Presenta:
Sovratensioni di rete? ... stacca il salvavita!
di IZ1TQI Aldo RCR#030
Un brillante metodo per proteggere la casa da sovratensione è descritto in un numero dalla rivista Electronics project del 1995.
La tensione nominale fornita sulla rete luce è di 220 Vac + o – 10%, tuttavia si presentano situazioni contingenti in cui tale tolleranza viene ampiamente superata e la conseguenza può essere quella di mettere fuori uso un certo numero di apparecchiature domestiche.
Con il seguente dispositivo la protezione avviene intervenendo sull’interruttore differenziale, cioè provocandone l’immediato distacco.
In condiziono normali di esercizio la corrente che circola nel ramo di fase di tale interruttore (salvavita) è uguale ed opposta a quella del ramo neutro, però ogniqualvolta si determina una diversità tra le correnti dei due rami, l’interruttore stesso interviene interrompendo l’erogazione sulla linea.
Un tale sbilanciamento, per esempio, si ottiene con il pulsante di test che provoca la circolazione di una corrente aggiuntiva, tipicamente di 30 mA, su di un solo ramo, cioè tra un punto di una delle due polarità a monte del salvavita ed un punto a valle sull’altra.
Proprio questo provoca il dispositivo in predicato (vedi figura 1).
La tensione nominale fornita sulla rete luce è di 220 Vac + o – 10%, tuttavia si presentano situazioni contingenti in cui tale tolleranza viene ampiamente superata e la conseguenza può essere quella di mettere fuori uso un certo numero di apparecchiature domestiche.
Con il seguente dispositivo la protezione avviene intervenendo sull’interruttore differenziale, cioè provocandone l’immediato distacco.
In condiziono normali di esercizio la corrente che circola nel ramo di fase di tale interruttore (salvavita) è uguale ed opposta a quella del ramo neutro, però ogniqualvolta si determina una diversità tra le correnti dei due rami, l’interruttore stesso interviene interrompendo l’erogazione sulla linea.
Un tale sbilanciamento, per esempio, si ottiene con il pulsante di test che provoca la circolazione di una corrente aggiuntiva, tipicamente di 30 mA, su di un solo ramo, cioè tra un punto di una delle due polarità a monte del salvavita ed un punto a valle sull’altra.
Proprio questo provoca il dispositivo in predicato (vedi figura 1).
Sul partitore resistivo R1, P1, R2 è situato C1, la cui funzione è di limitare eventuali transitori sovrapposti alla tensione di rete e di accumulare l’energia necessaria a far innescare, al momento opportuno il triac TRC1, mentre LN1 ne determina la soglia di intervento.
Allorquando viene superata la tensione tipica di LN1 per cui il gas interno si ionizza, avviene, attraverso LN1ed R3, una circolazione di corrente sufficiente ad eccitare il gate di TRC1 che passa in conduzione. Proprio la conduzione di TRC1, a sua volta, determina la circolazione di una corrente in un solo ramo del differenziale provocandone il distacco.
Il riarmo naturalmente dovrà avvenire manualmente..
Badate che esistono Triac "duretti di innesco", tali da non consentire il corretto funzionamento del circuito, pertanto potrebbe essere necessario ridurre o addirittura eliminare R3.
Allorquando viene superata la tensione tipica di LN1 per cui il gas interno si ionizza, avviene, attraverso LN1ed R3, una circolazione di corrente sufficiente ad eccitare il gate di TRC1 che passa in conduzione. Proprio la conduzione di TRC1, a sua volta, determina la circolazione di una corrente in un solo ramo del differenziale provocandone il distacco.
Il riarmo naturalmente dovrà avvenire manualmente..
Badate che esistono Triac "duretti di innesco", tali da non consentire il corretto funzionamento del circuito, pertanto potrebbe essere necessario ridurre o addirittura eliminare R3.
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Taratura:
Va fatta disinserendo il fusibile FS1, per evitare l’intervento inopinato del triac, durante la fase di taratura.
a) Si regola P1 fino al punto in cui LN1 da accesa si spegne;
b) con voltmetro elettronico si misura la tensione su LN1, chiamiamola Vi;
c) poi si misura la tensione di rete Vr.
Considerando di interrompere l’erogazione qualora la sovratensione raggiungesse 240Vac, allora
la tensione da far assumere al partitore Vp ai capi di LN1 sarà:
Vp = (Vr x Vi) : Vmax cioè (220 x Vi) : 240
Il risultato corrisponde alla tensione da impostare su LN1 ruotando P1 fino a fargliela assumere.
Osservazioni.
La resistenza di carico del marchingegno è R5 da 560 Ohm: essa provocherebbe una circolazione di corrente 390 mA, qualora l'innesco del triac avvenisse in fase con la semionda di rete, e quindi essa dovrebbe essere da 85 W e non da 3 W; il fusibile da 0,3A serve a non fare defungere R5, nel caso di cattivo funzionamento del circuito.
