiosender og modulerer signalet inn på sperresiden av dioden vil du se at dette går rett igjennom dioden, så lenge den leder.

 

Så begyndte vi å lage switch mode supplyer og batteriladere. Da ble verden anderledes. Veldig forenklet, det som skjer i disse er at man kutter opp nettspenningen fra 50Hz til gjerne 20kHz eller kanskje 100kHz. Det blir om å slå av og på en bryter veldig fort og hver gang den går av eller på dannes en gnist eller i halvlederverden (diode) kaller vi det en transient. En kortvarig spenningstopp som kan komme opp i mange hundre volt. Dess mere strøm som går igjenom halvlederkomponenten dess kraftigere transienter. Når halvlederkomponenten først er åpnet slipper disse transientene igjennom begge veier.

 

Disse transientene kan danne overharmoniske av switchefrekvensen og da begynner strømmen å hoppe fra en kobberbane til neste via luften imellom dem. I dyre batteriladere og switchmode supllyer benyttes komponenter som filtrerer dette bort og da er det ikke lenger noe problem, men igjen dette koster penger og derfor er det endel billigleverandører som slurver.

 

Dette er realitetene for oss som jobber med slike problemstillinger, mens det er eventyr for andre

[Frøken Fryd]

Vi sporer av igjen, men jeg vil gjerne se en link til diodene som leder begge veiene, alltid kjekt å lære noe nytt.

 

Ole Petter, har du gjort ferdig tegningen nå?

[roaldbj]

I påvente av tegninger legger jeg ut noen bilder av propellmutteranoder som jeg tror er i samsvar med erfaringene til Regina III.

 

 

Først et bilde av en ny propellmutteranode.

 

 

Dette er fra oktober 2007. Ikke mye igjen. På den andre propellen var bare festeskruen tilbake.

 

 

 

Dette var ved opptak i oktober i år. Jeg monterte Victron skilletransformator etter råd fra Ole Petter før utsetting denne sesongen. Skilletransformatoren ble kjøpt fra Seatronic i Moss. Jeg sier ikke at disse bildene gir en god dokumentasjon av effekten av skilletransformator - men de gir vel en viss indikasjon. Jeg skal se om jeg finner bilde av fjorårets anoder på trimplafsene. Åtrets anoder på trimplapsene var nærmest upåvirket.

[JRK]

Vi sporer av igjen, men jeg vil gjerne se en link til diodene som leder begge veiene, alltid kjekt å lære noe nytt.

 

Hei,

 

Har lite sans for denne måten å dokumentere påstander på, for de leder lett ut i diskusjoner om spissfindige detaljer. Men her er nå en link hvor temaet er omtalt:

 

http://www.smpstech.com/mtblog/diode_recovery_emi.html

 

Min påstand har aldri vært at en diode leder begge veier som både du og Lotus hevder. Jeg har derimot hevdet at når dioden først er åpen i lederetningen er den pip åpen i sperreretningen også. Senere er dette forklart i detalj. Utrykket pip åpen er nok litt uheldig her på båtplassen for det danner gjerne grunnlag for en ny diskusjon. La meg få lov å presisere at vi snakker om switchmode powersupplyer og batteriladere som kan være grunnlag for korrosjobsproblemer på grunn av dette fenomenet. I denne sammenheng er det greit å bruke dette utrykket. Og til slutt ikke vær så opptatt av om man bruker ordet diode heller, dette kan forekomme i mange halvledere.

[Lotus]

Den linken støtter dessverre ikke din påstand, JRK. Den støtter imidlertid min forklaring.

 

Det har seg nemlig slik at når dioden er "reversed biased", så leder den ikke. Uansett!

 

Imidlertid er det slik at switch mode power lager støypulser pga switcheteknikken som, avhengig av belastningsendringen på utgangstrinnet, overgår diodens rating for spenning. Man får da en såkalt skredeffekt som gjør at dioden leder motsatt vei og skaper støy på tilførselsfasene. Støyen er ikke betydelig, men likevel ødeleger den den rene sinus. EU har derfor kommet opp med grenseverdier for hva som kan tillates av slik tilbakekoblet støy.

 

Oppbyggingen av en SMPS er i dette tilfellet slik at man aller først likeretter en vekselspenning, nemlig 230V AC. DC-konvertere sløyfer for øvrig dette trinnet.

