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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dos dispositivos de protección de emergencia contra sobretensiones. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protección de equipos contra operación de emergencia de la red, sistemas de alimentación ininterrumpida Lo más peligroso para los aparatos eléctricos y los equipos de radio es un aumento de emergencia de la tensión de red. Esto puede suceder cuando un cableado aéreo abierto en una línea eléctrica se rompe debido a un fuerte viento y uno de los cables de fase hace un cortocircuito a neutro. En este caso, la red puede tener durante algún tiempo una tensión de hasta 380 V. Las bombillas encendidas estallan y todos los demás dispositivos radioelectrónicos fallan. Es más probable que esto suceda en zonas rurales o en el campo, aunque ha habido casos en la ciudad. Aunque esto ocurre muy raramente, no facilita las cosas a los afectados. Los fusibles o disyuntores electromecánicos ubicados en la entrada de la red al apartamento funcionan solo cuando se excede la corriente especificada (generalmente cuando hay un cortocircuito en el circuito). Y la corriente en los circuitos aumenta significativamente incluso en caso de daños a los aparatos eléctricos y equipos de radio. Esto se explica por el hecho de que cuando la tensión de la red eléctrica aumenta en un 50%, la potencia disipada en los consumidores de energía aumenta más de 2 veces (P=U^2/R). Muchos electrodomésticos (calentadores eléctricos, lámparas de iluminación, frigoríficos, etc.) no temen la baja tensión en la red. Los dos diagramas siguientes están destinados principalmente a ellos. Funcionan sólo cuando la tensión de alimentación aumenta por encima de un umbral determinado y difieren en su velocidad y, por tanto, en su ámbito de aplicación. El circuito más simple que puede brindar protección para lámparas de iluminación o calentadores en caso de un aumento de emergencia en el voltaje de la red se muestra en la Fig. 1. En el estado inicial, el valor de la resistencia R1 se selecciona de modo que el relé K1 esté apagado. A través de grupos de contactos normalmente cerrados K1.1, K1.2, se suministra tensión a la carga.
Casi cualquier relé K1 se puede utilizar con una tensión de funcionamiento del devanado de 220 V o menos (la corriente permitida a través de los contactos debe ser de al menos 3...5 A, por ejemplo de la serie RPU). El valor de resistencia de la resistencia R1 depende de la resistencia del devanado del relé, así como de su diseño (seleccionado para que K1 pueda funcionar cuando el voltaje efectivo en la red aumenta por encima de 260 V). Cuando se activa el relé, el circuito de carga se abrirá y la resistencia adicional R2 se conectará al grupo de contactos K1.2. La resistencia R2 permitirá que el relé permanezca estable en el estado encendido. Su valor determina a qué nivel de voltaje reducido el relé volverá a su estado original (apagado). Para eliminar el rebote de los contactos K1.1 cuando el voltaje se acerca al valor umbral, será necesario doblar los contactos K1.2 para que funcionen antes que K1.1. La desventaja de este circuito es la baja velocidad de respuesta, por lo que no puede proteger de manera confiable los electrodomésticos y equipos de radio no inerciales. El segundo circuito proporciona una mayor velocidad de respuesta de protección, Fig. 2. Se alimenta directamente de la red y debe estar conectado en modo de espera en todo momento. El dispositivo se caracteriza por un bajo consumo de corriente en modo de espera: aproximadamente 2 mA, y cuando se activa la protección, no más de 100 mA.
En el estado inicial, el relé K1 no está activado y se acumula energía en el condensador C1 debido a su carga desde la red a través de la resistencia R2. En este caso, el voltaje en C1 excederá el voltaje nominal requerido para que el relé funcione en un 30...50%. Esto le permite acelerar la respuesta. El diodo Zener VD1 limita el voltaje en el condensador C1 a 33 V (sin él, el voltaje puede alcanzar los 340 V). Cuando el voltaje en la red aumenta, tan pronto como excede el umbral de apertura del diodo zener VD5 en la resistencia R3, el transistor VT1 y el tiristor VS1 se abren. Debido a la energía acumulada en el condensador C1, se activa el relé K1. El grupo de contactos K1.1 conecta la resistencia R1 en paralelo con R2. La corriente que lo atraviesa permite mantener el relé encendido después de su funcionamiento, cuando el condensador se descarga a través del devanado del relé. Esto utiliza una característica de los relés electromagnéticos: para mantener los contactos encendidos, se requiere menos corriente que para encenderlos. Por lo tanto, la conmutación se realiza a un voltaje mayor y la retención se realiza al mínimo necesario: aproximadamente 18 V para el tipo TKE54. La desconexión de la carga se realiza mediante grupos de contactos normalmente cerrados del relé K1 (están conectados en paralelo para aumentar la corriente de paso permitida). El condensador C2 evita que se active la protección contra interferencias de corta duración en la red. El indicador de activación de la protección es el encendido del LED HL1. El diodo VD8 protege el LED de un alto voltaje inverso. Si se activa la protección, puede devolver el circuito a su estado original presionando el botón "reset" (SB1). El circuito utiliza las siguientes partes: resistencia R1 del tipo PEV de 25 W, y el resto son resistencias fijas del tipo MLT con la correspondiente disipación de potencia (se indica en el diagrama). Resistencia recortadora R5 tipo SP5-16A-1 W. Condensadores C1 tipo K50-35, C2 - K10-17. Como diodos VD1, VD2, VD5...VD7 será adecuado cualquier rectificador con una corriente de 0,5 A y una tensión inversa de al menos 400 V. El transistor VT1 KT3102 se puede sustituir por KT315 o KT312. El diodo Zener VD3 se reemplaza por cualquiera de la serie de precisión con un voltaje de estabilización de 6,6...9,1 V, VD4 en KS533A. El LED HL1 se adapta a cualquiera de las series KIPD o AL310A. En lugar de un LED, también conviene utilizar neón. El tiristor VS1 se puede utilizar de la serie T112 o T122, por ejemplo T122-20-6 (el último dígito en la designación indica la clase de voltaje inverso permitido y no tiene significado en este circuito). El relé K1 puede ser del tipo TKE54POD o uno más moderno de la serie RNE44. Dichos relés permiten una tensión de conmutación de 220 V y dejan pasar una corriente de más de 10 A a través de sus contactos, y aún más cuando se conectan en paralelo. Todos los elementos del diagrama, resaltados con una línea de puntos, excepto el relé K1, están ubicados en una placa de circuito impreso de fibra de vidrio de una cara con un espesor de 1.5...3 mm y unas dimensiones de 85x50 mm, Fig. 3.
Para configurar el dispositivo, necesitará un LATR, que le permitirá aumentar el voltaje en la entrada del circuito a 260 V. El nivel de aumento de voltaje de red al que se activa la protección lo establece la resistencia R5. El valor de la resistencia R6 depende del tipo de LED HL1 utilizado y se selecciona para obtener el brillo deseado del indicador.
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