Основы электробезопасности при проектировании электронных устройств +163



Привет, Хабр!

После волны, поднятой моим предыдущим постом, довольно заметное число людей спрашивали меня (в фейсбуке, в личке и т.п.), на что, собственно, обращать внимание, чтобы вместо умной розетки на ардуино не получить очередной тазик-эвтаназик.


Тема это большая и сложная, но я постараюсь выделить основные моменты — не в последнюю очередь на основании ошибок, которые я видел во всевозможных реальных устройствах и проектах, в том числе публиковавшихся на Хабре. Я не буду долго и нудно перечислять ГОСТы, но перечислю совсем базовые вещи, которые необходимо понимать и соблюдать, чтобы не убить хотя бы себя (если вы планируете не убивать также и окружающих, то после завершения этой статьи не поленитесь пролистать и релевантные ГОСТы).

Итак, вы собрались делать устройство, которое как минимум одним своим концом включается в розетку.

Определите степень потенциальной опасности


Не все устройства одинаково опасны — более того, устройства с одним и тем назначением могут быть более или менее опасны в зависимости от модели их использования. К факторам, определяющим опасность, могут относиться:

  1. Лёгкость контакта человека с токопроводящими частями — например, возможен ли этот контакт в бытовых условиях или для его достижения надо предпринимать специальные действия (например, влезть в электрощиток)
  2. Квалификация людей, для которых устройство предназначено — это могут быть дети, взрослые непрофессионалы или взрослые професионалы. Понимания опасности поражения током можно ожидать только от последних, от вторых — максимум отсутствия целенаправленных действий по поломке устройства.
  3. Наличие постоянного электрического контакта с телом человека или возможность появления такого контакта, от которого человек не сможет избавиться — к первому относятся, например, все медицинские приборы с нательными электродами, ко второму — например, установки в сильно ограниченном пространстве, в котором человек, случайно схватившийся за электрод под напряжением, не сможет самостоятельно освободиться.
  4. Наличие вблизи других заземлённых устройств или, наоборот, устройств под напряжением — скажем, у электрощитка заземлён корпус, так что, держась одной рукой за его дверцу, а другой случайно взявшись за провод под напряжением, отправиться к праотцам особенно легко. С другой стороны, непрофессионалы не должны вообще лазить внутрь щитка, а остальных заземление его корпуса защищает от появления на нём опасного напряжения, например, при обрыве внутри щитка фазного провода и случайном касании этим проводом корпуса щитка изнутри.
  5. Факторы, значительно снижающие напряжение пробоя — в первую очередь это высокая влажность, особенно с конденсацией, во вторую — пониженное давление воздуха (для устройств, которые применяются на высотах более 2000-3000 м, начинают быстро расти требования к величинам защитных воздушных зазоров между токопроводящими частями).

Обратите внимание, что в совершенно обычных бытовых условиях можно получить комбинацию сразу нескольких факторов — например, известные случаи убийства людей заряжающимися смартфонами в ванной. Во-первых, очень высокая влажность с конденсацией — попадая внутрь зарядного устройства, влажный воздух сильно снижает электрическую прочность изоляции между первичными и вторичными цепями, в результате чего пробой 230 В на USB-разъём зарядки становится более чем вероятным (а в китайских поделиях так и вовсе практически гарантированным). Во-вторых, металлические ванны и трубы водоснабжения должны быть заземлены, чтобы гарантировать отсутствие на них — и особенно между ними — опасных для жизни потенциалов. В-третьих, человек, сидящий в ванне, имеет не просто очень хороший электрический контакт с ней, а контакт, от которого он ещё и не может быстро избавиться.

Вычтем любое из этих обстоятельств — и процесс зарядки любимого айфона становится снова вполне безопасным.

В целом, если ваше устройство относится хотя бы по каким-то признакам к зоне риска — лучше всего его не делать, ибо понимание, как правильно сделать устройство для таких условий, достаточно нетривиально и требует соответствующего опыта.

Что и от чего мы изолируем?


Этот вопрос кажется тривиальным, но большинство поделок заваливаются именно на нём.

Тривиальный ответ: мы изолируем цепи которых может коснуться пользователь (т.н. вторичные цепи), от цепей, которые включены в розетку (т.н. первичные цепи).

Чуть менее тривиален ответ на вопрос, от какого напряжения мы изолируемся. С одной стороны, в розетке у нас 230 В среднеквадратичного напряжения, итого 324 В амплитудного — ну, допустим, даже если в результате того же отгорания нуля мы получим 380 В среднеквадратичного, это будет «всего лишь» 536 В амплитудного.

Тем не менее, сделать изоляцию, выдерживающую 600-800 В, совершенно недостаточно.

Проблема заключается в том, что в сети редко, но метко могут случаться всплески существенно большей величины — более того, они могут быть синфазными (например, при близком ударе молнии), т.е. наведёнными одновременно в нулевом и фазном проводах. В этом случае напряжение «в розетке» существенно не изменится относительно нормальных 230 В, а вот напряжение между розеткой и какой-либо другой «землей» может кратковременно превысить эти 230 В в разы.

На кратковременность такого импульса полагаться не стоит — если он пробьёт изоляцию вашего устройства, по пути пробоя может потечь ток и при более низком напряжении. Варианты тут от просто физического разрушения изоляции до зажигания разряда — как в люминисцентной лампе, в которой тлеющий разряд запускается 800-вольтовым импульсом со стартёра, а дальше горит уже от обычных 230 В переменного тока неограниченное время.

По этой причине изоляцию между первичными и вторичными цепями бытовых устройств рассчитывают на напряжение 2,5 кВ.

Лирическое отступление: очень подробно про это можно почитать, например, в ГОСТ IEC 60950-1-2014 или ГОСТ IEC 60065-2013, на которые ссылается основополагающий документ — Технический регламент Таможенного союза (ТР ТС) 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования». В частности, оба документа указывают для сетей электропитания с действующим напряжением до 300 В возможное напряжение переходных процессов до 2500 В. По аналогичным документам живёт, в принципе, весь мир — под названиями ГОСТ, IEC или UL 60950.



Табличка из IEC 60950. В общем случае при расчётах, касающихся безопасности пользователя, стандарт рекомендует относить все питающие сети к категории II.

Важный момент: наличие изоляции не означает, что между первичной и вторичной цепями устройства не может протекать ток. В некоторых случаях избежать такого тока невозможно или неразумно — например, в импульсных источниках питания для снижения помех между первичкой и вторичкой стоит конденсатор небольшой ёмкости. В таком случае устройство должно быть спроектировано так, чтобы ток утечки между первичкой и вторичкой ни при каких обстоятельствах не превышал безопасный предел (3,5 мА для бытового стационарного оборудования, 0,25-0,75 мА для носимого оборудования; для медицинского оборудования свои нормы, они жёстче в 10-100 раз в зависимости от типа оборудования, тут можно посмотреть презентацию про различия в требованиях).

Итак, наши минимальные требования — изоляция прочностью 2,5 кВ между первичными и вторичными цепями с током утечки при нормальных условиях не более 3,5 мА.

Как мы это изолируем?


  1. Все компоненты, соединяющие первичные и вторичные цепи, должны быть рассчитаны на напряжение изоляции не менее 2,5 кВ. В импульсном источнике питания это, как правило, трансформатор, оптрон обратной связи и помехоподавляющий конденсатор.
  2. Никаких прямых соединений первичных и вторичных цепей быть не должно.
  3. Помехоподавляющие конденсаторы, соединяющие первичную и вторичную цепи, должны быть официально сертифицированы по классу не ниже Y2 (safety rated Y2 capacitors) — такие и только такие конденсаторы можно применять в цепях, где выход конденсатора из строя несёт опасность. Конденсаторы класса Y2 маркируются в действующем напряжении сети переменного тока, на которое они рассчитаны («250VAC»), при этом для них гарантируется устойчивость к одиночным импульсам напряжением до 5 кВ. Никакие другие конденсаторы, включая маркированные на 3 кВ и выше, но не имеющие класса безопасности, в подобных цепях использоваться не должны. Типовой пример — конденсаторы Murata серии DE2. Для reinforced insulation (см. ниже) должны применяться конденсаторы класса Y1, например, Murata DE1.
  4. При проектировании печатной платы зазоры между проводниками, деталями и корпусом устройства должны быть рассчитаны на пробивное напряжение не ниже 2,5 кВ.


С проектированием печатных плат начинается, разумеется, самое интересное. Дело в том, что «рассчитаны на напряжение не ниже» — это такая фраза ни о чём; в реальных условиях эксплуатации могут играть роль разные факторы, такие как длительность воздействия напряжения, состояние поверхности платы, влажность воздуха, наличие или отсутствие конденсации влаги… Чтобы с ними разобраться, в IEC 60950 введены различные способы классификации этих факторов, а прочность изоляции указывается не в вольтах, а в миллиметрах минимально необходимого зазора — с учётом вероятности пробоя данного зазора и последствий, к которым оно приведёт. В результате защита от одних и тех же 2,5 кВ случайного броска в питающей сети категории II будет выглядеть совершенно по-разному в зависимости от того, может отказ этой защиты вас убить или нет.

Во-первых, IEC 60950 вводит четыре класса изоляции в зависимости от её назначения и, соответственно, требуемой надёжности (точнее, вероятности отказа помножить на последствия этого отказа):

  1. Functional — необходимая для функционирования самого устройства, но не обеспечивающая защиты пользователя.
  2. Basic — обеспечивающая начальный уровень защиты пользователя, но недостаточно надёжная, чтобы обойтись без второго защитного барьера.
  3. Supplementary — второй защитный барьер. Имеет такую же прочность, как и Basic.
  4. Reinforced — изоляция повышенной прочности, которую можно применять без второго защитного барьера. Имеет вдвое большую прочность, чем Basic.

Далее про различные варианты реализации изоляции написано достаточно много (МЭКовские стандарты платные, но мы же понимаем, что в яндексе найдётся всё?), остановимся на требованиях к печатным платам в бытовых устройствах.

Для оценки диэлектрических способностей различных материалов IEC 60950 делит их на группы по параметру CTI (Comparative Tracking Index) — чем выше CTI, тем лучше изолирующие свойства материала:

  • Группа IIIb — 100 < CTI < 175
  • Группа IIIa — 175 < CTI < 400
  • Группа II — 400 < CTI < 600
  • Группа I — CTI > 600

Обычный стеклотекстолит FR4 имеет CTI = 175, то есть, относится к группе III, к границам между подгруппами IIIa и IIIb.

Кроме того, диэлектрические свойства материала, разряд в котором может произойти по его поверхности (случай печатной платы), зависят от уровня загрязнения этой поверхности, поэтому IEC 60950 вводит несколько обобщённых классов загрязнения (в стандарте более формализованные определения, ниже я привязываю их к условиям эксплуатации):

  • Уровень I — загрязнения, не ухудшающие электрическую прочность изоляции. Относится только к оборудованию в чистых комнатах или в герметичных корпусах, не допускающих попадание внутрь даже бытовых загрязнителей.
  • Уровень 2 — офисная или бытовая обстановка, возможные загрязнители обычно не проводят ток, но в единичных случаях при конденсации влаги могут стать проводящими.
  • Уровень 3 — промышленная обстановка, агрохозяйства, особеннно неотапливаемые помещения. Загрязнители могут проводить ток, как в случае образования конденсата, так и без него.
  • Уровень 4 — использование без защиты от внешней среды, регулярное воздействие воды или снега.

Отмечу, что нужный уровень защиты может быть реализован использованием адекватных внешних корпусов — например, устройство с уровнем 2 может эсплуатироваться на улице при использовании герметичного корпуса.

Наконец, в IEC 60950 используются два способа измерения расстояния, образующего изолирующий промежуток — clearance и creepage.



  • Clearance — кратчайшее расстояние между проводниками.
  • Creepage — расстояние между проводниками по поверхности печатной платы.

Для нашего случая для номинального напряжение в розетке 230 В ± 10 % необходимо ориентироваться на требования к изоляции в сетях до 300 В среднеквадратичного напряжения, до 420 В амплитудного и до 2500 В выброса при переходных процессах.