 

Det neste som skjer er at den likerettede dc-spenningen går inn til en inverter som hakker opp spenningen i en frekvens tilpasset den til enhver tid gjeldende last. Det stemmer det du sier at denne opphakkingen kan generere støy, men transientene har egentlig bare en vei å gå, det er tilbake til fasespenningen, men der står diodebroa i mellom.

 

Imidlertid er det slik at hvis transientens spenning i det aktiuelle frekvansområdet overgår diodens breakdown-spenning, vil det oppstå et tilbakeslag. Dette problemet løses oftre ved å koble en enkel og billig spole også på inngangstrinnet. Alternativt kan man bruke støyreduserende kretser og avkoblingskondensatorer tilpasset switchefrekvensen. Eller begge deler.

 

Videre fra frekvensoppkuttingstrinnet går vi videre til en trafo. Dette er en liten trafo, men likefullt en trafo. Størrelsen varierer med switchefrekvensen og belastningen: Høyere wsitchfrekvens gir mindre trafo for samme belastning.

 

Ned trafo kan du lese skilletrafo. Trafoer i sin natur gir et galvanisk skille. Således er altså de videre trinn galvanisk adskilt fra inngangen. Akkurat det er vel verdt å merke seg i tæringssammenheng. Selv om trafoen ikke er en skilletrafo, men en trafo for spenningsendring, er den like fullt et galvanisk skille.

 

Etter trafoen kommer det så en my likeretter og filter for å glatte utgangsspenningen. For batteriladere er ikke dette veldig nøye, da blyakkumulatorer er verdensmestere i å glatte, samtidig som de ikke er spesielt kresne.

 

PÅ slutten av utgangen er det så en optisk koblet spenningsregulator som måler vedine på utgangen og tilbakekobler direkte til frekvensoppkuttingstrinnet. Konstant spenning på utgangen styres så av oppkutti9ngsferekvensen på "chopperen", som igen er avhengig av belastningen.

 

 

Hva kan vi lære av dette?

 

Vi kan lære at tilbakekoblede transienter lager støy på inngangen og derav på fasene. Det er ikke hyggelig fordi det ødelegger den perfekte sinus. Tæringsmessig har det imidlertid null og nada betydning. I så måte er faktisk de billigst SMPS de beste, for de har ikke tilbakekoblingskondensatorer som er koblet til jord. Slike kondensatorer kan i gitte tilfeller gi krypstrøm, selv om vi her snakker om marginaler.

 

Man kan løse mye av støyproblematikken med å bruke skjermede trafoer. De er imidlertid dyre og det vanlige er derfor å bruke billige uskjermede trafor som trafoer etter chopperen, og i stedet bruker en billig og enkel trafo direkte på inngangstrinnet i tillegg.

 

Ikke under noen omstendighet leder diodene motsatt vei når de leder i lederetningen. De leder jo konstant i lederetningen og derav skulle de i din teori være konstant åpne. Så er ikke tilfelle. Støyen på inngangstrinnet skapes utelukkende at transientene som er av en slik natur at spenningene gjør at dioden får en avalanche-effekt i det aktuelle frekvensområde og gir en tilbakekobling som skaper støy på inngangen - om ikke man har komponenter som spiser opp de transientdeler som ellers ville gått tilbake.

 

PÅ utgangstrinnet er problemet ripple, dvs en annen type støy som ikke er transienter, men som likefullt er støy. Denne støyen er lettere å håndtere og trener egentlig bare en større eller mindre grad av glatting alt etter hvor nøye man skal være.

 

Når alt dette er sagt, må jeg likevel innrømme at det er en teoretisk mulighet for at SMPS kan skape tæring. Det kan skje i de tilfeller hvor filtreringen består at kondensatorer som er avkoblet mot jord, i denne sammenheng betyr det avkoblet mot lokalt jordplan. Det har ingen ting med dioder å gjøre, kun med at avkobling mot jord i sin natur selvfølgelig lager strøm til jord. SMPS har derfor mulighet til å skape tæringsproblematikk,men den er ørliten sammenlignet med å ha en jordleder til land og for det meste ørliten i alle andre sammenhenger også. Man kan oppleve at sinkanodene vil tære noe ekstra, men det er uansett marginalt og i klasse med de vanlige galvaniske tæringene anodene i utgangspunktet skulle avhjelpe.

