Подавляющее большинство бытовых электроприборов не имеют защитного заземления. Международный стандарт требует установки дополнительной клеммы заземления в сетевых вилках и розетках, но даже их наличие не обеспечивает безопасность при пользовании электроприбором.

Использования в качестве заземляющей линии нулевой провод категорически запрещено, так как обрыв линии может привести к появлению на нулевом проводе сетевого напряжения.
Предохранители электросети и автоматические защитные устройства могут и не сработать при небольшом токе утечки, но достаточном для поражения человека: к примеру автоматы в электрощитах срабатывают от тока выше пяти ампер, а поражающий ток для человека составляет одну десятую ампера.

В бытовых розетках нет разграничения между фазой и нулём.
Эксплуатация бытовых электроприборов без заземления во влажных и токопроводящих помещениях категорически запрещено, ввиду возможного поражения электротоком.
Повреждения изоляции подводящей электропроводки или внутренние замыкания электросети на корпус прибора грозит замыканием линии и её возгоранием.
Избежать электротравм поможет автоматическое устройство, которое отключит неисправный электроприбор раньше чем сработает защита сети, как только на корпусе появится напряжение утечки.

Блок схема устройства защиты от тока утечки состоит:
1. Транзисторный триггер
2. Тиристорное релейное устройство
3. Трансформаторы тока утечки
4. Выпрямитель питания устройства
5. Светодиодная сигнализация сети и включения
6. Стабилизатор питающего напряжения

Защитное устройство электрически не связано с нагрузкой и выполнено как переходник.
Работа устройства основана на контроле тока в цепях питания нагрузки.

Напряжение на обмотках трансформатора Т1,Т2, созданное протекающим током нагрузки электроприбора, алгебраически суммируется и при одинаковых уровнях равно нулю. Превышение тока в одной из цепей (утечка) питания нагрузки создаёт разность магнитных полей и напряжение разности токов поступает на триггер электронного устройства.

Конденсатор С2 на входе выпрямительного моста VD1 устраняет возможные срабатывания схемы устройства от помех сети питания нагрузки.
Выпрямленное напряжение с моста VD1 через подстроечный резистор R1 поступает на базу транзистора VT1 транзисторного триггера.
Усиленное транзистором VT1 напряжение рассогласования в триггерном режиме переключит транзистор VT1 в открытое состояние, а транзистор VT2 в закрытое состояние.
Резистор R3 позволяет установить чувствительность триггера на транзисторах VT1,VT2 в зависимости от их характеристик усиления.
Тиристор VS1 откроется и включит реле К1, которое контактами К1.1 разомкнёт цепь питания нагрузки.

Используя режим работы тиристора в цепях постоянного тока, блокировку после подачи напряжения управления - оставляет нагрузку в отключенном состоянии. После выявления пробоя или утечки на корпус электроприбора, устройство включают повторно.

Стабилизированная схема питания устройства защиты от тока утечки состоит из силового трансформатора Т3, с вторичным напряжением 12 Вольт 0,1Ампер, выпрямительного моста VD3,сглаживающего конденсатора С3,С6 и аналогового стабилизатора на микросхеме DA1.
Индикация включения устройства выполнена на светодиоде красного свечения HL1.

Регулировку схемы устройства заключается в установке чувствительности транзисторного триггера.
При отключенном от схемы трансформаторов Т1,Т2 установить резистор R3 в положение предопределяющее включение реле К1,то есть чтобы оно сработало и вернуть движок резистора в режим отключения триггера.
Эпюры режима переключений можно отследить по включению светодиода HL2, свечение его указывает на включенное состояние нагрузки, потухание - что нагрузка отключена (аварийное состояние).

Концы обмоток трансформаторов Т1,Т2 соединить последовательно так, чтобы при подключении нагрузки (временно в виде настольной лампы) переменное напряжении на конденсаторе С2 было равно нулю. Создав искусственную утечку, подав переменное напряжение величиной 1-5 вольт через ограничивающий резистор 100 Ом, от любого сетевого трансформатора с напряжением 5-12 вольт проследить отключение нагрузки. Трансформаторы Т1,Т2 при этом отключать не следует.

