Роса сгорела... Паталогоанатомия.

[Игорь]

Сразу хочу попросить воздержаться от любых оценочных суждений. Случившееся - цепь совпадений, цепь безобидных телодвижений, каждое из которых по отдельности могло бы быть безопасным, но в совокупности они привели к проблемам. К счастью - к небольшим.
Такое могло бы произойти с каждым, и со мной в том числе. Поэтому не имеет никакого значения чей это аппарат. Важно найти причины и сделать выводы.

Один из коллег прислал Росу, которая вдруг перестала работать. Случай оказался загадочным, такие случаи я предпочитаю разбирать сам или вместе с Валерой чтобы определить причины. Нет, не для того чтобы наказать виноватого, а чтобы научиться и либо что-то изменить в конструкции, либо дать больше информации пользователям.

На первый взгляд все было в порядке. И только некоторые признаки, видимые только при внимательном  рассмотрении, подсказали, что внутри может быть жопа...
Так оно и оказалось. Видео под спойлером.

Spoiler

[close]

Но, как ни странно, несмотря на печальный внешний вид, фактические повреждения оказались незначительными. Полностью выгорели контакты фазы и нуля в клеммнике Росы, ток через которые при нормальной работе измеряется миллиамперами. Было очень странно то, что головки стальных винтов в клеммнике оказались аккуратно оплавленными. Как будто между ними произошел мощный дуговой разряд.
[attach=4] 
Кроме того, все не нагруженные (тонкие) провода фазы и нуля, которые шли к этим клеммникам, выгорели, остались без изоляции, и, разумеется, замкнули. Это показалось странным, автомат должен был отключить фазу задолго до такого выгорания. Пенять на качество автомата не приходится, там стоит автомат фирмы Шнайдер, надежный как АК-47.
Увидев такие красоты, я усомнился в возможности что-то восстановить... и к счастью, ошибся. Под толстым слоем жирной копоти почти все оказалось целым
Кроме клеммника, полностью сгоревшим (в пепел) оказался защитный варистор, немного пострадал шлейф внутри мозгов, сгорел силовой симистор и моська, которая им управляет. Все остальное было ужасно закопченное, но живое. Поэтому ремонт свелся в первую очередь к вымыванию, выведению жирной гари. Полностью ее я вывести не смог, хотя использовал последовательно Фэйри с горячей водой, растворитель (антисиликон) и спирт. Но, в принципе, более-менее вымыл.
Валера вымыл внутренние платы, заменил клеммник и подшаманил плату под его контактами, заменил шлейф между нижней и верхней платой, поменял сгоревшую моську и заменил выгоревший корпус на дин-рейку. Заодно заменил кнопки, они не любят тщательной мойки, даже спиртом.
Я заменил всю внутреннюю разводку проводов и заменил силовой симистор. После перепрошивки на последнюю версию, Роса заработала бюез проблем.
Осталось выяснить что же это было. Это обязательная часть подобного ремонта. Ведь только благодаря стойкости пластмасс огонь не распространился. И причину надо выяснить обязательно чтобы подобного не повторялось.


Осмотр такде показал, что оказался весьма подгоревшим контакт фазового провода в вилке.
Это вообще сбило поначалу с толку.
[attach=5]
Если отгорела фаза, все должно было прекратиться. Но этого не произошло.
Понадобилась дополнительная информация, и она была получена в телефонном режиме.
Сперва хозяин сообщил, что у него блок-ТЭН (3 по 1,5 кВт). Две секции из трех подключены к Росе, на третью на период разгона он подает другую фазу, и отключает ее минут через 20, не дожидаясь закипания.
Кроме того, учитывая печальный вид фазного контакта в вилке, я точно знал, что и в розетке один из контактов должен быть подплавленным. Так и оказалось. В розетке тоже подплавлен один контакт, но не фазный, а нулевой. Именно это стало основной причиной последующих проблем. 

Этои информации оказалось достаточно, чтобы восстановить последовательность происшествия.
Полезли в схемы.
[attach=1]
Это упрощенная схема Росы. Фаза в нее заходит через автомат, проходит симистор, и подается на ТЭН. Ноль подается на ТЭН напрямую, он проходит Росу транзитом .
Между нулем и фазой стоит варистор - элемент защиты. Он всегда разомкнут, но если в сети приходит всплеск высокого напряжения, он поглощает его, превращая в тепло. Кроме того, если напряжение становится слишком высоким, он сгорает, устраивая в сети короткое замыкание. Срабатывает автомат, фаза отключается, а электроника остается живой.
Причем, как я часто пишу, соблюдение полярности фаза-ноль весьма желательна, не является обязательной с точки зрения работоспособности, Роса будет работать и так. Но это очень желательно с точки зрения безопасности. Если перепутать фазировку, после отключения автомата, на контактах ТЭНа и клапанов останется фаза, а это не хорошо.