 

Jeg tar gjerne i mot innspill på dette innlegget og at de som skulle mene noe annet forklarer hva de mener og hva som eventuelt skulle være konsekvensen av dette.

[JRK]

Hei,

 

Ja Lotus hva skal man svare på dette. Joda det meste du skriver her er jo rett, for det er ikke sugd av ditt eget bryst, men ren avskrift av nettet eller en lærebok.

 

Problemet ditt er at du avslører deg selv i de små detaljene.

 

Her er et sitat fra din egen tekst:

"Imidlertid er det slik at switch mode power lager støypulser pga switcheteknikken som, avhengig av belastningsendringen på utgangstrinnet, overgår diodens rating for spenning. Man får da en såkalt skredeffekt som gjør at dioden leder motsatt vei og skaper støy på tilførselsfasene. Støyen er ikke betydelig, men likevel ødeleger den den rene sinus. EU har derfor kommet opp med grenseverdier for hva som kan tillates av slik tilbakekoblet støy".

 

Videre:

Her blander du f.eks trafoene i smps sammen med skilletrafoens egenskaper. La det være sagt med en gang at det er helt vanlig på endel switchmode supply at primær og sekundærviklingene er koplet til samme jord. Hadde du hatt egen kunnskap om temaet hadde du visst også dette.

 

Denne Rasmus Fontanus logikken din må du gjerne erte andre med. Jeg kommer ikke å bruke tiden min på dette.

 

Ha en fornøyelig natt

[Frøken Fryd]

Men min påstand om at dioder leder begge veier når de først er åpne er nok riktig.

Min påstand har aldri vært at en diode leder begge veier som både du og Lotus hevder.

Det er mulig jeg har misforstått her men jeg har tolket første innlegget ditt som at diodene kan lede begge veier, dette er isåfall ny kunnskap for meg så derfor har jeg spurt om det er noe sted jeg kan lese mer om dette. Det var ikke hensikten å lage lange debatter av dette, jeg hadde sett for meg en enkel link og ferdig med temaet...

 

La det være sagt med en gang at det er helt vanlig på endel switchmode supply at primær og sekundærviklingene er koplet til samme jord.

De spms jeg har jobbet med har hatt galvanisk isolerte utganger. Men de har gjerne filtrert mot samme jord. Dette temaet sammen med diodetemaet hører vel strengt tatt til off-topic slik det har utviklet seg.

 

Ole Petter, har du gjort ferdig tegningen nå?

[JRK]

Hei,

Ja Frøken Fryd du har helt rett, disse diskusjonene har lett for å bli off topics. For meg kan det synes som om enkelte er mer opptatt på å vinne diskusjonen for diskusjonens skyld, mer en å løse problemer elller å forstå disse.

 

Hva var det egentlig dette startet med. Jo mitt innlegg som en mulig forklaring på et problem hvor jeg ikke ønsker å gå i detalj, da dette neppe er interresant for flesteparten av de som leser dette, og jeg har heller ikke nok dybdefortåelse til å forklare det.

 

Det som faktisk er interresant med innlegget er at noen batteriladere og noen switchmodesupplyer i TV'er og monitorer faktisk lekker og det eneste som hjelper er skilletrafo, men det er ikke like enkelt å svelge for alle, derfor kommer denne typen diskusjoner opp.

 

Men man må ikke glemme hva som ligger i bunn her. Jeg har forfektet at den eneste fullgode løsning som ivaretar både tæringsproblematikk og personvern vedrøende landstrøm er skilletrafo. Lotus hevder opprinnelig at lokaljord var minst like bra, heldigvis har han endret mening etterhvert.

[logget av]

Hei Frøken Fryd.

Det er bare å benytte tegningen til for eks. Victron eller Mastervolt.

 

Hei JRK.

 

At du påpeker dette med diodene som en mulig årsak synes jeg er helt greit selv om jeg ikke kan så mye om slike ledere som finnes i elektronikk. Jeg har tilfeller hvor ladere er årsaken til korrosjon, og for ikke lenge siden så forsvant det to drev på en båt nettopp på grunn av en lader med feil.

 

Produsenten fikk laderen inn til kontroll og hevdet denne var i orden. (At den ladet batteriene visste jo også jeg, men den var definitivt ikke i orden og skaden laderen forårsaket i båten kostet det 250 000 kr. å repparere. I tillegg kostet det ca 20 000 kroner å finne feilen på toppen av dette.