Наименование

Замена

Примечание

Стабилизатор

Транзистор

Транзистор

Тиристор

Резистор подстр.

Диод. мост

Резисторы

Трансформатор

РЭС 47,РЭС59

Трансформаторы тока Т1,Т2 представляю собой ферритовые кольца 2000НМ- диаметр 18 мм, с намотанными обмотками 96 витков ПЭЛ -2 диаметром 0,1 мм, токовые провода питания электроприбора пропущены через внутреннее отверстие ферритового кольца.

Для защиты потребителей мощностью более 200 ватт нагрузку электроприбора следует подключить через пускатель нулевой или первой величины, катушку пускателя запитать от сети через нормально - замкнутые контакты реле К1(1-2).

Монтажная схема устройства защиты от тока утечки собирается в пластмассовую коробку БП-1 с розеткой для подключения нагрузки электроприбора, светодиоды выносятся на внешнюю панель корпуса, трансформаторы тока Т1,Т2 закреплены навесом.

В.КОНОВАЛОВ, лаборатория "Автоматика и связь", г.Иркутск.
Подавляющее большинство бытовых электроприборов не имеют защитного заземления. Международный стандарт требует наличия дополнительного контакта заземления в сетевых вилках и розетках, но даже с ним не обеспечивается полная безопасность при пользовании электроприборами. А использовать в качестве заземляющей линии нулевой провод сети категорически запрещено, так как обрыв линии может привести к появлению на нулевом проводе сетевого напряжения!

Кроме того, сетевые предохранители и автоматические защитные устройства могут не сработать при небольшом токе утечки, возникающем при касании человеком фазного провода сети, но этого тока вполне достаточно для поражения человека (например, автоматы в электрощитах срабатывают от тока свыше 5 А, а поражающий ток для человека составляет 0,1 А).
Избежать электротравм поможет предлагаемое автоматическое устройство, которое отключит неисправный электроприбор, как только на его корпусе появится напряжение утечки, т.е. раньше, чем сработает защита сети. Защитное устройство электрически не связано с нагрузкой и выполнено как переходник.


Блок-схема устройства защиты (рис.1) содержит:
- транзисторный триггер;
- тиристорное релейное устройство;
- трансформаторы тока;
- стабилизированный источник для питания устройства;
- светодиодную сигнализацию. Работа устройства основана на контроле тока в цепях питания нагрузки. Напряжения на обмотках трансформаторов тока Т1 и Т2, пропорциональные протекающему току нагрузки, алгебраически суммируются, и их сумма при отсутствии утечки равна нулю.
Превышение тока в одной из цепей питания нагрузки (утечка) создает разность магнитных полей в трансформаторах, возникает разностное напряжение, которое выпрямляется мостом VD1, сглаживается конденсатором фильтра С4 и поступает на транзисторный триггер VT1, VT2. Конденсатор С2 на
входе выпрямительного моста VD1 устраняет ложные срабатывания устройства от помех в сети.

В исходном состоянии транзистор VT1 закрыт, a VT2 открыт, напряжение на управляющем электроде тиристора VS1 близко к напряжению на его катоде (-Uпит), и он также закрыт. Реле К1 выключено, поэтому через его нормально замкнутые контакты К1.1 и К1.2 сетевое напряжение подается на нагрузку (подключенный электроприбор).
Когда уровень напряжения на базе VT1 превышает пороговый, т.е. ток утечки становится больше заданного, транзистор VT1 открывается, a VT2 закрывается. Напряжение на управляющем электроде тиристора стремится к нулю (анодному потенциалу), тиристор открывается и включает реле. Контакты реле при этом размыкаются и обесточивают нагрузку. Резистор R3 позволяет установить необходимую чувствительность триггера в зависимости от характеристик транзисторов и трансформаторов.
Поскольку в цепи постоянного тока тиристор остается включенным даже после снятия открывающего напряжения с управляющего электрода, устройство осуществляет блокировку и оставляет нагрузку в отключенном состоянии. Для включения нагрузки после выявления причины утечки и ее устранения нужно отключить и повторно включить устройство защиты.
Схема питания устройства защиты состоит из сетевого трансформатора ТЗ (напряжение на вторичной обмотке - 12 В/0,1 А), выпрямительного моста VD3, сглаживающих конденсаторов СЗ, С6 и интегрального стабилизатора на микросхеме DA1. Индикация включения устройства выполнена на светодиоде HL1. Трансформаторы тока Т1 и Т2 выполнены на ферритовых кольцах диаметром 18 мм из феррита 2000НМ. Они содержат обмотки, состоящие из 96 витков провода ПЭЛ-2 Ø0,1 мм. Сетевые провода питания нагрузки пропущены через внутренние отверстия ферритовых колец. Типы используемых элементов и их возможные замены указаны в таблице.


