Как подобрать аналог варистора
В предыдущей статье, посвящённой варисторам, мы рассказали как именно заменить варистор и маркировку варисторов.
Но очень часто нам задают вопрос, каким варистором заменить сгоревший, как подобрать аналог и у всех-ли варисторов одинаковая маркировка.
Подбирать варисторы для замены логичней не по фирме производителю и не по цвету, а по:
- напряжению
- диаметру.
Диаметр соответствует способности варистора поглотить определённую мощность импульса, поэтому следует заменять на такой же, или больше.
Напряжение срабатывания можно узнать по маркировке — из таблицы и по нему подобрать аналог из имеющихся.
Если маркировка не сохранилась, то подобрать можно по:
- функциональному назначению
- по электронной схеме
К примеру, если он стоит на входе прибора работающего от переменной сети 220 В, то как правило, он рассчитан на классификационное напряжение — 470 В, 560 В реже 430 В.
Это соответствует среднеквадратичному значению переменного напряжения 300 В, 350 В и 275 В соответственно. В подавляющем большинстве случаев ставят на напряжение 470 В, тогда исключаются частые сгорания предохранителя и радиоэлементы платы защищены надёжней.
Параметры и маркировка варисторов разных производителей
Как измерить параметры варистора
Если у вас есть варистор со стёртой маркировкой или такой нет в таблице аналогов, то вполне возможно измерить напряжение срабатывания варистора.
Для этого достаточно подключить его к блоку питания, который может обеспечить необходимое напряжение и у которого можно ограничить максимальный ток, чтобы варистор не разрушился (полярность подключения не имеет значения)
У меня к сожалению такого под рукой не оказалось, поэтому я выбрал другой способ. Я подключил варистор к мегомметру, который измеряет сопротивление высоким напряжением, у данного прибора три предела 250 В, 500 В и 1000 В, что оказалось вполне достаточно.
Я проверял два варистора — на 470 В и на 680 В, первый на пределе 500 В, второй 1000 В.
Как видно на фото, параметры вполне укладываются в допуск 10%.
Перед измерением обязательно прочтите инструкцию к прибору и убедитесь, что данная операция не повредит его, а также соблюдайте все требования по технике безопасности при работе с высоким напряжением.
Сетевой фильтр из дешевого удлинителя
Еще давным-давно я заметил, что когда включается/выключается холодильник на кухне, в колонках стереосистемы звучит неприятный щелчок. Проблема решилась установкой конденсаторов в розетки – с этого началась моя “дружба” с сетевыми фильтрами. В наши дни электрическая сеть 220 вольт сильно загрязнена множеством помех и кратковременных всплесков напряжения, которые проникают из сети и мешают аппаратуре нормально работать. Для борьбы с сетевыми помехами применяются фильтры. Дешевые фильтры на самом деле фильтрами не являются, а дорогие (навроде вполне приличного фильтра “Pilot”) – слишком дороги, ведь обычно их требуется несколько штук (у меня дома их штук восемь, включенных постоянно). Поэтому хороший вариант – купить дешевый фильтр и переделать его.
В принципе, для доработки можно использовать и обычный удлинитель, но обычно в удлинителе нет свободного места для тех деталей, которые в него нужно будет вставить. А вот в удлинителе с выключателем (тоже полезная вещь) свободное место есть.
Мне недавно срочно понадобился такой вот фильтр, я купил в ближайшем киоске удлинитель и доработал его. На все (включая приобретение и фотографирование) ушло меньше чем полдня. Вот герой нашего рассказа:
Такие устройства на самом деле сетевым фильтром не являются. Там внутри находится только лишь варистор, ограничивающий кратковременные высоковольтные импульсы, которые иногда присутствуют в сети (немного про варисторы см. Маломощный блок питания). Вот и вся его фильтрация. Некоторые устройства (в том числе и мое) имеют токовый размыкатель, который должен по идее размыкаться при протекании большого тока (никогда не проверял, как они работают). В этом случае на корпусе есть кнопочка, которую нужно нажать, чтобы снова замкнуть размыкатель, если он сработал.
Разбираем удлинитель и смотрим что у него внутри:
Число “14”, нанесенное синим маркером, ничего не означает – так изначально и было. По нему можно судить, что собирали эту штуку не китайцы – иначе бы был иероглиф! Слева черная фуська – токовый размыкатель, Правее другая черная фуська (к ней подходит много проводов) – выключатель. Между ними варистор, но его плохо видно. На пересечении зеленого и коричневого проводов, голубой диск внизу – это он. Красные провода припаяны (проверьте качество пайки, оно бывает отвратительным!) к длинным металлическим пластинам, которые и являются контактами.
