Πώς να αποτρέψετε τις απώλειες από υπερτάσεις σε οικιακό ηλεκτρικό δίκτυο - Νέα ανασκόπηση ανάπτυξης

<

Όποιος γνωρίζει την τιμή της επισκευής οικιακών συσκευών, ειδικά των σύγχρονων τηλεοράσεων και άλλου εξελιγμένου εξοπλισμού, έχει ήδη εγκαταστήσει ένα σταθεροποιητή ή ρελέ τάσης στον πίνακα τροφοδοσίας (εάν οι διακοπές τάσης είναι τυχαίες και βραχυπρόθεσμες). Άλλοι, ειδικά που δεν γνωρίζουν την τιμή της θήκης, χρησιμοποιούν ήρεμα τον ακριβό εξοπλισμό με κίνδυνο μεγάλων απωλειών ("τυχαία"). Η πιο κρίσιμη από αυτήν την άποψη είναι η κατάσταση στα δίκτυα ισχύος χωριού-χωριού (χωριό), όπου, εκτός από καταιγίδες, υπάρχουν «ανισορροπίες φάσης» του κοινού μετασχηματιστή τροφοδοσίας, στον οποίο η τάση στην ελαφρά φορτωμένη φάση μπορεί να αυξηθεί στα 260-270 βολτ ή περισσότερο.

Τι προσφέρει η αγορά;

Στη σύγχρονη αγορά υπάρχει αφθονία σταθεροποιητών και ρελέ τάσης (με τη μορφή προσαρμογέα «βύσμα-πρίζας» ή για ηλεκτρικό πάνελ για ολόκληρο το διαμέρισμα). Οι σύγχρονες κορυφαίες εταιρείες παράγουν προστατευτικές συσκευές (κυρίως μοντέλα πάνελ), - το Διαδίκτυο που δεν επιτρέπει, ωστόσο, να προστατεύει αξιόπιστα τον ηλεκτρονικό οικιακό εξοπλισμό, έχει ορισμένα λειτουργικά μειονεκτήματα (βλ. Παρακάτω). Αυτά τα προϊόντα παράγονται ευρέως και διαφημίζονται λαμπρά, νομίζω, απλά βασισμένα σε έναν τεχνικά αναλφάβητο καταναλωτή. Κρίνοντας από μια ανασκόπηση των προσφορών της αγοράς (για αρκετά χρόνια), οι περισσότεροι κατασκευαστές έχουν σταματήσει να αναπτύσσουν τα προϊόντα τους σε μηχανικές και δομικές λύσεις που έχουν επαληθευτεί με την πάροδο των ετών, οι οποίες είναι οικονομικά συμφέρουσες και είναι εξωτερικά ελκυστικές για τον γενικό καταναλωτή. Ωστόσο, αν κοιτάξετε το πρόβλημα της προστασίας κατά κύμα Από τεχνικής άποψης, μπορούμε να πούμε ότι μια υψηλής ποιότητας «πρίζα» (συσκευή προστασίας) θα πρέπει απλώς να παρέχει τάση υψηλής ποιότητας και αυτό δεν εξαρτάται από το όμορφο «πρόσωπο» του, αλλά από το «λειτουργικό μυαλό» του.

Μια ματιά σε συσκευές βιομηχανικής προστασίας από τεχνική άποψη (μηχανική)

Πρώτα απ 'όλα, σημειώνουμε ότι όλες οι απλές συσκευές θέρμανσης δεν φοβούνται μεγάλες αποκλίσεις τάσης από τον κανόνα (η απόκλιση μπορεί να φτάσει τα +/- 40 Volts). Επομένως, δεν είναι πρακτικό να τα συμπεριλάβετε μετά το σταθεροποιητή, χωρίς να το φορτώνετε. Ο σταθεροποιητής απαιτείται κυρίως για το ψυγείο, εάν η τάση μειώνεται συνεχώς στα 180-190 βολτ.

