Каков самый простой и безопасный способ автоматического создания/разрыва соединения заземления с нейтралью в мобильной системе переменного тока?

У меня есть инвертор/зарядное устройство с нужными мне функциями, которые обычно не используются в автодомах. Это (к сожалению) автоматически не создает/не разрывает связь между землей и нейтральной связью. Я хотел бы автоматически делать это каждый раз, когда береговое питание подключено к RV. (В соответствии с требованиями электротехнических норм).

Я экспериментировал с электромеханическим реле 2 NO 2NC с катушкой, подключенной к входящей береговой сети 120 В. Для теста я соединил заземление с нейтралью через один из размыкающих контактов, чтобы при отсутствии берегового питания соединение было выполнено. Это сработало. При подаче энергии связь разрывалась, при обесточивании связь восстанавливалась.

Но катушка может когда-нибудь выйти из строя, и производитель сказал, что она должна выйти из строя в нормальном состоянии, а не в состоянии под напряжением. Я понимаю, что это не точно, и поэтому буду заниматься этим вопросом отдельно. Но по этим причинам я также проверил подачу берегового питания через один из нормально разомкнутых контактов. Таким образом, если устройство выходит из строя, а соединение заземления с нейтралью не нарушено, питание также не передается на домашние нагрузки.

При тестировании катушка начала подпрыгивать, и через контакты не проходило питание. Я позвонил производителю, который заявил, что вы не можете питать электромагнитную катушку от того же источника, через который вы запускаете контакты. Катушка и контакты обычно изолированы, но, используя один и тот же источник для обоих, вы теперь фактически создали перемычку между ними, что приводит к постоянной вибрации / дребезгу, как в старых дверных звонках переменного тока.

В этом случае, в случае неисправности шасси, когда земля становится горячей, катушка снова будет подключена к тому же источнику, что и один из контактов, поэтому похоже, что контактор, подобный этому, не может использоваться для этого приложения.

Поэтому я изучаю альтернативы. Одним из вариантов могут быть твердотельные реле, но кто-нибудь знает наверняка, будет ли у них такая же проблема? Я вижу, что многие в продаже на Amazon хвастаются «включайте вентилятор, когда выключаете свет» и другие подобные утверждения, предполагающие, что вход и выход SSR можно без проблем подключить к одному и тому же источнику. Это верно?

Обратите внимание, я ценю слова предостережения, и я осторожен. Я тестирую все в полном защитном снаряжении на стенде.

Вот схема подключения системы, но я еще не нарисовал схему контактора, который планировал использовать для замыкания/размыкания заземления на нейтраль. Это большая желтая рамка с текстом в правом нижнем углу. (обновление: теперь включен отдельный рисунок). Первоначально я тестировал катушку, запитанную от 1 ноги горячей сети 120 В (той, которая всегда будет питаться при использовании однофазных подключений 120 В или при использовании подключений с разделенной фазой 120/240 В), и эта же нога проходила через контакторы НЕТ. контакта, а затем подключен к выключателям переменного тока на схеме. Таким образом, если размыкающий контакт катушки не сможет разорвать связь между землей и нейтралью при питании от берега, питание не дойдет даже до выключателей, и я буду знать, что контактор нужно заменить. Но это не сработало на стендовых испытаниях, и производитель говорит, что никогда не сработает.

введите описание изображения здесь

Обновление: я добавил рисунок. Пожалуйста, поймите, что мои навыки работы с диаграммами все еще ограничены, и я пытался нарисовать устройство, используя единственные доступные объекты в библиотеке EasyEDA. Я также хотел, чтобы ориентация соответствовала схеме контактора и моей проводке. EasyEDA не показывает, когда один провод перескакивает через другой, поэтому рядом с R2 вы увидите, что я попытался сделать типичную форму перехода, но если нет красного узла, значит, нет соединения. Также обратите внимание, что соединение заземления шасси автомобиля с нейтралью через R1 и R2 является обязательным кодом для питания RV, когда оно не работает от береговой/основной электросети. Об этом не спорят. Там, где у меня есть автоматический выключатель и нагрузка, показанные ниже, именно здесь входящая мощность поступает в распределительное устройство переменного тока, изображенное выше, а затем к нагрузкам. Но я включил простой CB и загрузил ниже, чтобы завершить рисунок.

введите описание изображения здесь

Вот также рисунок передней части контактора. Вы заметите его 4 полюса, но я не смог найти 4 полюса в EasyEDA, поэтому я использовал следующий лучший вариант.