Теперь встраиваем внутрь фильтр, и готово. Вот схемы того, что было, и что будет (выключатель с лампочкой подсветки на схемах не показан):
На исходной схеме: Sc – токовый размыкатель, V1 – варистор типа 471 (числом кодируется максимальное напряжение, а от диаметра зависит максимальная энергия подавляемого импульса; диаметр 6…10 мм – самое то), надписью “Удлинитель” как раз и помечены эти самые контактные пластины.
В доработанном варианте добавляется RLC фильтр. Правда хороший фильтр сделать не удастся – все же мало места, да и для него нужно подбирать детали. Именно так делают “Пилоты” – сначала проектируют схему, а потом под нее уже делают корпус. Но тем не менее, такой вот фильтр, собранный из подручных материалов, работает достаточно хорошо.
Пройдемся по элементам. Катушки L1 и L2 вместе с конденсаторами С1 и С2 образуют LC фильтр. Сопротивление катушек на высоких частотах большое, а вот на низких – маленькое. Поэтому, чтобы и низкочастотные помехи хоть немного подавить, последовательно с катушками включены резисторы R1, R2. Резистор R3 разряжает конденсаторы при отключении от сети, иначе, заряженные конденсаторы могут нехило стукнуть током. Конденсатор С2 включен с другой стороны контактных пластин для того, чтобы создать “распределенную” емкость, чтобы индуктивность и сопротивление пластин не ухудшало фильтрацию. На самом деле, в нашем случае разницы, где включен С2 никак не заметно слишком уж маленькая индуктивность и сопротивление контактных пластин. Но все равно приятно, что мы об этом позаботились! И, кроме того, именно в том конце корпуса есть свободное место, куда можно поставить этот конденсатор.
Иногда возникают споры о размещении резисторов R1 и R2. Как их включать – до варистора, или после, как у меня? На самом деле это зависит от нашей цели. До варистора, резисторы нужно включать, если мы хотим улучшить работу варистора при подавлении кратковременных высоковольтных (до нескольких тысяч вольт) импульсов. Эти импульсы варистор “пропускает через себя”, ток через варистор достигает сотен ампер, и практически все напряжение импульса падает на сопротивлении проводов и контактов.
Сопротивление проводов довольно маленькое (это ведь чем лучше сеть, тем меньше сопротивление), и ток очень большой. Поэтому при большом токе на варисторе получается довольно большое напряжение (левый рисунок). Если же на пути тока поставить резисторы R1 и R2, то их сопротивление (совместно 1…2 Ома) заметно больше сопротивления проводов, и ток будет гораздо меньше (но все равно сотня-другая ампер!). А раз ток меньше, то и напряжение на варисторе меньше (правый рисунок).
Казалось бы, правый вариант намного лучше! Не совсем. Дело в том, что эти импульсы кратковременны, и большинство приборов их “не замечает” (они нередки в сети, вы их замечали?). Для чего же варистор? На всякий пожарный случай. Мало ли что. 100 раз импульс не подействует, а на 101-й придет импульс побольше, и спалит блок питания, или еще что. Так вот, если этот кратковременный импульс в 3000 вольт не всегда заметен, есть ли разница, останется от него 300 вольт, или 600?
Почему же я включил резисторы после варистора? Чтобы максимально отделить от варистора конденсаторы. Конденсатор, включенный параллельно варистору, совсем даже ему не помогает (иногда мешает, иногда – нет). Кроме того, при ограничении варистором вражеских импульсов, образуется куча высокочастотных помех, у которых напряжение хоть и не высокое, но кому они нужны? Включив резисторы после варистора, я минимизировал прохождение помех на выход фильтра – ведь у меня получилось две ступени фильтрации – с высоковольтной гадостью справляется варистор, а с остальной – катушки с конденсаторами, которым резисторы очень даже помогают.
Вывод. Если у вас очень “грязная” сеть, в которую часто включают сварочные аппараты, ставьте резисторы до варистора. Если нет – ставьте их после. Возникает вопрос: а почему бы не включить две пары резисторов – одну до варистора. а другую после варистора? По одной простой причине – резисторы греются. Две пары резисторов увеличивают нагрев вдвое. А там и расплавится что-нибудь, или вообще загорится! А ставить резисторы маленького сопротивления (чтобы меньше грелись) – тоже не выход, они будут хуже работать.