Σε όλες τις περιπτώσεις, η επίλυση θεμάτων σταθεροποίησης ή άλλης προστασίας πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι:

• Οι σταθεροποιητές έχουν το λεγόμενο "ρεύμα ανοιχτού κυκλώματος" (χωρίς φορτίο), το οποίο προστίθεται συνεχώς στο ρεύμα φορτίου. Επομένως, σε πολλές περιπτώσεις, ειδικά όταν τροφοδοτείτε ηλεκτρονικό εξοπλισμό χαμηλής ισχύος, η συνολική κατανάλωση ενέργειας θα είναι πολύ μεγαλύτερη (ο σταθεροποιητής, κατά κανόνα, δεν απενεργοποιείται και δεν ενεργοποιείται με το φορτίο).Όλοι οι κατασκευαστές υποδεικνύουν την απόδοση για το ονομαστικό φορτίο.
• Οι περισσότεροι σταθεροποιητές δεν διαθέτουν συσκευές προστασίας από υπερτάσεις σε περίπτωση κεραυνού ή διακοπή καλωδίου μηδέν στο δίκτυο τροφοδοσίας (ή έχετε τις πιο απλές, εργοστασιακές ρυθμίσεις). Ο χρόνος απόκρισης της προστασίας, κατά κανόνα, είναι περισσότερο από μισή περίοδος τάσης, η οποία είναι πολύ επικίνδυνη για αύξηση τάσης άνω των 300 V. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η τάση που ελέγχεται από το σταθεροποιητή και προκαλεί ορισμένες μεταγωγές συνεχίζει να αυξάνεται κατά την είσοδο της τροφοδοσίας της τηλεόρασης ή άλλου καταναλωτή για όλη τη διάρκεια της λειτουργίας προστασίας ( φόρτωση φορτίου), και αυτές οι ρίψεις (παλμοί) έχουν συχνά ένα απότομο μέτωπο.
• Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας τους, οι σταθεροποιητές μεταδίδουν βραχείς (έως και χιλιοστά του δευτερολέπτου) παλμούς υπέρτασης, οπότε η ποιότητα της τάσης εξόδου καθορίζεται από πρόσθετο φιλτράρισμα, το οποίο μπορεί να είναι ανεπαρκές για κάποιο ηλεκτρονικό εξοπλισμό.
• Η σταθεροποίηση τάσης κατά την πτώση του στο δίκτυο δεν απαιτείται για τους σύγχρονους ηλεκτρονικούς καταναλωτές, έχουν τη δική τους σταθεροποίηση σε αυτήν τη ζώνη.
• Τα ρελέ τάσης που είναι εγκατεστημένα στον πίνακα ή στην πρίζα (όπως ένας προσαρμογέας) έχουν ρυθμίσεις ρελέ για την αποσύνδεση του φορτίου όταν η τάση αυξάνεται ή πέφτει πάνω από τις καθορισμένες τιμές (χειροκίνητα ρυθμιζόμενες). Δηλαδή, υπάρχει ένα πολύ δυσάρεστο και ακόμη και επιβλαβές λειτουργικό χαρακτηριστικό για τον καταναλωτή. Για όλους, κατά κανόνα, ακριβός εξοπλισμός, είναι απολύτως απαραίτητο να αποφευχθούν τάσεις άνω των 250 V. Ταυτόχρονα, σε πολλά ηλεκτρικά δίκτυα, ειδικά στο καλοκαιρινό εξοχικό σπίτι, αυτή η περίσσεια είναι πολύ πιθανή. Έτσι, συμβαίνουν συχνές διακοπές λειτουργίας της τηλεόρασης και όλων των άλλων καταναλωτών, η οποία ενοχλεί γρήγορα και οδηγεί σε υπερεκτίμηση των ρυθμίσεων στα 260 V και υψηλότερη εάν ο χρήστης είναι τεχνικά αναλφάβητος. Ο κίνδυνος ζημιάς στον εξοπλισμό αυξάνεται απότομα (είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη το μέγεθος της καθυστέρησης λειτουργίας, η οποία επίσης ρυθμίζεται χειροκίνητα και μπορεί να αποδειχθεί επικίνδυνα μεγάλη). Για να μειώσουν τον ψυχολογικό αντίκτυπο των συχνών διακοπών, οι προγραμματιστές πραγματοποίησαν μια αυτόματη αποκατάσταση της συσκευής προστασίας με κάποια (προσαρμόσιμη) καθυστέρηση. Όμως, σε πολλές περιπτώσεις (ειδικά για έναν υπολογιστή), αυτό δεν θα επιτρέψει να ηρεμήσουν τους χρήστες της τεχνολογίας και ιδιαίτερα τους καρπούς της μακράς εργασίας στον υπολογιστή.
• Η συντριπτική πλειονότητα των προστατευτικών συσκευών με τη μορφή διαχωριστικών ή προσαρμογέα, που διατίθενται στο εμπόριο, γενικά δεν έχουν την προστασία που αναγράφεται στη φωτεινή συσκευασία. Τις περισσότερες φορές έχουν μόνο χαμηλή ισχύ βαρίστορ, η οποία αρχίζει κάπως να σβήσει την τάση (στα χαρακτηριστικά της, σε μικροδευτερόλεπτα) μετά από περίπου 350 V. Αλλά, η ίδια τάση θα εφαρμοστεί ταυτόχρονα στα στοιχεία εισόδου της τροφοδοσίας οποιουδήποτε ηλεκτρονικού εξοπλισμού, με μεγάλη πιθανότητα βλάβης και εξάντλησης!

