Sådan forhindres overspændings tab i et hjemmelektrisk netværk - gennemgang af ny udvikling

<

Enhver, der kender prisen for reparation af husholdningsapparater, især moderne tv'er og andet sofistikeret udstyr, har allerede installeret en stabilisator eller spændingsrelæ til strømforsyningspanelet (hvis spændingsafbrydelser er utilsigtede og kortsigtede). Andre, især ikke opmærksomme på sagens pris, bruger roligt dyre udstyr med risiko for store tab ("tilfældigt"). Det mest kritiske i denne henseende er situationen i forstæderne (landdistrikter) elnet, hvor der udover tordenvejr også er "fase ubalancer" i den fælles forsyningstransformator, hvor spændingen i den let belastede fase kan stige til 260-270 volt eller mere.

Hvad tilbyder markedet?

På det moderne marked er der en overflod af stabilisatorer og spændingsrelæer (i form af en adapter "plug-socket" eller et elektrisk panel til hele lejligheden). Moderne førende virksomheder producerer beskyttelsesanordninger (hovedsageligt panelmodeller), - se på Internettet, som dog ikke tillader pålidelig beskyttelse af elektronisk husholdningsudstyr, har visse funktionelle ulemper (se nedenfor). Disse produkter er i vid udstrækning produceret og lyst annonceret, tror jeg, simpelthen baseret på en teknisk analfabet forbruger. Efter en gennemgang af markedstilbud (over flere år) er de fleste producenter stoppet med at udvikle deres produkter på tekniske og strukturelle løsninger, der er verificeret gennem årene, som er økonomisk fordelagtige og ydre attraktive for den generelle forbruger. Men hvis du ser på problemet med beskyttelse mod bølge ud fra et teknisk synspunkt kan det siges, at en "sokkel" af høj kvalitet (beskyttelsesanordning) simpelthen skal levere højkvalitetsspænding, og dette afhænger ikke af dets smukke "ansigt", men af ​​dets "funktionelle sind".

Et kig på industrielle beskyttelsesanordninger fra et teknisk (teknisk) synspunkt

Først og fremmest bemærker vi, at alle enkle opvarmningsanordninger ikke er bange for store spændingsafvigelser fra normen (afvigelsen kan være op til +/- 40 volt). Derfor er det upraktisk at inkludere dem efter stabilisatoren, unødigt at indlæse den. Stabilisatoren er hovedsageligt nødvendig til køleskabet, hvis spændingen kontinuerligt reduceres til 180-190 volt.

I alle tilfælde skal man huske at løse stabiliseringsproblemer eller anden beskyttelse:

• Stabilisatorer har den såkaldte "åben kredsløbsstrøm" (uden belastning), som kontinuerligt føjes til belastningsstrømmen. Derfor er det samlede energiforbrug i mange tilfælde, især når man fodrer elektronisk udstyr med lav effekt, meget større (stabilisatoren slukker som regel ikke og tænder ikke med belastningen).Alle fabrikanter angiver effektiviteten for den nominelle belastning.
• De fleste stabilisatorer har ikke overspændingsbeskyttelsesanordninger i tilfælde af lyn eller brud på en nul "ledning i strømforsyningsnetværket (eller har det enkleste, fabrikssæt). Beskyttelsens responstid er som regel mere end en halv periode med spænding, hvilket er for farligt for en spændingsstød på mere end 300 V. Det skal huskes, at den spænding, der styres af stabilisatoren og forårsager visse skift, fortsætter med at stige ved indgangen til tv'ets strømforsyning eller anden forbruger i hele beskyttelsesoperationens varighed ( belastningskaste), og disse kast (impulser) har ofte en stejl front.
• Ved hjælp af deres driftsprincip transmitterer stabilisatorer korte (op til flere millisekunder) overspændingsimpulser, så kvaliteten af ​​udgangsspændingen bestemmes af yderligere filtrering, hvilket kan være utilstrækkeligt for noget elektronisk udstyr.
• Spændingsstabilisering under dens fald i netværket er ikke påkrævet for moderne elektroniske forbrugere, de har deres egen stabilisering i denne zone.
• Spændingsrelæerne, der er installeret i panelet eller på stikket (som en adapter), har relæindstillinger til at afbryde belastningen, når spændingen stiger eller falder over de indstillede værdier (manuelt justerbar). Det vil sige, at der er en meget ubehagelig og endda skadelig funktionel funktion for forbrugeren. For alle, som regel dyrt udstyr, er det strengt nødvendigt at forhindre spændinger over 250 V. Samtidig er det meget sandsynligt i mange elektriske netværk, især i sommerhuset. Således forekommer hyppige nedlukninger af tv'et og alle andre forbrugere, hvilket hurtigt generer og fører til en overdrivelse af indstillingerne til 260 V og højere, hvis brugeren er teknisk analfabet. Risikoen for beskadigelse af udstyret øges kraftigt (det er nødvendigt at tage hensyn til størrelsen på driftsforsinkelsen, som også justeres manuelt og kan vise sig at være farligt stor). For at reducere den psykologiske virkning af hyppige strømafbrydelser foretog udviklerne en automatisk gendannelse af beskyttelsesenheden med en vis (tilpassbar) forsinkelse. Men i mange tilfælde (især for en computer) tillader dette ikke at berolige brugerne af teknologi og især frugterne af længe arbejde på computeren.
• Langt de fleste beskyttelsesanordninger i form af opdelere eller adaptere, der er kommercielt tilgængelige, har generelt ikke den beskyttelse, der er angivet på den lyse emballage. Oftest har de kun lav effekt varistor, som på en eller anden måde begynder at slukke spændingen (i dets egenskaber, i mikrosekunder) efter ca. 350 V. Men den samme spænding påføres samtidig inputelementerne i strømforsyningen til ethvert elektronisk udstyr, med stor sandsynlighed for deres nedbrud og udbrænding!