В зависимости от типа изоляции (функциональную не рассматриваем, т.к. говорим о безопасности пользователя) минимально необходимая дистанция по печатной плате составит:

  • Basic: 3,0 мм, если у устройства есть дополнительная изоляция
  • Reinforced: 6,0 мм, если у устройства нет дополнительной изоляции


Однако, если мы вернёмся к упомянутому выше Y-конденсатору, то без труда заметим, что максимальное расстояние между его ножками по даташиту — 7,5 мм.



Как нетрудно заметить, с учётом контактных площадок нам будет проблематично получить расстояние между проводниками 6,0 мм, если мы не начнём ножки растаскивать вручную.

К счастью, есть простой выход — как видно по картинке выше, creepage можно увеличить, сделав в текстолите вырез. Воздух имеет более высокую электрическую прочность, чем FR4 — для него пробивное напряжение приближается к 3 кВ/мм, а в целях обеспечения безопасности обычно принимается равным 1-1,5 кВ/мм. IEC 60950 требует для воздушного зазора для цепей до 300 В ширины 2,0 мм для базовой изоляции и 4,0 мм для усиленной (в случае, если производство имеет соответсвующую требованиям стандарта программу контроля качества, ширина может быть уменьшена до 1,5 мм и 3,0 мм, но сейчас это не наш случай).

То есть, мы можем обеспечить нужную изоляцию с помощью 4 мм воздуха или 6 мм печатной платы.

В силу сложности вопроса, стандарт не рассматривает комбинацию из воздуха и печатной платы, однако на практике именно такая комбинация в большинстве случаев и применяется — в плате между первичными и вторичными цепями делается вырез:



В данном случае, сделав вырез шириной 2 мм и длиной чуть больше ширины земляных полей, мы получили минимальный creepage равным 6,48 мм, что удовлетворяет требованию к reinforced insulation, а поперёк выреза, если считать «в лоб» — 3,7 мм текстолита и 2,0 мм воздуха, каждое из значений соответствует требованию одного слоя basic insulation, так что в сумме их также можно считать достаточными.

Вот с этим уже можно жить.

Отмечу, что правильное проектирование платы не освобождает от проблем с расположением компонентов: между любыми токопроводящими частями первички и вторички должны быть минимум те же 2 мм воздуха, а в случае незаземлённого корпуса между ним и первичкой для reinforced insulation стандарт требует 10 мм воздуха.

P.S. Справедливости ради, добавлю, что для reinforced insulation предназначены конденсаторы класса Y1, у которых обычно расстояние между ножками 10 мм. Впрочем, это не отменяет необходимости в прорезях в текстолите там, где не удаётся выдерживать зазор не менее 6 мм по разным причинам — из-за плотного монтажа, других компонентов с недостаточным зазором между выводами и т.п. Кроме того, даже если вы используете Y2-конденсаторы и гарантируете только базовую изоляцию, заложить все остальные компоненты, включая дизайн PCB, с запасом в вопросах безопасности лишним точно не будет.

Помимо этого, у прорезей в печатной плате есть ещё несколько положительных сторон — так, на их поверхности не скапливается грязь в силу отсутствия этой поверхности, да и с гигроскопичностью у них всё хорошо. Тем не менее, наличие прорезей само по себе ещё ничего не говорит о безопасности дизайна, равно как и их отсутствие — о его небезопасности.

Классические ошибки


Очевидная фатальная ошибка — это, само собой, полное игнорирование требований безопасности и выдерживание зазоров между первичными и вторичными цепями масштаба 0,5-1 мм, по принципу «при первом включении никого не убило — значит, всё в порядке». Вот, например, типичное любительское немецкое документальное кино, в котором выфрезерованы красивые прорези функциональной изоляции между проводниками сетевого питания, но при этом миллиметровый зазор между входом 230 В и землёй вторички, на которой сидит свободно доступный пользователю разъём USB — включать эту конструкцию в 230 В попросту опасно для жизни.

Помимо гарантированно фатальных, регулярно случаются ошибки потенциально фатальные.

Во-первых, неопытные разработчики интуитивно воспринимают как высокое напряжение между двумя проводами сети 230 В, но не между первичкой и вторичкой — и закладывают прорези именно между ними. Это бывает не лишено смысла, если дорожки сети идут на плате близко друг к другу, и это будет относиться к обеспечению функциональной изоляции, но не имеет прямого отношения к безопасности — в конце концов, в штатной схемотехнике между этими проводами у вас должен быть варистор на напряжение срабатывания порядка 430 В, так что сильно больше там не будет. Более того, если к вам прилетит высоковольтный синфазный импульс, то как раз между проводами сети ничего особенно интересного не случится.

А вот между первичкой и вторичкой — ещё как случится.

Во-вторых, прорезь в плате неопытными разработчиками воспринимается как то ли нечто декоративное, то ли как серебряная пуля и лекарство от всех болезней сразу. Например, тот самый Битроникс Лаб выложил картинки своей USB-развязки, которую они обещают бесплатно выдать всем покупателям опасного набора, и похвастался, что она сделана с запасом — на напряжение 5 кВ:



Для простоты расчётов я быстро набросаю её в DipTrace, благо наименования компонентов известны, а размеры щелей нетрудно вычислить из картинки — ширина 2 мм, длина не выходит за пределы ширины компонентов. Мы не знаем, как плата залита землёй, но будем предполагать, что полигоны не выходят за границы ножек компонентов.



Итого: ADuM4160 — clearance 5,4 мм по текстолиту + 2 мм воздуха, creepage 2,73*2 + 2 = 7,46 мм; AM2D — clearance 4,12 мм по текстолиту + 2 мм воздуха, creepage 6,75 мм. Значения приблизительные, так как форма площадок может отличаться, но ±0,1 мм нас тут явно не волнуют.

Нетрудно заметить, что реальные параметры лишь едва-едва превосходят требования IEC 60950 для сети 300 В с выбросами до 2500 В для случая reinforced insulation — а так как в случае Битроникс Лаб мы говорим по сути о медицинском оборудовании с прямым контактом с телом человека, крайне желательно проектировать его под максимально возможный уровень защиты.

Реальная гарантированная прочность изоляции всей конструкции будет не выше 3 кВ. Заявления о 5 кВ с этой платой неуместны ни под каким соусом — она не рассчитана на такой уровень защиты. В данном случае можно было, даже не увеличивая габариты печатной платы, придвинуть изолятор и DC/DC ближе друг к другу и сделать под ними единую прорезь, сверху и снизу выходящую за пределы корпусов компонентов хотя бы на миллиметр.

Замечу, что при высоких напряжениях — от 5 кВ и выше — начинает играть роль также форма проводников: напряжённость поля и, соответственно, вероятность пробоя выше на заострённых частях.

Как проверить имеющееся устройство?


Хотя лабораторные испытания по ГОСТовским методикам для большинства любителей неподъёмны, для маленьких компаний неприятны своей стоимостью и длительностью, в продаже есть приборы, которые позволяют грубо оценить безопасность устройств — это высоковольтные измерители сопротивления изоляции.

По сути, это гигаомметры (с верхним пределом 10-20 ГОм), при измерении подающие на щупы высокое напряжение — 1000 В для дешёвых моделей и 2500 В для тех, что подороже.

Если вы занимаетесь разработкой втыкаемых в розетку устройств или интересуетесь безопасностью китайских изделий — очень рекомендую приобрести, как минимум, что-нибудь вроде UT-502A (в Чип-и-дипе он тоже есть, но дорого).

Если ваше устройство выдержало 10 секунд под подаваемым им напряжением 2500 В — значит, всё не полностью безнадёжно. Такие испытания не является основанием считать устройство соответствующим стандартам — как нетрудно заметить, в общем случае даже слой функциональной изоляции уже обязан выдерживать подобные напряжения, хотя при этом вероятность его пробоя считается слишком высокой, чтобы использовать его для защиты пользователя.

Более показательным было бы тестирование оборудования импульсом с напряжением 5 кВ, но, увы, такие приборы стоят уже других денег.

С другой стороны, если даже на 2,5 кВ ваше устройство показало что-то, отличное от верхнего предела гигаомметра, вы теперь знаете, что с ним надо сделать.

Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта



Комментарии (222):

  1. Goron_Dekar
    /#19325090

    конденсаторы Y2 полезны не по тому, что держат до 5кВ, а птотму, что при выходе из строя гарантированно превращаются в разрыв цепи, а не в проводящий элемент.

    • olartamonov
      /#19325134 / +1

      Это не так, и конденсаторы с разным диэлектриком ведут себя при пробое по-разному (керамика не восстанавливается, бумажные восстанавливаются полностью, полипропиленовые восстанавливаются с утратой характеристик).

      Основные требования к safety rated — это высокое пробивное напряжение (5 кВ для Y2 и 8 кВ для Y1) и отсутствие склонности к горению, в т.ч. к самовозгоранию (это критично для X-конденсаторов, пробой которых может вызвать пожар).

      • Temtaime
        /#19326898

        А как их найти в том же дип и чипе? Есть конденсаторы с маркировкой Y2, но напряжение на них написано 400 В.
        Почему нельзя ставить обычный конденсатор, рассчитанный на работу в 5 кВ? Из-за склонности к пожару?

        • olartamonov
          /#19327110

          1) В каталогах производителей и крупных каталогах типа Digikey
          2) В Чип-и-дипе это «Конденсаторы подавления ЭМП»
          3) Чем не устраивает 400 В, кроме габаритов?
          4) Потому что обычные конденсаторы не сертифицируются на «цену отказа», у них пробой с точки зрения производителя — это «ну, бывает один раз на десять тысяч, что поделаешь»

          • Alexeyslav
            /#19327854

            Бывает, особенно у стартовых(пусковых?) конденсаторов, что пробой это их шатное поведение — ну, подумаешь часть обкладки выгорит только чуть-чуть емкость изменится и дальше будет работать.

            • katzen
              /#19328024

              О таком поведении — частичное оплавление обкладок в месте пробоя — можно говорить только для металлобумажных конденсаторов. Их нельзя использовать как стартовые или пусковые, в отличие от бумажных — не рассчитаны на постоянную термонагрузку из-за недостаточной толщины обкладок. А вот у бумажных конденсаторов обкладки толще, и они не испаряются при локальном пробое и КЗ.

              • cyberly
                /#19328088

                Их нельзя использовать как стартовые или пусковые

                А завод, который их производит, считает, что можно.

                • katzen
                  /#19334666

                  mea culpa. Приношу извинения, сказанное мной по поводу восстановления обкладок относится к серии МБМ.

          • Temtaime
            /#19330372

            Разве конденсатор, который ставится между первичкой и вторичкой для подавления паразитной ёмкости обмоток — конденсатор подавления ЭМП?
            Во всех БП, которые я разбирал — на нём написано 2.2 кВ.

            • olartamonov
              /#19330390

              Вообще да, он подавления ЭМП. И он обязан быть класса Y2 или Y1.

        • Alexeyslav
          /#19327842

          Если конденсатор рассчитан на напряжение 5кВ это не означает что он сможет выдержать эти 5кВ на напряжении отличного от постоянного. Вообще очень интересно почитать про плёночные конденсаторы, их даташиты и весьма интересный график зависимости допустимого напряжения от частоты тока. И обычно берёшь конденсатор на 630В, смотришь в даташит а на 50гц он едва 200В держит. Его даже в розетку не сунешь.
          Вон в электронные балласты ЛДС ставят конденсатор на 1200В и даже его периодически пробивает, хотя там при работе лампы напряжение порядка 150В но частоты до 200кГц.
          На самом деле, ваш конденсатор Y2 на 400В это обычный(по прочности изоляции, но не по конструкции) конденсатор на 5000В или около того. Это связано с физическими свойствами применяемого материала для изоляции(лавсан?).

          • Temtaime
            /#19329696

            Нет, в ЭПРА ставят такие конденсаторы в резонансную цепь из-за разряда в момент поджига лампы — он достигает 600 В. Напряжение когда она уже загорелась падает до 110 В.
            Также частоты там — не более 40 кГц обычно.

          • engine9
            /#19331614

            Получается, мы в школе рисковали, заряжая от розетки большие конденсаторы (точно не помню на какое напряжение они были рассчитаны, но вроде никто не пострадал) на и разряжая их на какие-нибудь железки.

