XNUMXつの緊急過電圧保護装置。スキーム、説明

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無線電子工学と電気工学の百科事典 / ネットワークの緊急操作、無停電電源装置からの機器の保護

電気製品や無線機器にとって最も危険なのは、主電源電圧の緊急上昇です。これは、送電線の開放された架空配線が強風により断線し、相線の 380 つがゼロに近づくと発生する可能性があります。同時に、最大 XNUMX V の電圧がネットワーク内でしばらく動作する可能性があり、付属の電球が破裂し、他のすべての無線電子機器が故障します。都市部でも事例はありますが、これはおそらく田舎か田舎で発生する可能性が高いです。このようなことはめったに起こりませんが、苦しんでいる人にとってはそれが楽になるわけではありません。

アパートの主電源入力にあるヒューズまたは電気機械式サーキットブレーカーは、指定された電流を超えた場合にのみ作動します (通常は回路内で短絡が発生した場合)。また、電気製品や無線機器が損傷した場合、回路内の電流はすでに大幅に増加しています。これは、主電源電圧が 50% 増加すると、エネルギー消費者の消費電力が 2 倍以上増加するという事実によって説明されます (P=U^2/R)。

多くの家庭用電化製品 (電気ヒーター、照明ランプ、冷蔵庫など) は、ネットワーク内の低電圧を恐れません。彼らにとっては、主に以下の XNUMX つのスキームが対象となります。これらは、電源電圧が所定のしきい値を超えた場合にのみ機能し、その速度、つまり範囲が異なります。

ネットワーク内の緊急電圧上昇が発生した場合に照明ランプまたはヒーターを保護できる最も単純な回路を図に示します。 1. 初期状態では、リレー K1 がオフになるように抵抗 R1 の値が選択されています。常閉接点 K1.1、K1.2 のグループを通じて、電圧が負荷に供給されます。

Pic.1

リレー K1 として、220 V 以下のほぼすべての巻線動作電圧を使用できます (たとえば、RPU シリーズでは、接点を流れる許容電流は少なくとも 3 ... 5 A である必要があります)。抵抗器 R1 の抵抗値は、リレー巻線の抵抗とその設計によって異なります (ネットワークの動作電圧が 1 V を超えたときに K260 が動作できるように選択されます)。リレーがトリガーされると、負荷回路が開き、接点グループ K2 を備えた追加の抵抗器 R1.2 が接続されます。抵抗 R2 により、リレーを安定してオンに保つことができます。その値は、どのレベルの不足電圧でリレーが元の状態 (オフ) に戻るかを決定します。

電圧がしきい値に近づいたときの接点 K1.1 のバウンスを排除するには、接点 K1.2 を曲げて、K1.1 よりも早く動作するようにする必要があります。

この回路の欠点は応答速度が遅いため、非慣性の家電製品や無線機器を確実に保護できないことです。

2 番目の回路、図。 2. 主電源から直接電力が供給されるため、常にスタンバイモードで接続する必要があります。このデバイスの消費電流はスタンバイモードでは約 100 mA と低く、保護が作動した場合は XNUMX mA 以下です。

Pic.2

初期状態では、リレー K1 はオンになっておらず、ネットワークから抵抗 R1 を介して充電されるため、コンデンサ C2 にエネルギーが蓄積されます。この場合、C1 の電圧はリレーの動作に必要な公称値を 30 ～ 50% 超えます。これによりカブの動作を高速化できます。ツェナーダイオード VD1 は、コンデンサ C1 の両端の電圧を 33 V に制限します (ツェナーダイオード VD340 がないと、電圧は XNUMX V に達する可能性があります)。

ネットワーク内の電圧が増加すると、抵抗 R5 上のツェナーダイオード VD3 の開放閾値を超えるとすぐに、トランジスタ VT1 とサイリスタ VS1 が開きます。コンデンサ C1 に蓄積されたエネルギーにより、リレー K1 が作動します。接点グループ K1.1 は、抵抗 R1 を R2 と並列に接続します。コンデンサがリレー巻線を通じて放電されるとき、それを通過する電流により、動作後にリレーをオン状態に保つことができます。

ここでは、接点をオン状態に保つために、オンするときよりも少ない電流で済むという電磁リレーの特性を利用しています。そのため、スイッチオンは高めの電圧で行われ、ホールドは必要最小限の電圧（TKE18 タイプでは約 54 V）で行われます。

負荷の切断はリレー K1 の常閉接点群によって行われます (許容通過電流を増やすために並列に接続されています)。

コンデンサ C2 は、ネットワーク内の短期間の干渉に対する保護の動作を防ぎます。

保護動作表示はHL1 LEDの点灯です。ダイオード VD8 は、LED を高い逆電圧にさらさないように保護します。

保護トリップが発生した場合は、「リセット」ボタン (SB1) を押すことで回路を元の状態に戻すことができます。

使用した回路の詳細: 1 W PEV 抵抗 R25 と、残りは対応する消費電力 (図に示されています) を備えた MLT タイプの固定抵抗です。トリマ抵抗器 R5タイプ SP5-16A-1W。コンデンサ C1 タイプ K50-35、C2 - K10-17。ダイオード VD1、VD2、VD5 ... VD7 としては、電流 0,5 A、逆電圧 400 V 以上の整流器が適しており、VT1 KT3102 トランジスタは KT315 または KT312 に置き換えることができます。ツェナーダイオード VD3 は、KS6,6A の安定化電圧 9,1 ～ 4 V の一連の高精度ダイオード (VD533) のいずれかに置き換えられます。

HL1 LED は、KIPD または AL310A シリーズのいずれにも適しています。 LEDの代わりにネオンを使うのも便利です。

サイリスタ VS1 は、T112 または T122 シリーズ、たとえば T122-20-6 から使用できます (指定の最後の桁は、許容逆電圧のクラスを示しており、この回路では関係ありません)。

リレー K1 は、タイプ TKE54POD または RNE44 シリーズのより新しいタイプになります。このようなリレーでは、220 V の電圧を切り替えて、10 A を超える電流を接点に流すことができ、並列接続するとさらに多くの電流を流すことができます。

リレー K1 を除く、点線で強調表示されている図内のすべての要素は、厚さ 1.5 ～ 3 mm、寸法 85 x 50 mm の片面グラスファイバー製のプリント基板上に配置されています。 3.

Pic.3

デバイスを構成するには、回路の入力電圧を 260 V に増加できる LATR が必要です。保護がトリガーされる増加した主電源電圧のレベルは、抵抗 R5 によって設定されます。抵抗器 R6 の値は、使用する LED HL1 のタイプに依存し、インジケーターの希望の明るさを得るために選択されます。

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