Итак, берем детали
и прикидываем, куда их притулить (о самих деталях – ниже):
Все хорошо влазит, ни с чем не замыкает, можно паять.
Конденсатор С2 (он справа) должен иметь длинные выводы, иначе он не даст поставить на место контактные пластины (хотя длинные выводы ухудшают работу конденсатора). Поэтому его можно и не ставить – будет намного легче собирать все обратно.
Когда все обратно собрали – на вид ничего не изменилось, но начинка уже совсем другая. Чтобы окончательно перекрыть путь помехам, на сетевой провод возле самого удлинителя ставим ферритовую шайбу (удобнее всего разрезную на защелках):
(Это на другом проводе феррит – тот, который я поставил на этот удлинитель точно такой же, просто я забыл сфотографировать, а потом уже было далеко доставать)
Об этом поподробнее. В отличие от нормальной передачи энергии, когда по одному проводу ток приходит в нагрузку, а по другому возвращается обратно в источник, высокочастотная (ВЧ) помеха может распространяться сразу по двум проводам. Например, при ударе молнии вблизи электрических проводов, в них возникает ток, который идет сразу по обоим проводам в устройство, и, пройдя сквозь него, через емкость между корпусом и землей замыкается на землю.
Т.е. оба сетевых провода для помехи – это как два параллельных прямых провода (или как антенна), а земля – обратный провод. Внутри устройства, ток ВЧ помехи может воздействовать на разные цепи и мешать им жить. Нацепив ферритовое кольцо на сетевой провод, мы увеличиваем его (провода) индуктивность, а значит и сопротивление на высоких частотах. Поэтому ток помехи станет меньше.
Конструкция и детали
Схема очень непривередлива к деталям. Но все же некоторые правила нужно соблюдать. Разберем по порядку.
Варистор. Тип 471. Диаметр 6…10 мм. Это оптимально.
Резисторы R1, R2. Чем их сопротивление больше, тем лучше фильтрация, но больше нагрев и больше потери напряжения. С другой стороны, нагрев и падение напряжения тем больше, чем больше потребляемый ток (и мощность). Поэтому сопротивление резисторов выбираем в зависимости от суммарной мощности, потребляемой всеми теми устройствами, которые будут подключаться к фильтру:
| Мощность нагрузки, Вт | до 250 | до 380 | до 500 |
| Сопротивления R1 и R2, Ом | 0,82 | 0,36 | 0,22 |
Если планируется подключать более мощные потребители, то возможно, придется вообще отказаться от резисторов. С другой стороны, зачем делать фильтр, чтобы подключать к нему утюг?!
Резисторы используются мощностью 5 Вт. Можно взять и двухватные, но не стОит – они должны иметь запас по мощности на случай, если вдруг ток окажется больше, чем ожидалось (или помеха проскочит, где ее энергия выделится?..).
Дроссели L1 и L2. Это самый “труднодоставаемые” элементы. Но с другой стороны, поскольку вместе с ними работают резисторы, требования к дросселям снижаются. Требования такие:
- Ферритовый сердечник. Катушка без сердечника имеет слишком низкую индуктивность (при реальных габаритах), а стальной сердечник плохо работает на ВЧ.
- Сердечник незамкнут, или с воздушным зазором – иначе сердечник может насытиться, и индуктивность сильно снизится.
- Максимальный ток катушки (это ток, при котором индуктивность начинает снижаться из-за насыщения сердечника) не меньше, чем ток нагрузки.
- Индуктивность дросселя не менее 10 мкГн. Чем больше, тем лучше (до 10 мГн).
- Дроссели не имеют магнитной взаимосвязи.
Конденсаторы С1, С2. Если С2 поставить не удается, то вполне можно ограничиться одним конденсатором. Поскольку они соединены параллельно, то вполне можно рассматривать их как один конденсатор с емкостью, равной сумме емкостей С1 и С2. Требования к конденсатору:
- Конденсатор пленочный, типа К73-17 или аналогичный (импортные меньше по габаритам).
- Емкость не меньше 0,22 мкФ. Больше 1 мкФ тоже не нужно.