            • JerleShannara
              /#19331624

              В школы мы и бомбочки делали, и дюбель-патроны в костёр кидали, и с китайскими петардами занимались всякой фигнёй. Я даже отличился отправив в костёр «дихлофосник» от походной плитки. Адреналин однако.

            • Alexeyslav
              /#19331886

              Те конденсаторы, с высокой вероятностью были сняты с ламп дневного света и прямо рассчитаны на работу от сети. Так что никакого повышенного риска взрыва не было.

  2. RAF
    /#19325110 / +6

    Очень классно, что ты не остановился на голой критике, а объяснил что и как именно нужно
    делать.

  3. SergeyMax
    /#19325386 / +1

    Скажите, можно ли снизить требования к расстоянию между проводниками, если покрыть плату лаком?

    • olartamonov
      /#19325448 / +1

      Да.

      IEC 60950:


      Предполагается, естественно, что это не абы какой лак, а conformal coating по IPC-CC-830, и там, соответственно, классификация материалов, методы нанесения и контроля и т.п.

    • katzen
      /#19325510

      Даже если между проводниками нет прорезей, возможность пробоя по поверхности несущего диэлектрика — стеклотекстолита, например, хоть и покрытого защитным слоем (лак, компаунд и т.д.) — никуда не девается. Зато уменьшается возможность отложения загрязнений и последующего уменьшения напряжения пробоя промежутка между проводниками.

      • olartamonov
        /#19325528 / +1

        Не-не. Под качественным покрытием пробоя по поверхности диэлектрика не будет, потому что это больше не поверхность диэлектрика, а граница двух диэлектриков.

        То есть ситуация ближе к пробою, например, через толщу FR4 между разными слоями.

  4. Neuromantix
    /#19325414 / -1

    Все это очень легко запоминается при изготовлении плат для высоковольтных устройств (ВВ БП, делителей ФЭУ, ВВ измерителей). Скорость запоминания прямо пропорциональна цене сгоревших от пробоя деталей и количеству выброшенных прототипов.

    • olartamonov
      /#19325460 / +1

      Далеко не каждый автор умной розетки пройдёт через этот этап.

      • Alexeyslav
        /#19327902

        И не только умной розетки. У меня в опыте выжженая материнка компа который во время грозы стоял отключеным физически от сети, но к COM-порту просто были подключены проводки длинной 30см. Непосредственно разрушение микросхемы преобразователя уровней произошло в момент включения на следующее утро, материнка проработала ещё 4 секунды и всё.
        Вольтметр в гараже, к которому было подключено метров 5 провода — микросхема вообще на части разлетелась. Причем защита по питанию стабилитроном, ещё один стабилитрон на измерительной цепи… стабилитроны конечно в замыкании но похоже что НЕ УСПЕЛИ. Всего лишь гроза рядом.

  5. Stas911
    /#19325440

    А почему уменьшается сопротивление при понижении атмосферного давления? Воздух лучший диэлектрик по сравнению с вакуумом?

    • olartamonov
      /#19325454 / +2

      Длина свободного пробега увеличивается с падением давления — соответственно, напряжение пробоя снижается.

      image

      По горизонтали произведение давления на межэлектродное расстояние, по вертикали пробивное напряжение.

      • caponid
        /#19325600 / +1

        Длина свободного пробега увеличивается с падением давления
        меньше давление — меньше молекул газа в воздухе,
        меньше помех — больше пробег электрона,
        больше пробег — при меньшем напряжении достигаем нужной энергии для ионизации
        соответственно, напряжение пробоя снижается.

        а когда молекул газа в воздухе станет слишком мало… то вероятность столкновения уменьшается, и напряжение пробоя растет… так что вакуум все таки изолятор), вопрос только в его чистоте.

        • artskep
          /#19325648

          Дык, на графике это и нарисовано. Вопрос только насколько реально в бытовом/любительском устройстве значение давления ниже 0.01 мм рт. ст.
          Если это, конечно, не любитель, восстанавливающий в гараже электронный микроскоп. :-)

          • caponid
            /#19325730

            Что бы понять, что на графике нарисовано — надо «быть в теме» и понимать физику лавинного пробоя… выше краткая выдержка страницы учебника из электротехники — следующей страницей был электрогаз — тоже интересная тема)))

          • olartamonov
            /#19326050

            Не 0,01 мм.рт.ст, а 0,01 мм.рт.ст*м. То есть, например, при 1 мм.рт.ст. и 10 мм между электродами пробой будет при напряжении в районе 400 В.

            • artskep
              /#19331314

              Я отвечал на:

              а когда молекул газа в воздухе станет слишком мало… то вероятность столкновения уменьшается, и напряжение пробоя растет… так что вакуум все таки изолятор), вопрос только в его чистоте.

              Т.е. говорил о том, что график бесспорно показывает увеличение утечки при понижении давления до где-то 0.01 мм. рт. ст.
              Расстояние влияет на утечку всегда, будь это хоть воздух при атмосферном давлении, хоть другой твердый/жидкий/газообразный изолятор. Мы говорим только о «качестве» материала изолятора.

              Ну, а дальше по шкале давления вакуум может, безусловно быть зашибись изолятором (тут, конечно, отдельная история начинается, но это совсем другая тема).

              Или я что-то не так понял?

              • eteh
                /#19336360

                Понято правильно — ремарка была что показано удельное сопротивление пробою на растоянии между электродами в 1 метр.

      • Stas911
        /#19325734

        Спасибо — интуитивно неочевидное поведение, буду знать!

        • klirichek
          /#19327016

          Да на самом деле достаточно интуитивно очевидное.
          Все лампы тлеющего разряда (включая классические лампы дневного света) работают на разряде при пониженном давлении. И если лампа метровой длины вполне себе светится от банальных 220/230, то, очевидно, промежуток между проводами в пару миллиметров тоже можно достаточно легко зажечь, понизив давление.
          Ну и к слову о высоком вакууме — недаром такие лампы называют ещё "ионные". Т.е. если откачать "вообще всё", то ионов уже не будет.

  6. Serge78rus
    /#19325502 / +3

    скажем, у электрощитка заземлён корпус
    Данную фразу лучше бы переформулировать в «должен быть заземлен», тк полагаться на это, особенно в домах советской постройки, не стоит.

  7. alsmit
    /#19325506 / -1

    В данном случае можно было, даже не увеличивая габариты печатной платы, придвинуть изолятор и DC/DC ближе друг к другу и сделать под ними единую прорезь, сверху и снизу выходящую за пределы корпусов компонентов хотя бы на миллиметр.


    А плата в таком случае будет представлять собой два отдельных модуля, соединенные соплями по 2 мм текстолита по краям. Это точно не развалится в руках?

    • olartamonov
      /#19325514 / +2

      Банальная STM32 Nucleo:

      image

      Текстолит 1,5 мм, три перемычки по 3 мм шириной, разламывание на два куска требует довольно значительных усилий.

      • alsmit
        /#19325808

        image
        Этот проект вообще рассчитан на детей и навесной монтаж. На этой маленькой платке после ваших улучшений останется всего две перемычки в сумме шириной 4 мм против 9 мм на Nucleo. Усилие для разламывания обеспечит подключение usb кабелей с двух сторон. А действия человека (очень уверенного ребенка) обеспечат дополнительное усилие. Разница между двумя и тремя перемычками на самом деле большая. С двумя перемычками части платы будут скручиваться относительно друг друга. От этого пострадает пайка верхнего смд чипа и будет пропадать контакт.
        Я не против безопасности, просто для прочности при таком уровне изоляции нужно увеличить ширину платы раза в полтора или обеспечить жесткое крепление.

        • VT100
          /#19325896

          Ну пусть битроникс и думает. Головой, а не кошельком.

  8. GAttuso
    /#19325546 / +1

    Статья просто архиполезная. Спасибо.

  9. Nick_Shl
    /#19325820 / +1

    Абзац про WiFi розетку напомнил как китайцы делают модули реле для популярного чипа ESP8266. Просто не могу не поделиться этими "шедеврами":
    image
    image
    image
    А учитывая, что китайцы всегда рассчитывают на массовость… интересно, сколько таких реле коммутирует различные "WiFi розетки".

    • VT100
      /#19325928 / +1

      Они даже "беспроводной ESD-браслет" умеют делать. Чё-уж мелочиться!

      • olartamonov
        /#19326068 / +2

        А если к нему магнитиков добавить, то он ещё и все болезни лечить будет!

        • JerleShannara
          /#19326328

          У него есть фатальный недостаток — он не циркониевый.

      • Alexeyslav
        /#19327982

        Вообще такие штуки работают, но не так как обычно сразу приходит в голову. Этот браслет, по всей видимости всеголишь даёт возможность РАЗРЯДИТСЯ самостоятельно на заземление без искры и неприятного разряда.

        • Ezhyg
          /#19330770

          Там стоит аж 10-мегаомное сопротивление… а вот хрен там, не стоит :(. Отсюда вывод — искра будет, болевого ощущения от разряда не будет.

          • Ezhyg
            /#19332176

            Поправка… всё же заявлено «Current limiting resistor IMOhm .5%» То есть мегаомный резюк там где-то всё же прячется.

    • JerleShannara
      /#19326152 / +1

      Да вы в чипдип зайдите, там ихнего ёпенхвардвара с ещё меньшими зазорами GND-NC/NO хватает.

      • olartamonov
        /#19326162 / +2
        • olartamonov
          /#19326186

          Может быть, у них есть план и они его придерживаются?

          www.chipdip.ru/product0/9000442597

          Ну то есть вот на этой же плате они же специально реле на 180° развернули, контактами обмотки к силовому клеммнику платы, чтобы стало плохо.

          • JerleShannara
            /#19326336 / +5

            Тут похоже была какая-то тактика и они её придерживаются, например убить всех ардуинщиков-патриотов.

          • Q2W
            /#19327204

            А есть какой-то проверенный поставщик модулей для ардуинщиков, который гарантированно таких косяков не порит?

            Или если ардуинщик не шарит в электробезопасности, то вообще стоит ограничиться только низковольтными устройствами?

            • olartamonov
              /#19327232

              Je ne suis ардуинщик.

              Waveshare может быть какой-нибудь, Olimex ещё. Амперка пристойно выглядит. Но, повторюсь, не изучал их.

              Ну и надо понимать, что в формате ардуины любое обращение с 230 В небезопасно, поэтому, например, я принципиально против модулей типа amperka.ru/collection/boards/product/arduino-ac-dc-shield

              • AllexIn
                /#19327426

                в формате ардуины любое обращение с 230 В небезопасно

                Почему?
                *в легкой панике*
                Развожу платы с ардуинкой в качестве контроллера, для управления 220… С прорезями, большими расстояними и вот это всё… А оказывается, что ардуиной в принципе нельзя управлять высоким напряжением…

                • olartamonov
                  /#19327466 / +2

                  Потому что у 10 покупателей из 10 покупателей этот набор будет лежать на столе, с торчащими во все стороны контактами и без какой-либо развязки от сети.

                  В таких конструкторах всё, что связано с 230 В, должно быть корпусировано и изолировано.

                  • areht
                    /#19331840

                    а чем развязаться от сети на столе?

                    Я как-то пытался трансформатор найти, но там ценники какие-то пятизначные… Это же трансформатор, он 100 рублей стоить должен вроде.

                    • JerleShannara
                      /#19331884

                      Возьмите б/у ОСМ, там на любой вкус есть пригодные для развязки. Или два одинаковых почти любых, подходящих по мощности, а у них уже вторичные обмотки соединить.

                      • areht
                        /#19332020

                        > Или два одинаковых почти любых, подходящих по мощности

                        Это мысль… 100мА многовато для настольного, надо 30 поискать?

                        > Возьмите б/у ОСМ

                        А где нынче таким торгуют?

                        • JerleShannara
                          /#19332042

                          Торгуют и новыми, а Б/У смотреть на всяких митинских радиорынках, только оное надо сначала проверять, а то бывают залитые всяким говном трансы.

        • JerleShannara
          /#19326326

          Ага, а я за этот кусок говна ещё сдуру и денег заплатил, благо месяца через два надо будет наверное щёлкать +12в, хоть куда-то эта какшка подойдет.

