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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Автомобиль на постном масле 11.10.2001 Двадцатилетний студент из Германии Александр Иос, будущий машиностроитель, переоборудовал свой автомобиль с дизельного топлива на растительное масло. Для этого в схему подачи топлива пришлось добавить второй бак: двигатель заводится на обычном дизельном топливе, а затем переходит на рапсовое масло. Кроме того, так как вязкость масла, особенно зимой, слишком высока, Иос встроил на его пути теплообменник, в котором масло перед впрыскиванием в цилиндры подогревается до 120 градусов Цельсия от тепла уже работающего двигателя. Александр проехал на постном масле уже 12000 километров, его автомобиль успешно проходит техосмотры. Вместо ядовитых выхлопов он распространяет приятный запах жареной картошки.

Другие интересные новости:

▪ Гены против гравитации

▪ Компьютер в детской колыбели

▪ Общее внимание синхронизирует мозги

▪ Центры удовольствия помогают иммунитету

▪ Полностью автономный шаттл

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Ищут пожарные, ищет милиция. Крылатое выражение

▪ статья Как провинциальный французский адвокат в 19 веке стал королем государства в Южной Америке? Подробный ответ

▪ статья Обязанности работника в сфере трудовых отношений и охраны труда

▪ статья Радиомикрофон на микросхеме TXC101 c VOX. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения для фотовспышки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026