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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Зарядная станция Anker Solix C300 DC 16.08.2024 Компания Anker представила новую портативную зарядную станцию Solix C300 DC. Эта модель примечательна тем, что поддерживает быструю зарядку благодаря двум портам USB-C, которые позволяют увеличить мощность зарядки с 140 Вт до 280 Вт. Одной из интересных особенностей Solix C300 DC является возможность зарядки от солнечной панели, которая идет в комплекте. Станция оснащена литий-железо-фосфатным аккумулятором с емкостью 90 000 мАч, что обеспечивает мощность до 300 Вт. Вдобавок к этому, Anker позиционирует данное устройство как одну из самых компактных зарядных станций в своем классе - ее можно даже носить на плече, используя дополнительный ремень. В плане подключения Solix C300 DC предлагает семь выходов, среди которых четыре порта USB-C с различной мощностью: 15 Вт, 100 Вт и два по 140 Вт. Кроме того, есть два порта USB-A и розетка-прикуриватель мощностью 120 Вт, которая подходит для подключения устройств постоянного тока, таких как мини-холодильники. Зарядная станция оснащена встроенным дисплеем, на котором отображаются данные о текущем энергопотреблении и уровне оставшегося заряда. Эти же данные можно отслеживать через мобильное приложение, если устройство подключено к смартфону через Bluetooth. В верхней части устройства расположен выдвижной фонарь с тремя уровнями яркости. Кроме того, Anker представила вторую версию станции - Solix C300 AC, которая отличается тем, что заряжается напрямую от розетки. Эта модель тяжелее на 4 кг, но обладает увеличенной выходной мощностью в 600 Вт. В отличие от DC-версии, AC-модель оснащена тремя выходами переменного тока, одним портом USB-A и тремя USB-C. Вместо фонаря у нее есть удобная ручка для переноски. Однако у этой модели отсутствует возможность одновременной зарядки через два порта USB-C, но благодаря подключению к розетке обеспечивается аналогичная скорость зарядки. Обе версии зарядной станции Solix C300 поступят в продажу в ближайшие дни. Стоимость Solix C300 DC составит 200 долларов, тогда как AC-версия будет стоить 250 долларов. Эти устройства могут стать отличным выбором для тех, кто ищет надежные и мощные решения для зарядки в любых условиях.

Другие интересные новости:

▪ Высокоскоростные цифровые сигнальные процессоры TMS320C6414/15/16

▪ Кабель Thunderbolt 5 USB-C

▪ Транзистор, который можно растворить звуком и водой

▪ Электронные сигареты не помогут бросить курить

▪ Зеленое сияние Марса

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоприем. Подборка статей

▪ статья Скоростная кордовая гоночная модель. Советы моделисту

▪ Как происходило развитие США в конце 1950-х и в 1960-е гг.? Подробный ответ

▪ статья Согревание больного. Медицинская помощь

▪ статья Особенности применения варикапов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автоматика и телемеханика. Автоматическое предотвращение нарушений устойчивости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025