Схема защиты от перенапряжения с УЗО

Коллеги, кто разбирается в электрике и электронике одновременно - посмотрите схему, и скажите свое "ФЕ".

Были в журналах РАДИО схемы, которые вызывали КЗ при перенапряжении, что приводило к срабатыванию автоматов. Моя схема основана на походем принципе, только использует УЗО. Поскольку токи маленькие - отпала необходимость в мощных тиристорах.

При повышении действующего напряжения свыше 270В стабилитроны VD2, VD3 открываются, и через них начинает протекать ток, превышающий порог срабатывания УЗО. УЗО срабатывает и отключает напряжение в квартире. Регулировать порог срабатывания можно резистором R1.

Верхняя цепочка R2, VD4, VD5 предназначена для индикации повышенного напряжения.

В оригинальной схеме с КЗ и тиристорами были еще сглаживающие конденсаторы (для предотвращения ложных срабатываний при импульсных выбросах), но как их сюда прилепить - пока не придумал. Поэтому быстродействие этой схемы - один период.

Конденсатор нашел куда вставить.
Ниже - исправленная схема.

Начнем по порядку
1.Номинал конденсатора(видимо это ошибка) должен быть не ниже 400В
2.Наличие этого конденсатора будет приводить к срабатыванию устройства, пока он не зарядиться-придеться несколько раз передергивать УЗО - это плохо.
3.Индикация будет гореть при любом напряжении, а скорее всего светодиод выгорит сразу, потому что они не терпять обратного напряжения, а как оно распределиться на последовательно включенных VD4 и LED при обратной полуволне - неизвестно. Лучше его зашунтировать еще одним диодом встречно.Это увеличит правда нагрев R2.
3.Номинал R1 великоват, при этом ток черезстабилитроны буде около 25 мА, что недостаточно.

На мой взгляд недостаток устройства еще в том, что неясна причина срабатывания УЗО - то ли от перенапряжени, то ли от утечки.

КС680А
Минимальное напряжение стабилизации,В 153
Номинальное напряжение стабилизации,В 180
Максимальное напряжение стабилизации,В 207

1) Разброс 54 вольта, стабилитрона 2 => разброс 108 вольт.
2) Амплитудное значение 220вольт = 310вольт.

3) В сети бывают короткие импульсы повышенного напряжения, например от двигателей или люм. ламп.
4)Напряжение конденсатора 25 вольт

Дальше продолжать?

Схема никуда не годится....

2pzotov,
в вашем пункте 3) вообще про ток нельзя говорить без подбора элементов

В принципе сама идея возложить на УЗО дополнительные защитные функции заслуживает внимания, только вряд-ли получиться простая реализация, хотя конечно стабилитроны можно и подобрать по характеристикам, но вместо них наверное лучше использовать варистор, и от импульсных помех можно избавиться - все можно сделать...

Хорошо, а если так:

1. Поставим в цепь индикации вместо диода цепочку из двух стабилитронов и диода, аналогичную VD1-3. Или что-то другое - динистор, что ли.
2. Номинал R1 1.5к, что при напряжении 220в будет давать примерно 150 мА, что вполне нормально для срабатывания УЗО. Однако ток стабилизации стабилитронов действительно 25мА, но я думаю, что этого хватит. Надо экспериментировать.

Насчет недостатка - для этого и будет индикация.

2KiteKat,
4) вы неправильно считаете - ток в первом приближении будет = (220 - 2Uст)/R

Бросьте это дело и идите учиться в кружок радиолюбителей

Неверно.
Ток будет определятся разностью напряжений сети и стабилтронов. Если принять паспортные значения для КС680=180В, то считайте сами.
Мне кажеться что для начала нужно сформулировать четкие требования к подобному устройству.

1. Порог срабатывания
2. Время задержки срабатывания для защиты от импульсных помех
3. Индикация срабатывания с памятью
   Может еще кто добавит что-то.

не проще

2LzN,

Еще одно устройство, которое можно приспособить.
Но ведь человек сам хочет что-то сделать, это похвальное желание и по рукам за это бить не надо.

2pzotov,

Это не его идея, эта фенька уже реализована в ДПН, и многих других промышленных устройствах бытового применения... К тому и автоматы этой же участи не лишились...
Но если хочется чего-то особенного, да и руки с головой занять..., то почему бы и нет...