          • olartamonov
            /#19326340

            Вообще, это потрясающе, а также полный пушной зверёк.

            Я могу понять, если бы они где-то углы срезали, ну там на изоляцию 2-3 мм заложили вместо 5-6. Но здесь у меня полное ощущение, что люди вообще источников тока страшнее пальчиковой батарейки в руках в жизни не держали — и не очень представляют, что такие бывают.

            • NordicEnergy
              /#19326366 / +1

              Не удивляйтесь, просто начните считать, что 98% инженеров и иликтронщиков банальные дебилы, тогда все встанет на свои места: и зазоры 0.15 мм при сетевом напряжение, и отсутствие гальванической развязки и прочие страшные вещи.

              P.S. Статья отличная! Пару раз собирался что-то похожее написать, но время… как же его мало)

            • JerleShannara
              /#19326516

              Самое главное, чего я тут вообще не могу понять — нафига тут земляной полигон вообще нужен был?

              • NordicEnergy
                /#19326996

                Потому, что создатель сего шедевра видел, что «другие так делают». Только другие так сделали, например, на отладке STM32-Discovery, где больше 5В нет, но это мелочи на которые настоящие гуру даже не пытаются обратить внимание.

                • olartamonov
                  /#19330844

                  Ну, собственно, вот их инженегр собственной персоной:



                  В голове у инженера кафка. Грефневая.

                  • hhba
                    /#19331540

                    Ну вы жалейте людей все-таки, намекнули бы хоть про пробой по поверхности, чтобы он знал, что искать. :)

                    • olartamonov
                      /#19331752

                      У него работодатель есть, пусть он намекает.

                      С разработчиками, которые допускают ляпы такого масштаба, ставящие под угрозу здоровье и жизнь других людей, нежно обращаться уже поздно.

                      • hhba
                        /#19331850 / +1

                        Вот тут вынужден не согласиться. Это как с уличным хулиганом — его недостаточно просто прогнать пинками, нужно его так покалечить, чтобы он после вас не выместил злобу на первом попавшемся первокласснике. Вот уволят этого товарища (полагаю на этом вы намекаете) и он пойдет… разрабатывать новые такие же платы! Надо это как-то пресечь — например через популяризацию знаний и ответственности.

                  • JerleShannara
                    /#19331558

                    [CENSORED] да блин студент, который хоть половину курса по конструированию РЭА прослушал с похмелья, а вторую пробухал и то лучше всё сделает.

                • JerleShannara
                  /#19331610

                  Точняк, пойду разведу по этой методике генератор маркса, всегда хотел иметь ласвегас на рабочем столе.

              • hhba
                /#19331602

                Оооо, сие тайна есть великая. Кажется на половине плат, где он есть, он не нужен вообще, а споры с теми, кто считает его необходимым — отдельный вид спорта, где вместо мельдония то самое «все так делают». Лучшие умы кивают на термомеханические свойства, но как правило не могут пояснить, как к их плате сие вообще относится. А заливают порой до зазора в 0.15 на платах уровня «расширитель i2c и два светодиода», главное чтобы однородность структуры не пострадала!!!!111разраз

                Но это все так, уровень Олимпиады. А в реально серьезном спорте упомянутые гуру делают вот что — на залитой полигонами по полной программе плате делают трассировку мощных мелких DC/DC по принципу рекомендации в даташите писали дураки. И дальше песня — полигонов тьма, а источники шумят. Если Тайгер Вудс от трассировки еще и обратную связь по напряжению заведет как-нибудь так через Казань (полигоны же повсюду, вопрос шума снят кардинально!), то остается только… Перестать вообще этим заниматься. Сначала перестать самому заниматься трассировкой, а потом вообще полностью свинтить в область микропрограммирования, и пусть они там свои платы делают, как хотят.

                • JerleShannara
                  /#19331618

                  Ага, и разгребать глюки и завесы нормального кода, либо иметь уход МК в перезагрузку по питанию =)

            • AllexIn
              /#19327162

              Берут «обезьяну», обучают работе с kiCad и отправляют в бой.
              Казалось бы, я вот такая же обезьяна, но есть разница.
              Я вижу статью про «основы электробезопасности» и лезу её читать, чтобы понять.
              А обезьяна котора яразводит за деньги — уходит вечером домой и у неё нет ни времени ни желания что-то еще читать.

            • freezl
              /#19328484

              люди вообще источников тока страшнее пальчиковой батарейки в руках в жизни не держали

              Забавно фраза звучит )))
              За статью спасибо!

            • Fedorchik
              /#19328644

              У меня на предыдущем месте работы один раз развели мою плату с ~0,5мм зазором на сетевом напряжении. А я это недосмотрел (в отпуск ушел).
              Пришлось идти объяснять что они неправы, а в уже заказанных платах срезать скальпелем полигоны.

        • klirichek
          /#19327018

          А чего такого?
          Прямо же написано — "электронные войска".
          Это типовая граната. Против "диванных войск".

          • JerleShannara
            /#19331564

            Это тогда уж «Внутренние электронно-диверсионные войска»

            • olartamonov
              /#19331756

              Да обычный стройбат, которому кто-то сдуру оружие в руки дал.

    • Serge3leo
      /#19327470

      Почему нет? Применять надо правильно. Только внутри изолированного корпуса без возможности контакта к непрофессиональным ребёнком.

  10. Stepan555
    /#19326060 / +1

    Раз уж речь зашла об элекробезопасности, то упомянутый вами тазик-эвтаназик является электробезопасным. По тому, что ток пойдёт через массу воды, а через ноги и тело совсем немного. Да и напряжение в аккумуляторе не то, чтобы причинить ущерб.

    • aik
      /#19326292

      Ну как бы не напряжение убивает.

      • dimonalek
        /#19327212

        youtu.be/XDf2nhfxVzg
        Мехди с Вами не согласен.

        • aik
          /#19327378

          Баба Яга тоже была против.

          • dimonalek
            /#19327606

            Поясните? Батарея 12 вольт (автомобильная например), при запуске двигателя выдает пик около 500-600 ампер, но при замыкании контактов влажными руками никакого эффекта нет. Но те же батареи соединенные последовательно уже начинают кусаться. Так почему же не напряжение убивает а ток?

            • aik
              /#19327734

              Значит сопротивление достаточно большое у вас, даже с влажными руками.

            • Alexeyslav
              /#19328038

              А теперь батарею 12В и на язык попробовать. Слабо? а подключить электроды к языку по пару кв.см. и пополоскать рот солёной водичкой перед этим?
              Конечно напряжение нужно, чтобы ток пошел… но всё зависит от сопротивления, а оно у человеческой кожи очень переменчиво! от сотни Ом(а если постараться то и меньше), до бесконечности(при определённых заболеваниях кожи) так что спокойно в руках держать провода с 220В.

              • dimonalek
                /#19328074

                Очевидно. Но для летальности ток должен поразить мозг или сердце (либо другие внутренние органы), а 2 электрода на язык-пострадает только язык. Так вот если двумя руками взяться за 2 провода под низким напряжением, то летального исхода не будет (в большинстве случаев). Поэтому и таблички гласят «Опасно! Высокое напряжение(!)».

                • Peacemaker
                  /#19328110

                  а 2 электрода на язык-пострадает только язык.

                  Язык — мышца, и от подобного обращения его может скрутить и перекрыть тем самым дыхательные пути.

                  • katzen
                    /#19328354

                    … или случайно прижать электроды к нёбу.

                • rogoz
                  /#19328268

                  Ну, есть источники с ограниченным током, типа 1000 В, но максимальный ток 1 мА. Они не убьют. Всё-таки ток убивает, напряжение — это один из показателей «ты (не)получишь смертельный ток», но не единственный.

                  • Alexeyslav
                    /#19329062

                    В момент прохождения тока напряжение сильно просядет. Этот источник тока надо рассматривать как макс.напряжение 1000В ИЛИ макс.ток 1мА, в частном случае при сопротивлении нагрузки в 1МОМ будет ровно 1000В и ровно 1мА у такого источника, но что будет если подключить к нему резистор в 10МОМ? а 100кОм? в первом случае ток будет 0.1мА, во втором напряжение не выше 100В. А при 1кОм — и вовсе не выше 1В.

            • Peacemaker
              /#19328090

              при замыкании контактов влажными руками никакого эффекта нет. Но те же батареи соединенные последовательно уже начинают кусаться.
              Потому что при увеличении напряжения при том же сопротивлении пропорционально увеличивается и ток, и Ваш организм начинает его ощущать. Важна не разность потенциалов (напряжение), а именно количество электрических зарядов в единицу времени, проходящее по тушке и ломающие её жизнедеятельность.

              • rozoviy_floyd
                /#19328592

                Вот, кстати, только и хотел добавить мысль, что убивает не напряжение, и даже (позвольте) не ток, а время. Убивает время (всегда). Урон наносит количество энергии, которое входит в тело. В принципе, эту величину можно охарактеризовать током, но нужно учитывать время воздействия этого самого тока.

            • katzen
              /#19328120

              Вы поработайте, вспотейте (электролит на коже), устаньте (пониженное сопротивление), пару царапин на руках получите или пошлифуйте что-то, чтобы эпидермис был потоньше, а потом уже за контакты беритесь… То есть исключительно за проверенный омметр, и сами увидите, какое сопротивление у бренного тела.

              • dimonalek
                /#19328136

                Естественно, еще можно намылиться в душе а потом хвататься за оголенные провода. С таким же успехом можно говорить что низкое сопротивление кожи убивает.

                • cyberly
                  /#19328204

                  Ну так, максимальное безопасное напряжение считается для худшего случая (ЕМНИП, сопротивление тела берется 1кОм, хотя омметр в сухих руках показывает мегаомы). А вспотевшими руками 12 вольт, кстати, иногда чувствуются. Или если одной проволочкой от многожильного провода случайно уколоться.

                • katzen
                  /#19330136

                  Не надо утрировать. Я вам описал вполне рабочую последовательность — работа, пот, соль, электролит, электроудар.

              • Alexeyslav
                /#19328246

                Надо ещё попасть на БАТ, у которых сопротивление и в нормальном состоянии порядка килоома… если интересно — классические БАТ находятся в районе подушечек пальцев. Но их ещё много по всему организму.

              • Wesha
                /#19331012

                и сами увидите, какое сопротивление у бренного тела.

                Байка про чувака, который решил измерить сопротивление собственной крови омметром, проколов кожу его щупами, и окочурился, тут уже пробегала?

                • katzen
                  /#19334738

                  Не встречал такой байки. Мне всё же кажется, что средний/обычный омметр не сможет развить ток такой силы. Разве что необычный?..

                  • JerleShannara
                    /#19335356

                    А вот мегаомметр легко и без прокола кожи может убить

                  • Wesha
                    /#19335832

                    Хохма была в проколе кожи щупами и прямом контакте щупов с кровью (в чём и состояла гениальная идея кандидата на премию Дарвина). Немалое сопротивление кожи было исключено из уравнения, и 9 вольт от батарейки омметра пошло через подсоленную жидкость прямиком через сердце.

                    Собственно говоря, нашёл. Товарисча подали на премию Дарвина в 1999 году.

            • McD
              /#19328492

              Вы запросто можете собрать статикой на теле пару киловольт потенциала, разрядить его в ближайшую отопительную батарею и не умереть. Комментаторы выше подразумевают, что убивает ток, текущий через ваше тело, а не напряжение, приложенное к вашему телу. При прикладывании даже влажных рук к аккумулятору ток через ваше тело будет всё ещё недостаточен, чтобы причинить вред ( Закон Ома, в данном случае Вы — резистор ). Если приложить большее напряжение — через ваше тело потечёт больший ток, который уже может причинить вред.

            • Gromazeka13
              /#19329322

              потому что опасность представляет как раз ток, проходящий через тело человека и путь этого тока, все УЗО срабатывают при токе утечки 25 мА, (при заявленных 30мА). Это безопасный ток для человека

              • olartamonov
                /#19329490

                Это безопасный ток для человека


                Точно в этом уверены?