- Напряжение 630 вольт. Зачем столько? А это запас, ведь при помехах, напряжение повышается. Да и по правилам напряжение на конденсаторе должно быть меньше максимально допустимого.
Резистор R3. Его мощность 0,5 Вт, хотя на нем выделяется в 10 раз меньше. К этому резистору прикладывается 220 вольт, и он должен иметь довольно большие геометрические размеры (отсюда и 0,5 Вт), чтобы такое напряжение выдерживать. Сопротивление от 510 кОм до 1,5 МОм.
Вот и все. Можно пользоваться, и удачи в борьбе с помехами!
По просьбе читателей, я измерил насколько фильтр подавляет помехи. Это не очень хорошо получилось – высоковольтные импульсы мне дома сгенерировать сложно, и я этого не делал. А вот ВЧ помеху генератор выдал (маленькой амплитуды, но какая разница?). Вот два теста. Они могут быть не совем точными – величина подавления может быть несколько занижена. В качестве нагрузки в фильтр был включен паяльник.
Первый тест – подавление частоты 30 кГц. Эта частота часто используется в импульсных блоках питания (компьютерных, например), и этой частотй “засорена” сеть. Вот осциллограммы напряжения на входе и выходе:
Синий – вход, красный – выход. Масштабы одинаковы. Подавление раз в 8, что очень неплохо для простого фильтра, да еще сделанного из подручных материалов.
Второй тест – действительно высокочастотная помеха частотой 200 кГц:
Здесь выходное напряжение в 100 раз большем масштабе, чем входное. Подавление помехи примерно в 350 раз!!! Так что ВЧ помехи не пройдут.
Новенькое!
В продаже появились неплохие катушки:
Они намотаны довольно толстым проводом на ферритовом сердечнике, по форме напоминающем гантелю. Снаружи надета термоусадочная трубка. У этих катушек довольно большая индуктивность при приличном токе (и несколько типоразмеров – чем больше размер, тем больше произведение индуктивности на максимальный ток). Имея такие катушки, фильтры делать – одно удовольствие. Схема почти такая же, теперь катушки “мощные” и резисторы в цепь гашения помех не нужны:
В принципе, все осталось прежним, но кроме катушек изменился конденсатор. Это специализированный конденсатор, предназначенный доя работы в фильтрах (такие стоЯт в компьютерах и бесперебойниках. И напряжение 280 В, на которое рассчитан конденсатор – это действующее значение переменного тока (об этом говорит знак “280V ~” на корпусе). Такое же, как и 220. Т.е. не нужно делить напряжение, написанное на конденсаторе на корень из 2, чтобы узнать на какое макс. напряжение переменного тока его можно включить. Как раз на 280 вольт. А у нас – 220, запас приличный. Вот что получилось:
Голубой – варистор, который и был в этом “фильтре”-удлиннителе; рядом с ним черные – катушки, по хорошему их надо размещать так, чтобы их оси были перпендикулярны, но я сначала сфотографировал, потом отогнул (нижнюю на фото) катушку, потом все закрутил, а уж потом вспомнил, что сфотографировал неправильно! Снова разбирать было лень, уж извиняйте! Желтый – это конденсатор. Насколько я с ними встречался – они все желтые.
Резистор, разряжающий конденсатор, здесь не установлен – в этот фильтр будет все время включено устройство, которое и разрядит конденсатор. А если один раз в жизни я этот фильтр сниму, то уж не забуду разрядить. Просто быо лень искать и паять резистор, но всем я категорически рекомендую в этом с меня пример не брать, и резистор устанавливать!
Вот и все! Очень просто и очень неплохо!
18.08.2007 – 24.04.2008
Варисторы для защиты бытовых электросетей
В каждом доме есть дорогостоящая электронная техника. Любые приборы на полупроводниковых элементах имеют слабую изоляцию. Так что небольшое повышение напряжение может сжечь электронику. Часто изменение напряжения в бытовых сетях происходит импульсно, то есть напряжение резко повышается на доли секунды, а потом возвращается до нормального уровня.
Импульсы напряжения бывают грозовые и коммутационные.
Грозовые скачки напряжения появляются при ударах молний прямо в электроустановку или линию передачи, или же близко возле них. Грозовые разряды могут причинить вред бытовым сетям, даже если удар в электросеть произойдет на удалении до 20 км.
Коммутационные скачки напряжения создаются при коммутации электрооборудования с реактивными элементами. То есть при включении оборудования, которое построено с использованием большого количества конденсаторов, а также имеет мощные катушки индуктивности и трансформаторы.
