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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Zwei Notfall-Überspannungsschutzgeräte. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schutz der Geräte vor Notbetrieb des Netzes, unterbrechungsfreie Stromversorgungen Am gefährlichsten für Elektrogeräte und Funkgeräte ist eine Noterhöhung der Netzspannung. Dies kann passieren, wenn eine offene Freileitung in einer Stromleitung aufgrund eines starken Windes bricht und einer der Phasendrähte auf Null geht. Gleichzeitig kann im Netz für einige Zeit eine Spannung von bis zu 380 V herrschen. Die mitgelieferten Glühbirnen platzen und alle anderen funkelektronischen Geräte fallen aus. Am wahrscheinlichsten ist dies auf dem Land oder auf dem Land, obwohl es auch Fälle in der Stadt gab. Obwohl dies sehr selten vorkommt, macht es die Situation für die Betroffenen nicht einfacher. Die Sicherungen oder elektromechanischen Schutzschalter, die sich am Netzeingang der Wohnung befinden, funktionieren nur, wenn der angegebene Strom überschritten wird (normalerweise bei einem Kurzschluss im Stromkreis). Und bereits bei Schäden an Elektrogeräten und Funkgeräten steigt der Strom in den Stromkreisen deutlich an. Dies erklärt sich dadurch, dass bei einer Erhöhung der Netzspannung um 50 % die Verlustleistung der Energieverbraucher um mehr als das Zweifache ansteigt (P=U^2/R). Viele elektrische Haushaltsgeräte (Elektroheizungen, Beleuchtungslampen, Kühlschränke usw.) haben keine Angst vor Unterspannung im Netz. Für sie sind hauptsächlich die folgenden beiden Schemata gedacht. Sie funktionieren nur, wenn die Versorgungsspannung über einen bestimmten Schwellenwert steigt, und unterscheiden sich in ihrer Geschwindigkeit und damit im Umfang. Die einfachste Schaltung, die Beleuchtungslampen oder Heizgeräte im Falle eines Notspannungsanstiegs im Netzwerk schützen kann, ist in Abb. 1 dargestellt. 1. Im Ausgangszustand ist der Wert des Widerstands R1 so gewählt, dass das Relais K1.1 ausgeschaltet ist. Über Gruppen von Öffnerkontakten K1.2, KXNUMX wird der Last Spannung zugeführt.
Als Relais K1 kann nahezu jede Wicklungsbetriebsspannung von 220 V oder weniger verwendet werden (der zulässige Strom durch die Kontakte muss mindestens 3 ... 5 A betragen, z. B. bei der RPU-Serie). Der Widerstandswert des Widerstands R1 hängt vom Widerstand der Relaiswicklung sowie von deren Konstruktion ab (er ist so gewählt, dass K1 arbeiten kann, wenn die Betriebsspannung im Netzwerk über 260 V steigt). Beim Auslösen des Relais öffnet sich der Lastkreis und ein zusätzlicher Widerstand R2 mit einer Kontaktgruppe K1.2 wird angeschlossen. Der Widerstand R2 sorgt dafür, dass das Relais stabil eingeschaltet bleibt. Sein Wert bestimmt, bei welcher Unterspannung das Relais in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt (ausschaltet). Um das Prellen der Kontakte K1.1 zu verhindern, wenn sich die Spannung dem Schwellenwert nähert, müssen die Kontakte K1.2 so gebogen werden, dass sie früher als K1.1 arbeiten. Der Nachteil dieser Schaltung ist die geringe Reaktionsgeschwindigkeit, weshalb sie nicht träge Haushaltsgeräte und Funkgeräte nicht zuverlässig schützen kann. Der zweite Stromkreis, Abb. 2. Es wird direkt über das Stromnetz mit Strom versorgt und muss jederzeit im Standby-Modus angeschlossen sein. Das Gerät hat im Standby-Modus einen geringen Stromverbrauch von etwa 2 mA und bei Auslösung des Schutzes nicht mehr als 100 mA.