                • Gromazeka13
                  /#19329836

                  смотрим МЭК 479-94
                  обсуждалось тут усиленно
                  зона 3 — ощутимые, но не вызывающие опасность фибрилляции сердца;

                  • olartamonov
                    /#19329942

                    А если ту же зону 3, но, например, на электроды при снятии ЭКГ, всё ещё безопасно?

                  • Serge3leo
                    /#19331420

                    В том же МЭК (только современный его номер МЭК 60479) есть раздел про токи отпускания (let-go). Да, при токе 25 мА среднего крепкого здорового мужчину, скорее всего, сразу не убьёт, но скорее всего он не сможет разжать руку и т.п. Таким образом смерть может наступить в результате длительного воздействия тока, и такое бывало. Такой ток не следует называть безопасным, лучше как в МЭК написано: вероятность фибриляции меньше 5%.

                    Уставка 30 мА это определённый (европейский) компромис между безопасностью и стоимостью развёртывания и эксплуатации сетей. Скажем, в США стандартно используется уставка 6 мА, да и у нас в СНиП (СП 256.1325800.2016) рекомендуется, не обязательно, но по возможности, для ванной комнаты применять 10 мА.

                    P.S. ВДТ (УЗО) типа AC с уставкой 30 мА при сертификационных испытаниях должно срабатывать в диапазоне токов 15...30 мА за 0.03 с. Многие производители приводят графики ток-время со средним временем срабатываниия при 20 мА за 1 с. Но надо понимать, это запроектированное среднее для нового ВДТ в неких идеальных условиях, а уже в условиях сертификационных испытаний (старение, напряжение, коэффициент мощности, фазовый угол начала и т.п.) будет существенный коридор. Собственно, испытания и направлены на то, что бы ВДТ в реальной эксплуатации не выскакивали за допуски определённые в стандарте.

                    • olartamonov
                      /#19331534

                      Я добавлю ещё две вещи:

                      1) разные люди в разной степени чувствительны к протекающему через них току

                      2) воздействие тока очень сильно зависит от пути протекания через тело, тот же IEC 60479 приводит отличающиеся в 2,5 раза значения для поражающего тока для путей рука-нога и рука-рука

                      Так что все эти установленные значения — это пересечение многих параметров, каждый из которых определён в стиле «ну, в 95 % случаев 95 % людей это не убивает».

                      • Serge3leo
                        /#19331632

                        Таки да. Правда, я уже после того, как написал, сообразил, какая именно основная ошибка в тезисе: «все УЗО срабатывают при токе утечки 25 мА, (при заявленных 30мА). Это безопасный ток для человека»

                        Основная функция ВДТ это не защита от воздействия на человека, животное или защита имущества от пожара. Т.е., конечно, их можно, полезно и нужно применять в качестве дополнительной и негарантированной защиты от прямого прикосновения (как минимум, все они принципиально ненадёжны, недаром их требуют тестировать раз в несколько месяцев).

                        Основная функция ВДТ — защита от косвенного прикосновения путём автоматического отключения питания. Грубо говоря, когда в проводке возникает утечка (нарушение изоляции и т.п.) потенциально способная причинить некий вред, проводка должна отключена.

                        Поэтому принятые уставки срабатывания ВДТ не имеют и не могут иметь прямого отношения к «безопасному току». Основная функция выполняется при достаточно широких пределах выбора уставок. А дополнительная, она ж по любому дополнительная и, на настоящий момент развития технологий, принципиально негарантированная, поэтому это не «безопасный ток», а некий технологический компромисс, который спасает в достаточно часто встречающихся случаях без излишних накладных расходов и частых ложных срабатываний.

                        • Arson
                          /#19332392

                          Тут ещё надо учитывать, что у любого кабеля есть собственный ток утечки, он небольшой, но всё-таки + собственный ток утечки прибора. И, соответственно, фактически ВДТ сработает при несколько меньшем токе утечки через человека. ЕМНИП ток утечки считается 10мкА на метр фазного проводника + 0,4мА на 1 кВт нагрузки. В сумме в реальных условиях несколько мА набегает.

                          • Serge3leo
                            /#19332636

                            Так и да. В реальных установках может прилично набегать, поэтому и жизнь с ВДТ в США (6 мА, граница неотключения 4 мА) получается дорогой и сложной: один двойной розетка — один ВДТ. Да и в нашем СНиП, в котором рекомендуют 10мА для ванной (граница неотключения 5 мА), так же рекомендуют выделенную линию на ванную, если есть на то силы и средства.

                            Но! Это если приборы включены, а если отключены, то только фоновой ток утечки связанный с емкостью кабелей фаза-защитное заземление на 50 Гц, т.е. те самые 10 мкА/м. А это, с учётом сегментирования больших сетей по разным ВДТ (см. выше), достаточно мало.

                            Так что, при ВДТ 30 мА, в среднепессимистичном случае, при умеренной погоде, выключенных кондиционерах, теплых полах и обогревателях, сидючи в ванной, получить долговременный 20..25 мА — легко. И это нескольно небезопасный ток, т.к. при этом хрен руку отпустишь или из ванны выберешься. Случаи бывали.

                            • Gromazeka13
                              /#19335848

                              сидючи в ванной, получить долговременный 20..25 мА — легко.
                              при нормальном УЗО- никогда… опять таки срабатывает до 30 мсек, но чаще — 20 мсекунд, проверено… то есть максимум полтора периода сети. Говорю вам фактические данные проверки различных УЗО

                              • Serge3leo
                                /#19336224

                                Да ладно, «чаще 20 мс», стенд то был корректный? При какой фазе начала тока утечки измеряли? При каком токе потребления, может, там всего-то току было меньше 0.1А и дуги-то для гашения толком и не было вовсе ;)

                                Честно говоря, не верю в существование ВДТ способно уложится в один период.

                                • Gromazeka13
                                  /#19336316

                                  какой стенд? вы о чем? речь идет о проверке УЗО по факту установки, прибор проверки УЗО втыкается в любую розетку группы (не возбраняется и непосредственная проверка УЗО), и кнопкой старт он начинает ступенчато добавлять ток утечки в линию. Шаг ступеней — регулируется. При срабатывании УЗО в щитке на экране фиксируется время срабатывания при уровне тестового тока утечки. УсЕ)))) гашение дуги тут нет, так как это не проверка автомата. Время срабатывания — реальное, марки проверяемых УЗО не помню точно, но всякие были. Так что «мопед мой», а уж верить или нет- ваше личное дело…

                                  • Serge3leo
                                    /#19336470

                                    Так и я о том же, стенда нет, нагрузки нет, проверяется наилучший возможный случай. А если однофазный ВДТ, скажем, питает 5..10 кВт индуктивной нагрузки, то дуга будет, и время будет несколько иное.

                                    Собственно, у автора у этой и у предыдещей статьи как раз этот посыл. Никто не задумывается о неблагоприятных сценариях и не учит задумываться об этом молодёжь.

                    • Gromazeka13
                      /#19335824

                      Serge3leo для ванной комнаты 10 мА для УЗО — это конечно хорошо, но оно ведь срабатывает на 5 мА, то есть при нормируемых токах утечки ИСПРАВНОГО электроприемника (коим является любая плата, устройство, драйвер светодиодной ленты) получаем нагрузку всего 10А на группу. То есть для розетки в ванной вы не включите нагрузку более 2,3 кВт примерно. Что касается УЗО и его срабатывания — при проверке нормальное УЗО четко отрабатывает фактически на 18-25 мА при уставке 30 мА, проверялось неоднократно измерителями параметров УЗО от СОНЭЛ (Польша).

                      • Serge3leo
                        /#19336206

                        С чего бы это 10А на группу? Это Вы из 0.4 мА/А согласно ПУЭ получили? Но! Там же сказано, если нет данных. Это верхнее ограничение для любых приборов произвольных видов, включая, такие злобные, как кондиционеры и системы вентиляции.

                        А на многие иные наложены гораздо более жесткие ограничения, см. базовый ГОСТ IEC 60335-1-2015 и сто штук отдельных спецификаций по конкретным типам. Например, все приборы класса II (вилка без PE) должны иметь ток утечки не более 0.25 мА вне зависимости от мощности, переносные класса II — 0.75 мА вне зависимости от мощности. Стиральные машины могут зависеть от мощности, но сильно меньше 1 мА/кВт (0.23 мА/А). Бойлеры 0.75 мА/кВт (0.17 мА/А).

                        Большинство драйверов светодиодных лент относятся к классу II (кстати, в ванной должны применятся светильники только класса II), так что они обязаны иметь ток утечки не более 0.25 мА на устройство.

                        Насчет срабатывания, например, при каком коэффициете мощности и напряжении питания Вы неоднократно измеряли? Да и вообще, что Вы имеете ввиду под словом «нормальное»? Есть «ненормальные»? Или это такие, которые срабатывают по стандарту, но Вам не нравятся?

                        Но не в том суть, из неисправного бестрансформаторного оригинального блока питания может идти пульсирующий ток 10..20 мА, который может обездвижить половину мужчин, 90% женщин, на которых ставились опыты, и, предположительно, 100% детей. Известны случаи, когда после длительного воздействия из ванны изымали ещё живое тело, которое потом не выживало.

                        • Gromazeka13
                          /#19336346

                          Serge3leo

                          Это Вы из 0.4 мА/А согласно ПУЭ получили?

                          Бывшее СП31-110-2003, ныне действущее СП 256… четкий норматив по проектированию УЗО в системах электроснабжения. Довольно часть УЗО в проекте ставится БЕЗ какой либо информации о том, какой потребитель будет ставиться у заказчика… Вы сами то когда покупали квартиру/дачу/сарай сразу прямо знали что, куда и какой марки будете ставить и втыкать?
                          Есть «ненормальные»?
                          под нормальными подразумеваются устройства «большой электротехнической тройки» (зеленый, красный и красный бренды). Ненормальные гипотетические — сонм различных зонтичных брендов. И да, были те, что не срабатывали при тестах- или время превышало 30мсекунд, или ток утечки был в районе 30 мА плюс минус…

                        • Gromazeka13
                          /#19336366

                          нормальная стиралка «жрет» до 15Ампер при нагреве воды, итого получаем порядка 6 мА утечки… Поставите себе 10мА УЗО? я нет… или может посоветуете, где взять данные по конкретно моей стиральной машине, сколько там у нее утечка в ждущем режиме через блок питания контроллера, а сколько при работе двигателя барабана, а сколько при все этом + нагрев воды и работе насоса слива? дайте пруф пожалуйста…
                          По поводу драйверов светодиодов- масса людей (если не все) не парясь покупают драйвер для своих светодиодных ламп прямо на рынке или в сетевых стройгипермаркетах… где найти данные о том, что у него не более 0,25 мА на устройство?
                          я вам про жизнь объясняю, а вы мне теорию пытаетесь внедрить… да, нормы хорошо, к ним надо стремиться, но в жизни все не так совершенно. Кто должен находить и утилизировать драйверы с токами больше указанных вами? потребитель голосует деньгами и берет китайцев- «а зачем платить больше»…

                          • Serge3leo
                            /#19336802

                            Стиральных машин, которые в исправном состоянии имеют ток утечки 6 мА не выпускают. Смотрите ГОСТ IEC 60335-2-7-2014. Если ток утечки больше 3.5 мА, для ваших параметров — тэнам, считайте, каюк, даже если ещё делают вид, что работают.

                            Поставите себе 10мА УЗО?
                            Ставил, ставлю и буду ставить, проблем не вижу.

                            где найти данные о том, что у него не более 0,25 мА на устройство?
                            На нём нанесена маркировка сертификации: Ростест, европейская и/или китайская. Этого достаточно.

                            Кто должен находить и утилизировать драйверы с токами больше указанных вами? потребитель голосует
                            Однако, это часть требований по электрической безопасности ;) В КНР они точно такие же. Коммунисты постепенно порядок наведут. Да и Дарвин на нашей стороне ;)

  11. grey_rat
    /#19326092

    Недельки б две назад статья вышла, я бы в комментах фото приложил трёх одинаковых зарядок для шуруповёртов. В одной чернота с постепенным выгоранием текстолита у ножки предохранителя, в другом пробой с выгоранием текстолита между ножками сглаживающего конденсатора, а в третьем не нашёл место пробоя, поэтому в ней заменил диоды в мосте и отдал все три зарядки.