Идем дальше.
Коллега решил ускорить первый этап (нагрев до кипения), подавая на третью секцию ТЭНа другую фазу, и отключая ее через некоторое время, но до начала закипаения.
[attach=2] В этом нет ничего опасного. Но когда в схеме появляется вторая фаза,  необходимо проследить за фазировкой в двух точках. Во-первых, фаза должна приходить в Росу через автомат, а не транзитом идти прямо к ТЭНу.
Во-вторых, второй (нулевой) контакт  дополнительной секции ТЭНа должен быть подключен именно к нулю, который проходит Росу транзитом, а не наоборот. И все было бы нормально. Но фактическое подключение оказалось другим. Наоборот в обоих местах.
[attach=3] 
Фаза и ноль в вилке оказались перепутаны местами, и ноль пошел по коричневому проводу через автомат, а фаза - по синему, напрямую. Дополнительная секция была подключена к тому проводу, который был подключен к нулю.
В принципе, и так оно должно было бы работать нормально, если бы в сетевой вилке не начал гореть контакт коричневого провода, подключенного к нулю.
Когда контакт на нуле пропал, нижний (по схеме) контакт защитного варистора оказался подключенным  напрямую к фазе 1, а верхний - через открытый симистор и нижнюю секцию ТЭНа (сопротивление всего 32 ома) -  к фазе 2. На  контактах варистора (и контактах мозгов Росы) вместо 220 вольт оказалось 380, а в пиках - до 540 вольт. Варистор такого допустить не может. Если бы не было варистора, Роса бы мгновенно сгорела. Но варистор сработат как Матросов. Он спёкся и закоротил эти провода между собой. Все должно было закончится тут-же вследствие срабатывания автомата. Но, увы, при таком включении автомат оказался вне цепи, по которой идет ток, и отключения не произошло. Нечего было отключать.
Теперь напряжение 380 вольт оказалось приложенным к нижней секции ТЭНа, через тонкие провода, питающие мозг Росы, пошел ток порядка 12 ампер, который тут-же испепелил на них изоляцию, и стал греть спекшуюся керамику защитного варистора. Через некоторое время варистор полностью рассыпался, цепь разомкнулась, и между дымящимися, покрытыми сажей контактами клеммника оказалось напряжение 380 вольт. Появилась дуга, которая и подплавила  контакты на клеммнике. Долго эта дуга не могла существовать,  думаю, это был как прострел, доли секунды. Когда сажа из зоны дуги улетела, дуга погасла, и все прекратилось.


Других вариантов развития событий я не вижу.
Редкое стечение обстоятельств. Одновременно оказались перепутанными фазировки в двух точках, плюс отгорел ноль. Если бы любой из трех факторов отсутствовал ничего бы не было... кажется. Один из вариантов неполного сочетания этих проблем привел бы к тому, что на доп. секцию пошло бы не 220, а 380 вольт, и она бы дала не 1,5, а 4,5 кВт. В крайнем случае она бы сгорела, но даже отгорание нудя не привело бы к возгоранию.

