Электрик - электричество и энергетика

Эта статья опубликована на сайте Электрик - электричество и энергетика
  http://electrik.org/

URL этой статьи:
  http://electrik.org/news/article78.php

РЕЛЕ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

Статьи / Разное, не вошедшее в другие темы.
Послано electrik 04 Янв, 2004 г. - 19:23

Еще одно устройство типа УЗО.
Ф. ДУБИНИН, г. Санкт-Петербург
В статье описано реле защитного отключения, предотвращающее возможность поражения электрическим током при случайном прикосновении к токоведущим частям. Оно предназначено для электрических сетей с заземленной нейтралью. Устройство не требует налаживания.

Рассматриваемое реле защитного отключения (РЗО) основано на известном принципе (см. [1—3]). При возникновении в токе нагрузки небаланса, обусловленного утечкой тока фазного провода на "землю" и превышающего пороговый уровень срабатывания, появляется сигнал на выходе датчика - дифференциального трансформатора тока. Он усиливается, запоминается и подается на обмотку реле, что приводит к отключению нагрузки. Срабатывает РЗО, когда ток утечки превышает 7 мА, а отключение нагрузки происходит в течение 60 мс (время срабатывания определяется исполнительным реле и может быть уменьшено применением оптоэлектронных реле).



Основное внимание при разработке было обращено на повышение помехоустойчивости, устранение ложных включений, вызванных коммутацией нагрузки, на снижение энергопотребления и исключение любых цепей регулировки.
Датчик небаланса токов - трансформатор Т1 (см. схему). При неравенстве токов, протекающих по первичным (сетевым) обмоткам (I и II), во вторичной обмотке (III) индуцируется ЭДС, которая в конечном итоге вызывает включение реле К1. отключающего нагрузку от сети.
В отличие от устройства [2], реле К1 в рабочем режиме отключено и включается только при появлении утечки. Это приводит к уменьшению энергозатрат и увеличению срока службы устройства. Для согласования высокоомной вторичной обмотки дифференциального трансформатора с усилителем DA2 применен повторитель напряжения на операционном усилителе DA1, имеющий большое входное сопротивление. Такое включение позволило использовать резонансные свойства колебательного контура, образованного вторичной обмоткой трансформатора тока Т1 и конденсатором С1, для повышения чувствительности устройства (удаление конденсатора уменьшает чувствительность примерно в 1.5 раза). Переменное напряжение небаланса усиливает операционный усилитель DA2, детектируется цепью C4VD2VD3C5 и поступает на эмиттерный повторитель (транзистор VT1), управляющий тринистором VS1.
Чтобы исключить регулирование в цепях смещения операционных усилителей, их питание выполнено двуполяр-ным напряжением ±9 В, в отличие от устройства, описанного в [2].
Для уменьшения массы усилитель РЗО питают непосредственно от сети 220 В без понижающего трансформатора, который был использован в устройстве [3].
Снижение потребления тока достигнуто применением микромощных операционных усилителей КР140УД1208. Срабатывание реле К1 индицирует светодиод HL1. Для проверки работоспособности устройства предусмотрена цепь из резистора R11 и кнопки SB1. Возврат в исходное состояние после включения реле производят кнопочным выключателем "сброса" SB2. В отличие от устройства [3], при начальном включении РЗО в сеть или при подключении нагрузки реле К1 не срабатывает.
Трансформатор тока выполнен на кольцевом магнитопроводе ОЛ 25/40. Первичные обмотки намотаны двойным проводом для сетевых шнуров сечением 2x0,5 мм2, число витков - 8. Вторичная обмотка содержит примерно 5000 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0.09 мм. Конденсаторы СЗ-С5 - К73-17 и могут быть заменены на К73-11, К73-16 или на аналогичные с номинальным напряжением не менее 25 В; конденсатор С2 - КМ-6, К10-17, К10-23; конденсатор С6 - К73-17, К73-11; конденсатор С7 - любой оксидный. Все пленочные конденсаторы должны иметь допускаемое отклонение емкости от номинального значения не более 20 %. Реле К1 - РП21-002 110 В; его можно заменить на РПУ-2-ОМ11020 напряжением 110 или 220 В, или на малогабаритное унифицированное реле западноевропейского производства R2 или RUC на напряжение 110 или 220 В. Если применено реле на 220 В, необходимо исключить резистор R14. Все резисторы - МЛТ или аналогичные с допускаемым отклонением сопротивления от номинального значения не более 10%. Транзистор VT1 - КТ315 или КТ503 с любым буквенным индексом. Тринистор VS1 - КУ201К, КУ201Л. Стабилитрон VD1 заменим любым симметричным на напряжение 5,6...8,2 В, a VD5, VD6 — на любые с напряжением стабилизации 9... 10 В. Диод VD7 - любой с допустимым обратным напряжением свыше 300 В. Кнопочные выключатели SB1, SB2 - любые на напряжение не менее 250 В и ток более 100 мА.
Ток нагрузки для реле РП21, РПУ-2, R2 не должен превышать 10 А. Реле RUC позволяет коммутировать ток 16 А при напряжении 220 В. Если необходимо отключать больший ток, можно применить автоматический выключатель с независимым расцепителем, как это выполнено в устройстве защитного отключения "УЗО" [4].

ЛИТЕРАТУРА
1 Водяницкий Ю. Защитит автомат. -Моделист-конструктор. 1994. № 10. с. 14.
2. Павлов В. Автоматический отключатель нагрузки. - Радио. 1989. № 11, с. 31.
3. Кузнецов А. Устройство защиты от по ражения током. - Радио, 1997, № 4, с. 47.
4. Устройство защитного отключения типа УЗО 20, ИЖТШ656111085ТО. - Ставрополь, 1997.

Or редакции. Операционный усилитель DA1 и резистор R1 можно, по-видимому, исключив без заметной потери в чувствительности устройства. При этом левый (по схеме) вывод резистора R3 подключают к правому выводу С1. Быстродействие устройства несколько увеличится при подключении конденсатора емкостью 1...2,2 мкФ на рабочее напряжение 300 В между катодом диода VD7 и катодом тринистора VS1 (только при применении реле на напряжение менее 220 В),

С вопросами можете обращаться по почте info@electrik.org [1] или посетив мой сайт: electrik.org [2].
Всего хорошего.

2003 г. Кузнецов Олег



Ссылки в этой статье
  [1] info@electrik.org
  [2] http://electrik.org

   Rambler's Top100      
Электрик © 2002-2008 Oleg Kuznetsov