    Есть ещё один не упомянутый момент в статье, это деградация текстолита под действием высокой температуры.

  12. river-fall
    /#19326430

    «например, установки в сильно ограниченном пространстве, в котором человек, случайно схватившийся за электрод под напряжением, не сможет самостоятельно освободиться.»

    Если ток выше тока неотпускания, то неважно насколько большое пространство вокруг установки — самостоятельно уже не выберешься.

    • olartamonov
      /#19326440

      Есть нюансы — в свободном пространстве можно коснуться (не схватить его прочно рукой) проводника и тут же отдёрнуться от него всей тушкой, в тесном же пространстве тушке будет отдёрнуться некуда.

      Я, увы, реальный случай гибели человека по такой причине знаю — тесное пространство, случайный оголённый кабель.

  13. Googlist
    /#19326526

    Спасибо, очень познавательно и полезно. Скажите, а как трансформатор изолировать, зазора-то там не сделаешь, если не планар. Да и в планаре…

    • JerleShannara
      /#19326552

      Всмысле изолировать? Между обмотками — сама изоляция проводов, намотка изолирующего материала поверх первичной обмотки и т.д.

      • LAutour
        /#19327130

        Например когда, я разрабатывал импульсный трансформатор для БП на TopSwitch (в их родной программе), изоляция между обмотками предусматривалась на 2.5кВ. Однако на заводе изготовителя трансформаторов сказали, что обеспечить изоляцию 2.5кВ не смогут и все обходятся обычно 1.5кВ. Пришлось с ними согласиться (расчитать другой трансформатор было нельзя — лимиты по габаритам и каркасу с кучей выходных выводов).

        • olartamonov
          /#19327152

          Поздравляю, требованиям стандартов на электробезопасность это устройство не соответствует, легально продавать его нельзя.

          • LAutour
            /#19327192

            До этого продавали сторонние приборы с платой, где зазор между первичкой и вторичкой на текстолите был 1мм. С другой стороны прибор не бытовой, и молния может прийти на вторичку и от подключенного к ней и удаленного на несколько сотен метров датчика.

            • olartamonov
              /#19327246

              На линии датчиков ставят разрядники и TVS, это раз.

              То, что вы продавали приборы, не соответствующие требованиям безопасности, не означает, что такие приборы продавать можно, это два.

              • LAutour
                /#19327312

                На водо и теплосчетчиках никогда не встречал разрядников — обычно максимум супрессор.

                • olartamonov
                  /#19327336

                  У вас бы прибор, который, имея изолирующий зазор в 1 мм, подключался длинной слаботочной линией к водосчётчику с заземлённым корпусом, установленному в помещении повышенной опасности (т.е. ванной комнате)?..

                  Сильно. What could possibly go wrong.

                  • LAutour
                    /#19327370

                    Повторю: это были не бытовые приборы.

                    Кстати вот нашел (а они точно должны уметь БП правильно проектировать):
                    www.mmp-irbis.ru/katalog/AC_DC_Inverters/5wt-modulnie-seria-mc5x.php
                    www.mmp-irbis.ru/katalog/AC_DC_Inverters/10wt-modulnie-seria-mc10x.php
                    Электрическая прочность изоляции 1500 В (действ.)

                    • olartamonov
                      /#19327594

                      Их нельзя применять в аппаратуре, не имеющей дополнительной изоляции.

                      • LAutour
                        /#19332316

                        Кстати, об изоляции. В промышленной электронике к подключенным электрическим цепям (даже низковольтным) напрямую руками никто не лазит. Металлические корпуса заземлены и подключение вторичных цепей должно производится при отключенном питании.

                • hhba
                  /#19331784

                  Да хрен с ними, со счетчиками. Если у вас там некий датчик в грозоопасном месте…

                  К слову, даже нормальная трехступенчатая (то есть еще и стабилитроны помимо супрессоров и разрядников, про балласт не говорю), причем не «по даташиту», а рассчитанная вами лично, защита в реальности защитит вас именно что от грозовых эффектов и молниевых наводок на длинных линиях. Если вам в линию, как вы выше пишете, придет Сама Молния, то это будет потом повод для очень крутых фото, жаль показать не смогу.

                  • Alexeyslav
                    /#19331926

                    Приходила молния в сеть. Щелчок разрядника в телевизоре, выбило автомат и характерная черная полоска с фазы на заземляющий вывод розетки. По всей видимости, это была маленькая шаровая молния.
                    А разрядник и три стабилитрона по пути сигнала при этом слабо помогли модему… Хотя свою функцию выполнили, после замены стабилитронов он продолжил трудится до морального устаревания.

                    • hhba
                      /#19332810

                      Хотя свою функцию выполнили, после замены стабилитронов он продолжил трудится до морального устаревания.


                      Не самый лучший исход, но в принципе они сделали то, что должны были. Затем и ставятся.

                      Приходила молния в сеть


                      Полагаю не прямая молния, а именно наводка.

                      • Alexeyslav
                        /#19332862

                        Судя по всему всё-таки молния, шаровая. Близкого разряда в этот момент небыло, чтобы сформировать наводку. Выбило только одну линию, и след от разряда на розетке говорил о величине напряжения — с такой наводкой должны были пострадать все линии в доме.

                        • hhba
                          /#19332884

                          Ну хз, может и шаровая молния конечно…

                    • Gromazeka13
                      /#19333076

                      Alexeyslav тоже приходила молния, скорее всего шаровая, попадание в металлический оголовок трубы кровли, взрыв и выгрызен кусок мягкой кровли возле трубы дымохода, далее пробой через дюбель гвоздь на фазный проводник в коробке (дюбель остался, обуглился, гвоздь испарился на атомы), кусок крышки коробки вырвало к едрене фене, далее — минус защиты на газовом котле отопления, и походу спалила дифавтомат в щитке, как нибудь вскрою, посмотрю нутро… оценочное напряжение пробоя в коробке не менее 30 кВ (дюбель-гвоздь, воздушный промежуток, 3-4 витка изоленты на фазной скрутке)

                  • LAutour
                    /#19332344

                    Имелась ввиду наводка от молнии. А красивые фото можно увидеть и при более низком напряжении — всего 220В, зато длительном.

  14. dontsov
    /#19326568 / +1

    Олег, special for you!
    Жители многоэтажек п. Домбай (республика Карачаево-Черкессия), выбрасывая мусор, перешагивают толстый чёрный провод и видят на стене мусорки этот техногенный натюрморт…

    • Wesha
      /#19326716

      В чём смысл сего — бомжи так мясо жарят?

      • JerleShannara
        /#19326744

        — Иваныч!
        — Шо те надо?
        — У нас кабло кончилось, надо наростить, а муфт нету.
        — Фигня война, щя сделаем тебе муфты из блейзера и монтажной пены.

        • Wesha
          /#19326748

          Ах… какая штуковина =@.@=

      • Gromazeka13
        /#19329534

        высокотехнологичная кабельная муфта из вспененного полиэтилена созданная альтернативно одаренными электриками местной электротехнической компании?))))))))))) Срок эксплуатации ограничен стойкостью пены к ультрафиолету?))))))

        • Ezhyg
          /#19330796

          Какого х… хм, полиэтилена?!

        • JustNeo
          /#19331350

          Из вспененного полиуретана.

  15. sergeyns
    /#19326620

    а расскажите пожалуйста про потенциальные проблемы компьютерных блоков питания, насколько им реально нужно реальное заземление, насколько «опасно» если заземления нет… И какие из БП самые «безопасные».

    • JerleShannara
      /#19326692

      Безопасны почти все (ATX), кроме самых дешевых полностью noname блоков. Реальное заземление/защитное зануление в щитовой (а не лом в кустах, выполняющий функцию PE) полезно, а в случае наличия УЗО очень полезно. Если заземления нет — не надо просто объединять земли кучи компов, иначе можно получить очень приличный заряд бодрости, почесав батарею одной ногой, одновременно поглаживая бока системника(один системник вызывает матерный вскрик, принтер+системник+монитор уже вызывают матерную фразу). Ну и никогда не надо прям в розетке PE кидать на N, это плохо и неправильно, уж если так свербит — отдельный провод в щиток и там его на земляной провод посадить (но лучше попросить электрика(нормального, а не дибила, который считает скрутку Cu-Al нормальной)), можно ещё конечно на N (мимо автомата), но лучше не надо, если нет понимания, что делается.

      • Aquahawk
        /#19326986

        Подскажите по квартире, дому 50 лет, заземления нет и гарантировать его местные энергосети не могут и не хоят. Планирую капитальный ремонт квартиры с полной заменой проводки. В квартиру заходит N(который мы засчитаем за PEN) и L. Я правильно понимаю что наилучшим образом будет поставить (считая от щитка): от N отвести то, что внутри квартиры мы будем считать PE, дальше вводные автоматы(класс C) на L и N, реле напряжения, селективное узо, и потом делить на линии и на каждую L свой автомат (на розетки класс C, на свет B) и узо на каждую линию?

        • BigAleksey
          /#19327126

          Не очень хорошая идея, в случае отгорания (PE)N проводника в распред сети дома вы получаете на всех корпусах подключенных PE контактом до 230В(в зависимости от перекоса фаз) которые никак не отключаются.
          Для исключения этого в месте разделения PEN на PE и N проводников ПУЭ требует повторное заземление данной точки.

          • Aquahawk
            /#19327310

            Это я понимаю, а что тогда делать, можно ли по реле напряжения контактором отсечь на входе и (PE)N и L? Или как поступить в ситуации когда организация заземления не возможна (7 этаж)

            • lelik363
              /#19327522

              Должна быть схема подключения TN-C-S.
              Для предотвращения последствий отгорания нужно поставить УЗМ-51.
              Повторное заземление, если и делать, то очень осторожно, чтобы при обгорании PEN где -то в на линии обратный ток не потек через ваше повторное заземление.

              • Aquahawk
                /#19327728

                УЗМ-51 Вот за этот девайс спасибо, его на вход и поставлю (даже УЗМ-50МД). И тогда после него делить N. (Нет, не пойдёт, почитал подробнее При срабатывании устройства разрывается только фазный провод. Нулевой провод N проходит насквозь для удобства монтажа и не коммутируется.) В моём щитке нет TN-C-S и домоуправляющая компания и энергосбыт утверждают что заземления нет, есть только ноль, сам щиток занулён.

                • BDI
                  /#19328374

                  УЗМ-51 Вот за этот девайс спасибо, его на вход и поставлю (даже УЗМ-50МД).

                  Вот тут не рекомендуют ставить УЗИс на входе(УЗМ-50МД — буква Д как раз подразумевает наличие такой защиты). В принципе, с описанной в статье по ссылке логикой я согласен(правда не на профессиональном уровне, не электрик я), УЗИс-ом нужно защищать конкретные цепи. На даче пока остановился на УЗМ-51М, появятся нормальные УЗИс — надо будет взять на пробу :).

                • naviastro
                  /#19328386

                  Сам задумывался на подобные темы, выводы следующие:
                  1. Реле напряжения — ставить полезно. Обычно, стоимость его ничтожна относительно стоимости всего воткнутого в розетки.
                  2. Сделать себе отдельный PE, если приходит только PEN — это задница

                  По пункту 2 получается примерно следующее:
                  1. Разрывать PE или PEN автоматами, реле напряжения, контакторами или УЗО нельзя. При таком разрыве Вы теряете защитный ноль, чего быть не должно. Например, в случае нештатной работы, PEN может отключиться, а L — нет. Можно разрывать PEN и PE — выдернув вилку из розетки, т.к. гарантированно разрываются все остальные контакты.
                  2. Пытаться расщепить PEN на PE и N без повторого заземления — опасно. Как писали выше — в этом случае при отгорании PEN на PE окажется напряжение из-за перекоса фаз, а металлические корпуса девайсов часто подключены к PE.
                  3. Правильное расщепление PEN или законное проведение к себе полноценного PE — часто означает реконструкцию питалова многоквартирного дома со всей проектной документацией и работами.
                  4. Если в квартире электрика сделана (или планируется) c отдельным PE, то подключать его «на будущее» у себя в розетках и щитке ИМХО не стоит, пока в щиток не придёт полноценный PE. В противном случае, если в каком-то устройстве будет утечка на этот самый PE, то опасными станут все устройства, к которым этот самый PE подключен. Провода PE безопаснее оставить неподключенными.