Детали устройства защиты размещены на печатной плате из одностороннего фольгированного
стеклотекстолита.толщиной 1,5 мм и размерами 100x50 мм. Чертеж платы и расположение деталей показаны на рис.2.

Готовая плата устанавливается в пластмассовую монтажную коробку БП-1 с розеткой для подключения нагрузки. Индикаторные светодиоды выносятся на внешнюю панель корпуса, трансформаторы тока закреплены на плате "навесом".
Регулировка устройства заключается в установке чувствительности транзисторного триггера. При отсоединенных от схемы трансформаторах Т1 и Т2 резистор R3 устанавливают в положение, когда включается реле К1, и плавно возвращают движок резистора немного назад, чтобы триггер отключился. Контроль переключения можно отследить по светодиоду HL2: его свечение указывает на включенное состояние нагрузки, потухание - на отключенное (аварийное состояние). Концы обмоток трансформаторов Т1, Т2 соединяют последовательно так, чтобы при подключении нагрузки (например, настольной лампы) переменное напряжение на конденсаторе С2 было равно нулю. Создав искусственную утечку, т.е. подав переменное напряжение величиной 1 ...5 В (с вторичной обмотки любого сетевого трансформатора) через ограничивающий резистор сопротивлением 100 Ом на выпрямитель VD1, прослеживают выключение нагрузки. Трансформаторы Т1, Т2 при этом отключать не следует.
Устройство предназначено для защиты потребителей мощностью не более 200 Вт. Электроприборы большей мощности следует подключить через электомагнитный пускатель, катушку которого запитать от сети через нормально замкнутые контакты реле К1 (К1.1 или К1.2).
РМ 1/2013

Средством защиты от утечек служит специальное устройство защиты оборудования или сокращенно . Устройство вызывает срабатывание защиты, не дает току утечки достигнуть опасного значения и является основным средством защиты человека от поражения электрическим током.

Для комплексной защиты оборудования применяют вместе с . По принятым на сегодняшний момент нормам автоматы УЗО обязательны к установке в сети электроснабжения вне зависимости от назначения этих сетей.

Как работает

УЗО работает по принципу сравнения двух величин токов, которые идут через защитное устройство. В этом случае сравнивается ток на входе устройства и ток на выходе. В случае если эти величины отличаются, то происходит защитное срабатывание прибора.

Для проверки работоспособности прибора служит кнопка тест, при нажатии которой происходит пробное срабатывание по которому можно определить состояние защиты.

Как выбрать и не ошибиться

Независимо от назначения устройства подбираются по следующим параметрам:

  1. Нагрузочная способность. Для прибора важна величина тока, на который рассчитаны его силовые контакты. По номиналу чаще всего используются на 16А, 25А, 32А, 40А, 63А, 80А.
  2. Метод определения утечки. По типу определения утечки делятся на электронные, утечка в которых определяется электронным ключом, и на электромагнитные, значение утечки в которых снимается с магнитного сердечника. Электронные более доступны по цене, но имеют недостатки в работе в виде несрабатывания при пропадании одной из фаз.
  3. Чувствительность к току утечки. Чувствительность определяет способность устройства к срабатыванию. Самые чувствительные приборы на 10 мА тока утечки. Но их применение ограничено количеством потребителей из-за возможных ложных срабатываний и наличия естественных токов утечки.
  4. Тип тока цепи. По типу токов разделяются на срабатывающие от переменного тока и пульсирующего тока.

По количеству подключаемых фаз делятся на двухполюсные и четырехполюсные. Однополюсные для сети 220 В, трехполюсные для 380 В. В домах и частных домовладениях, по причине использования однофазной сети, используют однополюсные УЗО.