Упс, уже упомянули...
А это уже совсем другое, самостоятельное устройство.

Да, по рукам не надо, надо по голове...

2 LzN - нет, не проще. 20 баксов - жаба давит.
А я уверен, что там схема не намного сложней моей.

К Остальным.
Точно, с током через резистор я лажанулся. Только там нужно формулу такую I=(380-2Uст)/R1 (потому что нужно брать амплитуду 270*1.4).

Индикация срабатывания - нужно, но нужна ли память? Если у тебя пошло длительное повышение напряжения - об этом будет сигнализировать светодиод. Если нет - тогда импульс или утечка. От импульсов можно защититься. Если индикацию сделать двухуровневую - нормальное и повышенное напряжение - будет хорошо. Главное - индикация должна стоять ДО УЗО. В разрыве между счетчиком и входным УЗО.

20 баксов еще по божески, у Сименсов он 70евров стоит

2KiteKat,
Если вам мало, то я ще добавлю, не возражаете?

Порог срабатывания вашего устройства зависит от:
1) Uст стабилитронов - надо подбирать
2) Токового порога срабатывания УЗО
3) Сопротивления огр. резистора R1

Заколeбетесь настраивать

• Борьба с импульсными помехами, но в тоже время быстрое срабатывание - ну-ну , особенно учитывая вышенаписанное.

Делал тут один знакомый - включаем дрель в розетку, нажимаем кнопку и ....... темнота
А если вас нет дома, и сосед включил дрель - то тухлые бифштексы в холодильнике и лужа на полу...

Успехов....

2KiteKat, 1. За 20 долларов Вы купите устройство с точностью 1%, а у Вас порог будет безбожно плавать. Кроме причин, названных BV, есть временная и температурная нестабильность. 2. Ваш индикатор будет гореть постоянно (при этом, диод, стоящий последовательно со светодиодом, надо включить встречно-параллельно ему)

Если так чешутся руки, то, может быть, мы завтра узнаем результат опыта?

2Геннадий Б,
Ага, результат узнаем, если у автора есть ЛАТР для настройки...

ГЫ, забыл еще указать одну причину, от которой зависит порог срабатывания устройства, которая убивает идею наповал:
4) Ток утечки в проводке и приборах в квартире, который может неслабо плавать....

Резюме - схема практически неработоспособна...

Нет, ЛАТРА у меня пока нет...

Не понял, при чем тут ток утечки?

2KiteKat,
УЗО срабатывает от тока 15....29ма - какое попадется.
Ваша цепочка также создаёт ток, зависящий от:
-напряжения
-номинала стабилитрона
-сопротивления резистора

Ток утечки или складывается с этим током - срабатывание ниже, или нет срабатывание схемы выше.

KiteKat написал :
Не понял, при чем тут ток утечки?

Чтобы понимать, можете попробовать рассчитать с учетом допусков на элементы мин срабатывания / макс срабатывания.

Удачи в нелегком деле

PS Да, забыл добавить что вас устроит только УЗО типа А.

2KiteKat, Ток, протекающий через УЗО при перенапряжении, суммируется с уже существующим в данной ситуации током утечки (есть такой параметр ;-))

Упс, BV опередил..

2KiteKat,

Геннадий Б написал :
2KiteKat, Ток, протекающий через УЗО при перенапряжении, суммируется с уже существующим в данной ситуации током утечки (есть такой параметр ;-))

ГЫ, или вычитается, в зависимости от того в какую диагональ включена цепочка, и еще в зависимости от того какая утечка в квартире - от фазы, или через рабочий нуль на землю...

2KiteKat,
А вы наверное думали зачем в оригинальной схеме лишние детали (тиристоры)....

По поводу тока утечки от другого оборудования. IMHO, ток утечки от другого оборудования - это одно, а ток, протекающий в цепи при открытом стабилитроне - это другой. И я думаю, что ток пробитого стабилитрона (при превышении напряжения) будет на порядок выше простого точки утечки. При закрытом стабилитроне ток утечки пренебрежительно мал для срабатывания УЗО.

По поводу тиристоров - оригинальной схемой я именую схему для "организации" КЗ для срабатывания автоматов.

Смотри ниже.

KiteKat написал :
IMHO, ток утечки от другого оборудования - это одно, а ток, протекающий в цепи при открытом стабилитроне - это другой.