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Используйте инвертор для питания реле, которое нормально замкнуто на землю, а затем разомкнуто. Ток Gnd обычно низкий, и только шумовые токи SMPS. Вы используете GFCI?
Рассмотрите возможность добавления схемы подключения в свой пост, если вы хотите получить более полезную обратную связь.
@ Тони Я не могу использовать выход инвертора, потому что он также принимает вход переменного тока и просто передает его на нагрузку, поэтому связь между землей и нейтралью должна оставаться разорванной. Но мгновенная береговая мощность отключена, эту связь необходимо восстановить, потому что теперь инвертор является источником, и нет никакой другой связи между землей и нейтралью.
@Пэт, хороший звонок, Пэт. Я добавил один из всей системы, но мне нужно сделать один для контактора, который я пытался использовать.
Нарисуйте эскиз/схему того, что вы сделали/хотите. Эти коммерческие фотографии бесполезны. Ваши заявления о «дребезге катушки» и заявления производителя связаны с неправильной проводкой. Далее объясните: это транспортное средство, лодка, ... Почему вы хотите соединить/отключить землю и нейтраль вместе? Какова основная цель?
Вы должны показать нам схему того, как вы подключили этого подрядчика. Просто подрядчик. Это последнее, что наиболее актуально для вашего вопроса и имеет решающее значение для полезного ответа.
Заземление в целях безопасности всегда необходимо для защиты от неисправностей линии или токов утечки на землю. Он также привязан к нейтрали на DT, я не вижу смысла его отделять.
Требуется код для RV и морских устройств, чтобы создавать и разрывать связь между землей и нейтралью при отключении и включении берегового питания. При автономном питании вы должны выполнить эту связь, иначе у вас не будет защиты от сбоев, потому что ваш инвертор теперь является источником, и если он закоротит на шасси, вам нужен обратный путь к нейтрали, чтобы отключить автоматический выключатель. Некоторые инверторы делают это внутри, но не все. Я нарисую схему, как я подключил выключатель. Я просто хотел получить схему основной системы, чтобы люди не предлагали решения, несовместимые с проводкой инвертора.
@MarkoBuršič Хороший звонок. У меня просто не было времени. Теперь он добавлен.
@brhans Хороший звонок. Теперь он добавлен.
Вы уверены, что инвертор не имеет заземления и нейтрали, соединенных внутри постоянно?
Я думаю, вам следует обновить вопрос, указав марку и модель инвертора, а также ссылку на техническое описание или руководство по установке или что-то еще.
@mkeith Абсолютно на 100% уверен. В руководстве пользователя прямо указано, что устройство этого не делает, и пользователь должен делать это, когда действительно находится вне сети. Я могу обновить, чтобы включить техническое описание, но документ по установке составляет около 100 страниц, а руководство тоже очень длинное. Это сложное устройство. Но сейчас он даже не подключен. Это всего лишь проверка соединения заземления с нейтралью контактором. Ничего другого от этой группы не требуется. У меня нет оснований полагать, что инвертор будет работать иначе, чем его руководство пользователя, когда придет время его подключить.
Я не особо вникал в это в отношении вашей реальной проблемы, но то, как вы нарисовали свою новую диаграмму, размыкающий контакт вашего реле между R1 и R2 бессмысленен, поскольку эти точки кажутся напрямую соединенными проволока. Может ошибка?
@Pat На рисунке изображено реле, когда оно еще не запитано. Я не мог понять, как добавить стрелки для обозначения движения. При подаче питания связь R1-R2 разрывается. Это необходимо, потому что есть еще один источник 120 В — инвертор/зарядное устройство. Это на более крупном графическом рисунке выше. Если это источник, контактор должен выполнить соединение заземления с нейтралью. Когда появится береговая энергия, связь должна быть разорвана. Я попытаюсь обновить схему, но она становится громоздкой. Вся проводка исправна и проверена. Единственная проблема — замыкание/размыкание через контактор на берегу.
В том-то и дело, что соединение не разорвано, потому что на вашей схеме R1 и R2 соединены вместе. Следуйте по зеленой линии от R1 до R2. Я думаю, вам нужно удалить часть этого.
@pat извините, но R1 и R2 подключены только через контактор внутри RV. На дальнем правом щите они соединены, как и должно быть, но при попытке подключения «берегового» питания и подачи питания на катушку локальное соединение R1 и R2 разрывается, как и должно быть. Опять же, обратите внимание, что EasyEDA рисует провода друг над другом без формы перехода. Я попытался сделать один, предвидя такую ​​​​неразбериху, и заявил об этом в примечаниях к обновлению. Если вы не видите красный узел, они не связаны там, где пересекаются.
См. выделенный путь на связанном изображении: imgur.com/a/bKOZ9IO
@pat Привет, Пэт, это бесполезно. Давайте перейдем к чату, чтобы я мог объяснить. Подчеркнутое вами подключение правильно при питании от берега. В этом случае подрядчик разрывает связь G+N. PE по-прежнему соединен с заземлением шасси, как и должно быть. Горячее по-прежнему питает A2 и 2, нейтральное по-прежнему обеспечивает доход для A1 и 1. Это то, что вам нужно от берегового питания. Но когда береговое питание пропало, контактор должен восстановить связь. Что не изображено, так это инверторный источник, который нуждается в этой связи.