Для выбора устройства защиты необходимо определить его назначение. По назначению можно разделить на следующие типы:

  1. Бытовые – это однополюсные УЗО невысокой чувствительности с током нагрузки не более 50 А. Такие требования обусловлены большим количеством бытовых приборов и связанными с этим большими точками естественной утечки. Очень чувствительные будут постоянно ложно срабатывать. Нагрузочный ток в 50 А определяется параметрами счетчиков электроэнергии, устанавливаемыми в жилых помещениях, не превышающим этот номинал.
  2. Для промышленного применения – чувствительные четырехполюсные УЗО с большими номиналами тока. Эти требования обусловлены большими токами потребления промышленным оборудованием, использованием трехфазной сети и повышенными требованиями к его защите по причине его повышенной опасности и большой стоимости.
  3. Специализированные. К специализированным относятся противопожарные типа В. Они обладают высокой чувствительностью не только к утечкам переменного тока, но и к незначительным пульсациям постоянного тока.

 Электронные УЗО более доступны по цене, но имеют недостатки в работе в виде несрабатывания при пропадании одной из фаз

Правила подключения

При подключении УЗО необходимо следовать следующим правилам:

  1. Устройство всегда должно устанавливаться после автоматических выключателей , так как оно не защищено от превышения током максимальных значений;
  2. Автоматические выключатели в цепи должны быть меньшего номинала , так как время срабатывания предохранителей велико и тока может быть достаточно для вывода его из строя;
  3. Защищаемые УЗО линии должны быть подключены к нему , иначе защита не будет срабатывать.
  4. Подключать прибор только по обозначениям производителя , например, категорически нельзя менять вход и выход прибора. Это наверняка вызовет неисправность и дальнейшую его негодность.
  5. Следует проверять надежность всех соединений и исключить вероятное искрение , которое, в свою очередь, может вызвать пожар.
  6. Все соединительные проводники должны быть хорошо изолированы друг от друга, не должны иметь повреждений изоляции, следов окисления. При появлении очагов коррозии, в среде с повышенной влажностью, утечки через окислы будут вызывать постоянные срабатывания защиты. Это может повлечь серьезные неисправности в подключенных потребителях;
  7. Корпусы устанавливаемых элементов не должны иметь видимых повреждений и дефектов.

 При появлении очагов коррозии, в среде с повышенной влажностью, утечки через окислы будут вызывать постоянные срабатывания защиты

Порядок подключения

Важно помнить, что все работы с УЗО в электрощите выполняются при отключенном напряжении. Процесс монтажа можно разбить на 5 шагов:

  1. подготовка распределительного щита;
  2. разметка щита для установки всех элементов электросхемы;
  3. установка счетчика электроэнергии;
  4. установка автоматических выключателей;
  5. монтаж нулевых ;
  6. монтаж УЗО;
  7. подключение потребителей электроэнергии в сеть УЗО.

В процессе монтажа часто встречаются ошибки. Самые распространенные из них:

  1. Неверно выбранные типы элементов. Грубейшая ошибка – номинал входных автоматических выключателей превышает номинал УЗО. Схема в таком виде не только плохо защищает сеть, вызывает ложные срабатывания защиты, но и сама является потенциальным источником аварии;
  2. Установка устройства перед счетчиком. По причине наличия в УЗО немаленького магнитопровода показания счетчика не будут верными и представитель электросбытовой компании не примет такую конструкцию в эксплуатацию;
  3. Несоответствие схеме подключения нейтральных полюсов;
  4. Включение нейтралей по параллельной схеме;
  5. Ошибочное подключение защитного заземления к нейтрали.


Схема подключения «вводной автомат»

В настоящее время, как правило, используются трехпроводные домовые сети с защитным заземлением.

Первым в цепи установлен центральный автоматический выключатель. За ним включен счетчик электроэнергии и только после него идет УЗО. По известным правилам номинал УЗО превышает номиналы автоматических выключателей нагрузки на порядок. При подобной схеме важно обеспечить правильное подключение нулевого и фазного проводов.

  1. наличие только одного дорогостоящего УЗО;
  2. небольшой объем рабочего пространства, который занимает одно устройство.

