Два устройства для аварийной защиты от превышения сетевого напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания

 Комментарии к статье

Наиболее опасным для электроприборов и радиоаппаратуры является аварийное повышение сетевого напряжения. Это может случиться при обрыве из-за сильного ветра открытой воздушной проводки в линии электропередач и замыкании одного из фазных проводов на нулевой. При этом в сети некоторое время может действовать напряжение до 380 В. Включенные лампочки лопаются, а все остальные радиоэлектронные устройства выходят из строя. Наиболее вероятно такое в сельской местности или на даче, хотя были случаи и в городе. Несмотря на то, что случается такое очень редко, от этого не легче тем, кто пострадал.

Стоящие на сетевом вводе в квартиру плавкие предохранители или электромеханические автоматы срабатывают только при превышении заданного тока (обычно при коротком замыкании в цепи). А ток в цепях значительно возрастает уже в случае повреждения электроприборов и радиоаппаратуры. Это объясняется тем, что при повышении сетевого напряжения на 50% рассеиваемая мощность в потребителях энергии увеличиваются более чем в 2 раза (Р=U^2/R).

Многие из бытовых электроприборов (электронагреватели, осветительные лампы, холодильник и др.) не боятся пониженного в сети напряжения. Для них в основном и предназначены приводимые ниже две схемы. Они срабатывают только при возрастании питающего напряжения выше заданного порога и отличаются по своему быстродействию, а значит и области применения.

Самая простая схема, которая может обеспечить защиту ламп освещения или нагревателей в случае аварийного повышения напряжения в сети, показана на рис. 1. В исходном состоянии номинал резистора R1 выбирается так, чтобы реле К1 было отключено. Через группы нормально замкнутых контактов К1.1, К1.2 напряжение поступает в нагрузку.

Рис.1

В качестве реле К1 могут быть использованы почти любые на рабочее напряжение обмотки 220 В и меньше (допустимый ток через контакты должен быть не менее 3...5 А, например из серии РПУ). Величина сопротивления резистора R1 зависит от сопротивления обмотки реле, а также его конструкции (подбирается так, чтобы К1 могло сработать при повышении действующего напряжения в сети выше 260 В). При срабатывании реле цепь нагрузки разомкнется, а дополнительный резистор R2 группой контактов К1.2 будет подключен. Резистор R2 позволит реле устойчиво удерживаться во включенном состоянии. От его величины зависит, при каком уровне пониженного напряжения реле вернется в исходное состояние (отключится).

Для того чтобы исключить дребезг контактов К1.1 при приближении напряжения к пороговому значению, потребуется подогнуть контакты К1.2 так, чтобы они срабатывали раньше, чем К1.1.

Недостатком этой схемы является низкая скорость срабатывания, из-за чего она не может надежно защитить не инерционные бытовые приборы и радиоаппаратуру.

Большую скоростью срабатывания защиты обеспечивает вторая схема, рис. 2. Она питается непосредственно от сети и должна быть подключена в дежурном режиме постоянно. Устройство отличается малым потребляемым током в дежурном режиме - около 2 мА, а при срабатывании защиты - не более 100 мА.

Рис.2

В исходном состоянии реле К1 не включено и на конденсаторе С1 накапливается энергия за счет его заряда от сети через резистор R2. При этом напряжение на С1 превысит необходимое номинальное для работы реле на 30...50%. Это позволяет ускорить срабатывание репе. Стабилитрон VD1 ограничивает величину напряжения на конденсаторе С1 уровнем 33 В (без него напряжение может достигать 340 В).

При увеличении напряжения в сети, как только оно превысит на резисторе R5 порог открывания стабилитрона VD3 - открываются транзистор VT1 и тиристор VS1. За счет накопленной на конденсаторе С1 энергии срабатывает реле К1. Группа контактов К1.1 подключает резистор R1 параллельно с R2. Проходящий через него ток позволяет удерживать реле во включенном состоянии после срабатывания, когда конденсатор разрядится через обмотку реле.

Здесь используется особенность электромагнитных реле - для удержания контактов во включенном состоянии требуется меньший ток, чем для включения. Поэтому включение выполняется при повышенном напряжении, а удержание осуществляется минимально необходимым - это примерно 18 В для типа ТКЕ54.

