Различные "плановые отключения", аварии на подстанциях в наши дни стали таким же нормальным явлением как летний дождь. Но в отличие от летнего дождя они могут нанести значительно больший материальный ущерб. При различных авариях напряжение в сети может значительно подскочить, что приводит к повреждению бытовых электротехнических и электронных приборов.

Немалую опасность таят и отключения, после которых, в момент подачи напряжения может возникнуть значительный выброс напряжения, который, несмотря на свою кратковременность, может повредить технику. В этой статье предлагается конструкция несложного устройства, защищающего потребителей как от обычного повышения напряжения, так и от возможного выброса при возобновлении подачи напряжения.

Логика работы устройства состоит в следующем. Компаратор контролирует сетевое напряжение, и при его превышении заданного значения, выдает логический уровень, который обнулят таймер, на выходе которого включено электромагнитное реле, подающее питание на потребитель. При обнулении это реле выключается. После того, как сетевое напряжение понижается до нормального уровня компаратор запускает таймер, который, через несколько секунд после запуска включает реле, подающее питание на потребитель.

Если происходит отключение напряжения, то, естественно, выключается и реле, подающее питание на потребитель. Но, в момент возобновления подачи электроэнергии, происходит автоматический запуск таймера, и питание на потребитель поступает только через несколько секунд после возобновления подачи напряжения, то есть, после того как все негативные переходные процессы завершатся.

Компаратор выполнен на элементах D1.1 и D1.2 и измерительной цепи VD5-VD6-R1-R2-C2. На логических элементах выполнен обычный триггер Шмитта. Измерительная цепь представляет собой маломощный источник постоянного напряжения (диоды выполняют роль выпрямителя, а резисторы -гасящего делителя). Резистор R2 подстроечный, его нужно установить в такое положение, при котором, когда сетевое напряжение превышает некоторое максимально-допустимое значение, напряжение на С2 достигает такой величины, которая воспринимается триггером Шмитта как логическая единица. На выходе D1.2 возникает логическая единица, которая будет здесь присутствовать все время, пока уровень сетевого напряжения превышает заданное резистором R2 пороговое значение.

Таймер выполнен на счетчике D2 и мультивибраторе D1.3-D1.4. Управляется он подачей логического уровня на вход "R" D2. В исходном состоянии счетчик установлен в "8", на его выводе 6 присутствует логическая единица и транзисторный ключ VT1-VT2 держит включенным реле Р1, через контакты которого подается питание на потребитель.

Пока сетевое напряжение не превышает порогового значения, на входе "R" D2 держится ноль, и счетчик остается установленным в положение "8". Если сетевое напряжение превышает заданный порог, то на выходе D1.2 возникает логическая единица, которая устанавливает счетчик D2 в нулевое положение. На его выводе 6 устанавливается ноль, и реле Р1 выключает потребитель. В таком положении счетчик D2 находится до тех пор, пока сетевое напряжение не опустится ниже порогового значения. Когда это происходит уровень на выходе D1.2 меняется на лог. ноль. Счетчик больше не зафиксирован в нулевом положении и, поэтому, начинает считать импульсы, поступающие на его вход "С" от мультивибратора D1.3-D1.4. Примерно через 5-8 секунд, если сетевое напряжение не повысится вновь, счетчик установится в положение "8". На его выводе 6 возникнет лог. единица и ключ VT1-VT2 включит реле Р1, подающее питание на потребитель.

Защита при подаче напряжения заключается в том, что в момент подачи питания на схему происходит заряд конденсатора С1 через резистор R5. Формирующийся при этом логический импульс устанавливает счетчик D2 в нулевое положение, так что, питание на потребитель подается только через 5-8 секунд после подачи питания на само устройство.

Следует заметить, что негативные последствия могут быть не только от повышения напряжения в сети, но от его понижения ниже заданного уровня. На рисунке 2 приводится схема компаратора, реагирующего не только на повышение, но и на понижение напряжения. Здесь потребовалась еще одна микросхема K561J1E5. На диодах VD8, VD9 и резисторах R12 и R15 собран еще один измеритель напряжения. Поскольку, здесь нежелательны даже малые пульсации напряжения на R15 (они могут приводить к сбоям счетчика) емкость сглаживающего конденсатора С6 увеличена по сравнению с С2.


Таким образом, грамотное проектирование электросетей должно производиться при помощи специализированных программ с использованием электрических расчетов, что позволит исключить возможные ошибки и снизить риск повышения напряжения в электросети.