Недостатком схемы является:

  1. трудности в поиске неисправности проводки;
  2. сложность подбора параметров под имеющихся потребителей.

Недостатки этой схемы устраняются распараллеливанием групп потребителей и установкой дополнительного УЗО.


Подключение к трехфазной сети с заземлением по схеме «отдельный автомат»

Электрическая схема крупного жилого объекта подразумевает наличие разнообразных потребителей энергии. Для таких приборов как мощный холодильник, стиральная машина, духовой шкаф, требуется отдельное УЗО. Это необходимо для защиты конкретного прибора и сохранения работоспособности других, не связанных с ним.

Самой безопасной схемой включения является трехпроводная схема с заземлением, а применив селективное четырехполюсное УЗО становится возможным подключение к трехфазной промышленной сети. При такой схеме обеспечивается и защита от повреждения изоляции цепи и от утечки.

Преимущества схемы «отдельный автомат»:

  1. удобство поиска утечки в цепи, поскольку плечи цепи имеют индивидуальные устройства.
  2. возможность подключать потребители гораздо большей мощности;
  3. эта схема обеспечивает самый высокий уровень защиты.

Недостатки схемы «отдельный автомат»:

  1. высокая цена из-за большого количества блоков;
  2. значительный объем, занимаемый схемой;
  3. невозможность постройки такой цепи без наличия трехфазного питания.

Схема питания от однофазного источника по функционалу практически равна предыдущей схеме. В ней можно отказаться от селективного УЗО и этим сократить стоимость, но нагрузочная способность этой сети будет гораздо меньше.


 Схема подключения УЗО к трехфазной сети

Схема подключения без защитного заземления

Не везде и не всегда сети электроснабжения оборудованы защитным заземлением. Часто в частных домовладениях, построенных уже давно, проводка выполнена без возможности проведения заземления. В таком случае установка УЗО не только желательна, но и необходима для безопасности жильцов.

Как поведет себя устройство без заземления? Для того, чтобы УЗО выполняло свои функции нулевую шину нужно подключить на провод, идущий от силового ввода. В этом случае УЗО будет работать как бы само на себя.

На схеме буква N обозначает нейтральный провод. Поскольку заземление в этой схеме отсутствует, то присваивать это название другой линии некорректно.

В свете рассмотренных данных можно сказать, что никогда не нужно пренебрегать защитой. Несмотря на некоторые трудности, даже в двухпроводной линии, всегда есть возможность установки Устройства Защитного Отключения. Не стоит экономить на безопасности.

  • Применение УЗО в ванной комнате и бане необходимо. По причине повышенной влажности изоляция проводников служит недолго. Отсутствие защиты в цепи питания может быть смертельно опасно.
  • При использовании двухпроводной схемы включения ни в коем случае нельзя устанавливать самодельное устройство заземления. Самодельные системы заземления не связаны со сторонними потребителями. По этой причине никто не знает, какая фаза из трех окажется на вашем нулевом проводе при порыве магистральной линии.

Неприятной ситуации с затоплением своего жилища, а также квартир, расположенных на нижних этажах, можно избежать, установив систему, перекрывающую входные вентили при появлении влаги на полу помещения. Такие устройства, разработанные специально для бытового применения, давно существуют на рынке под обобщающим названием «системы защиты от протечек». Повсеместному распространению этих приборов препятствует их дороговизна, связанная с наличием импортных компонентов и узлов. Защита от протечек, собранная своими руками , лишена этого недостатка и может быть изготовлена из деталей, которые можно найти в любом гараже.

Рассмотрим два типа устройств: механическое и электронное. Первое приспособление очень простое в изготовлении. Второе потребует некоторых знаний электроники и навыков работы с паяльником. Оба устройства неоднократно повторялись домашними умельцами и заслужили славу недорогих и эффективных систем для защиты от протечек воды.

Устройство защиты от протечек воды изобретателя Рудика А.В.

Самодельный механизм, который придумал изобретатель Александр Владимирович Рудик, чем-то напоминает мышеловку. В его конструкцию входит хитро изготовленный металлический корпус, пружина, бумажная лента и тросик, присоединенный к шаровому крану, который закрывает подачу воды. Работает этот механизм следующим образом: при размокании бумажной ленты вследствие попадания на неё влаги, она рвётся и высвобождает натянутую пружину. Сжимаясь, пружина натягивает тросик, который, в свою очередь, перекрывает вентиль.