Έτσι, η κατάσταση όσον αφορά την επίλυση προβλημάτων προστασίας από υπερτάσεις δεν θεωρείται τόσο ικανοποιητική όσο στα ράφια των καταστημάτων και σε τοποθεσίες κορυφαίων κατασκευαστών.

Πιθανή ορθολογική λύση στα προβλήματα προστασίας

Η δική μου εμπειρία στην ανάπτυξη των πιο οικονομικών και πολλά υποσχόμενων, κατά τη γνώμη μου, προστατευτικών συσκευών οδήγησε στην ακόλουθη λύση (η οποία έχει δοκιμαστεί επιτυχώς σε πειραματικά μοντέλα, κατοχυρώσιμα με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ή αποτελεί αντικείμενο τεχνογνωσίας - βάσει της σχετικής συμφωνίας με τον ενδιαφερόμενο Κατασκευαστή).

Για να εξαλειφθούν τα μειονεκτήματα των σταθεροποιητών και των ρελέ τάσης, συνιστάται να εφαρμόσετε μια μείωση υπερβολικού πλάτους τάσης στο εύρος των 250-290 βολτ της τάσης εισόδου (η πιο πιθανή περίσσεια) και της στιγμιαίας διακοπής σε υψηλότερη τάση. Αυτό είναι εφικτό εισάγοντας ενεργό έρμα στο κύκλωμα ισχύος με ένα ισχυρό τρανζίστορ Darlington (ή δύο απλά). Για να αυξήσετε την επιτρεπόμενη ισχύ των καταναλωτών, μπορείτε να εγκαταστήσετε έναν μικροσκοπικό ανεμιστήρα (12 V) με μια απλή τροφοδοσία για φορτιστές.Σε αυτήν την περίπτωση, η μετάβαση 12/5 Volt είναι πολύ απλή - αλλάζοντας μια πρόσθετη δίοδο zener στο κύκλωμα φορτιστή. Δηλαδή, η συσκευή προστασίας αποκτά την πρόσθετη λειτουργία ενός φορτιστή.

Η εφαρμογή του ελέγχου έρματος σύμφωνα με την αρχή που σημειώνεται παραπάνω (σύγχρονη φέτα πλάτους, συμπεριλαμβανομένων όλων των παλμών) δεν απαιτεί τη χρήση ελεγκτών. Επιπλέον, σε μια πρόσφατη νέα εργασία στο κύκλωμα, ήταν δυνατό να απαλλαγούμε από το ρελέ για ενεργοποίηση της λειτουργίας σταθεροποίησης πλάτους και, κατά συνέπεια, ο ηλεκτρολυτικός πυκνωτής (δεν υπάρχει καθόλου), χάρη στην ανάπτυξη του αρχικού κλειδιού DC στον θυρίστορ (με υστέρηση), το οποίο αποδείχθηκε πολύ επιτυχημένο στο κύκλωμα που χρησιμοποιήθηκε συσκευές προστασίας (κρίνοντας από την εμπειρία του συγγραφέα και την αναζήτηση αναλόγων, μπορεί να θεωρηθεί ως εφεύρεση).

