Innovation im Bereich Überspannungsschutz - ONS-Gerät

Entwicklungsübersicht

Das Modell eines synchronen Spannungsbegrenzers wurde speziell für Geräte mit geringem Stromverbrauch entwickelt und montiert, die eine automatische Leistungswiederherstellung ohne große Verzögerung erfordern. ExperimentalIch arbeite gerade und die Haupttests sind gerade abgeschlossen worden (thermische Tests stehen bevor). ONS (siehe Foto unten) können in die Lücke der vorhandenen Stromleitung oder direkt in die Steckdose eingebaut werden, wobei die Last über die Steckdosen angeschlossen ist.

Der Spannungsbegrenzer ist für eine Leistung von bis zu 250 Watt ausgelegt. Es wird basierend auf der Standardverteilung zusammengebautdie ersten Boxen der Firma "Tyco Electronics", - 75x75 mm. Es ist zu beachten, dass das Vorschaltgerät für alle Leistungsstufen gleich ist, nur das Vorschaltgerät selbst (klassisch) ändert sich - eine Brücke, ein Transistor und ein Kühler. Über Schaltungslösungen kann hier nicht gesprochen werden, da das Gerät ein Know-how-Objekt ist und im Rahmen der vertraglichen Arbeit ein seriöses Business Audit erwartet. Wir können nur sagen, dass die Schaltung analog ist und nur weit verbreitete Elemente verwendet. ONS ist für eine regelmäßige Eingangsspannungsbegrenzung von bis zu 255 - 260 V, dem wahrscheinlichsten Pegel, und kurzfristig bis zu 275 V bei einem Laststrom von bis zu 1A ausgelegt. Zum Schutz vor Überhitzung ist am Kühler ein Miniatur-Thermoautomat angebracht. Folgende Funktionseigenschaften des Synchronbegrenzers werden erreicht:

1. Die Möglichkeit einer stationären Verbindung im Stromkreis, dh das Einschalten der Last mit einem Einschaltstrom (zum Schalten von Stromversorgungen) und eine Spannungsbegrenzung oder das Ausschalten der Stromversorgung bei übermäßiger Überspannung im Netzwerk.
2. Die sofortige Reaktion des Begrenzers in einem weiten Bereich von Impuls- und krampfartigen Überspannungen hängt nur von den Frequenzeigenschaften der Steuerungen und des Vorschaltgeräts ab (bis zu etwa 3 MHz - für gewöhnliche Elemente mit weit verbreitetem Gebrauch).
3. Die Fähigkeit, im Betriebsmodus auf maximale Spannungsbegrenzung (Ballastprüfung) und Lastabwurf (über Mikrotasten) zu testen.
4. Sofortiger Lastabwurf, nur abhängig von der Relaisantwortzeit (mehrere ms).
5. Automatische Wiederherstellung des Stromversorgungskreises mit einer Verzögerung von mehreren Sekunden, vorausgesetzt, die Spannung fällt auf ein akzeptables Niveau (weniger als 250 V).

Es ist zu beachten, dass aufgrund der Eigenschaften der Last, ihres Zwecks, zwei Modifikationen des ONS ratsam sind - mit automatischer Leistungswiederherstellung und nur manueller Wiederherstellung. Die Vorrichtung der zweiten Modifikation des Begrenzers ist viel einfacher, da anstelle des Relais und der zugehörigen Elemente ein typischer, weit verbreiteter thermischer Leistungsschalter (Leistungsschalter) verwendet wird, der modernisiert wirdvom Entwickler, um ein automatisches Zurücksetzen der Schutzschaltung sicherzustellen (siehe vorherigen Artikel -neues Überspannungsschutzgerät) Diese Maschine behält die Eigenschaft des Schutzes gegen Überlastung bei.

Bei minimaler Ausführung wird der Ballastkühler durch die Löcher in der Box (geschützt durch ein Netz) konvektiv gekühlt. Um eine höhere Schutzleistung (Wärmeableitung) bereitzustellen, können Sie eine zusätzliche Box verwenden, in der ein Kühler mit einem Stromwandler und einem thermischen Leistungsschalter platziert werden kannTomate. Es ist zweckmäßig, die Kästen mit den unteren Ebenen zu verbinden, da zuvor Fenster oder Löcher zum Blasen des Kühlers hergestellt wurden (dieses Prinzip ist auch für andere Module geeignet, die in ähnlichen Kästen angeordnet sind und gekühlt werden müssen).

Was ist der wesentliche Vorteil von ONS?

In einem früheren Artikel hat der Entwickler bereits festgestellt, dass alle Verbraucher im Netzwerk 230 V, 50/60 Hz (Nennspannung eines einphasigen Netzwerks nach dem neuen GOST, mit einer Toleranz von +/- 10%) haben und Schaltnetzteile (mit eigener Stabilisierung) einen speziellen Ansatz benötigen Überspannungsschutz. Alle von ihnen müssen nicht nur vor einem erhöhten Pegel geschützt werden, sondern auch vor einer Vielzahl von Überspannungen und Überspannungen. Der moderne Markt ist extrem gesättigt mit Filtern und Volt-Automaten (Spannungsrelais), die Schutzelemente vor Impulsrauschen im Mikrosekundenbereich enthalten. Bei längeren Impulsen und Spannungsspitzen und Sprüngen ist zu beachten, dass diese Geräte vor dem empfindlichen Element der Maschine eine gewisse Glättung (Filterung) aufweisen (um die Besitzer nicht durch häufigen Betrieb zu stören). Das heißt, sie geben einen Teil der Impulse weiter. Der Betriebssollwert sollte nicht höher als 250 Volt sein. Viele "Spannungsrelais" haben eine externe Sollwerteinstellung, dies sollte jedoch eher als Nachteil als als Tugend angesehen werden. Es wurde nur eingeführt, um häufige Abschaltungen nicht zu stören. Eine Spannung von mehr als 250 Volt ist jedoch für elektronische Geräte sehr gefährlich.

