Lekstroomdetectie in de nullijn - theoretische werkwijze (met schema!)

Hmm, zit de essentie misschien in "closes a magnetic path"?

awel ? exact wat daar staat.

je hebt een zwart een witte en een blote draad.

de zwarte is de gevaarlijke ( hot )
de witte is de neutraal ( de return )
de blote draad is de grond.

in je schakelkast hangt de blote draad aan de witte draad.

de magneetsensor is gevoelig voor differentiele stroom. elke electron wat door de zwarte loopt moet door de witte terugkeren... doet het dat niet : paf contact eruit...

goed.
je hebt dus dit

                   tr1            tr2
                   ____          _____
zw----------------|----|--------|-----|-------
                  |    |        |     |
w --+-------------|----|--------|-----|-------  last
    |             |____|        |_____|
    |
gnd  -----------------------------------------

nu ga ik een short maken aan de last kant tussen de witte (W) en de aarde (GND blote draad)

                   tr1            tr2
                   ____          _____
zw----------------|----|--------|-----|-------
                  |    |        |     |
w --+-----------a-|----|-b----c-|-----|-d-+----  last
    |             |____|        |_____|   |
    |                                     |
gnd  -------------------------------------+---

wat heb je nu ? twee transfoes die rudg aan rug staan. ze zijn gekoppeld door de lus w-gnd.

het stukje draad a-b vormt de secundaire voor tr1 ( de primaire is de 200 windingen die naar de opamp gaat )
het stukje c-d is de secundaire voor tr2..

je hebt dus eigenlijk

   _______                ____
 sense    )||a________c||(    gnd.neutral
winding   )||(________)||(     winding
   _______)||b        c||(____
      

voila. daar is je magnetische koppeling.. ze gaat vie 2 intermediaire windingen maar ze is er wel.
we gaan van 200 windingen naar 1. en langs de andere kant gaan we van 1 winding naar 1000. dat geeft een gain van 5 ...

en die twee transfos staan in antifase.... wat is een versterker met een terugkoppeling waarin 180 graden fasedraaing zit ook al weer ?natuurlijk gaat dat spel oscilleren...

de oorspronkelijke chip was van national semiconductor.

free,
volgens jou staat een trafo met een 1:5 verhouding ("gain"?) en een antifazewikkeling te oscilleren?

Free heeft gelijk.
Zo staat het er wel, maar er is één ding wat ik niet begrijp. Voor de terugkoppeling moet de uitgang van de versterker via de twee transformatoren gekoppeld worden naar de ingang van de versterker. De Ground Neutral Transformer hangt voor zover ik het kan overzien niet aan de uitgang van de versterker maar direct aan de gelijkgerichte netspanning. Als C4 (0,03µF) aan de Op Amp Output hing ipv de gelijkrichtbrug, dan zou ik het begrijpen.

Op 15 september 2011 00:13:38 schreef ohm pi:
Free heeft gelijk.
Zo staat het er wel, maar er is één ding wat ik niet begrijp.quote]

bedankt voor deze heldere verklaring

Nu wil ik zeker niet beweren dat ik echt begrijp hoe het werkt, maar ik heb wel een theorie:

De "ground neutral transformer" hangt helemaal niet aan het IC, maar inderdaad aan de gelijkgerichte netspanning. Ik vermoed dat deze gebruikt wordt om een common-mode signaal te injecteren, dus hetzelfde signaal op de Neutral en de Hot lijnen. Zolang beide geïsoleerd zijn t.o.v. de aarde (het alternatieve pad), zal dit signaal in beide even sterk aanwezig zijn, en dus geen uitslag geven op de "sense transformer" geven. Zodra er van een van beide draden (dus op de Hot OF de Neutral) een deel van dat signaal weg kan lekken, zal dit een verschil geven in de "Sense Transformer", waar het IC op zal reageren.

Dit is nodig omdat er gewoonlijk zeker als er geen belasting aanwezig is, geen spanningsverschil bestaat tussen de Neutral en de aarde, en daar dus geen stroom kan lopen, waardoor de Sense Transformer geen verschil kan detecteren. Naar mijn idee wordt er dus juist een signaal geïnjecteerd, zodat er iets te detecteren valt.

pas op, er is daar meer aan de hand dan wat je vermoedt... dit ding is niet zomaar een opamp...

ze kijken naar het niveau tussen vref en de uitgang van de opamp. daarop zit een window detector.
op pagina 4 van de datasheet staat onder het hoofdstuk 'opamp' hoe de oscillatie frequentie getuned word op de transformatoren.

