So verhindern Sie Überspannungsverluste in einem elektrischen Heimnetz - Überprüfung der neuen Entwicklung

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Jeder, der die Kosten für die Reparatur von Haushaltselektrogeräten, insbesondere modernen Fernsehgeräten und anderen hoch entwickelten Geräten, kennt, hat bereits einen Stabilisator oder installiert Spannungsrelais an das Netzteil (bei versehentlichen und kurzfristigen Spannungsunterbrechungen). Andere, die sich des Preises des Falles nicht bewusst sind, verwenden ruhig teure Geräte mit dem Risiko großer Verluste ("zufällig"). Am kritischsten ist in diesem Zusammenhang die Situation in vorstädtischen (ländlichen) Stromnetzen, in denen es neben Gewittern zu „Phasenungleichgewichten“ des gemeinsamen Versorgungstransformators kommt, bei denen die Spannung an der schwach belasteten Phase auf 260–270 Volt oder mehr ansteigen kann.

Was bietet der Markt?

Auf dem modernen Markt gibt es eine Fülle von Stabilisatoren und Spannungsrelais (in Form eines Adapters „Steckdose“ oder einer Schalttafel für die gesamte Wohnung). Moderne führende Unternehmen stellen Schutzvorrichtungen (hauptsächlich Panel-Modelle) her, - schauen Sie im Internet, die es jedoch nicht ermöglichen, elektronische Haushaltsgeräte zuverlässig zu schützen, haben bestimmte funktionale Nachteile (siehe unten). Ich denke, diese Produkte werden in großem Umfang hergestellt und hell beworben, einfach basierend auf einem technisch Analphabeten. Nach einer Überprüfung der Marktangebote (über mehrere Jahre) haben die meisten Hersteller die Entwicklung ihrer Produkte auf im Laufe der Jahre verifizierten technischen und strukturellen Lösungen eingestellt, die wirtschaftlich vorteilhaft und für den allgemeinen Verbraucher äußerlich attraktiv sind. Betrachten Sie jedoch das Problem des Schutzes vor Schwall Aus technischer Sicht kann gesagt werden, dass eine hochwertige „Steckdose“ (Schutzvorrichtung) einfach eine hochwertige Spannung liefern sollte, und dies hängt nicht von ihrem schönen „Gesicht“ ab, sondern von ihrem „funktionalen Verstand“.

Ein Blick auf industrielle Schutzgeräte aus technischer (technischer) Sicht

Zunächst stellen wir fest, dass alle einfachen Heizgeräte keine Angst vor großen Spannungsabweichungen von der Norm haben (die Abweichung kann bis zu +/- 40 Volt betragen). Daher ist es unpraktisch, sie nach dem Stabilisator einzuschließen und ihn unnötig zu beladen. Der Stabilisator wird hauptsächlich für den Kühlschrank benötigt, wenn die Spannung kontinuierlich auf 180-190 Volt reduziert wird.

In allen Fällen sollte bei der Lösung von Stabilisierungsproblemen oder anderen Schutzmaßnahmen Folgendes berücksichtigt werden:

• Stabilisatoren haben den sogenannten "Leerlaufstrom" (keine Last), der kontinuierlich zum Laststrom addiert wird. Daher ist in vielen Fällen, insbesondere bei der Versorgung von elektronischen Geräten mit geringem Stromverbrauch, der Gesamtenergieverbrauch viel höher (der Stabilisator schaltet sich in der Regel nicht aus und nicht mit der Last ein).Alle Hersteller geben den Wirkungsgrad für die Nennlast an.
• Die meisten Stabilisatoren haben keine Überspannungsschutzvorrichtungen bei Blitzschlag oder Unterbrechung eines Nullkabels im Stromversorgungsnetz (oder haben die einfachsten Werkseinstellungen). Die Reaktionszeit des Schutzes beträgt in der Regel mehr als eine halbe Spannungsperiode, was für einen Spannungsstoß von mehr als 300 V zu gefährlich ist. Es ist zu beachten, dass die vom Stabilisator gesteuerte Spannung, die ein bestimmtes Schalten verursacht, während der gesamten Dauer des Schutzvorgangs am Eingang der Stromversorgung des Fernsehgeräts oder eines anderen Verbrauchers weiter ansteigt ( Lastabwurf), und diese Würfe (Impulse) haben oft eine steile Front.
• Nach ihrem Funktionsprinzip senden Stabilisatoren kurze (bis zu mehreren Millisekunden) Überspannungsimpulse, sodass die Qualität der Ausgangsspannung durch zusätzliche Filterung bestimmt wird, die für einige elektronische Geräte möglicherweise unzureichend ist.
• Für moderne elektronische Verbraucher ist keine Spannungsstabilisierung während des Netzabfalls erforderlich, sie haben in dieser Zone eine eigene Stabilisierung.
• Die im Bedienfeld oder an der Steckdose installierten Spannungsrelais (wie ein Adapter) verfügen über Relaiseinstellungen zum Trennen der Last, wenn die Spannung über die eingestellten Werte steigt oder fällt (manuell einstellbar). Das heißt, es gibt ein für den Verbraucher sehr unangenehmes und sogar schädliches Funktionsmerkmal. Bei allen teuren Geräten ist es in der Regel unbedingt erforderlich, keine Spannungen über 250 V zuzulassen. Gleichzeitig ist dieser Überschuss in vielen Stromnetzen, insbesondere in Sommerhäuschenstädten, sehr wahrscheinlich. Daher kommt es zu häufigen Abschaltungen des Fernsehgeräts und aller anderen Verbraucher, was schnell stört und zu einer Überbewertung der Einstellungen auf 260 V und höher führt, wenn der Benutzer technisch Analphabet ist. Das Risiko einer Beschädigung des Geräts steigt stark an (es ist erforderlich, die Größe der Betriebsverzögerung zu berücksichtigen, die ebenfalls manuell eingestellt wird und sich als gefährlich groß herausstellen kann). Um die psychologischen Auswirkungen häufiger Ausfälle zu verringern, haben die Entwickler das Schutzgerät mit einer gewissen (anpassbaren) Verzögerung automatisch wiederhergestellt. In vielen Fällen (insbesondere für einen Computer) wird dies jedoch nicht dazu führen, dass die Benutzer der Technologie und insbesondere die Früchte der langen Arbeit am Computer ruhig bleiben.
• Die überwiegende Mehrheit der im Handel erhältlichen Schutzvorrichtungen in Form von Splittern oder Adaptern hat im Allgemeinen nicht den auf der hellen Verpackung angegebenen Schutz. Meistens haben sie nur wenig Strom Varistor, die nach etwa 350 V beginnt, die Spannung (in ihren Eigenschaften in Mikrosekunden) irgendwie zu löschen. Gleichzeitig wird jedoch die gleiche Spannung an die Eingangselemente der Stromversorgung eines elektronischen Geräts angelegt, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit, dass sie ausfallen und durchbrennen!

Daher wird die Situation hinsichtlich der Lösung von Überspannungsschutzproblemen nicht als zufriedenstellend angesehen wie in Verkaufsregalen und an Standorten führender Hersteller.

Mögliche rationale Lösung für Schutzprobleme

Meine eigenen Erfahrungen bei der Entwicklung der wirtschaftlichsten und meiner Meinung nach vielversprechendsten Schutzvorrichtungen haben zu der folgenden Lösung geführt (die erfolgreich in Versuchsmodellen getestet wurde, patentierbar ist oder Gegenstand von Know-how ist - gemäß der entsprechenden Vereinbarung mit dem interessierten Hersteller).

Um die Nachteile von Stabilisatoren und Spannungsrelais zu beseitigen, ist es ratsam, eine Überschreitung der übermäßigen Spannungsamplitude im Bereich von 250 bis 290 Volt der Eingangsspannung (der wahrscheinlichste Überschuss) und eine sofortige Abschaltung bei einer höheren Spannung durchzuführen. Dies ist möglich, indem aktives Vorschaltgerät mit einem leistungsstarken Darlington-Transistor (oder zwei einfachen) in den Stromkreis eingeführt wird. Um die zulässige Leistung der Verbraucher zu erhöhen, kann ein Miniaturlüfter (12 V) mit einer einfachen Stromversorgung für Ladegeräte installiert werden.In diesem Fall ist der 12/5-Volt-Übergang sehr einfach - durch Schalten einer zusätzlichen Zenerdiode in der Ladeschaltung. Das heißt, die Schutzvorrichtung erhält die zusätzliche Funktion eines Ladegeräts.

