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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dois dispositivos para proteção de emergência contra excesso de tensão de rede. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Proteção de equipamentos contra operação de emergência da rede, fontes de alimentação ininterruptas O mais perigoso para aparelhos elétricos e equipamentos de rádio é um aumento emergencial da tensão da rede elétrica. Isso pode acontecer quando uma fiação aérea aberta em uma linha de energia se rompe devido ao vento forte e um dos fios de fase entra em curto com o neutro. Nesse caso, a rede pode ter por algum tempo tensão de até 380 V. As lâmpadas acesas estouram e todos os demais aparelhos radioeletrônicos falham. É mais provável que isto aconteça em áreas rurais ou no campo, embora tenha havido casos na cidade. Embora isso aconteça muito raramente, não torna as coisas mais fáceis para as pessoas afetadas. Os fusíveis ou disjuntores eletromecânicos localizados na entrada da rede do apartamento funcionam somente quando a corrente especificada é ultrapassada (geralmente quando há um curto-circuito no circuito). E a corrente nos circuitos aumenta significativamente mesmo em caso de danos a aparelhos elétricos e equipamentos de rádio. Isto é explicado pelo fato de que quando a tensão da rede aumenta 50%, a potência dissipada nos consumidores de energia aumenta mais de 2 vezes (P=U^2/R). Muitos eletrodomésticos (aquecedores elétricos, lâmpadas de iluminação, geladeiras, etc.) não têm medo da baixa tensão na rede. Os dois diagramas abaixo destinam-se principalmente a eles. Eles operam apenas quando a tensão de alimentação aumenta acima de um determinado limite e diferem em sua velocidade e, portanto, em seu escopo de aplicação. O circuito mais simples que pode fornecer proteção para iluminação de lâmpadas ou aquecedores no caso de um aumento emergencial na tensão da rede é mostrado na Fig. 1. No estado inicial, o valor do resistor R1 é selecionado para que o relé K1 seja desligado. Através de grupos de contatos normalmente fechados K1.1, K1.2, a tensão é fornecida à carga.
Quase qualquer relé K1 pode ser usado com uma tensão de enrolamento operacional de 220 V ou menos (a corrente permitida através dos contatos deve ser de pelo menos 3...5 A, por exemplo da série RPU). O valor da resistência do resistor R1 depende da resistência do enrolamento do relé, bem como do seu projeto (selecionado para que K1 possa operar quando a tensão efetiva na rede aumentar acima de 260 V). Quando o relé for acionado, o circuito de carga será aberto e o resistor adicional R2 será conectado pelo grupo de contatos K1.2. O resistor R2 permitirá que o relé permaneça estável no estado ligado. Seu valor determina em que nível de tensão reduzida o relé retornará ao seu estado original (desligado). Para eliminar o ressalto dos contatos K1.1 quando a tensão se aproxima do valor limite, será necessário dobrar os contatos K1.2 para que operem antes de K1.1. A desvantagem deste circuito é a baixa velocidade de resposta, razão pela qual ele não pode proteger de forma confiável eletrodomésticos e equipamentos de rádio não inerciais. O segundo circuito fornece uma maior velocidade de resposta da proteção, Fig. 2. Ele é alimentado diretamente pela rede e deve estar sempre conectado no modo de espera. O dispositivo é caracterizado pelo baixo consumo de corrente em modo standby - cerca de 2 mA, e quando a proteção é acionada - não mais que 100 mA.
No estado inicial, o relé K1 não está ligado e a energia é acumulada no capacitor C1 devido à sua carga da rede através do resistor R2. Neste caso, a tensão em C1 excederá a tensão nominal necessária para o relé operar em 30...50%. Isso permite que você acelere a resposta. O diodo Zener VD1 limita a tensão no capacitor C1 a 33 V (sem ele a tensão pode chegar a 340 V). Quando a tensão na rede aumenta, assim que ultrapassa o limite de abertura do diodo zener VD5 no resistor R3, o transistor VT1 e o tiristor VS1 abrem. Devido à energia acumulada no capacitor C1, o relé K1 é acionado. O grupo de contato K1.1 conecta o resistor R1 em paralelo com R2. A corrente que passa por ele permite manter o relé ligado após a operação, quando o capacitor é descarregado através do enrolamento do relé. Isso usa um recurso de relés eletromagnéticos - para manter os contatos no estado ligado, é necessária menos corrente do que para ligá-los. Portanto, a comutação é realizada em uma tensão aumentada e a retenção é realizada no mínimo necessário - aproximadamente 18 V para o tipo TKE54. A desconexão da carga é realizada por grupos de contatos normalmente fechados do relé K1 (eles são conectados em paralelo para aumentar a corrente de passagem permitida). O capacitor C2 evita o acionamento da proteção contra interferências de curto prazo na rede. O indicador de ativação da proteção é o acendimento do LED HL1. O diodo VD8 protege o LED contra alta tensão reversa. Se a proteção for acionada, você pode retornar o circuito ao seu estado original pressionando o botão “reset” (SB1). O circuito utiliza as seguintes partes: resistor R1 do tipo PEV para 25 W, e o restante são resistores fixos do tipo MLT com a dissipação de potência correspondente (está indicado no diagrama). Resistor trimmer R5 tipo SP5-16A-1 W. Capacitores C1 tipo K50-35, C2 - K10-17. Qualquer retificador com corrente de 1 A e tensão reversa de pelo menos 2 V será adequado como diodos VD5, VD7, VD0,5...VD400. O transistor VT1 KT3102 pode ser substituído por KT315 ou KT312. O diodo Zener VD3 é substituído por qualquer uma das séries de precisão com tensão de estabilização de 6,6...9,1 V, VD4 no KS533A. O LED HL1 se adapta a qualquer uma das séries KIPD ou AL310A. Em vez de LED, também é conveniente usar neon. O tiristor VS1 pode ser usado da série T112 ou T122, por exemplo T122-20-6 (o último dígito na designação indica a classe de tensão reversa permitida e não tem significado neste circuito). O relé K1 pode ser do tipo TKE54POD ou mais moderno da série RNE44. Esses relés permitem a comutação de tensão de 220 V e permitem a passagem de uma corrente superior a 10 A por seus contatos, e ainda mais quando conectados em paralelo. Todos os elementos do diagrama, destacados com uma linha pontilhada, exceto o relé K1, estão localizados em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro unilateral com 1.5...3 mm de espessura e dimensões 85x50 mm, Fig. 3.
Para configurar o dispositivo, você precisará de um LATR, que permite aumentar a tensão na entrada do circuito para 260 V. O nível de aumento da tensão da rede no qual a proteção é acionada é definido pelo resistor R5. O valor do resistor R6 depende do tipo de LED HL1 utilizado e é selecionado para obter o brilho desejado do indicador.
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