Реле защитного отключения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Устройства защитного отключения

 Комментарии к статье

В статье описано реле защитного отключения, предотвращающее возможность поражения электрическим током при случайном прикосновении к токоведущим частям. Оно предназначено для электрических сетей с заземленной нейтралью. Устройство не требует налаживания.

Рассматриваемое реле защитного отключения (РЗО) основано на известном принципе (см. [1, 2, 3]). При возникновении в токе нагрузки небаланса, обусловленного утечкой тока фазного провода на "землю" и превышающего пороговый уровень срабатывания, появляется сигнал на выходе датчика - дифференциального трансформатора тока. Он усиливается, запоминается и подается на обмотку реле, что приводит к отключению нагрузки. Срабатывает РЗО, когда ток утечки превышает 7 мА, а отключение нагрузки происходит в течение 60 мс (время срабатывания определяется исполнительным реле и может быть уменьшено применением оптоэлектронных реле).

Основное внимание при разработке было обращено на повышение помехоустойчивости, устранение ложных включений, вызванных коммутацией нагрузки, на снижение энергопотребления и исключение любых цепей регулировки.

Датчик небаланса токов - трансформатор Т1 (см. схему). При неравенстве токов, протекающих по первичным (сетевым) обмоткам (I и II), во вторичной обмотке (III) индуцируется ЭДС, которая в конечном итоге вызывает включение реле К1, отключающего нагрузку от сети.

В отличие от устройства [2], реле К1 в рабочем режиме отключено и включается только при появлении утечки. Это приводит к уменьшению энергозатрат и увеличению срока службы устройства. Для согласования высокоомной вторичной обмотки дифференциального трансформатора с усилителем DA2 применен повторитель напряжения на операционном усилителе DA1, имеющий большое входное сопротивление. Такое включение позволило использовать резонансные свойства колебательного контура, образованного вторичной обмоткой трансформатора тока Т1 и конденсатором С1, для повышения чувствительности устройства (удаление конденсатора уменьшает чувствительность примерно в 1,5 раза). Переменное напряжение небаланса усиливает операционный усилитель DA2, детектируется цепью C4VD2VD3C5 и поступает на эмиттерный повторитель (транзистор VT1), управляющий тринистором VS1.

Чтобы исключить регулирование в цепях смещения операционных усилителей, их питание выполнено двуполярным напряжением + 9 В, в отличие от устройства, описанного в [2].

Для уменьшения массы усилитель РЗО питают непосредственно от сети 220 В без понижающего трансформатора, который был использован в устройстве [3].

Снижение потребления тока достигнуто применением микромощных операционных усилителей КР140УД1208.

Срабатывание реле К1 индицирует светодиод HL1. Для проверки работоспособности устройства предусмотрена цепь из резистора R11 и кнопки SB1. Возврат в исходное состояние после включения реле производят кнопочным выключателем "сброса" SB2. В отличие от устройства [3], при начальном включении РЗО в сеть или при подключении нагрузки реле К1 не срабатывает.

Трансформатор тока выполнен на кольцевом магнитопроводе ОЛ 25/40. Первичные обмотки намотаны двойным проводом для сетевых шнуров сечением 2(0,5 мм 2, число витков - 8. Вторичная обмотка содержит примерно 5000 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,09 мм. Конденсаторы C3-С5 - К73-17 и могут быть заменены на К73-11, К73-16 или на аналогичные с номинальным напряжением не менее 25 В; конденсатор С2 - КМ-6, К10-17, К10-23; конденсатор С6 - К73-17, К73-11; конденсатор С7 - любой оксидный. Все пленочные конденсаторы должны иметь допускаемое отклонение емкости от номинального значения не более 20 %. Реле К1 - РП21-002 110 В; его можно заменить на РПУ-2-ОМ11020 напряжением 110 или 220 В, или на малогабаритное унифицированное реле западноевропейского производства R2 или RUC на напряжение 110 или 220 В. Если применено реле на 220 В, необходимо исключить резистор R14. Все резисторы - МЛТ или аналогичные с допускаемым отклонением сопротивления от номинального значения не более 10 %. Транзистор VT1 - КТ315 или КТ503 с любым буквенным индексом. Тринистор VS1 - КУ201К, КУ201Л. Стабилитрон VD1 заменим любым симметричным на напряжение 5,6...8,2 В, а VD5, VD6 - на любые с напряжением стабилизации 9...10 В. Диод VD7 - любой с допустимым обратным напряжением свыше 300 В. Кнопочные выключатели SB1, SB2 - любые на напряжение не менее 250 В и ток более 100 мА.

Ток нагрузки для реле РП21, РПУ-2, R2 не должен превышать 10 А. Реле RUC позволяет коммутировать ток 16 А при напряжении 220 В. Если необходимо отключать больший ток, можно применить автоматический выключатель с независимым расцепителем, как это выполнено в устройстве защитного отключения "УЗО" [4].

Операционный усилитель DA1 и резистор R1 можно, по-видимому, исключить без заметной потери в чувствительности устройства. При этом левый (по схеме) вывод резистора R3 подключают к правому выводу С1. Быстродействие устройства несколько увеличится при подключении конденсатора емкостью 1...2,2 мкФ на рабочее напряжение 300 В между катодом диода VD7 и катодом тринистора VS1 (только при применении реле на напряжение не менее 220 В).

Литература

1. Водяницкий Ю. Защитит автомат. - Моделист-конструктор, 1994, № 10, с. 14.
2. Павлов В. Автоматический отключатель нагрузки. - Радио, 1989, № 11, с. 31.
3. Кузнецов А. Устройство защиты от поражения током. - Радио, 1997, № 4, с. 47.
4. Устройство защитного отключения типа УЗО 20, ИЖТШ656111085ТО. - Ставрополь, 1997.

Автор: Ф.Дубинин, г.Санкт-Петербург

Смотрите другие статьи раздела Устройства защитного отключения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива NASA отправит корабль на Солнце 07.07.2018 NASA подтвердило планы по запуску космического зонда Parker Solar Probe в августе 2018 года. После старта с мыса Канаверал во Флориде и выхода в открытый космос корабль разгонится до скорости в 700 тыс. километров в час и возьмет курс на Солнце. Вывод космического аппарата на орбиту будет осуществлять ракета Delta IV Heavy. С расстояния в 6,5 млн километров корабль будет собирать данные о солнечной активности и поможет ученым спрогнозировать направление "выбросов" на солнце, а также позволит специалистам просчитать последствия электромагнитных бурь в будущем. Защищать электронику от чудовищной температуры будет специальный восьмиугольный углеродистый щит. Устройство примет на себя большую часть тепловой энергии и нагреется до температуры в 1300 градусов Цельсия. Преобразование тепловой энергии в электрическую позволит запитать бортовые системы и обеспечить комфортную для электроники температуру работы в 30 градусов. Путешествие аппарата займет не менее семи лет - лишь к 2024 году, преодолев почти 150 млн километров, Parker Solar Probe приступит к работе и начнет передавать первые данные.

Другие интересные новости:

▪ Парковаться будет проще

▪ Выражение собачьей морды зависит от внимания человека

▪ Apple изменит телевидение

▪ Искусственный интеллект предскажет магнитные бури

▪ Радиация для электроники опасней, чем думали

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Тайное стало явным. Крылатое выражение

▪ статья Как, согласно воззрениям пеласгов, возникла Вселенная? Подробный ответ

▪ статья Измерение величины сопротивления заземляющих устройств. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Невидимая антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения на микросхеме К155ЛА18. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026