Sådan beskyttes mod spændingsudsving

Beskrivelse af en simpel enhed, der frakobler belastningen, hvis netspændingen overskrider de acceptable grænser.

Tolerancen for netspænding til elektrisk husholdningsudstyr og bare elektrisk udstyr er plus eller minus 10%. Men under betingelserne i det indenlandske energiforsyningssystem overholdes dette krav ofte ikke.

Spændingen kan være markant for høj eller meget lavere end normalt, hvilket kan føre til udstyrsfejl. For at forhindre, at dette sker, beskriver artiklen en simpel enhed, der afbryder belastningen til tiden, inden den har tid til at udbrænde.

Et diagram af en forholdsvis enkel beskyttelsesanordning er vist i figur 1.

Handlingsprincip. Kredsbeskrivelse

Afbrydelse af belastningen fra netværket sker, når spændingen overstiger 242 V eller bliver lavere end 170 V. Et kraftigt relæ ved enhedens udgang giver mulighed for at skifte strøm op til ti ampere, hvilket giver dig mulighed for at tilslutte en belastning med en kapacitet på op til to kilowatt.

I starttilstand er relækontakterne i den position, der er angivet i diagrammet. Skiftekontakt K1.3 forbinder HL1 LED til netværket, signaliserer at belastningen er slukket, og at der er spænding i netværket. Belastningen er forbundet til netværket ved kort at trykke på SB1 "Start" -knappen.

Figur 1. Beskyttelse mod spændingsudsving

Netspænding gennem den slukkende kondensator C1 og modstand R10 tilføres til ensretterdioderne VD9, VD10 og oplader kondensatoren C3. Spændingen på denne kondensator stabiliseres af en Zener-diode VD11. Denne ensretter leverer strøm til et laveffektrelæ K2, der styrer driften af ​​et kraftigt relæ K1, der skifter belastningen i sig selv.

Gennem dioden VD2 tilføres netspændingen til relæ K2's koblingsenhed. Hvis spændingen i netværket er mere end 170 V, åbnes Zener-dioden VD7, hvilket tillader kondensatoren C2 at blive opladet til en spænding, der er tilstrækkelig til at åbne transistoren VT1, som vil tænde for laveffektrelæet K2. (En VD8-diode er forbundet parallelt med spolen i relæ K2. Dets formål er at beskytte transistoren mod den selvinduktionerende EMF, der opstår, når relæ K2 er slukket.)

Dette relæ med sin kontakt K2.1 tænder for det kraftige relæ K1, og med dets kontakter K1.1 ... K1.4 vil det levere netspænding til belastningen. "Start" -knappen kan nu frigøres, enheden er gået i driftstilstand. Samtidig lyser HL2-LED'en, hvilket signalerer enhedens normale drift. HL1 LED slukkes, enheden er gået i driftstilstand.

Beskyttelse mod spænding

Hvis netspændingen bliver mindre end 170 V, lukker Zener-dioden VD7, og opladningen af ​​kondensatoren C2 stopper. Dette vil føre til det faktum, at kondensatoren C2 udledes gennem modstanden R8 og overgangsbasisemitteren for transistoren VT1. Transistoren lukker og mellemrelæ K2 slukker, og kontakt K2.1 slukker for det kraftige relæ K1 - belastningen slukkes.

Overspændingsbeskyttelse

Overspændingsbeskyttelsesenheden samles på tyristor VS1. Det fungerer som følger.

Netspændingen, eller rettere dets positive halvbølge, tilføres gennem VD2-dioden til Zener-dioderne VD3 ... VD6, der er forbundet i serie, og gennem dem til modstanderne R2 og R3, der er forbundet i serie. Hvis netspændingen stiger over 242 V, åbner zenerdioderne, og der vises et spændingsfald på modstand R3, hvis værdi vil være tilstrækkelig til at åbne tyristoren VS1.

En åben tyristor gennem en modstand R5 vil "sætte" spændingen over kondensatoren C3. (Da ensretteren, der leverer denne kondensator, er samlet efter kredsløbet med en slukkekondensator, er den ikke bange for selv kortslutninger.Modstand R4 er kun nødvendig, så tyristor VS1 ikke forbrændes ved udladning af kondensator C3.) Denne spænding er ikke tilstrækkelig til at holde relæ K2, den slukkes, og relæ K1 slukker med det, og belastningen afbrydes. Enheden i sig selv vil også være frakoblet, bortset fra kæderne R1, VD1, HL1.

Genaktivering af belastningen kan kun udføres ved at trykke på knappen "Start". I dette tilfælde skal man ikke skynde sig, men vente et stykke tid, fordi nogle gange, når strømmen genoprettes, forekommer ganske store dråber, kan du endda sige overspændinger, spændinger.

Et par ord om detaljerne

Næsten alle dele af enheden er monteret på et trykt kredsløbskort lavet af foliefiberglas med en tykkelse på 1,5 ... 2 mm. Boardets topologi er så enkel, at du bare kan skære den med en skarp kniv. Næsten alle detaljer findes på brættet. Kortet med de dele, der er placeret på det, er vist i figur 2.