Ответы (4)

Если я правильно понимаю, у вас было рабочее решение, в котором, когда RV отключен, нейтраль RV и заземление шасси RV подключаются через размыкающий контакт на контакторе (я называю его контактором «GN»). При подаче питания с берега этот контактор размыкается, отключая нейтраль RV и массу шасси.

Вы определили, что если этот контактор GN выйдет из строя, не будет никакой другой защиты от неправильного заземления. Вы хотели бы некоторую избыточность, если этот контактор не размыкается должным образом.

Вы можете реализовать следующее:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Слева находится вилка берегового питания, которая обеспечивает соединение линии, нейтрали и заземления. С правой стороны внутренние цепи 120Vac RV.

Чтобы уменьшить количество спагетти проводов, я разделил контактор RV Ground-Neutral на отдельную катушку (катушку индуктивности) и переключатели NO и NC. См. метки на схеме.

Контактор M1 имеет 3 нормально разомкнутых контакта (мне пришлось добавить третий контакт), при отсутствии берегового питания соединения между береговой линией, нейтралью и заземлением отключаются от системы. Нейтраль RV и заземление шасси соединены.

Когда применяется береговое питание, сначала переключается контактор заземления RV. Это размыкает заземление RV. Это также замыкает замыкающий контакт последовательно между береговой линией и катушкой M1. Когда этот контакт замыкается, замыкается контактор M1.

Это гарантирует, что заземляющий контактор RV размыкается до подключения береговой линии. Если контактор GN не разомкнется, береговое питание останется неподключенным к RV.

Привет @clipboard_waving_enginerd, спасибо за ваш ответ. Похоже, вы поняли общую цель (наконец-то кто-то понял! - спасибо!). Пожалуйста, уточните - из вашего рисунка видно, что катушка M1 уже должна быть запитана, прежде чем ее катушка будет иметь обратный путь N. Это не сработает, верно? И даже если мы это исправим, я думаю, в конце концов, катушка всегда будет питаться от того же источника, на который переключаются ее контакты, что, по утверждению производителя, не будет работать. Они могут ошибаться. Я открыт для этого. Но мне нравится идея использовать ступенчатые ретрансляторы, чтобы посмотреть, может ли это установить порядок событий.
@BeachInMexico Хороший улов, я обновил схему. Я не могу придумать причину, по которой один и тот же источник для катушки и контакта будет иметь значение, с парой ручных переключателей и вечером вы могли бы собрать демонстрационную схему и проверить. Подозреваю, что где-то произошло недопонимание.
Мне просто пришло в голову, что если береговое питание 120 В не может обеспечить пусковой ток через контакты, напряжение на катушке упадет при замыкании контактов и, возможно, приведет к тому, что контакты снова разомкнутся. Напряжение 120 В восстановится, подавая питание на катушку, создавая цикл открытия / закрытия, пока что-то не сломается. Таким образом, все сводится к тому, может ли источник питания Шора обеспечить достаточный пусковой ток. Если бы это были мои деньги, я бы построил его и попробовал (конечно, с хорошим способом убить мощность).
Хорошая идея. Кто-то еще упомянул обратную связь по напряжению от пускового тока. Мой первоначальный тест был с умеренным броском (всасывание в цехе осталось включенным), потому что это примерно наихудший сценарий, когда многие грузы остаются включенными, а затем переключаются на берег. Я намеренно использовал 100-футовый старый удлинитель 14 awg, полагая, что это, вероятно, наихудший сценарий подключения в парке RV / доме друга. Может быть, эта комбинация была слишком большой для контактора, но когда мы исключили контактор из уравнения, заводской пылесос заработал прямо с Vdrop при 115 В. Хотя во время броска она могла быть намного ниже.
Звучит как хороший тест. Лучше всего добавить кнопку с защелкой в ​​катушку контактора GN. Таким образом, для подачи берегового питания требуется сначала подключить дом на колесах, а затем нажать кнопку «подключить». Если источник питания не может обеспечить пусковой ток, соединение прерывается, но автоматически не перезапускается и не зацикливается. Это побудит вас отключить нагрузки на RV. Как только RV подключен, вы можете повторно подключить нужные нагрузки последовательно. В конце концов, береговое снабжение может сделать только так много.
Спасибо за идею Клип. Для другого человека это могло бы сработать, но есть причина, по которой я разработал систему таким образом. Инвертор будет принимать поступающее от берега питание и переключаться менее чем за 1 цикл, что отлично, потому что тогда кондиционер не нужно будет перезапускать. После того, как аккумуляторы справятся с пусковым током кондиционера, переключение на берег идеально для предотвращения перезарядки аккумуляторов. Даже 100-футовый старый шнур 14-го калибра на линии 10 А подойдет, потому что при подключении устройство потребляет 300-600 Вт. Но пусковой ток 3,3кВт. Так что отключение всех нагрузок RV не работает для меня. Отсюда и контактор.

