Cum să preveniți pierderile de supratensiune într-o rețea electrică de casă - noua revizuire a dezvoltării

<

Oricine știe costurile reparației aparatelor electrice de uz casnic, în special televizoarelor moderne și a altor echipamente sofisticate, a instalat deja un stabilizator sau releu de tensiune la panoul de alimentare (dacă întreruperile de tensiune sunt accidentale și pe termen scurt). Alții, mai ales că nu sunt conștienți de prețul cazului, folosesc calm echipamentele scumpe, cu riscul de pierderi mari („la întâmplare”). Cea mai critică în această privință este situația rețelelor electrice suburbane (rurale), unde, pe lângă furtuni, există „dezechilibre de fază” ale transformatorului de alimentare comun, în care tensiunea pe faza ușor încărcată poate crește până la 260-270 volți sau mai mult.

Ce oferă piața?

Pe piața modernă există o abundență de stabilizatori și relee de tensiune (sub forma unui „priză-adaptor” sau a unui panou electric pentru întregul apartament). Companiile moderne de top produc dispozitive de protecție (în principal modele de panou); - priviți pe Internet, care nu permit totuși să protejeze în mod fiabil echipamentele casnice electronice, prezintă anumite dezavantaje funcționale (a se vedea mai jos). Acestea sunt produse pe scară largă și publicitate intensă, cred că se bazează pur și simplu pe un consumator analfabet din punct de vedere tehnic. Judecând după o trecere în revistă a ofertelor de pe piață (de-a lungul mai multor ani), majoritatea producătorilor au încetat să-și dezvolte produsele pe baza de soluții de inginerie și structurale, care au fost verificate de-a lungul anilor, care sunt avantajoase din punct de vedere economic și sunt atractive pentru consumatorii generali. Cu toate acestea, dacă priviți problema protecției val din punct de vedere tehnic, se poate spune că o „priză” de înaltă calitate (dispozitiv de protecție) ar trebui să furnizeze pur și simplu o tensiune de înaltă calitate, iar acest lucru nu depinde de „fața” ei frumoasă, ci de „mintea sa funcțională”.

O privire asupra dispozitivelor de protecție industrială din punct de vedere tehnic (inginerie)

În primul rând, observăm că toate dispozitivele simple de încălzire nu se tem de abaterile mari ale tensiunii de la normă (abaterea poate fi de până la +/- 40 de volți). Prin urmare, este imposibil să le includem după stabilizator, încărcându-l inutil. Stabilizatorul este necesar mai ales pentru frigider, dacă tensiunea este redusă continuu la 180-190 volți.

În toate cazurile, soluționarea problemelor de stabilizare sau a altor protecții trebuie avut în vedere că:

• Stabilizatorii au așa-numitul „curent inactiv” (fără sarcină), care este adăugat continuu la curentul de încărcare. Prin urmare, în multe cazuri, în special atunci când alimentați echipamente electronice cu putere redusă, consumul total de energie va fi mult mai mare (stabilizatorul, de regulă, nu se oprește și nu se aprinde cu sarcina).Toți producătorii indică eficiența pentru sarcina nominală.
• Majoritatea stabilizatorilor nu au dispozitive de protecție la supratensiune în caz de fulgere sau ruperea unui fir de zero "în rețeaua de alimentare (sau au cele mai simple setări din fabrică). Timpul de răspuns al protecției, de regulă, este mai mult de o jumătate de perioadă a tensiunii, ceea ce este prea periculos pentru o tensiune mai mare de 300 V. Trebuie avut în vedere faptul că tensiunea controlată de stabilizator și care determină o anumită comutare continuă să crească la intrarea sursei de alimentare a televizorului sau a altui consumator pe întreaga durată a operației de protecție ( vărsare de sarcină) și aceste aruncări (impulsuri) au adesea un front abrupt.
• Prin principiul lor de funcționare, stabilizatorii transmit impulsuri de supratensiune scurte (până la mai multe milisecunde), astfel încât calitatea tensiunii de ieșire este determinată de filtrarea suplimentară, care poate fi insuficientă pentru unele echipamente electronice.
• Stabilizarea tensiunii în timpul declinului în rețea nu este necesară consumatorilor de electronice moderne, ei au propria lor stabilizare în această zonă.
• Releele de tensiune instalate pe panou sau pe priză (ca un adaptor) au setări ale releului pentru deconectarea sarcinii atunci când tensiunea crește sau scade peste valorile setate (reglabile manual). Adică există o caracteristică funcțională foarte neplăcută pentru consumator și chiar dăunătoare. Pentru toți, de regulă, echipamente scumpe, este strict necesar să nu se permită tensiuni peste 250 V. În același timp, în multe rețele electrice, în special în orașele de cabană de vară, acest exces este foarte probabil. Astfel, apar opriri frecvente ale televizorului și a tuturor celorlalți consumatori, ceea ce deranjează rapid și duce la supraevaluarea setărilor la 260 V și mai mare dacă utilizatorul este analfabet din punct de vedere tehnic. Riscul de deteriorare a echipamentului crește brusc (este necesar să se țină seama de amploarea întârzierii de operare, care este, de asemenea, reglat manual și se poate dovedi periculos de mare). Pentru a reduce impactul psihologic al întreruperilor frecvente, dezvoltatorii au făcut o restaurare automată a dispozitivului de protecție cu o anumită întârziere (personalizabilă). Dar, în multe cazuri (în special pentru un computer), acest lucru nu va permite să păstreze calmul utilizatorilor de tehnologie și, în special, fructele muncii îndelungate la computer.
• Marea majoritate a dispozitivelor de protecție sub formă de despărțitori sau adaptoare, disponibile comercial, în general nu au protecția indicată pe ambalajul luminos. Cel mai adesea au doar putere redusă varistor, care începe să stingă oarecum tensiunea (în caracteristicile sale, în microsecunde) după aproximativ 350 V. Dar, aceeași tensiune va fi aplicată simultan elementelor de intrare ale sursei de alimentare a oricărui echipament electronic, cu o mare probabilitate de descompunere și de ardere a acestora!