Figur 2. Design af kredsløbskortet for overspændingsbeskyttelsesanordningen

Hele anordningen som helhed skal placeres i et hus lavet af isolerende materiale. De dele, der ikke passede på pladen, installeres inde i kabinettet ved hjælp af overflademontering. Hvis et kraftigt relæ har betydelige dimensioner, skal det også placeres uden for brættet.

Som et kraftfuldt relæ K1 er det muligt at bruge relæer af typen MKU-48, RPU-2 eller lignende med en spole til en vekslingsspænding på 220 V. Som relæ K2 kan du bruge relæer RES-6, RES-22 eller en anden type med en reaktionsspænding på ca. 50 V og spiralstrøm højst 15 mA. Dette relæ kan kun have en kontakt.

Når du installerer enheden, kan du anvende følgende typer dele: faste modstande type MLT, beskæring af modstandstype SP3-3 eller SP3-19. Kondensator C1 af typen K73-17 for driftsspænding ikke lavere end angivet på diagrammet, oxidkondensatorer af type K50-35 eller importeret. Som dioder VD1, VD2, VD8 ... VD10 er alle laveffektdioder med en revers spænding på mindst 400 V såvel som importeret type 1N4007 egnede.

Transistor VT1 kan erstattes af KT817G, KT603A, B eller KT630D.

Den øgede spænding på det netværk, hvor lukningen udføres, bestemmes af stabiliseringsspændingen for Zener-dioderne VD3 ... VD6, som i stedet for dem, der er angivet på diagrammet, er det muligt at bruge Zener-dioder KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A.

Med deres hjælp foretages en grov justering af nedlukningstærsklen, og en jævnere udføres ved at vælge en modstand R3. Det er nemmest at indstille en variabel modstand med en modstand på ca. 10 kg i stedet for den, og ved afslutningen af ​​indstillingen udskiftes den med en konstant, der er lig med modstanden for indgangsdelen af ​​den variable modstand.

Den nederste tærskel (mindste spænding) indstilles ved hjælp af trimmermodstanden R7.

Opsætning af en enhed udføres lettere ved hjælp af LATR. Indstil først den øverste tærskel. For at gøre dette skal du tilslutte enheden til LATR og gradvist øge spændingen, selvfølgelig ved at kontrollere den med et voltmeter. Ved at vælge Zener-dioderne VD3 ... VD6 og modstand R3, skal enheden være slukket ved en spænding på 242 V. Enheden - forbrugeren, skal selvfølgelig ikke være tilsluttet. For at forhindre enheden i at udløse på den nederste tærskel, skal du indstille motoren for indstillingsmodstanden R7 til den øverste position i henhold til skemaet.

Når du har indstillet den øverste tærskel, skal du bruge modstanden R7 til at slukke for enheden, når spændingen reduceres til 170 V.

Hvis muligheden for tvungen nedlukning af enheden er påkrævet, kan en knap med en åben kontakt sættes i serie med relækontakten K2.1.

Sikkerhedsanvisninger

Konstruktionen har ikke galvanisk isolering med forsyningsnetværket. Derfor skal man, når man opsætter det, være ekstremt omhyggelig og omhyggelig, og følg alle sikkerhedsregler, når man arbejder i elektriske installationer. Det er bedst at bruge en sikkerhedstransformator til idriftsættelse: LATR skal tilsluttes efter den.Derefter kan indstillingen udføres uden frygt.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Gregory]

Hej Undskyld for det umådelige spørgsmål. Hvorfor opfinde hjulet igen? Nu er netspændingen med lav kvalitet netspænding ret akut, derfor producerer vores og "ikke vores" industri en lang række spændingsregulatorer, der spænder fra den billigste til ganske dyre. De fleste af dem er bygget på det princip, du beskrev. Man kan også nævne muligheden for at bruge netværk og bagagerumstabilisatorer. Bagagerumspændingsstabilisatorer tilbyder en omfattende løsning af høj kvalitet og effektiv strømforsyning til et sommerhus, hus, hytte eller lejlighed, ethvert bolig- og ikke-beboelsesejendom, så stabilisatoren er ikke en luksus, men et behov, der ikke må konstrueres, men købes.

[#2 Alexander]

GregoryDette er ikke en stabilisator, men kun en reststrømsenhed. Det er meget billigere end "billige" stabilisatorer. De fleste hjemme har meget få apparater, som en pludselig nedlukning er farlig for. Og for sidstnævnte er det værd at bruge en UPS, uanset tilstedeværelsen eller fraværet af både en RCD og en stabilisator.

[#3 Ruslan]

Om at erhverve - Jeg er ikke enig. Nu er jeg færdig med det ... Vi har fejl på op til 110, kalder det købt, hvilket ikke slukker for belastningen? Kald det købte, at det ved en spænding på 160 V har en effekt på 5 kW og koster op til 10 tr?