Самые высокие коммутационные скачки напряжения создают электродвигатели и конденсаторные батареи.
Для обеспечения надежной защиты от импульсных напряжений должны быть обеспечены три ступени защиты в сетях до 1000 В. В каждой ступени защиты применяются разные по конструкции и по параметрам устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).
Первая ступень защиты должна быть установлена на понижающей подстанции или непосредственно у входа в здание. В качестве УЗИП применяются чаще всего разрядники иногда и мощные варисторы.
Режимы работы УЗИП первой ступени самые тяжелые – величины импульсных токов 25-100 кА, крутизна фронта волны 10/350 мкс, длительность фронта волны 350 мкс. Быстросъемные УЗИП с ножевыми контактами здесь практически не применяются. Потому что импульсные токи величиной 25-50 кА, при разряде молний, создают огромные электродинамические силы, которые легко вырывают съемные части устройства. Кроме того, при разрывании соединения, через воздушный зазор зажигается плазменная дуга, разрушающая ножевые контакты.
Наиболее предпочтительно на первом участке применять воздушные разрядники. Тем более что серийно варисторы для импульсных токов свыше 20 кА не выпускаются. Так как мощные варисторы делаються с большими выводами, которые выполняют роль радиаторов, рассеивая чрезмерное тепло.
Вторая ступень защиты необходима для удаления остаточных, меньших по амплитуде, импульсов после первой ступени. Каждый хозяин дома сам определяет, нужна эта ступень защиты или нет. Устанавливается защита на вводе электричества в дом, в отдельном электрощите.
В качестве УЗИП для второй ступени используются защитные элементы с ножевыми контактами. Внешне защитные элементы с ножевыми контактами представляют собой две отдельные части. Одна часть – гнездо с ножевыми контактами, которое закрепляется на DIN-рейку в электрощите. Другая часть – съемный модуль, который является непосредственно варистором. Защитный варистор должен выдерживать импульсные токи в границе 15-20 кА, с крутизной волны 8/20 мкс. Съемные модули могут быть оснащены индикатором срабатывания, по которому можно определить исправность устройства. Более дорогие модели имеют терморасцепители в своей конструкции, защищающие от перегрева варистор, при длительном протекании импульсных токов.
Третья ступень защиты устанавливается внутри всех электронных бытовых приборов. В качестве УЗИП для бытовых электроприборов применяются только небольшие варисторы, рассчитанные на крутизну волны 1,2/50 мкс, 8/20 мкс и на импульсные токи до 15 кА. Варисторы с монтажными выводами припаиваются внутри прибора на плату или закрепляется отдельно и подключаются отдельными проводами.
Схема включения.
Все варисторы подключаются параллельно нагрузке, правильнее их будет включать между фазовым проводом и проводом заземления.
В трехфазной сети, при подключении нагрузки «звездой», варисторы включаются между каждой фазой и проводом заземления. А при подключении нагрузки «треугольником», варисторы устанавливаются между фазами.
Варисторы, как нелинейные элементы, при повышенном напряжении резко уменьшают свое сопротивление практически до нуля, и поэтому не могут длительно выдерживать повышенные импульсные токи. Поэтому рекомендуется защитить УЗИП второй ступени защиты плавкими предохранителями, которые нужно подключить последовательно с устройством защиты в разрыв фазового провода.
Правильно выбирать варисторы по напряжению срабатывания. При этом напряжении элемент снижает свое сопротивление и гасит опасное импульсное напряжение. Информация о напряжении срабатывания и о крутизне волны импульса наноситься на поверхность варистора или указывается в техническом паспорте к нему.
В тандеме с данной статьей полезно ознакомиться с видео-дополнением:
УЗО – ошибки при подключении
Варистор, варисторная защита — принцип действия, применение
Варисторная защита, построенная на использовании полупроводниковых резисторов нелинейного типа, служит прекрасным средством для защиты от импульсных перенапряжений.
Варистор отличает резко-выраженная вольт-амперная характеристика нелинейного вида. Благодаря этому свойству с помощью варисторной защиты успешно решаются задачи по защите различных бытовых устройств и производственных объектов.
