Аварийное отключение

Схема аварийного отключения нагрузки на реле

Сетевое напряжение через плавкие предохранители FU1, FU2 и нормально замкнутые контакты электромагнитного реле К1 проходит к потребителю электроэнергии, допустим, к водонагревателю. В случае, когда сетевое напряжение не выше 250-280 В переменного тока, варистор RU1 заперт.

В тоже время будет закрыт и полупроводниковый симистор VS1, ток по цепи R3-VS1-VD1-VD4-C1 не идет, обмотка электромагнитного реле К1 не получает питание, фронтовые контакты К1.1 и К1.3 замкнуты, светодиод HL1 не горит. С ростом амплитуды контролируемого напряжения выше порогового уровня (250 вольт и более), варистор RU1 пробивается и отпирает симистор VS1. По цепочке R3-VS1-VD1-VD4-С1 начинает идти ток.

Емкость С3 необходима для сглаживания пульсации выпрямленного напряжения. Контакты реле РП21-УХЛ4 сработают при напряжении на обмотке от 100 до 120 В. Емкость С1 погасит избыток мощности, следующий на обмотку реле, тем самым, защищая обмотку от перегрева при длительном наличии повышеного уровня сетевого напряжения. Сопротивление R1 разряжает емкость С1 при отключении нагрузки (водонагревателя) от сети и при восстановлении нормального уровня сетевого напряжения: 200-250 Вольт. Емкость С2 снижает чувствительность симистора к вероятным помехам, резистор R3 срезает токовые возникающие в схеме, при открытии симистора.

Все компоненты схемы аварийного отключения кроме предохранителей размещаются на печатной плате размерами 120x50 мм. При настройке устройства, нужно подобрать варистор, с которым симистор открывается при напряжении выше 250 В.

Реле можно заменить на аналогичные (смотри справочник по реле) с сопротивлением обмотки 5,2 кОм. Обмотка реле должна быть рассчитана на работу при напряжении 220 В переменного тока. Симистор типа МАС97А8 можно заменить на аналоги МАС997А8, МАС997В8 или др.

Устройство не подойдет для защиты радиоаппаратуры и бытовой техники от всплесков напряжения, вызванных попаданием молнии. При сборке, наладке и эксплуатации схемы учитывайте, что все компоненты находятся под опасным для жизни напряжением (220 вольт).

Схема аварийного отключения нагрузки при перенапряжении

На сопротивлениях R1-R3 и стабилитронах VD1-VD2 собран контрольный датчик сетевого напряжения. На него с диода VD8 следуют полуволны сетевого напряжения. Номинал сопротивления резистора подобрано так, что при нормальных напряжении в электросети стабилитроны VD1 и VD2 закрыты, так как поступающее на них напряжение меньше напряжения их стабилизации.

При допустимых значениях напряжении в сети на входе 12 микросхемы счетчика будет присутствовать логический ноль, а если сработает защита от перенапряжения логическая единица. Для защиты микросхемы в результате повышения уровня входного сигнала выше напряжения его питания, в схему добавлен стабилитрон VD3. Для подавления помех на входе счетчика имеется фильтр низкой частоты, состоящий из сопротивления R4 и емкости C1. На микросхеме и элементах C2,R5,R6 выполнен таймер на 60 секунд.

Работает защита от перенапряжения в этой схеме следующим образом. При включении питания и нормальном напряжении в электросети сработает таймер и спустя минуту на третьем выводе микросхемы установится логическая единица и через диод VD4 приостановится работа таймера. Одновременно с этого вывода микросхемы логическая единица поступает на транзисторный ключ VT1 и VT2, который подсоединяет нагрузку к сети.

Если напряжение станет выше 242 вольт, стабилитроны VD1 и VD2 открываются и на 12 входе счетчика установится логическая единица. В результате счетчик сбросится и на 13 выводе появится "0", и нагрузку отключится. После стабилизации напряжения начнется новый отчет, после чего нагрузка подключится к сети. А если произойдет новый скачек микросхема опять обнулится. Таким образом выполнена защита от перенапряжения в данной схеме.

Максимальная мощность нагрузки, для этой схемы не более 1 кВт при условии, что силовые транзисторы размещены на радиаторе.

Для настройки схемы защиты от перенапряжения нужно временно убрать из цепи диод VD4. К 9 пину счетчика подключаем осциллограф или самодельный логический пробник. С ЛАТР на схему подаем напряжение выше 242 вольт. Вращая движок сопротивления R2, добиваемся исчезновения импульсов на девятом выводе микросхемы CD4060B. После регулировки схемы защиты требуется отсоединить устройство от сети и впаять на место диод.