Како спречити губитке од пренапона у кућној електричној мрежи - нови развојни преглед

<

Свако ко зна трошкове поправке кућних електричних уређаја, посебно модерних телевизора и друге софистициране опреме, већ је уградио стабилизатор или напонски релеј на панел напајања (ако су прекиди напона случајни и краткотрајни). Други, поготово несвесни цене случаја, мирно користе скупу опрему уз ризик од великих губитака („насумично“). Најкритичнија у том погледу је ситуација у приградским (сеоским) електроенергетским мрежама, где поред грмљавинске олује постоје и „фазне неравнотеже“ заједничког напајалног трансформатора, у којима напон на лагано оптерећеној фази може да се повећа на 260-270 волти или више.

Шта тржиште нуди?

На савременом тржишту постоји обиље стабилизатора и напонских релеја (у облику адаптера „утичница“ или за електричну плочу за цео стан). Савремене водеће компаније производе заштитне уређаје (углавном моделе са панелима), - на Интернету, који не дозвољавају поуздану заштиту електронске опреме за домаћинство, имају одређене функционалне недостатке (види доле). Ови производи су широко произведени и ведро рекламирани, мислим, једноставно засновани на технички неписменом потрошачу. Судећи према прегледу тржишних понуда (током више година), већина произвођача је престала развијати своје производе на инжењерским и структуралним решењима која су верификована током година, а који су економски повољни и споља привлачни за широког потрошача. Међутим, ако погледате проблем заштите од напредак са инжењерске тачке гледишта, може се рећи да би висококвалитетна „утичница“ (заштитни уређај) требало да једноставно напаја висококвалитетни напон, а то не зависи од лепог „лица“, већ од „функционалног ума“.

Поглед на уређаје за индустријску заштиту са техничког (инжењерског) становишта

Прије свега, напомињемо да се сви једноставни уређаји за гријање не боје великих одступања напона од норме (одступање може бити и до +/- 40 Волтс). Стога је непрактично укључивати их након стабилизатора, непотребно их учитавати. Стабилизатор је потребан углавном за фрижидер, ако се напон непрекидно смањује на 180-190 волти.

У свим случајевима, решавање проблема стабилизације или друге заштите треба имати на уму да:

• Стабилизатори имају такозвану "струју у празном ходу" (без оптерећења), која се непрекидно додаје струји оптерећења. Стога ће у многим случајевима, посебно када се напаја електронска опрема мале снаге, укупна потрошња енергије бити много већа (стабилизатор се по правилу не искључује и не укључује са оптерећењем).Сви произвођачи наводе ефикасност за називно оптерећење.
• Већина стабилизатора немају уређаје за заштиту од пренапона у случају грома или прекид нулте "жице у мрежи напајања (или имају најједноставнији, фабрички подешен). Време одзива заштите у правилу је дуже од пола периода напона, што је преопасно за пораст напона веће од 300 В. Треба имати на уму да напон који контролише стабилизатор и изазива одређено пребацивање и даље расте на улазу напајања телевизора или другог потрошача током читавог трајања операције заштите ( одбацивање оптерећења), а та бацања (импулси) често имају стрми предњи део.
• Својим принципом рада, стабилизатори преносе кратке (до неколико милисекунди) пренапонске импулсе, тако да се квалитет излазног напона одређује додатним филтрирањем, што може бити недовољно за неку електроничку опрему.
• Стабилизација напона током његовог пада у мрежи није потребна за савремене електронске потрошаче, они у овој зони имају своју стабилизацију.
• Релеји напона инсталирани на плочи или на утичници (попут адаптера) имају подешавање релеја за искључивање оптерећења када напон расте или падне изнад задатих вредности (ручно подесиви). То јест, постоји врло непријатно за потрошача, па чак и штетна функционална карактеристика. За сву, по правилу, скупу опрему, строго је потребно не дозволити напоне веће од 250 В. У исто време, у многим електроенергетским мрежама, посебно у летњим викендицама, тај је вишак врло вероватан. Тако се дешавају честа искључења телевизора и свих осталих потрошача, што се брзо мучи и доводи до прекомерног подешавања поставки на 260 В и више ако је корисник технички неписмен. Ризик од оштећења опреме нагло се повећава (потребно је узети у обзир величину кашњења у раду, која се такође ручно подешава и може испасти опасно велика). Да би смањили психолошки утицај честих прекида рада, програмери су направили аутоматску обнову заштитног уређаја са одређеним (прилагодљивим) кашњењем. Али у многим случајевима (посебно за рачунар) то неће омогућити да се смире корисници технологије и посебно плодови дугог рада за рачунаром.
• Велика већина заштитних уређаја у облику раздјелника или адаптера, комерцијално доступних, углавном немају заштиту назначену на свијетлом паковању. Најчешће имају само малу снагу варистор, који почиње да некако угаси напон (по својим карактеристикама, у микросекундама) након око 350 В. Али, исти напон ће истовремено бити примењен на улазне елементе напајања било које електронске опреме, с великом вероватноћом њиховог квара и изгоревања!

