Kā novērst pārsprieguma zaudējumus mājas elektriskajā tīklā - jauns attīstības pārskats

<

Ikviens, kurš zina sadzīves tehnikas, it īpaši mūsdienu televizoru un cita sarežģīta aprīkojuma, remonta cenu, jau ir uzstādījis stabilizatoru vai sprieguma relejs uz strāvas padeves paneli (ja sprieguma pārtraukumi ir nejauši un īslaicīgi). Citi, it īpaši nezinot lietas cenu, mierīgi izmanto dārgas iekārtas ar lielu zaudējumu risku ("pēc nejaušības principa"). Kritiskākais šajā ziņā ir situācija lauku ciematu (ciematu) elektrotīklos, kur papildus pērkona negaisiem ir arī kopējā piegādes transformatora “fāzes nelīdzsvarotība”, kurā viegli noslogotās fāzes spriegums var palielināties līdz 260–270 voltiem vai vairāk.

Ko piedāvā tirgus?

Mūsdienu tirgū ir daudz stabilizatoru un sprieguma releju (adaptera “kontaktdakša” vai visa dzīvokļa elektriskā paneļa formā). Mūsdienu vadošie uzņēmumi ražo aizsargierīces (galvenokārt paneļu modeļus), - izskatam internetā, kas tomēr neļauj ticami aizsargāt mājsaimniecības elektronisko aprīkojumu, ir daži funkcionāli trūkumi (skatīt zemāk). Šie produkti tiek plaši ražoti un tiek reklamēti, manuprāt, vienkārši balstoties uz tehniski analfabētiem patērētājiem. Spriežot pēc tirgus piedāvājumu pārskatīšanas (vairāku gadu laikā), vairums ražotāju pārtrauca savu produktu izstrādi, izmantojot inženiertehniskos un strukturālos risinājumus, kuri ir pārbaudīti gadu gaitā, kuri ir ekonomiski izdevīgi un ārēji pievilcīgi vispārējam patērētājam. Tomēr, ja paskatās uz problēmu pret pārspriegums no inženiertehniskā viedokļa var teikt, ka augstas kvalitātes “kontaktligzdai” (aizsardzības ierīcei) vienkārši jāpiegādā augstas kvalitātes spriegums, un tas nav atkarīgs no tā skaistās “sejas”, bet no “funkcionālā prāta”.

Industriālās aizsardzības ierīču apskats no tehniskā (inženierzinātņu) viedokļa

Pirmkārt, mēs atzīmējam, ka visas vienkāršās sildīšanas ierīces nebaidās no lielām sprieguma novirzēm no normas (novirze var būt līdz +/- 40 voltiem). Tāpēc nav praktiski tos iekļaut pēc stabilizatora, lieki to ielādējot. Stabilizators galvenokārt ir vajadzīgs ledusskapim, ja spriegumu nepārtraukti samazina līdz 180–190 voltiem.

Visos gadījumos, risinot stabilizācijas jautājumus vai citu aizsardzību, jāpatur prātā, ka:

• Stabilizatoriem ir tā saucamā "atvērtās ķēdes strāva" (bez slodzes), kas tiek nepārtraukti pievienota slodzes strāvai. Tāpēc daudzos gadījumos, īpaši barojot mazjaudas elektronisko aprīkojumu, kopējais enerģijas patēriņš būs daudz lielāks (stabilizators, kā likums, neizslēdzas un neieslēdzas ar slodzi).Visi ražotāji norāda nominālās slodzes efektivitāti.
• Lielākajai daļai stabilizatoru nav pārsprieguma aizsardzības ierīču zibens vai nulles stieples pārtraukums energoapgādes tīklā (vai arī jums ir visvienkāršākais, rūpnīcas iestatītais). Aizsardzības reakcijas laiks, kā likums, ir vairāk nekā pusperioda spriegums, kas ir pārāk bīstams, ja sprieguma pārspriegums pārsniedz 300 V. Jāpatur prātā, ka stabilizatora kontrolētais spriegums, kas izraisa noteiktu pārslēgšanos, turpina palielināties pie televizora vai cita patērētāja barošanas avota visā aizsardzības darbības laikā ( kravas izmešana), un šiem metieniem (impulsiem) bieži ir stāva priekša.
• Pēc darbības principa stabilizatori pārraida īsus (līdz vairākām milisekundēm) pārsprieguma impulsus, tāpēc izejas sprieguma kvalitāti nosaka ar papildu filtrēšanu, kas dažām elektroniskām iekārtām var būt nepietiekama.
• Sprieguma stabilizēšana, samazinoties tīklam, mūsdienu elektroniskajiem patērētājiem nav nepieciešama, viņiem šajā zonā ir sava stabilizācija.
• Paneļa vai kontaktligzdas (piemēram, adaptera) uzstādītajiem sprieguma relejiem ir releja iestatījumi slodzes atvienošanai, kad spriegums paaugstinās vai nokrīt virs iestatītajām vērtībām (manuāli regulējams). Tas ir, patērētājam ir ļoti nepatīkama un pat kaitīga funkcionālā īpašība. Visiem, kā likums, dārgām iekārtām, ir stingri nepieciešams novērst spriegumu virs 250 V. Tajā pašā laikā daudzos elektriskajos tīklos, it īpaši vasarnīcā, šāds pārsniegums ir ļoti ticams. Tādējādi notiek bieža televizora un visu citu patērētāju izslēgšana, kas ātri traucē, un iestatījumu pārspīlēšana līdz 260 V un augstāka, ja lietotājs ir tehniski analfabēts. Iekārtas sabojāšanas risks strauji palielinās (ir jāņem vērā darbības kavēšanās lielums, kas arī tiek manuāli noregulēts un var izrādīties bīstami liels). Lai samazinātu biežu pārtraukumu psiholoģisko ietekmi, izstrādātāji veica automātisku aizsardzības ierīces atjaunošanu ar nelielu (pielāgojamu) kavēšanos. Bet daudzos gadījumos (īpaši attiecībā uz datoru) tas neļaus nomierināties tehnoloģiju lietotājiem un it īpaši ilga darba pie datora augļiem.
• Lielākajai daļai komerciāli pieejamu aizsarglīdzekļu sadalītāju vai adapteru veidā parasti nav aizsardzības, kas norādīta uz spilgtā iepakojuma. Visbiežāk viņiem ir tikai maza jauda varistora, kas sāk kaut kā nodzēst spriegumu (tā raksturlielumos, mikrosekundēs) pēc aptuveni 350 V. Bet tas pats spriegums vienlaicīgi tiks piemērots jebkura elektroniska aprīkojuma barošanas avota elementiem, ar lielu varbūtību, ka tie sabruks un izdeg!

Tādējādi situāciju attiecībā uz pārsprieguma aizsardzības problēmu risināšanu neuzskata par tik apmierinošu kā veikalu plauktos un vadošo ražotāju vietnēs.

Iespējamais racionālais aizsardzības problēmu risinājums

Mana pieredze ekonomiski izdevīgāko un daudzsološāko, manuprāt, aizsardzības ierīču izstrādē ir novedusi pie šāda risinājuma (kurš ir veiksmīgi pārbaudīts eksperimentālos modeļos, patentējams vai ir know-how priekšmets - saskaņā ar attiecīgo vienošanos ar ieinteresēto ražotāju).

Lai novērstu stabilizatoru un sprieguma releju trūkumus, ieteicams veikt pārmērīga sprieguma amplitūdas samazinājumu ieejas sprieguma 250–290 voltu diapazonā (visdrīzākais pārsniegums) un tūlītēju izslēgšanu pie lielāka sprieguma. Tas ir iespējams, strāvas ķēdē ieviešot aktīvu balastu ar jaudīgu Darlingtona tranzistoru (vai diviem vienkāršiem). Lai palielinātu patērētāja pieļaujamo jaudu, ir iespējams uzstādīt miniatūru ventilatoru (12 V) ar vienkāršu lādētāju barošanas avotu.Šajā gadījumā 12/5 voltu pāreja ir ļoti vienkārša - pārslēdzot lādētāja ķēdē papildu zener diodi. Tas ir, aizsardzības ierīce iegūst lādētāja papildu funkciju.