                  Получается печальная картина, что в большинстве домов мы не можем пользоваться устройствами, требующими защитного нуля (т.е. почти все компы и ноутбуки, стиральные машины, электрочайники....), а сделать (законо) нормальный защитный ноль — почти нереально.

                  • Aquahawk
                    /#19329874

                    Т.е. сейчас нет узо и двупроводка по квартире, и так не будет узо и толку от висящей в воздухе земли никакого не будет и узо не сработает.

                    • naviastro
                      /#19330808

                      Да, УЗО штатным образом работать не будет, хотя может и помочь, если хватануться за батарею и линию)))

                    • lelik363
                      /#19331064

                      Почитайте, например, как работает и некоторые вопросы отпадут сами собой.

                      • Aquahawk
                        /#19331266

                        Это я как раз понимаю. И выше по этому топику говорят что делить ноль и половину считать за PE а вторую половину за N нельзя. А для того чтобы работало узо обязательно 3 проводника, фаза, ноль и защитное заземление, чтобы возник дифф ток на него, или на 0 в обход узо. Но тогда риск отгорания нуля.

                  • hhba
                    /#19331828

                    В целом соглашусь с пунктом 4, но есть нюанс — при неподключенном РЕ, сколь бы он ни был плох, ваши УЗО не смогут отработать пробой изоляции в приборах с заземляющим контактом. Хз что хуже.

                    Я у себя по итогу таки подключил РЕ, но вообще сижу на бомбе — у нас тут, вы не поверите, общий ноль, или земленоль, или хз что там вообще было в проекте, протянут по стояку таким образом, что отводы сделаны не «орехами», как было бы логично (ну хотя бы так, чоужтам), а с разрывом на железо щитка! То есть если я неосторожно буду лазить граблями в щитке и вырву приходящий снизу или сверху кусок общего провода, то могу при определенном везении не только обесточить, но и спалить/убить половину подъезда. С соответствующим вопросом я приходил в ЖЭК, ко мне прислали электрика, который (внимание!) не обесточивая стояк плоскогубцами подкрутил нижнее соединение, на котором на тот момент, как оказалось, УЖЕ отгорел провод (держался он тупо потому, что из-за жесткости уперся в болт). После чего он заявил, что проблема исправлена и вообще нечего было умничать — все же в порядке. В этот момент я захотел того электрика утопить, но он убежал — реально убежал… Больше я в ЖЭК не ходил, потому как не привык искать справедливости на Руси.

                    • naviastro
                      /#19333212 / +1

                      Если нет отдельного PE, то и УЗО ставить нельзя. УЗО будет разрывать PEN, что недопустимо делать таким способом, т.к. «PEN» — есть в т.ч. и защитный ноль. Одно из возможных неприятных последствий: приварившийся L и разорванный PEN.

                      Если повесить кучу устройств на PE (через розетки или удлинители), который просто висит в воздухе, т.е. не является реальным защитным нулём, то можем получить очень нехилую суммарную утечку на корпуса, причём сразу на все, что висят на этом PE. Однажды, благодаря одному удлинителю, у которого в штепсельной вилке не было подключено заземление, выгрел выходной усилитель СВЧ-генератора и несколько человек получили заряд бодрости.

                      УЗО в таких схемах — вообще сплошная боль. С одной стороны — ставить нельзя, а с другой стороны — есть шанс ограничить по времени воздействие на организм и таких историй плоно (проколбасить — проколбасило, но отпустило). Ток утечки при этом может намного превосходить циферку на самом УЗО (уставку), тут не стоит заблуждаться. На срабатывание УЗО требуется время, а ток утечки будет подчиняться закону Ома, т.е. будет пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. По этой причине, в качестве противопожарных могут ставить селективные УЗО (с увеличенным временем срабатывания), чтобы не обесточивать всё и сразу (например — освещение или оборудование), если сработало одно из «обычных» УЗО.

                      Как раньше написал, PEN в большинстве жилых домов — задница. По многим причинам. На уровне щитка просто так расщеплять PEN на PE и N — опасно, т.к. нужно делать повторное заземление, а сделать правильно — это выполнить реконструкцию, что очень сурово по затратам и организационно. Без отдельного PE ни УЗО по-человечески не поставить, ни приборы не заземлить. Т.к. по PEN может идти достаточно большой ток, то на удалении от точки заземления может быть ощутимый потенциал (относительно, например, стояков), а сам PEN — умеет отгорать. Наконец, всё ещё часто усугубляется состоянием домового хозяйства и отношением/квалификацией ответственного персонала. Электриков я тоже насмотрелся, в т.ч. и в «уважаемых» подрядных организациях.

                      • hhba
                        /#19333690

                        Если нет отдельного PE, то и УЗО ставить нельзя. УЗО будет разрывать PEN


                        Нет, PEN расщеплен на входе и уже после расщепления на паре L+N сидит УЗО, призванное сработать при попадании утечки на корпуса подключенных к PE устройств. То есть PE в данном случае никак не отключается.

                        Само собой речь о том, что расщепление выполнено из рук вон плохо — сделать лучше в том щитке невозможно.

                        • eteh
                          /#19336500

                          В идеале расщепление должно идти в одной заземлённой точке и ноль дальше остается просто рабочим нулем, а заземлённый PE землёй, ПУЭ четко запрещает повторное расщепление PEN же.

      • sergeyns
        /#19327282

        >> почесав батарею одной ногой, одновременно поглаживая бока системника
        Вот потому и спрашиваю, что системник — это пожалуй единственный бытовой прибор у меня в металлическом корпусе, который находится рядом с батареей… (да, и был пренеприятнейший опыт с металлическим чайником и каким-то уродом на съемной квартире, как раз кинувшим PE на N прямо в розетке, после этого все кухонные приборы выбираю в пластиковых корпусах)

      • Fedorchik
        /#19328830

        Ну, вообще практически все блоки питания из-за входного фильтра при отсутствии PE делают на корпусе компа половину розеточного потенциала. Что тоже некруто.
        Про PE и N точно ничего не знаю, но ЕМНИП при отсутствии PE землю «положено» объединять с N. От перекосов фаз же должен защищать установленный в щитке автомат (которого там, правда, обычно и нету).

        • niknamezanat
          /#19329238

          Про объединение PE и N выше уже всё написали. А для избавления от половины напряжения у меня была идея выкусывать конденсаторы, которые подсоединены на корпус, ибо своей функции они всё равно не выполняют, а безопасность хромает.

          • Alexeyslav
            /#19329618

            Выкусывать нельзя. Тогда на корпусе может накапливаться статика и пробивать изоляцию трансформатора, которая менее стойкая к таким варварствам.
            Пластиковый стул с металлическими ножками, синтетические штаны, зима с минимальной влажностью в помещении и каждый раз вставая получал разряд электричеством, навскидку искра смачная сантиметра два, по меньшей мере 20кВ.

            • niknamezanat
              /#19332406

              А разве электроны с корпуса способны через конденсатор протекать?

              • Alexeyslav
                /#19332878

                У него есть определённая утечка, она и выравнивает потенциалы потихоньку.

  16. lakroft
    /#19326904

    Спасибо за статью. Если планируется устройство, которое само не розеткой контактирует, а получает питание от обыкновенной телефонной зарядки. Какие защитные меры нужны на случай, если китайская зарядка выдаст сверх номинальных 5В?

    • olartamonov
      /#19327138

      Зависит от того, что это устройство делает, а также что и от чего надо защищаться.

      Если оно дальше крепится к человеку, как битрониксовский тазик — то гальваническая развязка строго обязательна. Если надо защитить само устройство — ну, тут разные варианты, вплоть до «против лома нет приёма» (см. гугль по запросу crowbar triac), который в случае чего просто коротит всё к чёрту.

    • LAutour
      /#19327144

      Для защиты устройства: предохранитель + супрессор.

  17. EnceladusEE
    /#19327140

    Большое спасибо за статью, очень интересно! А есть ли какие-нибудь стандарты на случай если высокое напряжение должно присутствовать в схеме? Допустим если сначала идет понижающий сетевой трансформатор (который гальванически развязывает с сетью) а затем используется импульсный источник питания, поднимающий напряжение до 250-300В? Насколько безопасны те же ламповые усилители с высоким напряжением на аноде? Обычно корпус заземляют, но достаточно ли этого…

    • olartamonov
      /#19327148

      Пользователю не должны быть доступны компоненты под высоким напряжениям.

    • LAutour
      /#19327164

      ЭЛТ телевизор (от 14 до 30кВ): хорошая изоляция высоковольтной части (плюс толстое стекло) и закрытый корпус с табличкой: не открывать не отключив от сети.

  18. aleks_proj
    /#19327304

    Проверить бы гальваноразвязку Битроникс Лаб на пробойной установке на 6кВ, например УПУ-5М, в соответствии с требованиями к мед. оборудованию.

    • olartamonov
      /#19327328

      У меня ощущение, что никому из тех, кто эти наборы покупает, оно просто не надо — всё на авось, «вы преувеличиваете» и «у нас проблем не было». Даже федеральный тьютор, который яростно топил за безопасность набора и, стуча кулачком, требовал протестировать лично и под видеозапись, на конкретное предложение приехать к нам в офис и таки протестировать моментально слился.

  19. olartamonov
    /#19327554

    А вот молодой российский производитель учится работать не только с электричеством, но и с газом.

    Как я покупал ростер для обжаривания кофе российского производителя



    Скрутки, наколенный монтаж, китайские блоки питания, водопроводные шланги на слоях фумленты с бытовым газом внутри — всё как мы любим.

    «Погибаешь сам — захвати в рай и соседей»

    • JerleShannara
      /#19331596

      Ой блин, тут надо за поддержку ИГИЛ(запрещенная в РФ организация дибилов) по репе производителя стучать, этож Instant Alla ya v bar.

  20. cyberly
    /#19327590

    У всех бывают факапы. Не так давно выяснил, почему у меня иногда горят розетки. Schneider Unica (известный бренд, не самая дешевая серия) со шторкой, покупались 7 лет назад. Не фоткал, попробую объяснить. Если смотреть с «передней стороны» (с той, куда входит вилка), в задней крышке розетки параллельно уложены три шинки — фаза, защитный ноль, рабочий ноль. Уложены в специальные выемки, а между выемками — пластиковые перемычки чуть выше плоскости этих шинок. Все это закрыто передней крышкой, а на этой передней крышке изнутри закреплена защитная шторка. На шторке есть две металлические пружинки. Пружинки параллельны шинкам и если смотреть спереди, находятся примерно по центру промежутков фаза-защитный ноль и защитный ноль-рабочий ноль. Так вот, при некоторых условиях, а именно, если штыри вилки толстые и не совсем гладкие (у меня был утюг, который убил 3 розетки), либо это вилка со штырями переменной толщины (как на картинке ниже, такая убила 1 розетку):
    image
    то при вытаскивании вилки, по-видимому, токоведущие шинки иногда немного вытягиваются из своих выемок и могут замкнуться через пружинку защитной шторки. После этого розетка изнутри покрывается сажей и коротит уже постоянно.

    • aleks_proj
      /#19327748

      У крупных производитель иногда бывают не совсем продуманные решения, но в предыдущем комментарии про ростер — это безграмотные человеки пытаются продать хлам, собранный на коленке, за большие деньги. И если крупный производитель допустил ошибку, он ее исправляет с инженерным подходом, а не «на отвали».

      • cyberly
        /#19327860

        Да, ростер — это эпик… Зато, он у них имеет модный хипстерский вид и над брендингом ребята, видимо, поработали (сходил на страничку производителя). Производители более кондового оборудования в стиле «Back to USSR» такого себе не позволяют…

  21. izuware
    /#19327900

    Спасибо за фотки в каментах. Напомнило раздел «ужастики» на наге.

  22. fndrey357
    /#19328574

    Тем не менее, сделать изоляцию, выдерживающую 600-800 В, совершенно недостаточно.


    Стандартное напряжение изоляции кабелей — 660,1000 и 3000кВ.

