Relè di sicurezza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Dispositivi di corrente

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L'articolo descrive un relè di spegnimento protettivo che impedisce la possibilità di scosse elettriche quando si toccano accidentalmente parti sotto tensione. È destinato alle reti elettriche con neutro messo a terra. Il dispositivo non richiede configurazione.

Il relè di corrente residua (RCO) considerato si basa su un principio ben noto (vedere [1, 2, 3]). Quando si verifica uno squilibrio nella corrente di carico, causato dalla dispersione della corrente del filo di fase verso terra e dal superamento del livello di risposta della soglia, viene visualizzato un segnale all'uscita del sensore - trasformatore di corrente differenziale. Viene amplificato, immagazzinato e fornito all'avvolgimento del relè, che porta alla disconnessione del carico. L'RZO viene attivato quando la corrente di dispersione supera 7 mA e il carico viene disconnesso entro 60 ms (il tempo di risposta è determinato dal relè esecutivo e può essere ridotto utilizzando relè optoelettronici).

L'attenzione principale durante lo sviluppo è stata rivolta all'aumento dell'immunità al rumore, all'eliminazione delle false commutazioni causate dalla commutazione del carico, alla riduzione del consumo energetico ed all'eliminazione di eventuali circuiti di regolazione.

Sensore di squilibrio di corrente - trasformatore T1 (vedi schema). Quando le correnti che fluiscono attraverso gli avvolgimenti primari (di rete) (I e II) non sono uguali, viene indotta una forza elettromagnetica nell'avvolgimento secondario (III), che alla fine provoca l'attivazione del relè K1, disconnettendo il carico dalla rete.

A differenza del dispositivo [2], il relè K1 è disabilitato in modalità operativa e si accende solo quando si verifica una perdita. Ciò porta ad una riduzione del consumo energetico e ad un aumento della durata del dispositivo. Per abbinare l'avvolgimento secondario ad alta impedenza del trasformatore differenziale con l'amplificatore DA2, sull'amplificatore operazionale DA1 viene utilizzato un inseguitore di tensione, che ha un'elevata resistenza di ingresso. Questa inclusione ha permesso di utilizzare le proprietà risonanti del circuito oscillatorio formato dall'avvolgimento secondario del trasformatore di corrente T1 e del condensatore C1 per aumentare la sensibilità del dispositivo (rimuovendo il condensatore si riduce la sensibilità di circa 1,5 volte). La tensione di squilibrio variabile amplifica l'amplificatore operazionale DA2, viene rilevata dal circuito C4VD2VD3C5 e viene fornita all'inseguitore di emettitore (transistor VT1), che controlla l'SCR VS1.

Per eliminare la regolazione nei circuiti di polarizzazione degli amplificatori operazionali, questi sono alimentati con una tensione bipolare di + 9 V, a differenza del dispositivo descritto in [2].

Per ridurre il peso, l'amplificatore RZO è alimentato direttamente dalla rete 220 V senza trasformatore step-down, utilizzato nel dispositivo [3].

Il consumo di corrente ridotto è stato ottenuto utilizzando amplificatori operazionali di micropotenza KR140UD1208.

L'attivazione del relè K1 è segnalata dal LED HL1. Per verificare la funzionalità del dispositivo, viene fornito un circuito costituito dal resistore R11 e dal pulsante SB1. Il ritorno allo stato originale dopo l'accensione del relè avviene utilizzando l'interruttore a pulsante "reset" SB2. A differenza del dispositivo [3], quando il relè viene inizialmente collegato alla rete o quando viene collegato un carico, il relè K1 non funziona.

Il trasformatore di corrente è realizzato su un nucleo magnetico ad anello OL 25/40. Gli avvolgimenti primari sono avvolti con doppio filo per cavi di alimentazione con una sezione trasversale di 2 (0,5 mm 2, il numero di spire è 8. L'avvolgimento secondario contiene circa 5000 spire di filo PEV-2 con un diametro di 0,09 mm. Condensatori C3-C5 - K73-17 e sostituibile su K73-11, K73-16 o simili con tensione nominale di almeno 25 V; condensatore C2 - KM-6, K10-17, K10-23; condensatore C6 - K73-17, K73-11; condensatore C7 - qualsiasi ossido Tutti i condensatori a film devono avere una deviazione ammissibile della capacità dal valore nominale non superiore al 20%. Relè K1 - RP21-002 110 V; può essere sostituito con RPU- 2-OM11020 con tensione 110 o 220 V, oppure con relè unificato di piccola taglia di produzione Europa Occidentale R2 o RUC per tensione 110 o 220 V. Se si utilizza un relè a 220 V è necessario escludere la resistenza R14. Tutti i resistori sono MLT o simili con una deviazione di resistenza consentita dal valore nominale non superiore al 10%.Transistor VT1 - KT315 o KT503 con qualsiasi indice di lettere.SCR VS1 - KU201K, KU201L. Il diodo Zener VD1 può essere sostituito con qualsiasi simmetrico con una tensione di 5,6...8,2 V e VD5, VD6 con qualsiasi con una tensione di stabilizzazione di 9...10 V. Diodo VD7 - qualsiasi con una tensione inversa consentita superiore 300 V. Interruttori a pulsante SB1 , SB2 - qualsiasi per una tensione di almeno 250 V e una corrente superiore a 100 mA.

La corrente di carico per i relè RP21, RPU-2, R2 non deve superare 10 A. Il relè RUC consente di commutare una corrente di 16 A con una tensione di 220 V. Se è necessario disattivare una corrente maggiore, è possibile utilizzare un interruttore con sgancio indipendente, come si fa in un dispositivo di corrente differenziale "UZO" [4].

L'amplificatore operazionale DA1 e il resistore R1 possono apparentemente essere eliminati senza alcuna perdita apprezzabile della sensibilità del dispositivo. In questo caso, il terminale sinistro (secondo lo schema) del resistore R3 è collegato al terminale destro di C1. Le prestazioni del dispositivo aumenteranno leggermente quando si collega un condensatore con una capacità di 1...2,2 μF per una tensione operativa di 300 V tra il catodo del diodo VD7 e il catodo del trinistor VS1 (solo quando si utilizza un relè per una tensione di almeno 220 V).

Letteratura

1. Vodyanitsky Yu Protegge la macchina. - Modellista, 1994, n. 10, p. quattordici.
2. Pavlov V. Sezionatore di carico automatico. - Radio, 1989, n. 11, pag. 31.
3. Kuznetsov A. Dispositivo di protezione contro le scosse elettriche. - Radio, 1997, n. 4, pag. 47.
4. Dispositivo per corrente differenziale tipo UZO 20, IZHTSH656111085TO. - Stavropol, 1997.

Autore: F. Dubinin, San Pietroburgo

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