Найбільш небезпечним для електроприладів і радіоапаратури є аварійний підвищення мережевої напруги. Це може статися при обриві через сильний вітру відкритій повітряній проводки в лінії електропередач і замиканні одного з фазних проводів на нульовий. При цьому в мережі деякий час може діяти напругу до 380 В. Включені лампочки лопаються, а всі інші радіоелектронні пристрою виходять з ладу. Найбільш ймовірно таке в сільській місцевості або на дачі, хоча були випадки і в місті. Незважаючи на те, що трапляється таке дуже рідко, від цього не легше тим, хто постраждав.

Завдання, що стоять на мережевому вводі до квартири плавкі запобіжники чи електромеханічні автомати спрацьовують тільки при перевищенні заданого струму (зазвичай при короткому замиканні в ланцюзі). А струм у ланцюгах значно зростає вже в разі пошкодження електроприладів і радіоапаратури. Це пояснюється тим, що при підвищенні напруги на 50% Розсіювана потужність в споживачах енергії збільшуються більш ніж в 2 рази (Р = U ^ 2 / R).

Багато хто з побутових електроприладів (електронагрівачі, освітлювальні лампи, холодильник тощо) не бояться зниженого в мережі напруги. Для них в основному і призначені наведені нижче дві схеми. Вони спрацьовують тільки при зростанні напруги живлення вище заданого порогу і відрізняються за своїм швидкодією, а значить і області застосування.

Найпростіша схема, яка може забезпечити захист ламп освітлення або нагрівачів у випадку аварійного підвищення напруги в мережі, показана на рис. 1.1. У початковому стані номінал резистора R1 вибирається так, щоб реле К1 було відключено. Через групи нормально замкнутих контактів К1.1, К1.2 напруга поступає в навантаження.

 

В якості реле К1 можуть бути використані майже будь-які на робочу напругу обмотки 220 В і менше (допустимий струм через контакти повинен бути не менше 3 … 5 А, наприклад з серії РПУ). Величина опору резистора R1 залежить від опору обмотки реле, а також його конструкції (підбирається так, щоб К1 міг спрацювати при підвищенні чинного напруги в мережі вище 260 В). При спрацьовуванні реле ланцюг навантаження розімкнеться, а додатковий резистор R2 групою контактів К1.2 буде підключений. Резистор R2 дозволить реле стійко утримуватися у включеному стані. Від його величини залежить, при якому рівні зниженої напруги реле повернеться в початковий стан (відключиться).

Для того щоб виключити брязкіт контактів К1.1 при наближенні напруги до граничного значення, буде потрібно підігнути контакти К1.2 так, щоб вони спрацьовували раніше, ніж К1.1.

Недоліком цієї схеми є низька швидкість спрацьовування, через що вона не може надійно захистити не інерційні побутові прилади та радіоапаратуру.

 

Велику швидкістю спрацьовування захисту забезпечує друга схема, рис. 1.2. Вона живиться безпосередньо від мережі і повинна бути підключена в черговому режимі постійно. Пристрій відрізняється від опублікованих аналогів [Л2] малим споживаним струмом у черговому режимі – близько 2 мА, а при спрацьовуванні захисту – не більше 100 мА.

У початковому стані реле К1 не включено і на конденсаторі С1 накопичується енергія за рахунок його заряду від мережі через резистор R2. При цьому напруга на С1 перевищить необхідне номінальне для роботи реле на 30 … 50%. Це дозволяє прискорити спрацьовування репі. Стабілітрон VD1 обмежує величину напруги на конденсаторі С1 рівнем 33 В (без нього напруга може досягати 340 В).

При збільшенні напруги в мережі, як тільки воно перевищить на резисторі R5 поріг відкривання стабілітрон VD3 – відкриваються транзистор VT1 і Тиристор VS1. -А рахунок накопиченої на конденсаторі С1 енергії спрацьовує реле К1. Група контактів К1.1 підключає резистор R1 паралельно з R2. Що проходить через нього струм дозволяє утримувати реле у включеному стані після спрацьовування, коли конденсатор розрядиться через обмотку реле.

-Десь використовується особливість електромагнітних реле – для утримання контактів у включеному стані потрібно менший струм, ніж для включення. Тому включення виконується при підвищеному напрузі, а утримання здійснюється мінімально необхідним – це приблизно 18 В для типу ТКЕ54.

Відключення навантаження виконують групи нормально замкнутих контактів реле К1 (вони включені паралельно для збільшення допустимого проходить струму).

Конденсатор С2 запобігає спрацьовування захисту від короткочасних перешкод в мережі.

Індикатором спрацьовування захисту є світіння світло-діода HL1. Діод VD8 оберігає світлодіод від впливу високого зворотного напруги.

У разі спрацювання захисту повернути схему до вихідного стану можна, натиснувши на кнопку "скидання" (SB1).

У схемі використані деталі: резистор R1 типу ПЕВ на 25 Вт, а інші – постійні резистори типу МЛТ з відповідною потужністю розсіювання (вона вказана на схемі). Підлаштування резистор R5 типу СП5-16А-1 Вт. Конденсатори С1 типу К50-35, С2 – К10-17. Як діодів VD1, VD2, VD5 … VD7 підійдуть будь-які випрямні на ток 0,5 А і зворотне напруга не менше 400 В. Транзистор VT1 КТ3102 можна замінити на КТ315 або КТ312. Стабілітрон VD3 замінюється будь-яким із серії прецизійних з напругою стабілізації 6,6 … 9,1 В, VD4 на КС533А.



Світлодіод HL1 підійде будь-який із серії КІПД або АЛ310А. Замість світлодіода зручно застосовувати також неонку.

Тиристор VS1 можна використовувати з серій Т112 або Т122, наприклад Т122-20-6 (остання цифра в позначенні вказує клас допустимого зворотного напруги і в даній схемі значення не має).

Реле К1 може бути типу ТКЕ54ПОД або більш сучасне із серії РНЕ44. Такі реле допускають комутацію напруги 220 В і дозволяють пропускати через свої контакти струм більше 10 А, а при паралельному їхньому з'єднанні ще більше.

Всі елементи на схемі, виділені пунктиром, крім реле К1, розташовані на друкованій платі з однобічного склотекстоліти товщиною 1.5 … 3 мм з розмірами 85х50 мм, рис. 1.3.

Для налаштування пристрою потрібно ЛАТР, що дозволяє збільшувати напругу на вході схеми до 260 В. Рівень підвищеного мережевої напруги, при якому спрацьовує захист, встановлюється резистором R5. Номінал резистора R6 залежить від типу використовуваного світлодіода HL1 і підбирається для отримання потрібної яскравості світіння індикатора.