Меню

Отключение нагрузки при превышении напряжения

Скачки напряжения – не беда, если в щиток вмонтирована надежная защита

Защита от скачков напряжения бытовых электрических сетей, разновидности защитных устройств и способы их установки.

Конструктивное несовершенство электрических сетей является основной причиной резких скачков напряжения. Предугадать время очередного перепада невозможно. Единственное, что мы можем сделать для предотвращения неприятных последствий – это заранее обезопасить электрических потребителей в своем доме. В этой статье мы расскажем, как и чем защитить сеть квартиры и дома.

Что спасет от скачка напряжения

Защита от перепадов напряжения возможна при помощи разных типов защитных устройств. Мы поговорим о самых распространенных. Это реле контроля напряжения (РН) и бытовые стабилизаторы.

Реле защиты от скачков напряжения

Защита дома от скачков напряжения с помощью РН рекомендуется в тех случаях, когда напряжение в сети устойчиво, а его заметные скачки редки. РН представляет собой устройство, способное считывать параметры электрического тока и разрывать электрическую цепь в тот момент, когда показатели выйдут за пределы заданного диапазона. После того, как показетели в общей сети нормализуются, устройство автоматически замкнет цепь и возобновит питание потребителей. Функция возобновления питания через заданный промежуток времени (с задержкой), встроенная в реле напряжения 220в для дома, помогает продлить срок службы некоторых бытовых устройств, холодильников и т.п.

РН обладают небольшими габаритами, сравнительно низкой стоимостью и хорошим быстродействием. К недостаткам РН можно отнести их неспособность сглаживать колебания электрической энергии. Для максимальной защиты всех потребителей потребуется установить сразу несколько устройств.

РН защищает сеть только от недопустимых скачков напряжения и не предназначено для защиты от коротких замыканий (эту функцию выполняют автоматические выключатели).

Современные модели РН бывают трех типов:

1. Стационарное реле, встраиваемое в электрический щиток дома или квартиры.

2. Реле для индивидуальной защиты одного потребителя.

3. Реле индивидуальной защиты нескольких потребителей.

Если с эксплуатацией реле второго и третьего типа все практически ясно, то РН первого типа имеет более сложную конструкцию, а его установка требует определенных знаний. Подобные устройства монтируются на входе в помещение, так выполняется защита от скачков напряжения в сети всего домашнего электрооборудования.

Выбор РН

Выбирая реле, чтобы защитить домашнюю сеть, достаточно знать номинал электрического тока, который способен пропускать через себя вводной автоматический выключатель. Если, к примеру, пропускная способность выключателя равна 25А (что соответствует потребляемой мощности – 5,5 кВт), то рабочие характеристики РН должны быть на ступень выше – 32А (7 кВт). Если выключатель рассчитан на 32А, то реле должно выдерживать ток в 40 – 50А.

loaпоьзователь FORUMHOUSE

Я для такого случая взял реле на 40 А, при вводном автомате 25/32 (стоит первый, но уставка увеличится).

Некоторые люди выбирают марку РН, опираясь на суммарную потребляемую мощность. Это не совсем правильно. Ведь реле, способное выдерживать ток в 32А, может спокойно работать как при нагрузке в 7 кВт, так и при гораздо большей мощности потребления. Только во втором случае в рабочую схему РН необходимо встраивать специальный магнитный контактор. Но об этом в следующем разделе.

Читайте также:  Как называется обозначается наибольшее напряжение до которого выполняется закон гука

Установка РН

Стандартная схема установки РН в распределительный щиток показана на рисунке. Это наиболее простая защита от скачка напряжения.

Работы по установке РН следует производить только при отключенном вводном выключателе!

Как видим, все просто: реле контроля устанавливается сразу после электрического счетчика и подключается к фазному проводу, через который осуществляется электроснабжение всего дома. При скачке за пределы выставленного (регулируемого) диапазона реле отсоединяет внешнюю питающую сеть от внутренней электропроводки, и выполняется защита от скачков напряжения в квартире и в доме.

РН, вмонтированное в панель щитка, занимает минимум пространства на DIN-рейке.