Стога се ситуација у вези са решавањем проблема заштите од пренапона не сматра задовољавајућом као на полицама трговина и на веб локацијама водећих произвођача.

Могуће рационално решење проблема заштите

Моје властито искуство у развоју најекономичнијих и најперспективнијих, по мом мишљењу, заштитних уређаја довело је до следећег решења (које је успешно тестирано на експерименталним моделима, патентирано или представља предмет кнов-хов-а, према релевантном споразуму са заинтересованим произвођачем).

Да бисте отклонили недостатке стабилизатора и напонских релеја, препоручљиво је извршити смањење прекомерне амплитуде напона у опсегу од 250-290 волти улазног напона (највероватније вишак) и моментално искључивање на већем напону. То је могуће увођењем активног баласта у струјни круг са снажним Дарлингтоновим транзистором (или два једноставна). Да бисте повећали дозвољену снагу потрошача, могуће је инсталирати минијатурни вентилатор (12 В) са једноставним напајањем за пуњаче.У овом случају је транзиција од 12/5 Волта веома једноставна - пребацивањем додатне зенер диоде у круг пуњача. Односно, заштитни уређај добија додатну функцију пуњача.

Проведба баластне контроле према горе наведеном принципу (синхрони одрез амплитуде, укључујући све импулсе) не захтева употребу ниједног регулатора. Штавише, у недавном новом раду на кругу, било је могуће ослободити се релеја за укључивање амплитудног начина стабилизације и, сходно томе, електролитичког кондензатора (уопште их нема), захваљујући развоју оригиналног једносмерног кључа на тиристору (са хистерезом), који се показао врло успешним у кориштеном кругу. уређаји за заштиту (судећи према искуству аутора и тражењу аналога, може се сматрати изумом).

У стању приправности управљачка плоча троши мање од 0,5 В (овисно о напону). За тренутни прекид (око 1 мс) аутор је такође развио и успешно тестирао (током више година, у различитим уређајима) дизајн релејног одмора заснован на термичком прекидачу типа ВК-1-10, који се широко користи у мрежним филтрима-разводницима. Међутим, услед синхроног искључивања амплитуде на нивоу од 250 В, до 280-290 В мрежног напона, вероватноћа већег пренапона се значајно смањује, па је рационално користити једноставан осигурач, који моћан тиристор (са одређеним ограничењем струје) довољно дуго сагорева за овај пренапонски импулс (узимајући у обзир трајање напола пропадања напонског мрежног напона). Такође треба узети у обзир да струја кроз осигурач (реда 20–40 А) „напаја“ мрежни напон (због његовог отпора).

Варијанте имплементације схеме ограничења синхроне амплитуде

Испод су фотографије са управљачке плоче (најновији развој, опција за тестирање), као и видео тестирања уређаја са тренутним прекидом (претходни развој, да бисте преслушали клик пресека, морате да повећате јачину звука) и тест видео „ДЦ тастер“ (први тест идеје, напон 24 В). Потоњи, наравно, захтева одређена објашњења, али с обзиром да се планира да се овај уређај пренесе заинтересованим произвођачима као „кнов-хов“ (према уговору), овде је могуће представити само висококвалитетни (експериментални) И - В својство првог прекидача мале снаге (прекидач је већ тестиран на напон до 400 В, са хистерезом од око 10%).

Видео:

Такође бих желео да разговарам о извору повећаног напона за подешавање и тестирање заштитног уређаја. Уместо добро познатог ЛАТР-а, који има карактеристику "грубог" корака и недовољно високог напона, препоручљиво је користити посебан уређај заснован на два конвенционална трансформатора са секундарним намотом од 30-40 В. Испод је дијаграм који користи аутор (неке промене су могуће).

Снага главног трансформатора може бити 50-100 В, а додатних 15-30. У исто време тестирају се заштитни уређаји за мало оптерећење, до 10-15 В (на пример, отпорник са неонским индикатором или лампица са жарном нити за фрижидер). Да бисте тестирали баласт на снажно оптерећење, могуће је напајање баласта директно из излаза, а управљачка плоча преко горе наведеног уређаја за повећање напона (баластни тестови за моћно оптерећење су, у ствари, термички тестови).

Они који се желе укључити у развој индустријског дизајна новог заштитног уређаја за електронску опрему (изложбени модели) могу се обратити администратору са приједлозима.