Это с чего вдруг, если они текут по одной цепи через УЗО?

KiteKat написал :
И я думаю, что ток пробитого стабилитрона (при превышении напряжения) будет на порядок выше простого точки утечки.

А про резистор R1 мы благополучно забыли?
А если ток утечки будет не "простой" а "повышенный"?
Да не думать, а считать надо... надоело уже об этом говорить...

KiteKat написал :
Смотри ниже.

Смотрю.... Ниже монитора вижу клавиатуру ....

Хорошо - ток утечки "повышенный". Например, 20мА. УЗО по идее не должно срабатывать. (не будем сейчас говорить о разбросе и т.п.). Внешнее напряжение - в норме. Стабилитроны закрыты. Ток через азкрытые стабилитроны - порядка микроАмперов. УЗО не срабатывает.

Напряжение повышается до ... до порога. Стабилитроны пробиваются и ток через них пойдет порядка 25-28мА. Как раз для срабатывания УЗО. Причем здесь ток утечки? Суммарный ток по цепи будет 25+20=45 мА. Какая разница - 45 или 25мА, если этого будет достаточно для сработки?

Как раз если его нету - тогда будут проблемы с границей именно на этих стабилитронах и именно при этом значении R1. Тока может не хватать.

Картинку смотри в предудущем письме. Я "довложил".

2KiteKat,
Напряжение пробоя стабилитронов как соотносится с порогом? Возьмите граничные значения - порог +5 вольт, и порог -5вольт.
Сорри, но вместо вас считать лень...
I= (Uсети-Uct )/R1
И не забывайте, что напряжение - пульсирующая половина синуса с амплитудой 220*1,41

Если R1 не будет стабилитроны выгорят нафиг при первом повышении напряжения...

А вот эта схема поумнее будет, можно попробовать её использовать вместо вашей - тиристоры послабже током + ограничительный резистор.

Ребята
1 Вместо всей этой схемы ставим ВАРИСТОР на напряжение 275 вольт их сейчас море в основном ставят на входе блоков питания в виде синего конденсатора ,у при превышении напряжения на 3 вольта ток через варистор увеличивается в разы поэтому узо сразу сработает вот и все ,проверял 5 варисторов разброс 1 вольт поэтому схема будет нормально работать ,нужно посмотреть на более низкое напряжение должны быть.
2,Вторая схема попроще , причем она защищает от обрыва нуля (когда у Вас появляется напряжение от 0 вольт до 380 вольт)ведь нам опасно не только 300 вольт но и 150 вольт , компрессор холодильника сдохнет быстро при пониженном напряжении.
Короче ставим переменный резистор между нулем после узо и отдельным заземлением(отдельное заземление плохо реализовать в многоэтажке но можно попробовать например арматура панелей,водопроводная труба или батарея ) наминал резистора 1 кОм .При перекосах между нулем и землей больше например 20 вольт(выставляем переменным резистором-потенциометром) узо сработает.Может конечно и ложное срабатывание если соседи скручивают счетчик ,но если отдельное то надежность увеличится.Самое главное простота .

2romannn,
1)Только не забывайте менять варистор на новый после каждого срабатывания
2) про вторую схему вобще молчу - читайте эту тему...

1Варистор менять не нужно так как узо отключится,например варистор на 240 вольт выдерживает 395 вольт при токе 5 Ампер
2По второму не понял ,если не затруднит .Потенциометр ведь тоже отключится

Я думаю, что в промышленных схемах так же стоит варистор с конденсатором против помех. Как в удлиннителях "пилотах", где пишут - защита от импульсных помех.

Вот как раз в варисторе и есть этот 1% погрешности. Просто мое "электронное" образование закончилось до массового применения варисторов - и про них я забыл.

2romannn,
1) Никто не гарантирует, что через варистор не потечет 50 или 200А, если напряжение будет чуть выше. Надо всё просчитывать, может ограничительный резистор ставить. См ВАХ варистора и характеристики по макс рассеиваеиой энергии.
2) Напряжение срабатывания схемы с резистором будет сильно меняться от тока срабатывания УЗО и утечек, об этом было уже написано. + Надежность никакая, тк никто не гарантирует стабильность сопротивления заземления.