Если мощность потребителей домашней сети даст в сумме 7 кВт и более, производители настоятельно рекомендуют встраивать в рабочую схему РН дополнительный электромагнитный контактор. Хотя, надежный контактор в общей схеме никогда не станет лишней деталью, смотрим следующий комментарий:

Vitichekпользователь FORUMHOUSE

К любому реле лучше ставить контактор, хоть производители и пишут, что РН выдерживает большие токи. Контактор имеет большие контакты и меньшее сопротивление.

Это устройство помогает разгрузить контакты РН, самостоятельно разъединяя силовую линию от общей сети бытовых потребителей. Реле контроля, в момент недопустимого перенапряжения, лишь подает команду на отключение. После этого электромагнитная катушка контактора разъединяет силовые контакты, соединяющие внешнюю и внутреннюю сети. Схема подключения в этом случае будет следующей:

Система защиты от перепада напряжения.

Защита от скачков напряжения 220в

Для того чтобы РН смогло принести пользу своему владельцу, его рабочие параметры (пределы допустимых напряжений и время задержки возобновления питания) необходимо правильно отрегулировать. Если в рабочей схеме используется одно РН, то устанавливать пределы допустимых значений следует, ориентируясь на характеристики бытовой техники, чувствительной к перепадам. Наиболее чувствительным и дорогостоящим оборудованием является аудио- и видеотехника. Диапазон допустимых значений напряжения для нее составляет 200 – 230В.

Допускаемое отклонение напряжения от номинальных показателей в отечественных энергетических сетях составляет 10% (198…242В). В случае частого срабатывания РН эти показатели можно брать за основу, осуществляя регулировку реле. Однако чувствительную бытовую электронику в этом случае рекомендуется защищать с помощью переносных стабилизаторов невысокой цены.

DenBakпользователь FORUMHOUSE

Никто и не говорит, что надо при плюс-минус 15В выключаться. Есть диапазон предельно допустимых отклонений в 10%, его большинство приборов должно выдерживать. Ставить нужно, исходя из этого, примерно 190В-250В. Хотя, с нашим состоянием сетей, особенно в частном секторе ожидаемо все. Так что разумная осторожность не повредит.

Источник



Читайте также:  Закон ома для цепи синусоидального напряжения

Защитное устройство от превышения напряжения

В те моменты, когда сетевое напряжение нестабильно, мы вынуждены уделять особое внимание защите радиоэлектронной аппаратуры от недопустимо высокого питающего напряжения. В связи с этим часто применяют специализированные устройства, которые отключают различную аппаратуру от сети при превышении напряжением определенного значения. Чаще всего в подобных устройствах для коммутации применяю тиристоры или электромагнитные реле.

Основные их недостатки:
— большая мощность управляющих сигналов,
— невысокое быстродействие, присущее электромагнитным реле,
— возможность возникновения помех в устройствах на тиристорах.
— также, тиристорные устройства защиты работают неустойчиво с нагрузками, потребляемый ток которых сравним с током удержания тиристоров.

С появлением мощных высоковольтных полевых переключательных транзисторов эти недостатки вполне можно устранить Схема устройства, собранного на таких транзисторах, показана на рисунке.

Его подключают между сетью и нагрузкой. Поскольку для управления полевыми транзисторами требуется очень небольшая статическая мощность, устройство весьма экономично. Функцию электронного коммутатора здесь выполняют полевые транзисторы IRF840 (VT2, VT3). Параметры примененных транзисторов: напряжение сток-исток — 500 В, ток стока — 8 А (при температуре окружающей среды 25 °С), 5 А (при температуре 70 °С), максимальный импульсный ток — 32 А, допустимое напряжение затвор-сток — ±20 В, максимальная рассеиваемая мощность — 125 Вт, сопротивление открытого канала — 0,85 Ом, ток закрытого канала — 25 мкА.

Бывают случаи, когда сетевое напряжение в результате аварий повышается 380 В (амплитудное значение — примерно 540 В). Если вероятность появления такого напряжения высока, полевые транзисторы следует заменить другими, с большим допустимым напряжением сток-исток.