Принцип действия варистора
Варисторная защита подключается параллельно основному оборудованию, которое необходимо защитить. После возникновения импульса напряжения, благодаря наличию нелинейной характеристики, варистор шунтирует нагрузку и уменьшает величину сопротивления до нескольких долей Ома. Энергия, при перенапряжении, поглощается и рассеивается в виде тепла. Варистор как бы срезает импульс опасного перенапряжения, поэтому защищаемое устройство остается невредимым, что возможно даже с низким уровнем изоляции.
Рис. №1. Конструктивная схема варистора и его характеристика.
Условное обозначение варистора, например, СНI-1-1-1500. СН означает, нелинейное сопротивление, первая цифровое значение – материал, вторая – конструкцию ( 1- стержневой; 2 – дисковый), третья цифра – номер разработки, последняя цифра обозначает значение падения напряжения.
Таблица классификации варисторов
Конструктивные особенности варисторов
Наиболее технологически востребованные материалы для изготовления варистора оксид цинка или порошок карбида кремния, он позволяет успешно поглощать импульсы напряжения с высокоэнергетическими импульсами. Процесс изготовления строится на основе «керамической» технологии, которая заключается на запрессовке элементов с обжигом, установкой электродов, выводов и покрытие приборов электроизоляцией и влагозащитным слоем. Благодаря стандартной технологии варисторы можно делать по индивидуальному заказу.
Параметры варисторов
- Номинальное классификационное напряжение Uкл – считается постоянным показателем, при этом значении через прибор проходит расчетный ток.
- Максимально допустимое значение напряжения импульса, для варисторов стержневого типа входит в границы от 1,2 В до 2 В, для дисковых устройств в пределы от 3 до 4 В.
- Коэффициент нелинейности β – он показывает отношение сопротивления варистора к постоянному току к его сопротивлению переменному току.
- Быстродействие или время срабатывания, обозначает переход из высокоомного положения в низкоомное и может составить несколько нс, примерно, 25 нс.
Защита варисторами
Варисторы защитного типа, марок: ВР-2, ВР-2; СН2-1; СН2-2 рассчитаны на напряжение в границах от 68В до 1500 В, энергия рассеивания в диапазоне от 10 до 114 Дж, коэффициент нелинейности должен превышать значение 30.
Напряжение варисторов защитного класса удовлетворяет показателям максимально возможного пикового напряжения силовой связи, обязательно должно учитываться границы нестабильности напряжения до 10% и разброс величин классификационного напряжения в зависимости от технологических условий.
Uкл ≥ Uном * *1,1 * 1,1
Для сети U = 220В, Uкл ≥ 375 В.
Для трехфазной сети напряжением Uном = 380 В; Uкл ≥ 650 В
Сфера применения варисторов
Приборы используются в устройствах стабилизирующих высоковольтные источники напряжения в телевизорах, для обеспечения стабильного протекания токов в отклоняющих катушках кинескопов, они используются для размагничивания цветных кинескопов и в системах автоматического регулирования.
Варистор применяется в конструкции сетевого фильтра, он производит блокировку импульса перенапряжения и осуществляет защиту и по фазной, и по нулевой цепи.
Рис. №2. Сетевой фильтр с использованием варисторной защиты от импульсных перенапряжений, современная защита может погасить выброс энергии до 3400 Дж, это условие обеспечивает защиту от любых экстренных неожиданных ситуаций.
Большое распространение варисторы получили в конструкции мобильных телефонов для предохранения их от статичного электричества.
Автомобильная электроника и телекоммуникационные сети, еще одна распространенная сфера применения варисторов. Варисторы используются для люминесцентного освещения для защиты от перенапряжения ЭПРА.
Аналогом варисторной защиты служит молниезащита ОПН от перенапряжений и от гроз в высоковольтных цепях, на воздушных линиях и подстанциях.
Внутренняя электросеть в здании оборудуется шкафами от импульсных перенапряжений.
Рис. №3. ЩЗИП – щит от импульсного перенапряжения.
Конструктивная особенность защиты от перенапряжений в здании и размещения ее в щите. Это разнос шины заземления и фазного провода на большое расстояние друг от друга более 1 метра. Подборка элементов в шкафу и установка УЗИП требует внимательного расчета и выбирается в индивидуальном порядке для каждой определенной электроустановки.
Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Поделиться ссылкой:
Защита для устройств, питающихся от сети 220 В
Предельное напряжение, которое могут выдерживать стабилизированные импульсные блоки питания, которыми оснащено большинство бытовой импортной радиоаппаратуры, составляет 272 В (это действующее значение по техдокументации фирм-изго-товителей). Но в сети иногда наблюдаются скачки и помехи с более высоким уровнем, что может привести к повреждениям.