И как обычно... В первую очередь я ищу варианты - что мог бы сделать я чтобы подобная ситуация не произошла? Что я упустил на этапе разработки?
Поставить спаренный автомат, чтобы контроль был за обоими проводами?
Наверное это было бы не вредно, только пришлось бы вместо блока - четверки использовать шестерку. Нет. Ничего бы не дало. Просто бесполезно.
Ведь нагрев, приведший к прогораниям и закопчениям произошел из-за того, что через сработавший (выполнивший свою функцию и защитивщий автоматику) варистор пошел не ток короткого замыкания, а относительно небольшой ток 12 ампер, ограниченный сопротивлением нижней секции ТЭНа. Автомат не сработал бы на такой ток. Все бы прошло точно так-же.
Использование спаренного автомата не предотвратило бы проблему.
Если бы не было защитного варистора, не было бы возгорания защитного элемента, но мозг Росы сдох бы, да и возгорание могло бы произойти в совсем другом месте - уже на плате Росы.
Значит для того, чтобы подобное не повторялось, нужно больше информации. Поэтому я трачу так много времени на это сообщение и устраиваю подробный разбор полетов.
Если подумать, основной причиной проблем стала даже не путаница с фазировкой, а отгорание нуля в розетке! Плюс наличие в системе второй фазы, которая и подпалила все. Без нее тоже ничего бы не случилось :)
Значит буду рекомендовать всем использовать соединение вилка - розетка только как временное. Желательно поставить Росу стационарно и подключить ноль и фазу в щитке. Если все-же Роса подключается вилкой в розетку, нужно перед каждым включением проверять состояние контактов, и если есть малейшие подозрения на подгорание, менять розетку (как правило, виной плохих соединений являются неподпружиненные контакты в розетках).
Неплохой вариант использовать более мощные розетки - вилки,  например, от электроплит. Но в любом случае стационарное подключение в щитке предпочтительно.
Дальше. Использовать дополнительный нагрев от другой фазы можно только если ноль подключен отдельно И НАПРЯМУЮ, БЕЗ АВТОМАТА. Либо с автоматом, одновременно отключающим все фазы и ноль. Потому что если бы ноль не подгорел, а отрубился бы штатный автомат Росы, оказавшийся на нуле, все произошло бы точно так-же.
Дополнительную фазу к разгонному ТЭНу можно подать, но только через отдельный автомат, а нулевой контакт дополнительного ТЭНа нужно подключить к нулю сети либо отдельным проводом, не соединенным с общим проводом ТЭНов Росы, либо, сто раз проверив, к нулевому проводу Росы, который проходит к ТЭНу  без автомата, транзитом.
Вроде все. Результаты восстановления - под спойлером.

Spoiler

     

[close]

Если кто-то видит другие варианты развития событий, просьба озвучить. Бо я ж сантехник, для меня электрика - тёмный лес. :)  Может есть каке-то соображения... Буду признателен.

Сейчас прикреплю картинки.

[Игорь]

Все вложения добавил. Надо изменить название темы. Паталогоанатомия - это вскрытие трупов. А тут после вскрытия пациент ожил. :)
Добавил в конце видео с результатом. Только внешний вид.

[ДимаС]

Так оно и оказалось. Видео под спойлером.
скрыть/показать
https://medportal.ru/mednovosti/smi-v-indii-dvoe-vrachey-trizhdy-zarazilis-sars-cov-2/

Игорь, ссылка на какой-то ковид...

[Игорь]

Спасибо. Поправил в сообщении.
И здесь даю ссылку. Беременным и впечатлительным лучше не смотреть. :)

[Trident]

Тоже не электрик, а всего лишь радиоинженер)), поэтому все сугубо ИМХО.
Делать защиту от дурака это правильно и нужно, но как показывает практика предусмотреть все варианты мыслей, возникающих в голове пользователя невозможно.
Тут налицо самонадеянность владельца.
1. Для пользователя Роса - "черный ящик". Либо подключаешь по инструкции, либо советуешься с автором, либо разбираешься с подключением и всю полноту ответственности берешь на себя. На мой взгляд, если хочется подключать дополнительный ТЭН, то только своими проводами напрямую к розетке. Использование Росы для транзита любых линий питания дополнительных устройств недопустимо и вроде это очевидно.
2. Применение двух-, трех фаз только в стационарном подключении или подключении специальными разъёмами, исключающими неоднозначность подключения. Иное недопустимо и смертельно опасно. При использовании разных фаз однозначно необходимо надежное заземление ТЭНа и куба.

[Игорь]

если хочется подключать дополнительный ТЭН, то только своими проводами напрямую к розетке