Узел управления содержит RS-триггер DD1.1 и электронный ключ — транзистор VT1. Питают узел управления от выпрямителя на диоде VD3 и параметрического стабилизатора напряжения, собранного на стабилитроне VD6 и гасящем резисторе R6, с фильтрующим конденсатором С2. Диоды VD4, VD5 и резистор R8 защищают выход микросхемы от импульсных сетевых наводок.

Однополупериодное выпрямленное напряжение через резистор R3 поступает на подстроенный резистор R1, а с его движка на последовательно включенные стабилитроны VD1, VD2 и подстроенный резистор R2. Если сетевое напряжение соответствует норме или немного меньше, стабилитроны VD1, VD2 закрыты и напряжение на резисторе R2 равно нулю. Транзистор VT1 закрыт, поэтому конденсатор С1 заряжается через резистор R7. Когда напряжение на конденсаторе и, соответственно, на входе S микросхемы DD1.1 достигнет высокого уровня, на выходе триггера также появится высокий уровень. Транзисторы VT2, VT3 открываются, и сетевое напряжение поступает на нагрузку.

Читайте также:  Как настроить регулятор напряжения 220в

Если сетевое напряжение увеличится, стабилитроны VD1, VD2 начнут открываться. На подстроенном резисторе R2 появятся импульсы напряжения, которые через резистор R4 поступают на вход R триггера, а с движка резистора R2 — на базу транзистора VT1. Транзистор открывается, и конденсатор С1 разряжается, поэтому на входе S триггера присутствует низкий уровень. При дальнейшем повышении сетевого напряжения амплитуда импульсов на резисторе R2 увеличится. Когда она достигнет высокого логического уровня на входе R, триггер переключится — на его выходе появится низкий уровень. Коммутирующие полевые транзисторы закроются, и нагрузка обесточится.

Если теперь сетевое напряжение начнет уменьшаться, амплитуда импульсов на резисторе R2 также будет снижаться и станет меньше высокого логического уровня, но состояние триггера не изменится. При дальнейшем снижении сетевого напряжения амплитуда импульсов уменьшится настолько, что транзистор VT1 открываться не будет и конденсатор С1 вновь начнет заряжаться. На входе S триггера DD1.1 и, соответственно, на его выходе появится высокий уровень, полевые транзисторы откроются, и на нагрузку поступит сетевое напряжение. Следовательно, отключение и подключение нагрузки происходят при различных значениях сетевого напряжения.

Транзистор КТ315Г (VT1) заменим любым из серии КТ315, КТ312. Стабилитроны КС551A (VD1, VD2) можно заменить одним КС591А, КС600А или тремя включенными последовательно КС527А, 2С530А, 2С536А, диод КД105Б (VD3) — КД105В, КД105Г, диоды КД521А (VD4, VD5) — КД503А, КД510А, КД522Б. Подстроечные резисторы — СП3-19б, постоянные — МЛТ, С2-33, конденсаторы — К50-16 или аналогичные импортные. Если ток нагрузки превышает 2 Ампера, полевые транзисторы необходимо установить на теплоотводы площадью не менее 25 см2 каждый.

Налаживание сводится к установке значений напряжения подключения и отключения нагрузки. Для этого потребуются автотрансформатор и нагрузка — например, лампа накаливания. Движок подстроенного резистора R2 устанавливают в верхнее по схеме положение, а резистора R1 — в левое по схеме положение и подают на устройство напряжение, соответствующее порогу отключения, например 250 В. Медленно перемещая движок резистора R1, добиваются отключения нагрузки. Затем на входе устройства устанавливают напряжение подключения нагрузки, например, 230 В и, перемещая движок резистора R2, добиваются ее включения. Изменяя с помощью автотрансформатора напряжение на входе устройства, проверяют установленные пороги отключения и подключения и при необходимости налаживание повторяют. Чтобы увеличить гистерезис (разность значений напряжения отключения и подключения), общее напряжение стабилизации последовательно включенных стабилитронов VD1, VD2 следует уменьшить.

Источник