Tale resistenza non defunge perchè l'intervento del marchingegno è progressivo con l'entità della tensione di sovraccarico: infatti il sopraggiungere di una sovratensione maggiore di 240 V non provoca la conduzione "totale e a valanga del Triac", perchè l'innesco non avviene in fase con la semionda della tensione di rete, ma in ritardato e quindi il passaggio di corrente è limitato e, come si è detto, sono sufficienti 30 mA al distacco del salvavita; in questo caso, allora, la potenza dissipata dalla resistenza R5 è di circa un Watt.
LN1 non è una normale lampadina spia da 220 V, perché ha tensione di innesco è di circa 60/70V; la si può ottenere privando una comune lampada spia al neon (220 V) della resistenza posta in serie, comunque in commercio dovrebbero trovarsi come richiesto dallo schema.
Per concludere la solita raccomandazione di legge: state operando su di un circuito sottoposto alla tensione di rete (220Vac) pertanto siate cauti, non intraprendete il lavoro se siete in lite con la ragazza, se questioni di stato vi perturbano la mente, se temete che qualcuno vi faccia: " bauh" alle spalle, se tremate dal freddo, siate prudenti fino all’esasperazione, poiché una distrazione o una leggerezza da parte vostra può procurarvi conseguenze spiacevoli assai.
Come dico ai miei figli, le leggi moderne non mi permettono di obbligarvi, ma soltanto di persuadervi, se ne sono capace; ma nessuna legge mi può imporre di essere capace a persuadervi, ed infatti siamo ridotti a fare il processo alle intenzioni o a discutere, all'infinito, sul sesso degli angeli senza approdare a nulla.
Mentre con una o due "frustate" (una sola volta e mai più), punizione sostanziale, anzicchè formale come il rimprovero, vi insegerei "ipso facto"a riconoscere i vostri errori ed a correggerli e... sarebbe solamente per il vostro bene.
Va fatta disinserendo il fusibile FS1, per evitare l’intervento inopinato del triac, durante la fase di taratura.
a) Si regola P1 fino al punto in cui LN1 da accesa si spegne;
b) con voltmetro elettronico si misura la tensione su LN1, chiamiamola Vi;
c) poi si misura la tensione di rete Vr.
Considerando di interrompere l’erogazione qualora la sovratensione raggiungesse 240Vac, allora
la tensione da far assumere al partitore Vp ai capi di LN1 sarà:
Vp = (Vr x Vi) : Vmax cioè (220 x Vi) : 240
Il risultato corrisponde alla tensione da impostare su LN1 ruotando P1 fino a fargliela assumere.
Osservazioni.
La resistenza di carico del marchingegno è R5 da 560 Ohm: essa provocherebbe una circolazione di corrente 390 mA, qualora l'innesco del triac avvenisse in fase con la semionda di rete, e quindi essa dovrebbe essere da 85 W e non da 3 W; il fusibile da 0,3A serve a non fare defungere R5, nel caso di cattivo funzionamento del circuito.
Tale resistenza non defunge perchè l'intervento del marchingegno è progressivo con l'entità della tensione di sovraccarico: infatti il sopraggiungere di una sovratensione maggiore di 240 V non provoca la conduzione "totale e a valanga del Triac", perchè l'innesco non avviene in fase con la semionda della tensione di rete, ma in ritardato e quindi il passaggio di corrente è limitato e, come si è detto, sono sufficienti 30 mA al distacco del salvavita; in questo caso, allora, la potenza dissipata dalla resistenza R5 è di circa un Watt.
LN1 non è una normale lampadina spia da 220 V, perché ha tensione di innesco è di circa 60/70V; la si può ottenere privando una comune lampada spia al neon (220 V) della resistenza posta in serie, comunque in commercio dovrebbero trovarsi come richiesto dallo schema.
Per concludere la solita raccomandazione di legge: state operando su di un circuito sottoposto alla tensione di rete (220Vac) pertanto siate cauti, non intraprendete il lavoro se siete in lite con la ragazza, se questioni di stato vi perturbano la mente, se temete che qualcuno vi faccia: " bauh" alle spalle, se tremate dal freddo, siate prudenti fino all’esasperazione, poiché una distrazione o una leggerezza da parte vostra può procurarvi conseguenze spiacevoli assai.
Come dico ai miei figli, le leggi moderne non mi permettono di obbligarvi, ma soltanto di persuadervi, se ne sono capace; ma nessuna legge mi può imporre di essere capace a persuadervi, ed infatti siamo ridotti a fare il processo alle intenzioni o a discutere, all'infinito, sul sesso degli angeli senza approdare a nulla.
Mentre con una o due "frustate" (una sola volta e mai più), punizione sostanziale, anzicchè formale come il rimprovero, vi insegerei "ipso facto"a riconoscere i vostri errori ed a correggerli e... sarebbe solamente per il vostro bene.