Innovasjon innen overspenningsvern - ONS-enhet

Utviklingsoversikt

Modellen til en synkron spenningsbegrenser er designet og montert bare for lite strømutstyr som krever automatisk strømgjenoppretting uten mye forsinkelse. eksperimentellJeg jobber og hovedtestene av det er nettopp fullført (termiske tester er foran). ONS (se bildet nedenfor) kan inkluderes i gapet til den eksisterende kraftledningen, eller direkte til uttaket med belastningen koblet gjennom stikkontaktene.

Spenningsbegrenseren er designet for effekt opp til 250 watt. Den er satt sammen basert på standard distribusjonde første boksene til selskapet "Tyco electronics", - 75x75 mm. Det skal bemerkes at ballastkontrollskjemaet er det samme for alle effektnivåer, bare ballasten i seg selv (klassisk) endres - en bro, en transistor og en kjøleradiator. Det er ingen måte å snakke om kretsløsninger her, siden enheten er et kunnskapsobjekt og forventer en seriøs forretningsrevisjon innenfor rammen av kontraktsarbeid. Vi kan bare si at kretsen er analog, og den bruker elementer av bare utbredt bruk. ONS er designet for vanlig inngangsspenning som begrenser opp til 255 - 260 V, som er det mest sannsynlige nivået, og på kort sikt - opp til 275 V, med belastningsstrøm opp til 1A. For å beskytte mot overoppheting er en miniatyr termomaskin festet til radiatoren. Følgende funksjonelle egenskaper for den synkrone begrenseren oppnås:

1. Muligheten for en stasjonær forbindelse i strømkretsen, det vil si å slå på strømmen til lasten med en inngangsstrøm (for å skifte strømforsyning) og spenningsbegrensning, eller slå av strømmen når det er for stor spenning i nettverket.
2. Den øyeblikkelige responsen til begrenseren i et bredt spekter av impuls og krampaktig overspenning, avhengig bare av frekvensegenskapene til kontrollene og ballasten (opp til ca. 3 MHz - for vanlige elementer med utbredt bruk).
3. Evnen til å teste i driftsmodus for maksimal spenningsbegrensning (forkoblingssjekk) og belastning (via mikrotaster).
4. Øyeblikkelig belastningsutslipp, avhengig bare av relé responstid (flere ms).
5. Automatisk restaurering av strømforsyningskretsen med en forsinkelse på flere sekunder, forutsatt at spenningen synker til et akseptabelt nivå (mindre enn 250 V).

Det skal bemerkes at i forbindelse med funksjonene til lasten, dens formål, er to modifikasjoner av ONS tilrådelig - med automatisk strømgjenoppretting og bare manuell gjenoppretting. Enheten til den andre modifikasjonen av begrenseren er mye enklere, fordi i stedet for reléet og relaterte elementer, brukes en typisk, utbredt termisk bryter (bryter), modernisertav utvikleren for å sikre automatisk tilbakestilling fra beskyttelseskretsen (se forrige artikkel -nytt overspenningsvern). Denne maskinen opprettholder egenskapen til beskyttelse mot overbelastning.

I en minimal design blir ballastradiatoren avkjølt konvektiv gjennom hullene i boksen (beskyttet av et nett). For å gi større beskyttelseskraft (varmeavledning), kan du bruke en ekstra boks til å plassere en kjøler med en strømtransformator og en termisk brytertomat. Det er praktisk å koble boksene til de nedre planene, med tidligere laget vinduer eller hull for å blåse radiatoren (dette prinsippet er også praktisk for andre moduler plassert i lignende bokser og krever kjøling).

Hva er den betydelige fordelen med ONS?

I en tidligere artikkel har utvikleren allerede bemerket at alle forbrukere i nettet er 230 V, 50/60 Hz (nominell spenning for et enfaset nettverk i henhold til det nye GOST, med en toleranse på +/- 10%), med svitsjende strømforsyninger (med egen stabilisering) krever en spesiell tilnærming til overspenningsvern. Alle av dem trenger ikke bare beskyttelse mot et økt nivå, men beskyttelse mot et bredt spekter av bølgespenninger og bølgespenninger. Det moderne markedet er ekstremt mettet med filtre og volt-automata (spenningsreléer), som inkluderer beskyttelseselementer mot impulsstøy i mikrosekundområdet. Når det gjelder lengre pulser og overspenninger, hopper, skal det bemerkes at disse enhetene har en viss utjevning (filtrering) foran det følsomme elementet på maskinen (for ikke å irritere eierne med hyppig bruk). Det vil si at de passerer en del av impulser. Når det gjelder børverdien for drift, skal den ikke være høyere enn 250 volt. Mange "spenningsreléer" har en ekstern børverdijustering, men dette bør betraktes som en ulempe i stedet for en dyd. Det ble introdusert bare for ikke å irritere seg over hyppige nedstengninger. Men en spenning på mer enn 250 volt er veldig farlig for elektronisk utstyr.