Чтобы защитить оборудование от перенапряжений, надо учитывать, что в питающей сети могут действовать следующие виды импульсных помех:
- повышенное напряжение между линейными проводами;
- повышенное напряжение между заземлением и одним из линейных проводов.
Указанные помехи могут присутствовать и одновременно, поэтому необходимо, чтобы защитный блок и подключенные к нему устройства имели хорошее заземление, иначе удастся обеспечить защиту только от повышенного напряжения между линейными проводами.
Для сетевых защитных устройств характерно применение всех рассмотренных выше компонентов, при этом схемы могут быть од-но-, двух- и трехступенчатые. Фрагменты наиболее распространенных схем защиты приведены на рис. 1.15 и 1.16.
В однокаскадном узле защиты обычно используется трехполюсный разрядник или варисторы (рис. 1.15). Если на любом проводнике превышено заданное напряжение пробоя — обе “половинки” трехполюсного разрядника срабатывают и выброс напряжения разряжается на землю. Это позволяет получить защиту и от синфазной помехи (она бывает гораздо мощнее дифференциальной наводки).
Рис. 1.15. Узел однокаскадной защиты от перенапряжений, выполненный на: а — разрядниках; б — варисторах
Рис. 1.16. Варианты схем двухкаскадной защиты от перенапряжений
В двухступенчатых схемах обычно устанавливают варисторы и диоды одновременно, рис. 1.16. Так как варисторы способны поглощать большую импульсную мощность, чем диоды, они используются в качестве первичной защиты, но дополняются более быстродействующими элементами — сапрессорами.
Для электронного оборудования наибольшую опасность представляет не ток, а напряжение в цепи, поэтому в настоящее время все более широко используют TRANSIL-диоды. Для защиты устройств в сети 220 В обычно применяют двунаправленные диоды, допускающие работу на переменном токе, например, 1.5КЕ440СА или Р6Е440СА (последние буквы — СА часто используются в обозначениях и других типов элементов для указания на Симметричную структуру и допуск по напряжению ограничения). Если сдвоенные не удастся приобрести, то можно взять два однонаправленных диода и соединить их последовательно одинаковыми полярностями.
Рабочее напряжение у защитных диодов выбирается с учетом максимальной амплитуды напряжения в линии. Так, например, по отечественному стандарту считается нормальным, если действующее напряжение (U) сети имеет отклонение от номинала 220 В -15 или +10%, т. е. может быть и 242 В, при этом его амплитуда составит:
С учетом возможного технологического разброса напряжения ограничения, имеющегося у защитных диодов, по рекомендациям разработчиков этих элементов, рабочее напряжение Ѵвя выбирается с запасом на 10 — 20%, т. е. должно быть не менее чем 400 В.
На входе цепи защиты обязательно устанавливаются токовые предохранители — при кратковременной перегрузке предохранитель сработать не успеет (у него время разрыва цепи составляет не менее 0,05…0,1 с), но защита потоку нужна, чтобы ограничить время работы остальных защитных элементов и исключить выделение на них большой мощности при продолжительном воздействии перегрузки.
Самую надежную защиту радиоаппаратуры способны обеспечить трехкаскадные схемы, два типовых варианта которых приведены на рис. 1.17.
Трехкаскадную защиту ставят в тех случаях, когда вероятно прямое попадание разряда молнии в воздушную линию питания. При этом в самом худшем случае из строя может выйти только блок защиты, но радиоаппаратура сохранится.
Мы рассмотрели построение универсальных схем сетевой защиты, но в некоторых ситуациях можно обойтись более простыми узлами, например, когда требуется защитить схему с трансформаторным питанием. Для этого случая варианты подключения сапрессоров показаны на рис. 1.18.
При установке элементов защиты следует знать, что в случае шуток отечественных энергетиков, когда в питающей сети вместо 220 продолжительное время действует 380 В, такие элементы выйдут из строя (они не могут долго рассеивать большую мощность), но при этом все же сохранят от повреждения радиоаппаратуру.
Рис. 1.17. Трехкаскадная схема защиты от перенапряжений по сети 220 В
Рис. 1.18. Вариант подключения защитных диодов к трансформатору: а — в первичной цепи; б, в — во вторичной цепи
Литература: Радиолюбителям полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.