    при измерении подающие на щупы высокое напряжение — 1000 В для дешёвых моделей и 2500 В для тех, что подороже.

    У вас по нормам испытательное напряжение 500В, 1000В и 2,5кВ

    Если ваше устройство выдержало 10 секунд под подаваемым им напряжением 2500 В — значит, всё не полностью безнадёжно.

    Во всех этих «безопасных» штуках мне я бы добавил испытание на сигналы, выдаваемые в сеть. По нормам- уже сейчас сечение нулевого проводника проверяется на ток с гармониками. А то, что выдают китайские электронные приборы в обратку уму не постижимо.
    Было так. Приехали на объект. 1,2мВт. Строили-кабели лОжили… Экструдер. Ток на кабеле в пределах нормы. Запас хороший. Экструдер выдает такую лабуду, что кабель умудряется из траншеи снег греть… Прямо трасса кабельная видна. Потом поставили фильтр индуктивный — нормально стало.

    • olartamonov
      /#19328856

      Стандартное напряжение изоляции кабелей — 660,1000 и 3000кВ.


      ГОСТ 31947-2012 «Провода и кабели для электрических установок на номинальное напряжение до 450/750 В включительно. Общие технические условия»

      5.2.2.3 Провода и кабели должны выдерживать воздействие напряжения переменного тока частотой 50 Гц в течение 5 мин по категории ЭИ-1 в соответствии с ГОСТ 23286:
      — 2500 В — для проводов;
      — 2000 В — для кабелей.

      • fndrey357
        /#19330320

        Я говорю об изоляции.
        1.8.7. Электрооборудование и изоляторы на номинальное напряжение, превышающее номинальное напряжение электроустановки, в которой они эксплуатируются, могут испытываться приложенным напряжением, установленным для класса изоляции данной электроустановки. Измерение сопротивления изоляции, если отсутствуют дополнительные указания, производится:

        — аппаратов и цепей напряжением до 500 В — мегаомметром на напряжение 500 В;

        — аппаратов и цепей напряжением от 500 В до 1000 В — мегаомметром на напряжение 1000 В;

        — аппаратов напряжением выше 1000 В — мегаомметром на напряжение 2500 В.
        Кабели как правило бывают напряжением 380/660В, 1000В 3000В и выше ГОСТ 31996-2012. Кабели на 0,4кв ГОСТ 31947-2012 в электротехнике редко встречаются…

        • olartamonov
          /#19330366

          «Настоящий стандарт распространяется на силовые кабели с пластмассовой изоляцией (далее — кабели), предназначенные для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках»

          Бытовая аппаратура тут, если не секрет, при чём?

          Я говорю об изоляции.


          • fndrey357
            /#19332160

            Это я так понимаю жила токопроводящая должна выдерживать (правда как 3*2,4=7,2кВ бытовой кабель выдержит — не знаю).
            И испытания о которых вы говорите не приемо-сдаточные. Это испытание кабеля на заводе.

    • Gromazeka13
      /#19329620

      fndrey357

      Экструдер выдает такую лабуду, что кабель умудряется из траншеи снег греть… Прямо трасса кабельная видна.

      нелинейные гармоники с частотами кратными третьей- они и грели ваш кабель

      • fndrey357
        /#19330326

        Не спорю. Просто выдача гармоник в сеть обратно — это тоже безопасность электроприборов.

        • VT100
          /#19332754

          Наверное — да. Т.к. рассчитанный «по старинке» N с сечением, меньшим, чем у L — подвергается риску отгорания.

          • Gromazeka13
            /#19333354

            VT100 50 процентов от сечения фазного — в наше время импульсных преобразователей- ни в какие ворота не лезет…

  23. andryu
    /#19328832

    Тазик скорей всего работать не будет, но пробовать не советую :)
    В ванне с феном

    • olartamonov
      /#19328866

      У чувака ванна акриловая, попытка роскомнадзора не засчитывается.

  24. Gromazeka13
    /#19329590

    Итак, наши минимальные требования — изоляция прочностью 2,5 кВ между первичными и вторичными цепями с током утечки при нормальных условиях не более 3,5 мА.

    Вот здесь ссылка на презентацию Эмерсон наверно некорректна (даже не стал ее изучать, сорри). Давайте разберемся: согласно СП-31-110-2003 (который почил в летах) и его «сменщику» СП 256.13250800.2016 нормируемый ток утечки составляет 0,4 мА на 1А нагрузки. Соответственно для 10А автомата с УЗО или дифа на 30 мА получаем нормальный ток утечки 4 мА. Для 16 Амперной линии получаем ток утечки 6,4мА.
    Далее предположим что в группе защищаемой этим УЗО стоит одно лишь ваше проектируемое устройство и в нем току утечки можно взяться только лишь вторичным цепям…
    Таким образом получаем отсылки к нашим документам из области электроснабжения более корректны, чем к МЭК, с которых мы конечно копируем многое, но все же официально они не применимы на территории РФ.

    • olartamonov
      /#19329674

      Не порите чушь, ей больно.

      Открываем ГОСТ Р 50377-92 и читаем:



      Если вас интересует пункт 5.2.5, то заранее сообщаю, что он требует размещения на оборудовании хорошо заметной таблички с предупреждающей надписью.

      То же самое, но на английском языке без труда можно найти в IEC 60950.

      • Gromazeka13
        /#19329994

        не порите чушь))) ваш ГОСТ к конкретному устройству указан, я вам говорю про защиты со стороны системы электроснабжения. И если оно выбрано правильно, то в случае неисправности вашего устройства ( читай превышения токов утечки свыше 15 мА) юзеру ничего не угрожает…
        тема электробезопасности не может рассматриваться в «вакууме», если даже устройство убогое от дядюшки Ляо, то нормальную защиту выбьет раньше каких либо последствий для имущества и/или человека… правда устройство может отправится к праотцам вместе с кривым блоком питания…
        Не порите чушь, ей больно…

        • olartamonov
          /#19330128

          Таким образом получаем отсылки к нашим документам из области электроснабжения более корректны, чем к МЭК, с которых мы конечно копируем многое, но все же официально они не применимы на территории РФ.


          Ещё раз: так что там с применимостью МЭК на территории РФ?

        • aleks_proj
          /#19331272

          Gromazeka13, Вы знаете по какой схеме в старых домах сделана разводка электрики?

          • Gromazeka13
            /#19333360

            прекрасно знаю… «старые дома» бывают двух видов, вы какие имеете ввиду? полагаю не там где две «пробки» в нуле и в фазе?

      • niknamezanat
        /#19333350

        Указанный ГОСТ Р 50377-92 уже не действует.
        Теперь ГОСТ Р МЭК 60950-2002.
        Но вообще был очень благодарен, если есть сведения о том, почему фильтр ЭМС на входе можно соединять (через конденсаторы) с корпусом. По моему убеждению, если делается фильтр, который требует отдельного подключения к заземлению, то он должен подключаться к отдельному функциональному заземлению. Объединять функциональное и защитное заземление на самом устройстве я считаю не очень хорошая идея, если вообще допустимая.

        • olartamonov
          /#19333862

          У бытовых приборов не бывает отдельного функционального заземления.

          • niknamezanat
            /#19334558

            Пункты 1.2.13.9 и 2.6.2 того же ГОСТа Р МЭК 60950-2002 с вами не согласны.
            Но может вы имеете в виду, что в сетях электроснабжения нет отдельного функционального заземления? Тогда смотрим ПУЭ п.1.7.82 рис.1.7.7. под обозначением 6 от ЭВМ, что это?

            • olartamonov
              /#19334632

              Вы можете сколь угодно долго смотреть на терминологические определения, четвёртая дырка под вторую землю в розетке от этого не появится.

  25. Nito
    /#19331164

    Работаю с устройством, питающимся постоянным напряжением (минус 48 В). Т. е. в устройство входит рабочий ноль, минус 48 В и провод защитного заземления (жёлто-зелёный). В устройстве есть импульсный блок питания с трансформатором и Y-конденсатором. Но вторичная земля напрямую и преднамерено соединена с защитным заземлением. Вроде бы для защиты от помех. Задаюсь вопросом правильно ли это, но никто внятно ответить не может. Может вы знаете?
    И второй вопрос. Хотелось бы прояснить на счёт развязывающего трансформатора, который всегда советуют использовать при ремонте техники, включающейся в розетку. Я правильно понимаю, что его достоинство в том, что его вторичная обмотка не подключена ни к какой земле? Т. е. если я коснусь вторичной обмотки, то не получится замкнутого контура и через меня не потечёт ток?

    • olartamonov
      /#19331176

      Вторичная земля, разумеется, может и очень часто должна быть соединена с защитным заземлением.

      По второму вопросу — да, правильно.

  26. Gryphon88
    /#19331228

    Такой вот крик души: в большинстве IDE есть по умолчанию включенный линтер и автоматическое форматирование кода и включаемые программистом статический и динамический анализаторы, дебаггер и профайлер. Почему в kiCad нет встроенного сима цепей, который бы на нарушения электробезопасности ругался?

  27. hhba
    /#19331804

    Небольшая поправка — если уж вы пишете про 230В фазного, то надо бы и линейное тогда указать 400В, откуда пиковое становится те самые 565В.

    И еще момент, про который хорошо бы помнить широким массам — стандартная прочность изоляции ethernet-трансформаторов лишь 1500В! Варианты на 3..5кВ дороже, габаритнее и меньше распространены. Про качество трассировки в обоих случаях уже не говорю.

    • VT100
      /#19332836

      стандартная прочность изоляции ethernet-трансформаторов лишь 1500В

      Да. Но ведь, с другой стороны:
      — два Ethernet трансформатора с каждой стороны линии.
      — трансформаторы питания в каждом устройстве.
      — нельзя(?) прокладывать сигнальные и силовые кабели совместно.

      • hhba
        /#19332876

        И сразу куча вопросов:

        два Ethernet трансформатора с каждой стороны линии


        А если пользователю доступна возможность потрогать вынутый с одной стороны кабель? И это реальная строка из файла риск-менеджмента, а не фантазия.

        трансформаторы питания в каждом устройстве


        Все верно, если «с той стороны» полностью рабочее устройство. К сожалению в ряде устройств приходится размышлять и о ситуациях, когда «с той стороны» все заведомо плохо. Особенно фигово, когда эксперт начинает на это давить, и ты ему никак не докажешь, что он неправ.

        • olartamonov
          /#19333092

          Все верно, если «с той стороны» полностью рабочее устройство. К сожалению в ряде устройств приходится размышлять и о ситуациях, когда «с той стороны» все заведомо плохо


          Развязка в Ethernet не рассчитана на то, что с той стороны всё плохо, и она теперь роль защитной изоляции по EN60950 выполняет.

          Она нужна для того, чтобы изолировать земли устройств друг от друга — не допустить суммирования токов утечки на незаземлённых устройствах и перетекание потенциала между устройствами в разных земляных контурах.

          При этом у каждого из подключённых устройств должна быть исправная защитная изоляция.

          • hhba
            /#19333656

            Согласен со всем написанным. Тем не менее трансформаторы на 3 и более кВ выпускаются и используются в медицинских устройствах именно под соусом «а что если».

      • Alexeyslav
        /#19332924

        Напряжения пробоя не суммируются, логичней считать по самому слабому звену т.к. сопротивления диэлектриков неизвестны и как там напряжение распределится одному шайтану известно. Вероятней всего, самому качественному и достанется вся величина приложенного напряжения. А в динамике(наводка от молнии это же динамика!) распределение будет зависеть ещё и от проходной емкости изолятора, силовые трансформаторы тут будут «монстрами» и их можно считать практически перемычками, в итоге всё напряжение приложится к Ethernet трансформаторам а как там напряжение распределится… один наверняка окажется менее качественным с большей проходной емкостью и напряжение «осядет» только на одном из них.

  28. Errbis
    /#19332914

    Все тлен и тщета суЕт.
    Я раза 2 или 3 тут в каментах очередных самоделкиных (не медицинских, но довольно-таки силовых устройств, 12В и пару десятков А) пытался поднимать вопросы заземления, электробезопаности, пожаробезопасности — как об стенку горох.
    Ну, может тазик-эвтаназик поможет.