Due dispositivi di protezione da sovratensione di emergenza. Schema, descrizione

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Due dispositivi di protezione da sovratensione di emergenza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete, gruppi di continuità

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La cosa più pericolosa per gli apparecchi elettrici e le apparecchiature radio è un aumento di emergenza della tensione di rete. Ciò può accadere quando un cablaggio aereo aperto in una linea elettrica si rompe a causa del forte vento e uno dei fili di fase va in cortocircuito verso il neutro. In questo caso, per un certo periodo la rete può avere una tensione fino a 380 V. Le lampadine accese scoppiano e tutti gli altri dispositivi radioelettronici si guastano. Ciò è più probabile che accada nelle zone rurali o in campagna, anche se si sono verificati casi in città. Sebbene ciò accada molto raramente, ciò non facilita affatto le cose per le persone colpite.

I fusibili o gli interruttori automatici elettromeccanici situati all'ingresso della rete nell'appartamento funzionano solo quando viene superata la corrente specificata (di solito quando c'è un cortocircuito nel circuito). E la corrente nei circuiti aumenta notevolmente anche in caso di danni agli apparecchi elettrici e alle apparecchiature radio. Ciò si spiega con il fatto che quando la tensione di rete aumenta del 50%, la potenza dissipata nei consumatori di energia aumenta di oltre 2 volte (P=U^2/R).

Molti elettrodomestici (stufe elettriche, lampade, frigoriferi, ecc.) Non temono la bassa tensione nella rete. A loro sono destinati principalmente i due diagrammi seguenti. Funzionano solo quando la tensione di alimentazione sale oltre una determinata soglia e si differenziano per la velocità, e quindi per il campo di applicazione.

Il circuito più semplice che può fornire protezione per lampade o riscaldatori in caso di aumento di emergenza della tensione di rete è mostrato in Fig. 1. Nello stato iniziale, il valore del resistore R1 è selezionato in modo tale che il relè K1 sia spento. Attraverso gruppi di contatti normalmente chiusi K1.1, K1.2 viene fornita tensione al carico.

Ris.1

Quasi tutti i relè K1 possono essere utilizzati con una tensione di esercizio dell'avvolgimento pari o inferiore a 220 V (la corrente consentita attraverso i contatti deve essere almeno 3...5 A, ad esempio della serie RPU). Il valore di resistenza del resistore R1 dipende dalla resistenza dell'avvolgimento del relè, nonché dal suo design (selezionato in modo che K1 possa funzionare quando la tensione effettiva nella rete aumenta oltre 260 V). Quando il relè viene attivato, il circuito di carico si aprirà e la resistenza aggiuntiva R2 sarà collegata tramite il gruppo di contatti K1.2. Il resistore R2 consentirà al relè di rimanere stabilmente nello stato attivo. Il suo valore determina a quale livello di tensione ridotta il relè tornerà al suo stato originale (spento).

Per eliminare il rimbalzo dei contatti K1.1 quando la tensione si avvicina al valore di soglia, sarà necessario piegare i contatti K1.2 in modo che intervengano prima di K1.1.

Lo svantaggio di questo circuito è la bassa velocità di risposta, motivo per cui non può proteggere in modo affidabile gli elettrodomestici e le apparecchiature radio non inerziali.

Il secondo circuito fornisce una maggiore velocità di risposta della protezione, Fig. 2. È alimentato direttamente dalla rete e deve essere sempre collegato in modalità standby. Il dispositivo è caratterizzato da un basso consumo di corrente in modalità standby - circa 2 mA e quando la protezione viene attivata - non più di 100 mA.

Ris.2

Nello stato iniziale, il relè K1 non è acceso e l'energia viene accumulata sul condensatore C1 a causa della sua carica dalla rete attraverso il resistore R2. In questo caso, la tensione su C1 supererà del 30...50% la tensione nominale richiesta per il funzionamento del relè. Ciò consente di accelerare la risposta. Il diodo Zener VD1 limita la tensione sul condensatore C1 a 33 V (senza di esso la tensione può raggiungere 340 V).

Quando la tensione nella rete aumenta, non appena supera la soglia di apertura del diodo zener VD5 sul resistore R3, il transistor VT1 e il tiristore VS1 si aprono. A causa dell'energia accumulata sul condensatore C1, il relè K1 viene attivato. Il gruppo di contatti K1.1 collega il resistore R1 in parallelo con R2. La corrente che lo attraversa consente di mantenere il relè nello stato attivo dopo il funzionamento, quando il condensatore viene scaricato attraverso l'avvolgimento del relè.

Questo utilizza una caratteristica dei relè elettromagnetici: per mantenere i contatti nello stato acceso, è necessaria meno corrente di quella per accenderli. Pertanto, la commutazione viene eseguita a una tensione maggiore e il mantenimento viene eseguito al minimo necessario: per il tipo TKE18 si tratta di circa 54 V.

La disconnessione del carico viene eseguita da gruppi di contatti normalmente chiusi del relè K1 (sono collegati in parallelo per aumentare la corrente di passaggio consentita).

Il condensatore C2 impedisce l'attivazione della protezione contro i disturbi di breve durata nella rete.

L'indicatore dell'attivazione della protezione è l'accensione del LED HL1. Il diodo VD8 protegge il LED dall'elevata tensione inversa.

Se la protezione interviene, è possibile riportare il circuito allo stato originale premendo il pulsante “reset” (SB1).

Il circuito utilizza le seguenti parti: resistore R1 di tipo PEV da 25 W, e il resto sono resistori fissi di tipo MLT con la corrispondente dissipazione di potenza (è indicato nello schema). Resistenza trimmer R5 tipo SP5-16A-1 W. Condensatori C1 tipo K50-35, C2 - K10-17. Come diodi VD1, VD2, VD5...VD7 è adatto qualsiasi raddrizzatore con una corrente di 0,5 A e una tensione inversa di almeno 400 V. Il transistor VT1 KT3102 può essere sostituito con KT315 o KT312. Il diodo Zener VD3 viene sostituito da uno qualsiasi della serie di diodi di precisione con una tensione di stabilizzazione di 6,6...9,1 V, VD4 su KS533A.

Il LED HL1 si adatta a qualsiasi serie KIPD o AL310A. Invece del LED è conveniente utilizzare anche il neon.

Il tiristore VS1 può essere utilizzato dalle serie T112 o T122, ad esempio T122-20-6 (l'ultima cifra nella designazione indica la classe di tensione inversa consentita e non ha significato in questo circuito).

Il relè K1 può essere del tipo TKE54POD o più moderno della serie RNE44. Tali relè consentono una tensione di commutazione di 220 V e consentono il passaggio di una corrente superiore a 10 A attraverso i loro contatti, e anche di più se collegati in parallelo.

Tutti gli elementi dello schema, evidenziati con linea tratteggiata, ad eccezione del relè K1, sono posizionati su un circuito stampato in fibra di vetro monofaccia di spessore 1.5...3 mm con dimensioni 85x50 mm, Fig. 3.

Ris.3

Per configurare il dispositivo è necessario un LATR, che consente di aumentare la tensione all'ingresso del circuito a 260 V. Il livello di aumento della tensione di rete al quale viene attivata la protezione è impostato dal resistore R5. Il valore del resistore R6 dipende dal tipo di LED HL1 utilizzato e viene selezionato per ottenere la luminosità desiderata dell'indicatore.

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