Vlak erboven staat onder 'principles op operation ook nog eens uitgelegd dat het het sluiten van de magnetische lus is die oscillatie veroorzaakt en daar tript de boel op. Dus Sparky : niks DC pad.

Je gaat uit van een verkeerd vertrekpunt.
In RUST ( dus wanneer alles normaal is , ) is de magneetspoel van het relais NIET BEKRACHTIGD. er loopt daar geen stroom door

de chip krijgt spanning via die bruggelijkrichter. ( kijk op het schema zonder de nuldetectie om het beter te snappen )

als ze die thyristor aansturen krijgt de spoel WEL spanning.
je moet het even uittekenen met + en - en de stroom volgen van 1 draad door de brug , door de chip , terug door de brug naar de andere draad.

als je + en - omdraait gebruik je de andere 2 diodes. in de brug.
schiet je die thyristor aan dan krijgt de spoel plotseling stroom ( het ic snijdt daarbij zijn eigen voeding af , maar dat is ook de bedoeling. bij elke alternantie krijgen ze zo automatisch een nieuwe aanstuurpuls voor de thyristor totdat de fout weg is ( kontakten open. )

die contacten zijn ene mechanische interlock. je drukt dat in en die spoel knalt ze open.

ik zal eens kijken of ik nog ene oude liggen heb. zal hem eens openvijzen

ik heb al de mijne vervangen in huis door modernere met verklikkerlichtje ( niks = ok , belasting aan , rood = belasting uit , er was een GFE, druk om te restten )

ik heb toen zo een ouwe opengevezen en ben ook op zoek gegaan naar dit schema. vandaard dattik weet hoe het werkt

Ik heb al de 'ouwe' schakelaars en stopcontacten (klassiek amerikaanse wipschakelaars , desondanks mijn huis maar 7 jaar oud is)
vervangen door modern spul van Cooper. Sommige schakelelementen hebben ingebakken Zwave nodes.

Er hangt nu een Android tablet aan de muur en ik kan gans het huis bedienen inclusief de camera's. vanaf de ipad en iphone kan het ook.

Op 14 september 2011 23:43:37 schreef free_electron:
je hebt dus eigenlijk

   _______                ____
 sense    )||a________c||(    gnd.neutral
winding   )||(________)||(     winding
   _______)||b        c||(____
      

Wel verd.... inderdaad. Zo zit het. Dit snapte ik dus niet. Goed gevonden van die mannen. En je hebt dus geen verbinding met de aarde nodig om het te laten werken.

Het leuke aan de Neutral fout is dus dat hij ook tript zonder belasting. Ingenieus!!

ik heb toen zo een ouwe opengevezen en ben ook op zoek gegaan naar dit schema. vandaard dattik weet hoe het werkt

Haha, juist hetzelfde verhaal hier

Geweldig, bedankt. Misschien ga ik eens proberen om dat gedrag na te bootsen met een zelfgebouwde schakeling.

der zit nog een staartje aan het verhaal.
dat ding tript inderdaad op een neutral fout , ook zonder belasting..

waarom doen ze dat ? simpelweg omdat in de VS je ene bifase systeem hebt...

die neutral is eigenlijk de middenaftakking. als daar iets mee ind e soep geraakt kan het zijn dat je apparaten plotseling meer spanning krijgen omdat ze de ene helft van de transofwinding uit hun lood duwen

dit heb je thuis normaal

 ______ L2
(
(______ N
(
(______ L1

tussen L en N staat 110 volt.
in je zekeringkast zitten 2 zwarte rails. de ene is L1 de andere L2.
de neutral is gedeeld.

dus voor apparaten die 220 nodig hebben ( airco etc ) pakken ze de twee zwarte rails. al de rest zit op de Neutral en een van de twee.

vandaar dat ze die neutral zo beschermen... als er iets mank zit : shiet de contacten open.