Отключение нагрузки выполняют группы нормально замкнутых контактов реле К1 (они включены параллельно для увеличения допустимого проходящего тока).

Конденсатор С2 предотвращает срабатывание защиты от кратковременных помех в сети.

Индикатором срабатывания защиты является свечение светодиода HL1. Диод VD8 предохраняет светодиод от воздействия высокого обратного напряжения.

В случае срабатывания защиты вернуть схему в исходное состояние можно, нажав на кнопку "сброс" (SB1).

В схеме использованы детали: резистор R1 типа ПЭВ на 25 Вт, а остальные - постоянные резисторы типа МЛТ с соответствующей мощностью рассеивания (она указана на схеме). Подстроечный резистор R5 типа СП5-16А-1 Вт. Конденсаторы С1 типа К50-35, С2 - К10-17. В качестве диодов VD1, VD2, VD5...VD7 подойдут любые выпрямительные на ток 0,5 А и обратное напряжение не менее 400 В. Транзистор VT1 КТ3102 можно заменить на КТ315 или КТ312. Стабилитрон VD3 заменяется любым из серии прецизионных с напряжением стабилизации 6,6...9,1 В, VD4 на КС533А.

Светодиод HL1 подойдет любой из серии КИПД или АЛ310А. Вместо светодиода удобно применять также неонку.

Тиристор VS1 можно использовать из серий Т112 или Т122, например Т122-20-6 (последняя цифра в обозначении указывает класс допустимого обратного напряжения и в данной схеме значения не имеет).

Реле К1 может быть типа ТКЕ54ПОД или более современное из серии РНЕ44. Такие реле допускают коммутацию напряжения 220 В и позволяют пропускать через свои контакты ток более 10 А, а при параллельном их соединении еще больше.

Все элементы на схеме, выделенные пунктиром, кроме реле К1, расположены на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5...3 мм с размерами 85х50 мм, рис. 3.

Рис.3

Для настройки устройства потребуется ЛАТР, позволяющий увеличивать напряжение на входе схемы до 260 В. Уровень повышенного сетевого напряжения, при котором срабатывает защита, устанавливается резистором R5. Номинал резистора R6 зависит от типа используемого светодиода HL1 и подбирается для получения нужной яркости свечения индикатора.

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Одноразовая видеокамера 02.11.2005 Одноразовые фотокамеры уже не новинка, а теперь в США поступила в продажу одноразовая цифровая видеокамера. Она пригодится тем, кто снимает редко, от случая к случаю, и не хочет обзаводиться дорогой, тяжелой и довольно сложной в обращении обычной видеокамерой. Аппарат карманных размеров, продающийся за 30 долларов, внешне похож скорее на цифровую фотокамеру. Качество изображения хуже, чем у "нормальных" цифровых видеокамер, но соответствует устаревшим аналоговым моделям. Камера управляется посредством четырех кнопок: включение/выключение, запись, перемотка назад и стирание неудачных кадров. Стирается все, что вы отмотали, так что выбрать и стереть отдельные кадры в разных местах записи нельзя (можно стереть только последний эпизод). Простой объектив имеет фиксированное фокусное расстояние. Запись ведется на карточку памяти объемом 128 мегабайт. Продолжительность записи всего 20 минут, после чего аппарат нужно вернуть в магазин, где за полчаса и дополнительные 13 долларов вам перепишут все отснятое на DVD-диск. Определенный плюс в том, что на диске содержится и специальная программа для облегченной и бесплатной пересылки снятого фильма по электронной почте. В магазине камера подвергается, если надо, мелкому ремонту или замене батарейки, упаковывается в новую коробку и снова продается. А местные умельцы уже работают над тем, чтобы сделать камеру многоразовой - найти возможность периодически сбрасывать 20-минутную запись на жесткий диск домашнего компьютера и снова снимать, снимать и снимать.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводной BLE-датчик STEVAL-BCN002V1B

▪ Управление человекоподобным роботом через 5G-сеть

▪ Горючее из спитого чая

▪ Взгляд на больного делает нас здоровее

▪ Стабильность мешает случаться чудесам

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Битва народов. Крылатое выражение

▪ статья Зачем бурят сверхглубокие скважины? Подробный ответ

▪ статья Оборудование тайников. Шпионские штучки

▪ статья Электронный пароль. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ приемник на микросхеме К174ХА42А. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025