 

Problemet i denne diskusjonen er at man til tiden bruker ”tvilsom enkeltstående dokumentasjon” som settes sammen til å gi de beste forutsetningene for at et anlegg skal være sikkert, for El-sikkerhet går ut på å vurdere de verste forholdene for å ivareta et minimum av sikkerhetsnivå for regelverkets gyldighetsområde.

 

Det samme gjelder for korrosjon, for det er ofte mange små feil samtidig som fører til skader.

[hifo]

Jeg har tilfeller hvor ladere er årsaken til korrosjon, og for ikke lenge siden så forsvant det to drev på en båt nettopp på grunn av en lader med feil..

du er sikker på at de ikke ble stjålet istedet da?

[JRK]

Hei,

 

Unskyld at jeg spør, men hva er du egentlig mener med denne kommentaren? Kan ihvertfall ikke se at den bidrar til å løse noen finurlige strømproblemer ihverfall.

[Ingar]

det eneste som hjelper er skilletrafo

Eller dobbeltisolert lader?

[Mix]

Nå må vi ikke gjøre det enkelt og billig her !

Man kunne jo til og med bruke en topolt batteribryter og kutte forbindelsen til motoren mens man lader.

[logget av]

Det er mange årsaker til at strømproblemer blir finurlige, og det har jo nå dukket opp to nye tråder som viser hvor liten den generelle systemforståelsen er i båt. Jeg tenker da på tråden ”jording i båt, er dette normalt” og ”Norske sjø forlanger jording av skroggjennomføring”

 

Mange uttalelser i slike tråder oppfatter i alle fall jeg som enten mangelfull eller feil.

 

Jeg registrerer blant annet at det uttales i tråden ”jording i båt, er dette normalt” sitat: Det som er mer tvilsomt er jo at du har - på batterianlegget koblet til gods i motoren. Det er forøvrig ganske normalt på billige lystbåtinstalasjoner men ikke tilat på yrkesbåter.

 

Slike uttalelser er noe som henger igjen av en myte fra gammelt av og som de fleste fagfolk fremdeles ukritisk tror på fordi de ikke kjenner verken historien eller virkemåten.

 

Ladac adopterte også denne holdningen til problemløsning og motorprodusentene leverer produkter de ikke selv vet hvordan skal beskyttes.

[Frøken Fryd]

Det er bare å benytte tegningen til for eks. Victron eller Mastervolt.

Kan du hjelpe meg med å finne den tegningen som ville være den beste for min båt?

[JRK]

Eller dobbeltisolert lader?

 

Ja selvfølgelig! Da er du beskyttet mhp ladesystemet og tæringsproblematikk. Skal du bare ha landstrøm for ladingens del er dette en meget god løsning.

 

Har du skilletrafo, så dekker den i tillegg varmtvannstank, vifteovn og eventuelle tilfeldige brukere du måtte ta ombord også.

 

Vi snakker ofte om MTBF tall (Mean Time Between Failure). Det er selvfølgelig muligheter for at både en skilletrafo og en dobbelisolert lader kan feile. Nå har jeg ikke tallene i hodet, men jeg vil tippe at en skilletrafo er flere dekader sikrere en en dobbelisolert lader pga sin enkle passive konstruksjon.

[Lotus]

JRK, selv om enkelte SMPS skulle ha felles jord, spiller det da noen rolle når man ikke har jordleder fra land, men lokalt jordplan?

 

Tygg litt på den.....

 

 

Har de lokalt jordplan og felles jord, er likevel fasene galvanisk adskilt fra strømmen i land. Det blir akkurat som å ha en skilletrafo med klippet jordledning fra land. Cluet er at så lenge de ikke har jordlederen fra land tilkoblet, så kan SMPS ha så mye felles jord de bare vil.

 

Har man derimot den samme SMPS laderen koblet til via landstrømsledningen der landstrømsjord er med, vil man kunne få elektrolytisk tæring. Nettopp derfor er lokalt jordplan også her i særklasse bra.

 

Så lokalt jorplan er Guds gave til alle som har SMPS ladere med felles jord. Har man det, er det å be om et helvete med landstrømsjord direkte koblet til laderen, men man er i himmelen med lokalt jordplan - for akkurat samme lader!

 

Fantastisk? Ja selvfølgelig