Som nevnt i forrige artikkel, er det ikke lønnsomt for alle produsenter å sørge for en stor "sikkerhetsmargin" i spenning for produktene sine. Dermed er hele massen av passive filter- og relébeskyttelsesanordninger bare egnet for spenningsstabile og forstyrrende nettverk, det vil si at den er designet for sjelden, tilfeldig overspenning (under tordenvær eller nettverksulykke). Mange av dem "driver" eierne likevel til "hvit varme", til en avgjørende erstatning med en stabilisator. Imidlertid har moderne stabilisatorer, selv om de ser ut som perfekte enheter (inkludert reklameegenskaper, spesielt for en enkel kjøper), en rekke betydelige ulemper som bare kan identifiseres ved passende teknisk testing i et spesielt laboratorium. På Internett er det veldig få artikler om dette emnet, og de inneholder bare en sjekk av innholdet og begrenser stasjonære modus.

Hva er den viktigste, grunnleggende forskjellen mellom den nye tilnærmingen? Det består av følgende:

• en synkron begrenser (ONS) overvåker hver halvbølge av spenning og "synkroniserer" sin amplitude til et akseptabelt nivå, - basert på den tillatte effektive spenningen på mindre enn 250 volt;
• verdien av avskåret del bestemmes bare av grensespenningen til ballasttransistoren og passende begrensning av varmeutvikling - for et stabilt nettverk kan det være ekstremt stort, for eksempel opp til 100 volt (da vil ballasten kutte av pulser i denne størrelsesorden uten å koble fra lasten);
• hele spekteret av pulser er avskåret, avhengig bare av frekvensegenskapene til ballasten og dens kontroller;
• ulempen med ballastvarmeavledning er ikke så stor som det virker på grunn av at de skiller seg ut pulserhvor driftssyklusen proporsjonalt reduserer den tildelte effekten, for eksempel i området 245 - 250 volt av utgangsspenningen ved en inngangsspenning på 245 - 275, er den maksimale varmeutviklingen omtrent seks ganger mindre enn med kontinuerlig spenning (driftssyklusen beregnes av sinusvinklene ved grensen til sinusbølgesnittet).

Med belastninger på mer enn 0,5 kW i et nettverk med hyppige spenningsspenninger, er det nødvendig å utstyre en synkron begrenser med en vifte (kjøler), som det anbefales å bli drevet fra en miniatyrstrømtransformator (basert på en nedtrappingstransformator). Med en effekt på 1–2 kW anbefales det å bruke tandemet - “STAB - ONS” - ​​for å effektivt kombinere egenskapene til disse enhetene. Stabilisatoren gir statisk modus, og ONS dynamisk og aktivt filterGenerelt, med minimering av varme.

Det skal bemerkes at bruk av moderne autotransformatDet er ikke prinsipielt rasjonelt for stabilisatorer med lav effekt, siden transformatoren i seg selv har betydelig forbruk. Disse stabilisatorene er designet for en gruppe forbrukere og for deres totale effekt nær nominell, for kontinuerlig drift uten betydelig reduksjon i strømforbruket. Bare i dette tilfellet oppnås tilfredsstillendeeffektiviteten. Dermed ser den foreslåtte ONS ut til å være et praktisk nødvendig og vellykket tilskudd til moderne stabilisatorer og deres effektive erstatning for lite strømutstyr, som blir mer og mer (samtidig som det opprettholder og øker kostnadene og verdien for eieren).

Utvikler tips

Kilden til økt spenning skal ikke være LATR, men en konvensjonell nedtrappingstransformator med flere sekundære viklinger og ledninger fra primæren, slik at når sekundærviklingene er fasekoblet med primæren og bruker visse primære ledninger, kan man oppnå høyspenning, for eksempel opp til 270- 275 volt. Denne spenningen må tilføres den elektroniske styringsdelen av beskyttelsesanordningen gjennom en variabel motstand på 10-20 kOhm. Forbruket av kontrollelektronikk er vanligvis (og bør være) ikke mer enn 10-15 mA. Og strømdelen må kobles direkte til nettverket, under hensyntagen til fasen. Med dette strømopplegget kan du jevnere og nøyaktig stille spenningen og danne et ideelt hopp ved å lukke hele den variable varianten eller ytterligere.

Det vil være interessant å lese:

• Instruksjoner for tilkobling av et spenningsovervåkingsrelé
• Hvordan beskytte ledningsnettet med en spenningsstabilisator?
• Hvorfor fungerer en RCD, og ​​hva skal jeg gjøre i dette tilfellet?