Я хотел бы автоматически [замыкать/разрывать соединение заземления с нейтралью] каждый раз, когда береговое питание подключено к жилому дому

Следующая схема должна работать, если ваш инвертор/зарядное устройство имеет отдельные соединения для выхода инвертора и входа зарядного устройства.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Когда доступно береговое питание, нейтраль и заземление системы распределения переменного тока RV «не соединены». (При условии, что их единственное соединение осуществляется через реле.)

[На схеме показано защитное заземление береговой сети, соединенное с защитным заземлением RV. Сделано предположение, что защитное заземление береговой электростанции аналогично фактическому потенциалу земли (или воды) вблизи RV.]

[На схеме показана только одна «активная» линия. Если используются две линии под напряжением, L1 и L2, вам потребуется большее или отдельное реле для отключения инвертора от берегового питания, когда береговое питание доступно.]

[Если блок инвертора/зарядного устройства не имеет отдельных входных и выходных разъемов инвертора, приведенная выше схема сама по себе не будет работать и требует дополнительных схем. Укажите производителя и номер модели инвертора/зарядного устройства.]

Я провел соединение заземления с нейтралью через один из размыкающих контактов, чтобы при отсутствии берегового питания соединение было выполнено. Это сработало. При подаче энергии связь разрывалась, при обесточивании связь восстанавливалась.

Приведенная выше схема делает это, но также соединяет нейтраль берега с нейтралью RV после разрыва соединения и разрывает соединение между нейтралью RV и нейтралью берега до того, как соединение будет восстановлено (когда питание на берегу отключено).

Но катушка может когда-нибудь выйти из строя, и производитель сказал, что она должна выйти из строя в нормальном состоянии, а не в состоянии под напряжением. Я понимаю, что это не точно, и поэтому буду заниматься этим вопросом отдельно.

В приведенной выше схеме, если катушка выйдет из строя, береговая мощность L1 останется отключенной от мощности L1 RV. [Есть еще один возможный вид неисправности реле, заключающийся в том, что контакты привариваются друг к другу. Если это произойдет, RV все еще может получать питание от берега, но не может подавать питание на берег (или RV) от инвертора.

При тестировании катушка начала подпрыгивать, и через контакты не проходило питание.

Я до сих пор не видел точной схемы того, как был сделан этот тест. Я предполагаю, что есть проблема с дизайном/проводкой. С предоставленной вами диаграммой есть проблемы, которые обсуждаются в моем ответе на другой ваш вопрос .

Я позвонил производителю, который заявил, что вы не можете питать электромагнитную катушку от того же источника, через который вы запускаете контакты.

Вы, безусловно, можете питать катушку реле той же мощностью, которую вы передаете через контакты, при условии, что катушка рассчитана на это напряжение. Если вы получаете постоянное колебание включения-выключения, это может быть связано с неправильной проводкой. То есть эффект «дверного звонка», который вы видите, возможно, связан с тем, что реле подключено так, что когда катушка находится под напряжением, оно размыкает контакты, которые разрывают цепь, питающую катушку. Затем катушка обесточивается, замыкая контакты, позволяя снова подать питание на катушку, и процесс повторяется. Это вопрос конструкции или проводки, и он никоим образом не отменяет того факта, что реле может питаться от того же источника питания, который подается на его контакты. Это просто нужно сделать правильно.