Derudover at være pålidelig og økonomisk. Og for at være nøjagtig.

[#4]

bedre at samle på en tyristor og ikke på et relæ - højere hastighed

[#5]

For det første handler dette ikke om stabilisatorer, men kun om en spændingsafbrydelse. Denne enhed stabiliserer ikke spændingen i netværket, men overvåger simpelthen dens værdi, og når den overskrider tolerancegrænserne, kobler den blot fra belastningen. Jeg tror, ​​at både ordningen og beskrivelsen af ​​princippet om arbejde er givet på en sådan måde "til generel udvikling" og slet ikke for at gentage ordningen. Desuden er den beskrevne konstruktion ikke fri for ulemper. Først og fremmest, inklusive enheden med Start-knappen, ville det være dejligt at kende spændingsniveauet i netværket i øjeblikket, og det er ikke særlig praktisk at kontrollere denne spænding med en tester. Og så ved vi ikke at kende det virkelige spændingsniveau i netværket og trykke på "Start" -knappen, med kontakterne på denne knap leverer vi straks en farligt høj spænding til belastningen, og hvis vi også holder denne knap nede i et stykke tid, har vi en chance for at brænde den beskyttede enhed med succes . Derudover, selv med et normalt spændingsniveau i netværket, i det første øjeblik, indtil automatikken fungerer og begge relæer tændes, vil belastningsstrømmen passere gennem de temmelig svage kontakter på "Start" -knappen, og hvis belastningsstrømmen er ret stor, vil knappen ikke vare længe . Nå, og for det andet, den vigtigste ting. Branchen har allerede responderet på markedskrav, og i dag er der et stort antal forskellige afskårne modeller til salg, såsom dem, der er tilsluttet og har deres egne stikkontakter til at forbinde belastningen, eller som er monteret på en DIN-skinne. Men det fælles træk ved alle afbrydelser er, at de alle er lavet på en mikrocontroller, har en indikation af spændingen i netværket og programmeringsorganerne. Og en ting til: alle disse afbrydelser er ret billige sammenlignet med spændingsstabilisatorer. Selv om jeg personlig ikke er tilhænger af den udbredte brug af afskæringer. I min praksis var det mange klienter, der først ønskede at lægge hele to-etagers sommerhus på afskæringerne, og så, da damen begyndte at blinke, som et juletræ, fjernede de sig selv og kastede dem væk. Jeg tror, ​​at det i dag, selv i landdistrikter med al "charme" af luftledningsforsyning, er det fornuftigt at købe forbrugerelektronik, som ifølge producentens meddelelser er i stand til at arbejde under forhold med store udsving i netspændingen: fra 100 til 400 volt. Og det er helt ægte.

[#6]

Det er virkelig grunden til at opfinde hjulet igen. Der er en bred vifte af enheder, som industrien producerer. En enhed, der frakobler belastningen, hvis forsyningsspændingen går ud over den indstillede værdi, er billigere end delene til dette kredsløb. Her er et eksempel, jeg har for nylig købt en RN-111M til 1.400 r, så der er en nedre tærskelindstilling, en øvre tærskelindstilling, en timer og et digitalt voltmeter. Og han rejser sig op på en jernbane. Solide plusser.

[#7 MaksimovM]

Ruslan, Jeg tror, ​​det er spild af penge at købe en højspændingsregulator, f.eks. 5 kW, som du angav. Ved at købe en sådan stabilisator tjener du fortjenesten til sælgeren af ​​sådant udstyr og kaster anstændige penge til denne enhed, det er alt. Følelse af at sætte en stabilisator på hele lejligheden? Hvorfor stabilisere spændingen for en elektrisk vandvarmer, elektrisk varmeovn, ovn, ovn? Det tilrådes mere at installere en stabilisator på den del af ledningen, der leverer husholdningsapparater, der er følsomme over for spændingsstød. Hvis du ledes af dette princip om at vælge stabilisatorens kraft, viser det sig, at i stedet for stabilisatoren er der brug for 5 kW til kun 1-2 kW, hvilket er meget billigere. Faktisk er den overvældende del af belastningen i lejligheden de elektriske apparater, der ikke er følsomme eller i det mindste mindre følsomme over for strømstød.

Jeg betragter det også som mere hensigtsmæssigt at bruge spændingsrelæer i modulopbygget design til beskyttelse af elektriske ledninger, som har mange fordele: de er pålidelige nok, er kendetegnet ved høj hastighed og nøjagtighed af driftsindstillinger, har en ekstra kontaktgruppe, som relæet kan bruges til at implementere forskellige automatiserede kredsløb. Modulære spændingsrelæer er ret kompakte: der er relæer, der indtager en position på en DIN-skinne (størrelsen på en enfaset afbryder).

[#8]

Alt er længe blevet opfundet, beskyttelsesanordninger (digitale spændingsrelæer) ASP. Fra billige til dyre til alle lejligheder.