Механизм Александра Рудика немного похож на мышеловку

Преимуществом такого устройства является то, что вмешательства в водопроводную систему не требуется, так как используются уже смонтированные в ней шаровые краны. К тому же при необходимости ничто не препятствует ручному перекрытию вентилей.

Установка тросика

Устройство защиты от протечек может быть установлено в любом месте: на кухне под мойкой, в ванной или в туалете. Его конструкция позволяет применять два тросика, для одновременного прекращения подачи холодной и горячей воды. При этом механизм не требует никакого обслуживания.

Изготовление механизма защиты от протечек

Для изготовления устройства защиты от протечек, понадобятся:

  • Слесарные тиски;
  • Ножовка по металлу;
  • Дрель;
  • Молоток
  • Пассатижи;
  • Электроточило.

Из материалов следует запастись листовым металлом (лучше оцинкованная или нержавеющая сталь). Также понадобятся: тросик, подходящий деревянный брусок размерами 360х50х30мм, пружина, бумага, шурупы, кнопки канцелярские.

Схема раскроя металлического листа

Основанием механизма служит брусок, край которого срезан по короткой стороне под углом 93°. На нём смонтированы элементы 3, 4, 5, а также пружина и тросик.

В качестве чувствительного датчика используется бумажная полоса, которая крепится к деревянному основанию кнопками.

В качестве сигнализатора используется обычная бумага

Чтобы изготовить элемент №3 можно воспользоваться прочным бруском размерами 150х20х50мм. Вырезанную из листа заготовку изгибают вокруг этого бруска, делают прорези для установки тросика, а затем снимают с деревянного приспособления.

Третий и четвертый элементы конструкции лучше изготовить из нержавеющей стали, так как этот материал имеет более скользкую поверхность. Места, по которым детали необходимо сгибать, показаны на чертеже красными линиями.

В прорези деталей 4a и 4b установите тросик

В прорези деталей 4a и 4b устанавливается тросик. Затем детали 4, 4a, 4b и пружину необходимо соединить снизу винтом.

Регулировка механизма

Изготавливать и регулировать устройство удобно при помощи простого приспособления, имитирующего часть водопровода. Для этого понадобится 20-мм труба с резьбовой частью, на которую нужно установить шаровый кран.

Кронштейн для крепления механизма к трубопроводу

При помощи такого приспособления можно проверить и настроить работу механизма прямо в мастерской. Также труба понадобится при сверлении отверстий в элементах 2 и 2a. Для этого между ними устанавливают трубу и зажимают детали в тисках. При этом следят за тем, чтобы рукоятка крана (элемент 1 и 1a) была в закрытом состоянии, а пазы для троса и элемент 2 совмещают. После этого приступают к сверлению сквозных отверстий элементов 2 и 2a.

Рукоятка крана позволит настроить работу механизма прямо в мастерской

Элемент 5 имеет отверстие под палец (для установки пружины) и отверстие для зацепа. Прокручивая по виткам, деталью 5 можно отрегулировать жёсткость пружины.

Механизм в «заряженном» состоянии

Сила натяжения пружины в рабочем положении должна быть не менее 10кг. Основное условие: усилие, приходящееся на бумажную ленту, должно составлять 1-1,5кг. Чтобы измерить его величину, можно воспользоваться бытовыми пружинными весами («кантером»). При необходимости, величину усилия можно изменить, уменьшив или увеличив угол на коротком торце бруска. Такой же угол должен быть и у элементов 3,4 на участке касания.

Кронштейн пружины с отверстием под палец

Хорошая пружина получается при отрезании необходимого куска от дверной пружины, которые продаются в любом хозмаге. Тросик можно использовать велосипедный, укоротив его до нужной длины.

Для проверки работоспособности собранной системы бумажную ленту смачивают водой. При размокании она должна разорваться и освободить пружинный механизм.

Требования к установке механической системы защиты от протечек

Если механизм сработал, последующую установку бумажной ленты следует производить только после полного удаления влаги с поверхности устройства.