Лучше брать проверенные решения, к тому же добавлю с восстановлением питания потребителей - иначе - тухлые котлеты.

Вы вместо теоретизирования сваяйте схему и проверьте - а нам потом раскажете.
PS Не забывайте об импульсных помехах и протухших котлетах.

Проверенные решения в промышленном исполнении:

1. Стоят достаточно дорого.
2. Не всегда удовлетворяют требованиям. Например, по приведенной ссылке на ДПН - эта штука очень похожа на "мою" - работает в паре с УЗО, не восстанавливается. Те, что покруче - реле контроля по минимуму и максимуму - как правило, ограничены током до 10А. Приобретать три штуки таких - накладно. Варистор вместо "ничего" - все-таки лучше.

Кстати, вопрос немного в сторону - а что, современные холодильники не имеют контроля напряжения? Даже те, что за штуку баксов и выше? По моему, сейчас в любом телевизоре ценой от 150долл. есть "автовольтаж" - неужели в холодильник нельзя вставить нечто подобное?

1) Надежность и стабильность характеристик должна что-то стоить

2) Ну не на одном же ДПН свет сошелся...
Не приходила простая мысль, что есть реле контроля напряжения + контактор к нему в пару на желаемый ток?

Не путайте автовольтаж TV с импульсным блоком питания с холодильником, у которого простите мотор есть.
Автовольтажа в холодильниках не встречал, а вот контроль напряжения и отключение при выходе из допуска бывает.

Теперь я понял, для чего бывают контакторы. Если это то, о чем я думаю - то что можно сбоку к автомату пристроить - для механического отключения штифтом ?

BV насколько помню магнитный пускатель 1 величины потребляет около 30 ватт умножить на 24 на 30 дней это пару лишних килловат,кроме того
может и звук надоедать.
KiteKat с холодильниками сейчас вообще мрачно,всю электронику лепят к телеге(компрессор как был лет 70 таким и остался) только вместо реле
ставят симмистор (причем в последних моделях без радиатора,естественно гарантийный срок протянет но потом ) вместо капиляра реле ставят терморезистор под обшивкой потом все заливают пеноуританом (думают что терморезистор прослужит вечно,приходится виковыривать это чудо по определенным координатам) ну и конечно процессор чтобы было чему глючить.Стоимость платы управления для бош или сименс если не ошибаюсь 100 уе О защите от переняпряжения не слышал.Поэтому спасайсь кто как может
Кроме того в современных холод. пуск идет при помощи позистора РТС(как его называют мастера "ТАБЛЕТКА") а он имеет одну особенность
повторный пуск произойдет правильно если дать ему остыть 5 минут иначе через пусковую обмотку течет малый ток копрессор не может запустится а ток при остановленном компрессоре 4 ампера это 800 ватт
вот стоит так компрессор мычит нагревается пока не сработает защита (встроенное в обмотке термореле -это у компр данфосс востанавливается через 40 минут,или наружное в пусковом реле)
Поэтому лучьше пусть протухнут котлеты (что маловероятно в течении 8 часов не успеет температура возрасти) чем такие перегрузки компрессора.

KiteKat идея правильная УЗО сейчас на каждом углу я думаю так и дальше будет ,а пару элементов прилепить не сложно ,я думаю скоро будет бум на эту идею .Я ее давно вынашиваю потому как очень много
техники выгорает именно по причине перенапряжения (отгоревший ноль,ошибка энергетиков-две фазы,молния)у закомого стояло узо при грозе отключилось а у соседа дома все повыгорало.Ктото скажет это только у нас неверьте ,со слов коллег из Германии тоже броски и кучи убитых видиков-телеков.

2romannn,
Идея у KiteKat правильная, только вот реализация хромает...

KiteKat написал :
Вот как раз в варисторе и есть этот 1% погрешности. Просто мое "электронное" образование закончилось до массового применения варисторов - и про них я забыл.

У типичного оксидного варистора начальный разброс порогового напряжения составляет +-10%, плюс ещё пару процентов при дрейфе температуры +-25 C. Погрешность в пределах 1% без предварительной настройки может быть достигнута только с помощью уже весьма приличного интегрального источника опорного напряжения, либо с настройкой с применением, опять же интегрального, стабилизатора. А такие примитивные поделия будут иметь большой начальный разброс и дрейфовать от температуры и во времени.