Astfel, situația referitoare la soluționarea problemelor de protecție la supratensiune nu este văzută la fel de satisfăcătoare ca pe rafturile magazinelor și pe site-urile producătorilor de top.

Posibilă soluție rațională la problemele de protecție

Experiența mea în dezvoltarea celor mai economice și mai promițătoare, în opinia mea, dispozitivele de protecție au dus la următoarea soluție (care a fost testată cu succes în modele experimentale, brevetabilă sau constituie subiectul de cunoștințe - în baza acordului relevant cu producătorul interesat).

Pentru a elimina dezavantajele stabilizatoarelor și releelor ​​de tensiune, este recomandat să implementați o tăiere cu amplitudine de tensiune excesivă în intervalul de 250-290 volți din tensiunea de intrare (cel mai probabil exces) și întrerupere instantanee la o tensiune mai mare. Acest lucru este posibil prin introducerea balastului activ în circuitul de alimentare cu un tranzistor puternic Darlington (sau două simple). Pentru a crește puterea admisibilă a consumatorilor, este posibil să instalați un ventilator în miniatură (12 V) cu o simplă sursă de alimentare pentru încărcătoare.În acest caz, tranziția de 12/5 Volți este foarte simplă - prin comutarea unei diode zener suplimentare în circuitul încărcătorului. Adică dispozitivul de protecție dobândește funcția suplimentară de încărcător.

Implementarea controlului balastului în conformitate cu principiul menționat mai sus (felie de amplitudine sincronă, inclusiv toate impulsurile) nu necesită utilizarea niciunui controler. Mai mult, într-o nouă lucrare recentă pe circuit, a fost posibilă scăparea releului pentru pornirea modului de stabilizare a amplitudinii și, în consecință, condensatorul electrolitic (nu există deloc), datorită dezvoltării cheii DC originale pe tiristor (cu histereză), care s-a dovedit a fi foarte reușită în circuitul utilizat dispozitive de protecție (judecând după experiența autorului și căutarea analogilor, poate fi considerat ca o invenție).

În modul standby, placa de control consumă mai puțin de 0,5 W (în funcție de tensiune). Pentru decupare instantanee (aproximativ 1 ms), autorul a dezvoltat și testat cu succes (de-a lungul mai multor ani, pe diferite dispozitive) proiectarea unei deplasări releu bazate pe un întreruptor termic de tip VK-1-10, care este utilizat pe scară largă în divizorii de filtru de rețea. Cu toate acestea, datorită întreruperii sincrone a amplitudinii la nivelul de 250 V, până la 280-290 V a tensiunii de alimentare, probabilitatea unei supratensiuni mai mari este semnificativ redusă, astfel încât devine rațional să folosiți o siguranță simplă, care este pur și simplu arsă de un tiristor puternic (cu o anumită limitare de curent) pentru o perioadă suficient de lungă pentru acest impuls de supratensiune (ținând cont de durata de descompunere a jumătății de undă a tensiunii de rețea). De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că curentul prin siguranță (de ordinul 20–40 A) „alimentează” tensiunea de alimentare (datorită rezistenței sale).

Variante ale implementării schemei de limitare a amplitudinii sincrone

Mai jos sunt fotografii ale plăcii de control (cea mai recentă dezvoltare, o opțiune pentru testare), precum și un videoclip de testare a dispozitivului cu decupare instantanee (dezvoltare anterioară, pentru a asculta clicul decupat, trebuie să crești volumul) și video de testare a „cheii DC” (primul test al ideii, tensiune 24 V). Acesta din urmă, desigur, necesită anumite explicații, dar având în vedere că acest dispozitiv este planificat să fie transferat producătorilor interesați ca „know-how” (conform contractului), este posibil să prezentați aici doar un I-V de înaltă calitate (experimental) caracteristic al primului întrerupător cu putere mică (întrerupătorul a fost deja testat pentru tensiune) până la 400 V, cu histereză de aproximativ 10%).

Video:

Aș dori, de asemenea, să vorbesc despre o sursă de tensiune crescută pentru instalarea și testarea unui dispozitiv de protecție. În loc de binecunoscutul LATR, care are un pas „dur” caracteristic și o tensiune insuficient de ridicată, este recomandabil să folosiți un dispozitiv special bazat pe două transformatoare convenționale cu o înfășurare secundară de 30 - 40 de volți. Mai jos este o diagramă folosită de autor (sunt posibile unele modificări).

Puterea transformatorului principal poate fi de 50-100 W, și un supliment de 15-30. În același timp, dispozitivele de protecție sunt testate pentru o sarcină ușoară, de până la 10-15 W (de exemplu, o rezistență cu indicator de neon sau o lampă incandescentă pentru frigider). Pentru a testa balastul pentru o sarcină puternică, este posibilă alimentarea balastului direct de la priză, iar placa de control prin dispozitivul de creștere a tensiunii menționat mai sus (testele de balast pentru o sarcină puternică sunt, de fapt, teste termice).

Cei care doresc să se alăture dezvoltării desenelor industriale ale unui nou dispozitiv de protecție pentru echipamente electronice (modele de expoziție) pot contacta administratorul pentru sugestii.