Im Ausgangszustand ist das Relais K1 nicht eingeschaltet und im Kondensator C1 wird aufgrund seiner Ladung aus dem Netzwerk über den Widerstand R2 Energie gespeichert. In diesem Fall übersteigt die Spannung an C1 den für den Betrieb des Relais erforderlichen Nennwert um 30 ... 50 %. Dadurch können Sie den Betrieb der Rübe beschleunigen. Die Zenerdiode VD1 begrenzt die Spannung am Kondensator C1 auf 33 V (ohne sie kann die Spannung 340 V erreichen). Bei einem Anstieg der Spannung im Netzwerk öffnen der Transistor VT5 und der Thyristor VS3, sobald sie die Öffnungsschwelle der Zenerdiode VD1 am Widerstand R1 überschreitet. Aufgrund der im Kondensator C1 gespeicherten Energie wird das Relais K1 aktiviert. Die Kontaktgruppe K1.1 verbindet den Widerstand R1 parallel mit R2. Der durchfließende Strom ermöglicht es Ihnen, das Relais nach dem Betrieb im eingeschalteten Zustand zu halten, wenn der Kondensator über die Relaiswicklung entladen wird. Hier wird eine Funktion elektromagnetischer Relais genutzt: Um die Kontakte im eingeschalteten Zustand zu halten, ist weniger Strom erforderlich als zum Einschalten. Daher erfolgt das Einschalten bei erhöhter Spannung und das Halten bei der minimal notwendigen Spannung – diese beträgt beim Typ TKE18 ca. 54 V. Die Lasttrennung erfolgt durch Gruppen von Öffnerkontakten des Relais K1 (sie sind parallel geschaltet, um den zulässigen Durchgangsstrom zu erhöhen). Der Kondensator C2 verhindert den Betrieb des Schutzes gegen kurzzeitige Störungen im Netzwerk. Die Schutzbetriebsanzeige ist das Leuchten der HL1-LED. Die Diode VD8 schützt die LED vor hoher Sperrspannung. Im Falle einer Schutzauslösung können Sie den Stromkreis durch Drücken der „Reset“-Taste (SB1) in den ursprünglichen Zustand zurückversetzen. Die verwendeten Schaltungsdetails umfassen: einen 1-W-PEV-Widerstand R25, der Rest sind Festwiderstände vom Typ MLT mit der entsprechenden Verlustleistung (diese ist im Diagramm angegeben). Trimmerwiderstand R5 Typ SP5-16A-1 W. Kondensatoren C1 Typ K50-35, C2 - K10-17. Als Dioden VD1, VD2, VD5 ... VD7 eignen sich beliebige Gleichrichter für einen Strom von 0,5 A und eine Sperrspannung von mindestens 400 V. Der Transistor VT1 KT3102 kann durch KT315 oder KT312 ersetzt werden. Die Zenerdiode VD3 wird beim KS6,6A durch eine Reihe von Präzisionsdioden mit einer Stabilisierungsspannung von 9,1 ... 4 V, VD533, ersetzt. Die HL1-LED ist für alle KIPD- oder AL310A-Serien geeignet. Anstelle einer LED ist es auch praktisch, Neon zu verwenden. Der Thyristor VS1 kann aus der Serie T112 oder T122 verwendet werden, zum Beispiel T122-20-6 (die letzte Ziffer in der Bezeichnung gibt die Klasse der zulässigen Sperrspannung an und spielt in dieser Schaltung keine Rolle). Das Relais K1 kann vom Typ TKE54POD oder moderner aus der RNE44-Serie sein. Solche Relais ermöglichen das Schalten einer Spannung von 220 V und lassen durch ihre Kontakte einen Strom von mehr als 10 A fließen, bei Parallelschaltung sogar noch mehr. Alle Elemente im Diagramm, hervorgehoben durch eine gestrichelte Linie, mit Ausnahme des Relais K1, befinden sich auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaser mit einer Dicke von 1.5 ... 3 mm und den Abmessungen 85 x 50 mm, Abb. 3.
Um das Gerät zu konfigurieren, benötigen Sie LATR, mit dem Sie die Spannung am Eingang des Stromkreises auf 260 V erhöhen können. Der Pegel der erhöhten Netzspannung, bei dem der Schutz auslöst, wird durch den Widerstand R5 eingestellt. Der Wert des Widerstands R6 hängt vom Typ der verwendeten LED HL1 ab und wird so ausgewählt, dass die gewünschte Helligkeit der Anzeige erreicht wird.
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