Эта длинная цепочка комментариев превысила то, что разумно для комментариев. Поэтому он был перемещен в чат и должен быть продолжен в нем (ссылка ниже). --- Поскольку это массовое перемещение комментариев в чат может быть выполнено только один раз, любые дальнейшие комментарии, размещенные здесь и пытающиеся обсудить ответ, могут быть удалены без предварительного уведомления. Держите это в чате, пожалуйста! Любые фактические обновления ответа, которые решаются во время чата, должны быть сделаны через редактирование ответа. Спасибо!
Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Проблема здесь в основном связана с риском неисправности нейтрали выше по течению?

Действительно правильным решением, вероятно, является изолирующий трансформатор (в пластиковом корпусе) сразу за внешним питанием, а вся вторичная сторона рассматривается как отдельное питание без какого-либо подключения к заземлению береговой сети.

Это то, что я делаю на лодке, так как береговая электроэнергия для марины — это совершенно случайное дерьмовое шоу, и между этим и возможностью переключения на этом трансформаторе я могу справиться с большинством вещей и НЕ получить проблем с электролитической коррозией.

Тем не менее, у лодки нет (при условии, что вы устанавливаете ее низко) серьезной проблемы с несколькими десятками кг железа и меди.

Более легкий подход для RV - это трехфазное УЗО (GFCI), подключенное к фазной нейтрали и внешней земле через трехфазные контакты, это НЕ работает как обычное УЗО (поэтому вам также нужен двухполюсный), но это обнаруживает наличие внешнего тока в земле и в этой ситуации отключает всю линию (все три проводника). По сути, это то, что делает устройство защиты от сбоев PEN для зарядных устройств электромобилей, и это может быть простой способ получить снаряжение.

Привет Дэн, спасибо за это предложение. Я посмотрю на это, но, как вы упомянули, я раньше смотрел на трансформаторы, и размер и вес исключали их. Интересно, что в этом инверторе на самом деле есть трансформатор, который принимает входящие однофазные 120 В и генерирует разделенные фазы 120 В/240 В. Или он может принимать расщепленную фазу 120/240 В и просто передавать ее на нагрузку. Надеюсь, ваше трехфазное УЗО станет жизнеспособным ответом.

Как видно из вашего рисунка, входящий источник питания имеет L, N и PE. Вы не можете соединять N и PE вместе, они должны быть разделены. Вы можете видеть из вашего рисунка. что нет связи N-PE.

Соединение N и PE должно быть выполнено, когда входящее питание состоит из провода L и PEN, затем вы делаете это соединение и разделяете N и PE. После этого момента никакие дополнительные склейки не допускаются, они должны быть разделены на всю систему.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

схематический

смоделируйте эту схему

Теперь должен быть стандартный способ подключения мобильного объекта с помощью стандартной вилки. Поэтому L и PEN из формы 2 следует исключить, так как этот тип требует стационарного подключения, осуществляемого электрической компанией. Для мобильных возможна только 1-я схема, где N и PE уже разделены. Я хочу дать вам ясно понять, что вы не должны возиться с этой связью связи. Вместо этого найдите стандартное решение.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

схематический

смоделируйте эту схему

Ловушка здесь заключается в том, что RV НАХОДИТСЯ ЗА ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЗОНОЙ, поэтому вопрос о том, что происходит при замыкании нейтрали перед соединением, очень актуален, так как это может привести к тому, что большой металлический ящик, который является RV, поднимет значительное напряжение выше местного заземления. что является грубым сюрпризом, когда вы выходите босиком и идете, чтобы закрыть дверь .... Для этого существуют стандарты, но они различаются в зависимости от страны (здесь IIRC розетки RV должны быть защищены TT и RCD).
Точно, в RV или морской ситуации вы делаете/разрываете землю и нейтраль каждый раз, когда вы отключаете/направляетесь на берег. Когда вы отключаете питание от берега, в системе нет связи G+N (если только ваш инвертор не делает это внутри; не все делают). Когда питание отключено от берега, инвертор является источником. Если жарко доходит до шасси, обратного пути не будет, если вы не сделали соединение G+N. При подключении к коммунальному/береговому питанию у вас не может быть связи G+N ниже по течению от главной панели, поэтому вы должны разорвать эту связь при подключении мгновенного берега. Дискуссий на эту тему нет. Это RV/морской код.
Теперь я добавил рисунок контактора. См. примечания к обновлению в конце исходного сообщения.
@BeachInMexico Какой у вас контактор? Точная модель? Эти R3,R4 могут быть просто вспомогательными контактами, а не силовыми.
@MarkoBuršič Это контактор 2NO 2NC, второй сверху слева. Конечно, я убедился, что это не вспомогательные контакты. Я даже разговаривал с производителем: electropot.com/contactorNONC.htm#_2NO_-_2_NC