Трос должен иметь длину не больше 2м, при этом следует избегать его многочисленных изгибов (допускается не более одного изгиба под прямым углом).

Крепить кронштейн к трубе необходимо жёстко, поэтому лучше, если напорный трубопровод будет изготовлен из металлических труб.

Так выглядит механизм привода

Шаровой кран должен быть хорошего качества. Сопротивление усилию закрывания и рывки во время поворота его рукоятки не допускаются.

Работа механизма защиты от протечек (видео)

Электронная система противодействия затоплению

Электронная система состоит как минимум из трёх блоков. Это датчик протечки, устанавливаемый на полу помещения, блок управления и исполнительный механизм.

Работает такая система следующим образом: при появлении влаги замыкается цепь между электродами датчика. Это даёт команду блоку управления подать питающее напряжение на электрический привод, который и перекрывает подачу воды. Датчик протечки и блок управления можно изготовить самостоятельно. В качестве исполняющего механизма понадобится электроклапан или шаровый кран с сервоприводом.

Изготовления датчика

Простейший датчик протечки – это два расположенных на некотором удалении друг от друга проводника. Однако, согласитесь, что оголённые провода на полу ванной или туалета будут смотреться как минимум нелепо, а как максимум предоставлять опасность поражения электрическим током. Поэтому можно изготовить датчик, протравив дорожки на печатной плате из фольгированного текстолита, а в качестве корпуса использовать кнопку от дверного звонка.

Использование корпуса дверного звонка в качестве датчика протечки

Работу следует выполнять в следующем порядке:

  • Вырезать плату по размеру кнопки;
  • Методом ЛУТ или с помощью фоторезиста необходимо вытравить на поверхности плат дорожки;
  • Залудить печатные проводники при помощи паяльника;
  • Припаять к проводникам скобы в качестве ножек;
  • Подключить соединительный провод;
  • Установить печатную плату в корпус кнопки звонка.

Схема печатной платы

Саму кнопку при этом демонтировать не нужно, с её помощью можно замыкать линию для проверки работоспособности системы.

Электрическая схема блока управления

Питание системы осуществляется при помощи небольшого аккумулятора напряжением 12В. Главным требованием к источнику питания является его низкий саморазряд. Так как ток, потребляемый схемой в дежурном режиме ничтожно мал, то подзаряжать аккумулятор придется буквально пару раз в год.

Схема управления закрытием шарового крана работает следующим образом. В дежурном режиме тока через датчик нет, транзисторы закрыты, реле обесточено. При появлении воды на базе транзистора VT1 появляется напряжение смещения, вследствие чего транзистор открывается и подаёт питание на базу более мощного транзистора VT2. В свою очередь открытый транзистор VT2 управляет электромагнитным реле, которое подаёт питание на исполняющий механизм.

Пример схемы управления закрытием шарового крана

В электрической схеме можно использовать транзисторы структуры n-p-n с любой маркировкой. Транзистор VT2 должен быть средней мощности. Резисторы R1, R2 – маломощные.

Усовершенствованная электрическая схема показана на следующем рисунке. Она рассчитана на подключение двух мотор-редукторов.

Пример усовершенствованной электрическая схемы

Исполняющий механизм

Конечно же, исполняющий механизм можно собрать самостоятельно, используя для этого подходящий мотор-редуктор и концевые выключатели. Однако проще и надёжнее будет приобрести шаровой кран с сервоприводом заводского изготовления. Приобретая такое устройство, убедитесь в том, что его конструкцией предусмотрены концевые выключатели, размыкающие цепь в крайних положениях.

Конечно, цена этих приборов намного выше пластиковых собратьев, но и надежность их работы не вызывает нареканий.

Исполнительный механизм

После присоединения датчика, блока управления и электрического крана к источнику питания, производят испытание системы. Для этого наливают немного воды на место установки датчика.

Схема:

Разработанное автором много лет назад и описанное в статье "Защита от тока" ("Моделист-конструктор", 1981, № 10, с. 29, 30) защитно-отключающее устройство срабатывало при появлении на незаземленном металлическом корпусе защищаемого прибора напряжения более 24 В относительно земли. Сегодня заземление корпусов приборов стало обязательным и представляется более правильным контролировать ток в заземляющем проводе. В случае нарушения изоляции между корпусом и сетью допустимое значение этого тока (4... 10 мА) будет превышено, что и послужит сигналом к отключению неисправного прибора от сети.