Причем ДВУМЯ, и не соединенными с проводами Росы. 
Или имея перед глазами четкую схему соединений и после анализа максимального количества вариантов "а что если"... Если бы я решил подключить дополнительный ТЭН к другой фазе, я нарисовал бы такую схему, ТОЛЬКО НА НИЖНЕЙ ФАЗЕ ПОСТАВИЛ БЫ АВТОМАТ. 
[attach=1]
И начал бы проверять (мысленные эксперименты) что будет если что-то где-то рассоединится. Зная, что  проблеиы в многофазных схемах в 99% случаях возникают при потере нуля, основное внимание уделил бы именно этому варианту.
Отпадание любой из фаз однозначно не критично. если отпадет фаза Росы, она просто отключится. Если отпадет фаза доп нагрева, его просто не будет...
А если отгорит ноль, ТЭНы образуют делитель напряжения "один к двум", подключенный к 380-ти вольтам. На дополнительном ТЭНе (пока открыт симистор)  будет 2/3 этого напряжения, 250 вольт. Не сгорит. На на спаренном ТЭНЕ, а значит и на автоматике Росы - всего 130. Роса просто отключится, этого напряжения не хватит для питания ее мозгов. Симистор закроется и нагрев дополнительного ТЭНа прекратится.
Еще на что надо обратить внимание. Когда при оторванном нуле симистор закроется, на его силовых контактов будет 380 переменки, а в пиках синусоиды - до 540 вольт. Симисторы, которые мы используем, рассчитаны как минимум на 600 вольт, поэтому пробоя симистора этим напряжением не произойдет.

Что радует.
Случилась непредвиденная ситуация. Что-то испортилось. Использованы китайские и турецкие материалы, качество которых не гарантировано. Других нет. Но в этих экстремальных условиях все материалы показали надежность. Варистор отработал как камикадзе и спас более дорогую часть системы. Изоляция проводов и корпус клеммника испарились и дали копоть, но не загорелись. Корпус изделия выдержал это испытание, внешне сложно заметить проблемы. Честно говоря, не ожидал.

[Игорь]

Оп-па... Не полный анализ... Надо смотреть глубже. Разбираться "а что дальше". А дальше - снова жопа.
Если на последней - правильной схеме отвалится ноль, на сперенном ТЭНе и на Росе будет всего 130 вольт. Роса отключит симистор, и между фазами окажется низкоомный ТЭН, подключенный через варистор и подключенный параллельно ему мозг Росы. На варисторе и мозгах окажется межфазное напряжение 380 (540) вольт. Это приведет к спеканию варистора и он сохранит мозги. А так как жарить варистор будет не ток короткого замыкания, а 10 ампер через ТЭН, автомат не отключится полносью повторится та ситуация, которая была вчера изучена.
Наша сила в способности делать выводы.
Я делаю такой.
Использование двух-трех фаз допустимо, но требует ОСОБЫХ мер безопасности. В первую очередь это касается качества нулевого провода и всех его контактов. Эитот провод должен быть самым надежным звеном системы. На этом проводе НЕЛЬЗЯ, категорически нельзя ставить одиночных автоматических выключателей. Его срабатывание или отключение вручную при подключенных двух фазах тут-же приведет к описанным проблемам.
Автомат на нулевом проводе можно поставить только групповой, который отключается одновременно с фазами и исключает отключение нуля если фазы подключены.

[Dimassik]

Желательно поставить Росу стационарно и подключить ноль и фазу в щитке.

Так и сделал, но еще проблема в родном разъеме Росы, который идет на тен. Начал греться. Поставил соединители. Но провода коротковаты, пришлось повозиться. Нельзя ли сразу с Росы вывести два провода подлиннее, чтобы потом соединить или с разъемом, или с соединителем.?

[Игорь]

Ceйчас в этом нет необходимости. 
Уже пару лет Валера  параллелит контакты в разъёме и в штекере. После этого они не греются. Важно не перепутать распайку. Он соединяет контакт 1 с контактом 2, и третий с четвертым. Если перепутать в вилке или штекере, при включении тут-же сгорят симистор и моська.

[Егор_81]

Если кто-то видит другие варианты развития событий, просьба озвучить. Бо я ж сантехник, для меня электрика - тёмный лес.   Может есть каке-то соображения... Буду признателен.

Я предполагаю, что ситуация могла развиваться иначе.
1. На вилке присутствуют следы теплового нагрева.
2. При отваливании нуля в сети 380В у нас варистор будет зашунтирован 2мя тэнами(Rобщ 16Ом), а макс падение напряжения будет на 3м тэне.
3. Совсем не факт, что варистор сгорел именно в этот раз, допускаю мог месяц назад сгореть и владелец даже не знал об этом.

Я предполагаю, что владелец использовал одноименную фазу для 3го тена, в этом случае он просто на протяжении нескольких месяцев перегружал цепь нулевого, а в росе фазного проводника...

На вилке смотрю защитного проводника в Росе не предусмотрено.