Balasta vadības ieviešana saskaņā ar iepriekš minēto principu (sinhronās amplitūdas šķēle, ieskaitot visus impulsus) neprasa kontrolieru izmantošanu. Turklāt nesenajā jaunajā ķēdes darbā bija iespējams atbrīvoties no releja amplitūdas stabilizācijas režīma ieslēgšanai un attiecīgi no elektrolītiskā kondensatora (tāda vispār nav), pateicoties oriģinālā līdzstrāvas taustiņa izstrādei tiristorā (ar histerēzi), kas izrādījās ļoti veiksmīgs izmantotajā shēmā. aizsardzības ierīces (spriežot pēc autora pieredzes un meklējot analogus, to var uzskatīt par izgudrojumu).

Gaidīšanas režīmā vadības panelis patērē mazāk nekā 0,5 W (atkarībā no sprieguma). Tūlītējai atslēgšanai (apmēram 1 ms) autore ir arī izstrādājusi un veiksmīgi pārbaudījusi (vairāku gadu laikā dažādās ierīcēs) releja brauciena dizainu, kura pamatā ir VK-1-10 tipa termiskais sadalītājs, ko plaši izmanto tīkla filtru sadalītājos. Tomēr sinhronās amplitūdas pārtraukuma dēļ 250 V līmenī līdz 280–290 V no tīkla sprieguma ievērojami samazinās lielāka pārsprieguma varbūtība, tāpēc ir saprātīgi izmantot vienkāršu drošinātāju, kuru pietiekami ilgi pietiekami ātri izdedzina jaudīgs tiristors (ar nelielu strāvas ierobežojumu). šim pārsprieguma impulsam (ņemot vērā tīkla sprieguma pusviļņa samazinājuma ilgumu). Jāņem arī vērā, ka strāva caur drošinātāju (aptuveni 20–40 A) “baro” tīkla spriegumu (tā pretestības dēļ).

Sinhronās amplitūdas ierobežojuma shēmas ieviešanas varianti

Zemāk ir redzami vadības paneļa fotoattēli (jaunākā attīstība, testēšanas iespēja), kā arī video ar ierīces testēšanu ar tūlītēju izslēgšanu (iepriekšēja izstrāde, lai klausītos nogriešanas klikšķi, jums jāpalielina skaļums) un “DC taustiņa” testa video (pirmais idejas tests, spriegums 24 V). Pēdējais, protams, prasa noteiktus paskaidrojumus, taču, tā kā šo ierīci ir paredzēts nodot ieinteresētajiem ražotājiem kā “know-how” (saskaņā ar līgumu), šeit ir iespējams parādīt tikai augstas kvalitātes (eksperimentālu) I – V raksturlielumu pirmajam mazjaudas slēdzim (slēdzim jau ir veikts testa spriegums). līdz 400 V, ar histerēzi aptuveni 10%).

Video:

Es arī gribētu runāt par paaugstināta sprieguma avotu aizsargierīces iestatīšanai un pārbaudei. Plaši pazīstamā LATR vietā, kurai ir “aptuvens” pakāpju raksturojums un nepietiekami augsts spriegums, ieteicams izmantot īpašu ierīci, kuras pamatā ir divi parastie transformatori ar sekundāro tinumu 30–40 volti. Zemāk ir diagramma, kuru izmantojis autors (ir iespējamas dažas izmaiņas).

Galvenā transformatora jauda var būt 50–100 W, bet papildus - 15–30. Tajā pašā laikā aizsargājošās ierīces tiek pārbaudītas attiecībā uz nelielu slodzi līdz 10-15 W (piemēram, rezistors ar neona indikatoru vai ledusskapja kvēlspuldze). Lai pārbaudītu balasta jaudīgu slodzi, balastu var darbināt tieši no kontaktligzdas un vadības paneļa caur iepriekšminēto sprieguma palielināšanas ierīci (jaudīgas slodzes balasta testi faktiski ir termiskie testi).

Tie, kas vēlas iesaistīties jaunas elektronisko iekārtu aizsardzības ierīces (izstāžu modeļi) rūpnieciskā dizaina izstrādē, var sazināties ar administratoru ar ieteikumiem.