Устройство:
Схема устройства защиты, действующего по такому принципу, показана на рис. 1. Вилку ХР1 вставляют в сетевую розетку, оснащенную заземляющим контактом. К розетке XS1 подключают сетевую трехконтактную вилку защищаемого электроприбора. Электронный узел защитного устройства питается от сети через понижающий трансформатор Т2 и мостовой выпрямитель на диодах VD2-VD5. Напряжение питания микросхемы-таймера DA1 и усилителя на транзисторе VT1 стабилизировано с помощью стабилитрона VD6.

В разрыв провода, соединяющего заземляющие контакты вилки ХР1 и розетки XS1 (цепь РЕ) включена первичная обмотка трансформатора тока Т1. Напряжение, пропорциональное протекающему по ней току, выделяется на резисторе R1 и после выпрямления одно-полупериодным выпрямителем на диоде VD1 через усилитель постоянного тока на транзисторе VT1 поступает на вход S таймера DA1.

Если ток утечки отсутствует, напряжение на коллекторе транзистора и на входе таймера имеет высокий, а на выходе таймера (выв. 3) низкий логический уровень. При увеличении тока утечки сверх допустимого значения высокий уровень напряжения на коллекторе VT1 сменится низким, что разрешит работу таймера DA1. На его выходе появятся импульсы положительной полярности, первый из которых откроет тринистор VS1. Реле К1, разомкнув контакты, отключит нагрузку от сети. Мигание светодиода HL1 покажет, что защита сработала. Частота мигания (1 ...5 Гц) зависит от номиналов резисторов R7, R8 и конденсатора Сб.

После устранения утечки тринистор VS1 останется открытым, а контакты реле К1.1 - разомкнутыми. Для того чтобы подать на нагрузку сетевое напряжение, устройство защиты необходимо возвратить в исходное состояние: выключить на некоторое время, нажав на кнопку SB1, и вновь включить, отпустив ее.

Конденсаторы С1 и С4 устраняют ложные срабатывания от кратковременных помех в сети. Цепь R6C5 предотвращает запуск таймера в результате переходных процессов при включении питания. Цепь R9C8VD7 подавляет коммутационные выбросы напряжения на обмотке реле К1.

Печатная плата:

Печатная плата устройства защиты и расположение деталей на ней изображены на рис. 2.

Детали:
Транзистор КТ3102А можно заменить другим той же серии или серий КТ312, КТ315. Импортные аналоги таймера КР1006ВИ1 - NE555 и многие другие с цифрами 555 в обозначении. Тринистор КУ101Б в рассматриваемом устройстве можно заменить одним из серий КУ201, КУ202.
Реле К1 - РЭС47 исполнения РФ4.500.407-01 (сопротивление обмотки - 160...180 Ом). При мощности нагрузки более 1 кВт ее необходимо коммутировать с помощью реле с более мощными контактами, а установленное на плате реле К1 использовать как промежуточное.
Трансформатор тока Т1 изготовлен из согласующего трансформатора от трансляционного громкоговорителя. Магнитопровод трансформатора - стальной Ш8х10. Обмотка с меньшим числом витков удалена, а на ее место намотаны три витка изолированного провода диаметром около 2 мм - зто первичная обмотка трансформатора тока. Бывшая первичная обмотка согласующего трансформатора теперь становится вторичной. Ее выводы подключают к резистору R1. Трансформатор питания Т2 - любой понижающий с первичной обмоткой на 220 Вис двумя соединенными последовательно вторичными обмотками на 9 В, 100 мА или с одной вторичной на 15...18 В. Значение тока срабатывания защиты должно находиться в интервале 4...10 мА. Этого добиваются подборкой резистора R2, а при необходимости, и изменением числа витков первичной обмотки трансформатора тока Т1. Утечку в 10 мА можно имитировать, включив первичную обмотку трансформатора Т1 в сеть 220 В через резистор 22 кОм мощностью не менее 5 Вт.