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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Озоновая дыра затягивается 04.07.2016 Исследователи, изучающие озоновый слой атмосферы, обнаружили, что дыра над Антарктикой уменьшается. Если тенденция сохранится, ученые прогнозируют полное исчезновение дыры к 2050 году. Восстановление озонового слоя подтверждает действенность Монреальского протокола По мнению ученых, восстановление озонового слоя подтверждает действенность мер по ограничению выбросов в атмосферу хлорфторуглеродов, принятых в международном соглашении, известном как Монреальский протокол. Отметим, что соглашение было подписано в 1987 году и начало воплощаться в жизнь в 1989 году, в прошлом году озоновая дыра достигла максимального размера. Впрочем, уже в этом году ее размеры стали меньше, чем были в 2000 году. Кстати, моделирование, проведенное в 2009 году, показало, что в отсутствие запретов, принятых участниками соглашения, к 2050 году озоновый слой мог бы полностью исчезнуть. Озон защищает поверхность планеты от ультрафиолетового излучения с длиной волны 290-320 нм, губительного для всех живых организмов.

Другие интересные новости:

▪ Разговорчивые автомобили

▪ Прозрачная бумага

▪ Пение стимулирует иммунную систему

▪ Опасность противосудорожных препаратов

▪ OLED-телевизор с 8K от LG

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Навигационная система GPS. История изобретения и производства

▪ статья Как находят золото? Подробный ответ

▪ статья Амарант. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Беглый светодиодный огонь (вариант 2). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрический счетчик. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025