Situationen med hensyn til løsningen af ​​overspændingsbeskyttelsesproblemer ses således ikke som tilfredsstillende som i butikshylder og på steder hos førende producenter.

Mulig rationel løsning på beskyttelsesproblemer

Min egen erfaring med at udvikle de mest økonomiske og lovende, efter min mening, beskyttelsesanordninger har ført til følgende løsning (som med succes er testet i eksperimentelle modeller, patenterbar eller udgør emnet for know-how - under den relevante aftale med den interesserede producent).

For at eliminere ulemperne ved stabilisatorer og spændingsrelæer anbefales det at implementere et snit med overdreven spændingamplitude i området 250-290 volt af indgangsspændingen (det mest sandsynlige overskud) og øjeblikkelig afbrydelse ved en højere spænding. Dette er muligt ved at introducere aktiv ballast i strømkredsløbet med en kraftig Darlington-transistor (eller to enkle). For at øge forbrugernes tilladte strøm er det muligt at installere en miniatyrventilator (12 V) med en simpel strømforsyning til opladere.I dette tilfælde er overgangen på 12/5 volt meget enkel - ved at skifte en ekstra zenerdiode i opladerkredsløbet. Det vil sige, beskyttelsesenheden får den ekstra funktion af en oplader.

Implementeringen af ​​ballaststyring i henhold til det ovenfor anførte princip (synkron amplitude-skive, inklusive alle impulser) kræver ikke brug af nogen kontrollere. I et nyligt nyt arbejde på kredsløbet var det desuden muligt at slippe af med relæet til at tænde for amplitudestabiliseringsmodus og følgelig den elektrolytiske kondensator (der er overhovedet ingen) takket være udviklingen af ​​den originale DC-nøgle på thyristor (med hysterese), som viste sig at være meget succesrig i det anvendte kredsløb beskyttelsesanordninger (vurderet efter forfatterens oplevelse og søgning efter analoger, det kan betragtes som en opfindelse).

I standbytilstand forbruger kontrolkortet mindre end 0,5 W (afhængigt af spænding). Til øjeblikkelig afbrydelse (ca. 1 ms) har forfatteren også udviklet og med succes testet (over adskillige år i forskellige enheder) designet til en relærejse baseret på en termisk afbryder af typen VK-1-10, der er vidt brugt i netværksfilter-splittere. På grund af den synkrone afbrydelse af amplituden i niveauet 250 V, op til 280-290 V af netspændingen, reduceres sandsynligheden for større overspænding markant, så det bliver rationelt at bruge en simpel sikring, der simpelthen brændes ud af en kraftig tyristor (med en vis strømbegrænsning) i en tilstrækkelig lang periode for denne overspændingspuls (under hensyntagen til varigheden af ​​halvbølgeredbrydningen af ​​netspændingen). Det skal også tages i betragtning, at strømmen gennem sikringen (i størrelsesordenen 20–40 A) "fører" netspændingen (på grund af dens modstand).

Varianter af implementeringen af ​​det synkrone amplitudebegrænsningsskema

Nedenfor vises fotos af kontroltavlen (den seneste udvikling, en mulighed for testning) samt en video til test af enheden med øjeblikkelig afbrydelse (forrige udvikling, for at lytte til afbrudt klik, du skal øge lydstyrken) og testvideoen til "DC-nøglen" (den første test af ideen, spænding 24 V). Det sidstnævnte kræver naturligvis visse forklaringer, men da denne enhed er planlagt overført til interesserede producenter som "know-how" (i henhold til kontrakten), er det muligt kun at præsentere en høj kvalitet (eksperimentel) I - V karakteristisk for den første laveffektafbryder (kontakten er allerede testet for spænding op til 400 V med en hysterese på ca. 10%).

videoer:

Jeg vil også gerne tale om en kilde til øget spænding til opsætning og test af en beskyttelsesanordning. I stedet for den velkendte LATR, der har et "groft" trin karakteristisk og utilstrækkeligt høj spænding, tilrådes det at bruge en speciel enhed baseret på to konventionelle transformere med en sekundær vikling på 30-40 volt. Nedenfor er et diagram brugt af forfatteren (nogle ændringer er mulige).

Hovedtransformatorens effekt kan være 50-100 W og yderligere 15-30. Samtidig testes beskyttelsesanordninger for let belastning, op til 10-15 W (for eksempel en modstand med en neonindikator eller en glødelampe til et køleskab). For at teste forkoblingen for en kraftig belastning er det muligt at tænde forkoblingen direkte fra udløbet og kontroltavlen gennem den førnævnte spændingsforøgelsesindretning (ballasttest for en kraftig belastning er faktisk termiske test).

De, der ønsker at deltage i udviklingen af ​​industrielt design af en ny beskyttelsesanordning til elektronisk udstyr (udstillingsmodeller), kan kontakte administratoren med forslag.