01.04.21

[Домашняя]

Современные электророзетки, предназначенные для установки в сеть питания 220 В переменного тока, обычно имеют красивый внешний вид, в отличие от невзрачных, но безопасных и надежных бытовых электророзеток советского образца. Однако современные электророзетки имеют низкую надежность и такую же низкую безопасность, поскольку изготавливаются из термопластичных воспламеняемых материалов. В то же время неуклонно растет мощность и количество используемых в быту электроприборов, что при несоблюдении элементарных правил эксплуатации мощной бытовой электротехники может привести к серьезным неприятностям. В судебной практике известны случаи, когда судья присудил обвиняемому штраф и компенсацию убытков зато, что тот включил в одну электророзетку компьютер и много-много компьютерной периферии, что, по мнению судьи, привело к пожару. Комизм ситуации был в там, что ориентировочная мощность всех включенных через разветвители сети электроприборов не превышала 300...500 Вт. Современные же домохозяйки нередко умудряются одновременно включить в одну кухонную электророзетку электрочайник, микроволновку, обогреватель и стиральную машину, суммарная потребляемая мощность которых может превысить 8 кВт, что соответствует потребляемому току около 36 А. Редкая бытовая электророзетка, способна выдержать такую нагрузку даже непродолжительное время. Поскольку в одну электророзетку обычно можно включить не более одного-двух потребителей электроэнергии, обычно пользуются всевозможными «тройниками» и «удлинителями». Современные «тройники» и «удлинители промышленного изготовления, которыми наполнены прилавки магазинов, обычно имеют крайне низкое качество, поэтому оказывается целесообразным самостоятельное изготовление таких изделий, ко­торые окажутся не только значительно надежнее, но и дешевле того, что можно найти в магазинах, торгующих электротоварами. На рис.1 показана принципиальная схема сетевого удлинителя, в котором установлен узел сигнализации подключения к нему мощной нагрузки.

Датчиком тока нагрузки служит самодельное герконовое реле К1, представляющее собой геркон со свободно-разомкнутыми контактами, на баллоне которого установлена катушка из нескольких витков толстого обмоточного провода. Если через обмотку реле течет относительно небольшой ток, например, к удлинителю подключен телевизор, часы, радиоприемник, то создаваемого катушкой К1 магнитного поля недостаточно для замыкания контактов реле К1.1.  Напряжение база-эмиттер VT1 близко к нулю, транзистор закрыт, мигающий светодиод HL1 не светится. Если к удлинителю подключить какой-либо мощный потребитель энергии, например электроутюг, хлебопечку, то магнитного поля катушки реле станет достаточно для замыкания контактов геркона. К1 Л, транзистор VT1 откроется, мигающий светодиод начнет вспыхивать. Маломощные герконы имеют относительное высокое быстродействие, поэтому, что­бы на базу VT1 поступало напряжение постоянного тока, применен RC-фильтр R3C3. Для питания узлов индикации применен бестрансформаторный источник напряжения постоянного тока, реализованный на R1, CI, VD1-VD4. Резистор R2 разряжает конденсатор С1 при отключении удлинителя от сети. Конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, светодиоды НL1, HL2 и стабилитрон VD5 ограничивают рост напряжения на обкладках С2 на уровне 7 В. Дроссель L1 и варисторы RU1, RU2 уменьшают амплитуду помех, как поступающих из сети, так и создаваемые подключенными нагрузками с индуктивной составляющей. Если из-за аварии в электросети напряжение в розетке достигнет 340...400 В, то ток через варисторы резко увеличится, что приведет к перегоранию плавкого предохранителя FU1. Светодиоды HL1, HL2 светят при включении удлинителя в сеть переменного тока 220 В.

Конструкция и детали

Для сборки этого удлинителя можно применить две сдвоенные электророзетки [1]. Их основания скрепляются зеркально с помощью двух винтов М4. Между основаниями по всему их контуру прокладывают слой асбестовой бумаги, стеклоткани или алюминиевой фольги. Это уменьшит вероятность интенсивного возгорания, например, из-за подключения к удлинителю устройства с неисправной электровилкой. Вид на компоновку элементов в корпусе показан на рис. 2.

Узлы выпрямителя и индикации смонтированы на небольшой монтажной плате (рис.3).

Для изготовления герконового реле применен геркон КЭМ-2, на корпусе которого установлена катушка из 9 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,5 мм. Для намотки катушки следует использовать металлическую оправку диаметром 3,2 мм, например хвостовик сверла. С такой катушкой и герконом реле будет срабатывать при токе через катушку около 2,5 А, что соответствует подключению нагрузки мощностью около 550 Вт. Чтобы узел сигнализации срабатывал при подключении более мощной нагрузки, количество витков катушки надо уменьшить. Резистор R1 желательно использовать невозгораемый типа Р1-7 или импортный разрывной. Остальные резисторы любого типа общего применения. Вариаторы FNR-20K431 можно заменить MIG20-431 или другими аналогичными дисковыми с диаметром корпуса менее 20 мм. Каждой такой варистор имеет емкость около 900пФ. При наличии достаточного количества свободного места в корпусе, число параллельно включенных варисторов желательно увеличить до 4-6 шт. Это уменьшит вероятность возгорания и повреждения варисторов при перегрузке. Для параллельного включения применять надо варисторы одного типа из одной партии. Сборку из варисторов необходимо отгородить от других элементов конструкции и корпуса удлинителя чехлом из асбестовой бумаги или стеклоткани (без смолы). В этой конструкции применен плавкий предохранитель длиной 30 мм, для которого подходит держатель типа ДВП-7. Конденсатор С1 применен импортный на рабочее напряжение переменного тока 275 В. Вместо такого конденсатора можно применить отечественный типа К73-17, К73-24 емкостью 0,1...0,15 мкФ на рабочее напряжение 630 В. Этот конденсатор приклеивают к корпусу удлинителя полихлоропреновым клеем «Момент» или «Квинтал». Остальные конденсаторы К50-68 или импортные аналоги. Вместо диодов КД209А можно применить любые из серий КД105, КД243, КД247,1 N4001-1 N4007. Стабилитрон КС139А можно заменить 1N4730A, BZV55C-3V9, TZMC-3V9. Светодиоды КИПД21П-К можно заменить любыми аналогичными непрерывного свечения, например, из серий АЛ307, КИПД40, L-1503. Вместо мигающего светодиода L-56BSRD/B красного цвета свечения подойдет любой аналогичный, например, мигающий «синий» DK5B3SSC (5000 мКд). Вместо транзистора 2SC3199 можно установить любой из серий КТ315, КТ3102, КТ645, SS9014. Вместо резистора R6 можно установить пьезокерамический или электромагнитный излучатель звука со встроенным генератором, например, НРА24АХ. Тогда вспышки светодиода будут сопровождаться тональным сигналом. Вид готового изделия показан на фото в начале статьи. Все сильноточные соединения должны быть выпол­нены монтажным проводом в ПВХ изоляции с сечением по меди не менее 1,5 мм.

Электрик №9 2010 стр. 58