Die Implementierung einer Ballaststeuerung gemäß dem oben angegebenen Prinzip (synchrone Amplitudenscheibe, einschließlich aller Impulse) erfordert keine Verwendung von Steuerungen. Darüber hinaus war es in einer kürzlich durchgeführten neuen Arbeit an der Schaltung möglich, das Relais zum Einschalten des Amplitudenstabilisierungsmodus und dementsprechend den Elektrolytkondensator (es gibt überhaupt keinen) zu entfernen, dank der Entwicklung des ursprünglichen DC-Schlüssels am Thyristor (mit Hysterese), der sich in der verwendeten Schaltung als sehr erfolgreich herausstellte Schutzvorrichtungen (nach der Erfahrung des Autors und der Suche nach Analoga kann dies als Erfindung angesehen werden).

Im Standby-Modus verbraucht die Steuerplatine weniger als 0,5 W (abhängig von der Spannung). Für eine sofortige Abschaltung (ca. 1 ms) hat der Autor auch das Design einer Relaisauslösung entwickelt und erfolgreich getestet (über mehrere Jahre in verschiedenen Geräten), die auf einem Thermobrecher vom Typ VK-1-10 basiert, der in Netzwerkfilterteilern weit verbreitet ist. Aufgrund der synchronen Abschaltung der Amplitude bei 250 V, bis zu 280–290 V der Netzspannung, wird die Wahrscheinlichkeit einer größeren Überspannung erheblich verringert, sodass es sinnvoll wird, eine einfache Sicherung zu verwenden, die einfach von einem leistungsstarken Thyristor (mit einer gewissen Strombegrenzung) ausreichend lange durchgebrannt wird für diesen Überspannungsimpuls (unter Berücksichtigung der Dauer des Abfalls der Halbwelle der Netzspannung). Es sollte auch berücksichtigt werden, dass der Strom durch die Sicherung (in der Größenordnung von 20–40 A) die Netzspannung (aufgrund ihres Widerstands) „speist“.

Varianten der Implementierung des Synchronamplitudenbegrenzungsschemas

Unten finden Sie Fotos der Steuerplatine (die neueste Entwicklung, eine Option zum Testen) sowie ein Video zum Testen des Geräts mit sofortiger Abschaltung (vorherige Entwicklung, um den Abschaltklick anzuhören, müssen Sie die Lautstärke erhöhen) und das Testvideo der „DC-Taste“ (der erste Test der Idee). Spannung 24 V). Letzteres bedarf natürlich einiger Erläuterungen, aber da dieses Gerät als „Know-how“ (vertraglich) an interessierte Hersteller weitergegeben werden soll, kann hier nur eine hochwertige (experimentelle) I - V-Kennlinie des ersten Niedrigleistungsschalters dargestellt werden (der Schalter wurde bereits auf Spannung geprüft bis zu 400 V mit einer Hysterese von etwa 10%).

Video:

Ich möchte auch über eine Quelle erhöhter Spannung zum Einrichten und Testen eines Schutzgeräts sprechen. Anstelle des bekannten LATR, der eine „grobe“ Stufeneigenschaft und eine unzureichend hohe Spannung aufweist, ist es ratsam, ein spezielles Gerät zu verwenden, das auf zwei gewöhnlichen Transformatoren mit einer Sekundärwicklung von 30–40 Volt basiert. Unten sehen Sie ein vom Autor verwendetes Diagramm (einige Änderungen sind möglich).

Die Leistung des Haupttransformators kann 50-100 W und zusätzlich 15-30 W betragen. Gleichzeitig werden Schutzeinrichtungen auf eine leichte Belastung von bis zu 10-15 W getestet (z. B. ein Widerstand mit Neonanzeige oder eine Glühlampe für einen Kühlschrank). Um das Vorschaltgerät auf eine starke Last zu testen, ist es möglich, das Vorschaltgerät direkt von der Steckdose und der Steuerplatine über die oben genannte Spannungserhöhungsvorrichtung mit Strom zu versorgen (Vorschaltgerätetests für eine starke Last sind tatsächlich thermische Tests).

Wer sich an der Entwicklung von Industriedesigns für ein neues Schutzgerät für elektronische Geräte (Ausstellungsmodelle) beteiligen möchte, kann sich mit Vorschlägen an den Administrator wenden.