Защита бытовой техники от скачков напряжения в электрической сети

Целесообразность подобных схем не вызывает сомнений ввиду ухудшения работы служб электрических сетей, плохого состояния воздушных и кабельных линий электропитания.

Принципиальная схема

Принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства показана на рис.1, печатная плата и расположение деталей - на рис.2. Автомат устанавливается сразу после квартирного электросчетчика и служит для отключения квартирной электрической сети вслучаях превышения напряжения более допустимого 240 В и понижения менее 160 В.

Гистерезис в обоих режимах составляет 20 В. Алгоритм работы устройства такой: при увеличении напряжения в сети до 240 В автомат отключает нагрузку и автоматически включает ее при установлении номинального напряжения 220 В; при понижении напряжения до 160 В автомат полностью отключает нагрузку и автоматически включает ее при установлении в сети минимально допустимого напряжения 180 В, при котором бытовая техника может работать. Уровни срабатывания обоих режимов можно устанавливать индивидуально с помощью резисторов R2 и R3.

Базовый элемент устройства - супервизор типа КР1171СП10 (детектор понижения напряжения) - представляет собой электронный прибор, вырабатывающий сигнал, когда контролируемое напряжение становится ниже допустимого уровня. В состав прибора входят измерительный мост со стабилитроном, компаратор и транзистор с открытым коллектором.

Рис. 1. Принципиальная схема устройства защиты бытовых приборов от скачков напряжения в сети 220В.

При срабатывании супервизора транзистор переходит в проводящее состояние. Микросхемы выпускаются в пластмассовых корпусах КТ-26. Более подробно о типах и электрических параметрах супервизоров можно ознакомиться в [1] или в сети Интернет.

Схема устройства содержит: сетевой выпрямитель VD1-VD4, конденсатор С1 с делителем напряжения R1 (общий) и R2 и R3 (подстроечные), к выводам которых подключаются супервизоры, понижающий выпрямитель для работы электрической схемы VD5-VD8, С3, С4, стабилитрон VD9, транзисторные ключи VT1, VT2, излучающий светодиод HL1, устанавливаемый на корпусе устройства, служащий для контроля состояния работы электрической схемы и оптрона типа АОУ103В, который управляет исполнительным устройством - магнитным пускателем 1-й величины.

Принцип действия

В дежурном режиме, когда сетевое напряжение не превышает допустимого значения, супервизор D1 открыт, соответственно, открыт транзистор VT1.

В результате прохождения постоянного напряжения со стабилитрона VD9 через открытые переходы транзисторов VT1, VT2, ограничительный токовый резистор R8, контрольный светодиод HL1 и светодиод оптрона VU1 загораются светодиоды и срабатывает исполнительное устройство - магнитный пускатель П1, через контакты которого подключается вся квартирная электропроводка.

Когда сетевое напряжение превысит максимально допустимый уровень, супервизор D1 закрывается, закрывается транзистор VT1, прохождение тока через светодиод оптрона прекращается, в результате разрывается цепь питания обмотки пускателя П1. Исполнительное устройство обесточивается, и вся квартирная электропроводка со всеми потребителями отключается от электросети.

При понижении напряжения в электросети ниже 160 В срабатывает супервизор D2. В результате закрывается транзистор VT2, ток не протекает через контрольный светодиод и оптрон, что в конечном итоге приводит к обесточиванию обмотки пускателя П1 и отключению всех потребителей от электросети.

Детали и печатная плата

Все детали автомата, кроме магнитного пускателя и контрольного светодиода, размещают на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конденсаторы С1, С3 импортные типа ХЕ224, резистор R1 типа МЛТ-1, все остальные - МЛТ-0,25, R2, R3 типа СПЗ-16 или СПЗ-27, 28а на мощность 0,25 Вт. Конденсаторы С2, С4 типа К50-24. Диодные мосты VD1-VD4, VD5-VD8, VD10-VD13 типа КЦ407А.

Стабилитрон VD9 типа Д814Г в металлическом корпусе. Светодиод HL1 любой с постоянным прямым током не менее 30 мА. В качестве исполнительного реле использован магнитный пускатель 1-й величины, контакты которого достаточной мощности, чтобы коммутировать подключаемую нагрузку.

Для настройки автомата необходим автотрансформатор типа ЛАТР. Установив на выходе автотрансформатора напряжение 220 В, подключают собранное устройство.

Рис. 2. Печатная плата для схемы защиты.

Налаживание

Любым мультиметром измеряют напряжение на стабилитроне VD9 (оно должно быть не менее 11 В), затем измеряют напряжение на выводах 1 супервизоров D1 и D2 (оно должно быть около 11...12 В, в противном случае, перемещая движки подстроечных резисторов R2 и R3, устанавливают необходимое напряжение, при этом автомат включается, загорается контрольный светодиод и срабатывает магнитный пускатель).

Затем устанавливают на выходе ЛАТР напряжение 240 В, подстроечным резистором R2 добиваются отключения пускателя, погасания контрольного светодиода.

Плавно уменьшая напряжение на выходе ЛАТРа, контролируют момент включения, загорается светодиод, срабатывает пускатель. Это должно происходить при напряжении 220 В.

Далее устанавливают на выходе автотрансформатора напряжение 160 В и, вращая движок подстроечного резистора R3, устанавливают момент отключения автомата. При увеличении напряжения на входе устройства до 180 В автомат должен включиться. На этом вся регулировка заканчивается.

В. Лазовик, г. Макеевка. Донецкая обл., Украина. Электрик-2004-11.

Литература: 1. Радіоаматор-Конструктор. - 2000. -№2. - С.28.

4 3837 Защита и бесперебойное питание

защита питания 220 Вольт