Σε κατάσταση αναμονής, ο πίνακας ελέγχου καταναλώνει λιγότερο από 0,5 W (ανάλογα με την τάση). Για άμεση διακοπή (περίπου 1 ms), ο συγγραφέας έχει επίσης αναπτύξει και δοκιμάσει με επιτυχία (για αρκετά χρόνια, σε διαφορετικές συσκευές) το σχεδιασμό ενός ταξιδιού ρελέ με βάση έναν θερμικό διακόπτη τύπου VK-1-10, ο οποίος χρησιμοποιείται ευρέως σε διαχωριστές φίλτρων δικτύου. Ωστόσο, λόγω της σύγχρονης διακοπής του πλάτους στο επίπεδο των 250 V, έως και 280-290 V της τάσης δικτύου, η πιθανότητα μεγαλύτερης υπέρτασης μειώνεται σημαντικά, οπότε καθίσταται λογικό να χρησιμοποιήσετε μια απλή ασφάλεια, η οποία απλώς καίγεται από έναν ισχυρό θυρίστορ (με κάποιο περιορισμό ρεύματος) για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα για αυτόν τον παλμό υπέρτασης (λαμβάνοντας υπόψη τη διάρκεια της αποσύνθεσης μισού κύματος της τάσης δικτύου). Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι το ρεύμα μέσω της ασφάλειας (της τάξης των 20–40 Α) «τροφοδοτεί» την τάση δικτύου (λόγω της αντίστασης του).

Παραλλαγές της εφαρμογής του συστήματος περιορισμού συγχρονισμού πλάτους

Ακολουθούν φωτογραφίες του πίνακα ελέγχου (η τελευταία εξέλιξη, μια επιλογή για δοκιμή), καθώς και ένα βίντεο δοκιμής της συσκευής με άμεση διακοπή (προηγούμενη ανάπτυξη, για να ακούσετε το κλικ διακοπής, πρέπει να αυξήσετε την ένταση) και το δοκιμαστικό βίντεο του "κλειδιού DC" (το πρώτο τεστ της ιδέας, τάση 24 V). Το τελευταίο, φυσικά, απαιτεί ορισμένες εξηγήσεις, αλλά δεδομένου ότι αυτή η συσκευή σχεδιάζεται να μεταφερθεί σε ενδιαφερόμενους κατασκευαστές ως "τεχνογνωσία" (βάσει της σύμβασης), είναι δυνατό να παρουσιαστεί εδώ μόνο ένα υψηλής ποιότητας (πειραματικό) χαρακτηριστικό I - V του πρώτου διακόπτη χαμηλής ισχύος (ο διακόπτης έχει ήδη δοκιμαστεί για τάση έως 400 V, με υστέρηση περίπου 10%).

Βίντεο:

Θα ήθελα επίσης να μιλήσω για μια πηγή αυξημένης τάσης για τη ρύθμιση και τον έλεγχο μιας προστατευτικής συσκευής. Αντί για το γνωστό LATR, το οποίο έχει χαρακτηριστικό «τραχύ» βήματος και ανεπαρκή υψηλή τάση, συνιστάται η χρήση ειδικής συσκευής που βασίζεται σε δύο συμβατικούς μετασχηματιστές με δευτερεύουσα περιέλιξη 30-40 Volts. Ακολουθεί ένα διάγραμμα που χρησιμοποιεί ο συγγραφέας (είναι πιθανές κάποιες αλλαγές).

Η ισχύς του κύριου μετασχηματιστή μπορεί να είναι 50-100 W, και επιπλέον 15-30. Ταυτόχρονα, οι προστατευτικές συσκευές δοκιμάζονται για ελαφρύ φορτίο, έως 10-15 W (για παράδειγμα, μια αντίσταση με ένδειξη νέον ή μια λάμπα πυρακτώσεως για ψυγείο). Για να ελέγξετε το έρμα για ένα ισχυρό φορτίο, είναι δυνατό να τροφοδοτήσετε το έρμα απευθείας από την έξοδο και τον πίνακα ελέγχου μέσω της προαναφερθείσας συσκευής αύξησης τάσης (οι δοκιμές έρματος για ένα ισχυρό φορτίο είναι στην πραγματικότητα θερμικές δοκιμές).

Όσοι επιθυμούν να συμμετάσχουν στην ανάπτυξη βιομηχανικών σχεδίων μιας νέας συσκευής προστασίας για ηλεκτρονικό εξοπλισμό (εκθεσιακά μοντέλα) μπορούν να επικοινωνήσουν με τον διαχειριστή για προτάσεις.