Wie im vorherigen Artikel erwähnt, ist es nicht für alle Hersteller rentabel, für ihre Produkte einen großen „Sicherheitsspielraum“ für die Spannung vorzusehen. Somit ist die gesamte Masse der passiven Filter- und Relaisschutzvorrichtungen nur für spannungsstabile und störende Netzwerke geeignet, dh sie ist für seltene, versehentliche Überspannungen (während eines Gewitters oder eines Netzwerkunfalls) ausgelegt. Viele von ihnen "treiben" die Besitzer dennoch zu "weißer Hitze", zu einem entscheidenden Ersatz durch einen Stabilisator. Moderne Stabilisatoren sehen zwar wie perfekte Geräte aus (einschließlich Werbeeigenschaften, insbesondere für einen einfachen Käufer), weisen jedoch eine Reihe erheblicher Nachteile auf, die nur durch geeignete technische Tests in einem speziellen Labor festgestellt werden können. Im Internet gibt es nur sehr wenige Artikel zu diesem Thema, die nur eine Überprüfung des Inhalts und eine Einschränkung der stationären Modi enthalten.

Was ist der grundlegende Unterschied zwischen dem neuen Ansatz? Es besteht aus folgenden Elementen:

• Ein Synchronbegrenzer (ONS) überwacht jede Spannungshälfte und „schneidet“ synchron seine Amplitude auf ein akzeptables Niveau - basierend auf der zulässigen effektiven Spannung von weniger als 250 Volt.
• Der Wert des Abschaltteils wird nur durch die Grenzspannung des Ballasttransistors und die entsprechende Begrenzung der Wärmeerzeugung bestimmt - für ein stabiles Netzwerk kann es extrem groß sein, beispielsweise bis zu 100 Volt (dann schneidet das Vorschaltgerät Impulse dieser Größenordnung ab, ohne die Last zu trennen).
• Das gesamte Impulsspektrum wird abgeschnitten, abhängig nur von den Frequenzeigenschaften des Vorschaltgeräts und seiner Steuerungen.
• Der Nachteil der Wärmeableitung von Ballast ist nicht so groß, wie es scheint, weil sie auffallen ImpulseWenn das Tastverhältnis die zugewiesene Leistung proportional reduziert, beispielsweise im Bereich von 245 bis 250 Volt der Ausgangsspannung bei einer Eingangsspannung von 245 bis 275, ist die maximale Wärmeerzeugung ungefähr sechsmal geringer als bei kontinuierlicher Spannung (das Tastverhältnis wird durch die Sinuswinkel an der Grenze des Sinuswellenschnitts berechnet).

Bei Lasten von mehr als 0,5 kW in einem Netz mit häufigen Spannungsspitzen ist es erforderlich, einen Synchronbegrenzer mit einem Lüfter (Kühler) auszustatten, der von einem Miniaturstromtransformator (basierend auf einem Abwärtstransformator) gespeist werden sollte. Ab einer Leistung von 1–2 kW empfiehlt es sich, das Tandem „STAB - ONS“ zu verwenden, um die Eigenschaften dieser Geräte effektiv zu kombinieren. Der Stabilisator bietet einen statischen Modus und einen dynamischen und aktiven ONS-Filterallgemein mit Minimierung der Wärmefreisetzung.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Verwendung des modernen AutotransformatsFür Stabilisatoren mit geringer Leistung ist dies im Prinzip nicht rational, da der Transformator selbst einen erheblichen Verbrauch aufweist. Diese Stabilisatoren sind für eine Gruppe von Verbrauchern und für ihre Gesamtleistung nahe dem Nennwert für den Dauerbetrieb ohne signifikante Reduzierung des Stromverbrauchs ausgelegt. Nur in diesem Fall wird zufriedenstellend erreichtEffizienz. Somit scheint das vorgeschlagene ONS eine praktisch notwendige und erfolgreiche Ergänzung zu modernen Stabilisatoren und deren effektivem Ersatz für Geräte mit geringem Stromverbrauch zu sein, die immer mehr werden (während die Kosten und der Wert für den Eigentümer erhalten und erhöht werden).

Entwicklertipp

Die Quelle der erhöhten Spannung sollte nicht LATR sein, sondern ein herkömmlicher Abwärtstransformator mit mehreren Sekundärwicklungen und Leitungen von der Primärwicklung, so dass, wenn die Sekundärwicklungen mit der Primärwicklung phasenverbunden sind und bestimmte Primärleitungen verwendet werden, eine hohe Spannung erhalten werden kann, beispielsweise bis zu 270- 275 Volt. Diese Spannung muss über einen variablen Widerstand von 10 bis 20 kOhm an den elektronischen Steuerteil des Schutzgeräts angelegt werden. Der Verbrauch an Steuerelektronik beträgt normalerweise (und sollte) nicht mehr als 10-15 mA. Und das Leistungsteil muss unter Berücksichtigung der Phase direkt an das Netzwerk angeschlossen werden. Mit diesem Leistungsschema können Sie die Spannung reibungsloser und genauer einstellen und einen idealen Sprung erzielen, indem Sie den gesamten variablen Widerstand oder einen zusätzlichen Widerstand schließen.

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