給普通220V交流電源插座加裝上2個電子元器件,便可制成新穎實用的家用電器過壓保護插座。
這種插座具有防雷電、防錯相(220V供電突然升高為380V)及電壓異常偏高的功能,可保護各種500W以內的家用電器免遭過電壓損壞。
同樣,這種插座在學校、機關等推廣使用,可有效保護各種交流用電設備免遭雷電和過電壓的襲擊。
一、工作原理
過壓保護插座的電路如圖1所示。
其中F為普通保險管,RV為壓敏電阻器,XS為家用電器電源插座。保險管F串聯接入電源插座XS的回路,起過電流保護作用;壓敏電阻器RV并聯接在電源插座XS的兩端,起過電壓保護作用。
保險管F與壓敏電阻器RV兩者的作用結合起來,便構成了完善而合理的過電壓保護功能。
當電網電壓正常時,電源插座XS兩端的供電電壓有效值不會超過250V,其峰值電壓不會超過350V。
由于壓敏電阻器RV的標稱電壓值為390V,所以RV呈現出高電阻,它相當于一只小容量的電容器,不會影響線路及家用電器的正常工作。
一旦電網因故障錯相而引入380V高電壓時,其峰值電壓高達537V,壓敏電阻器RV迅速變成電阻極小的導電體,產生瞬間高達幾十安培甚至幾百安培的強大電流,使保險管F因過電流而很快熔斷,從而切斷了電源插座XS的供電電源,保護了所接家用電器不因過電壓而損壞。
可見,電網電壓異常升高時,壓敏電阻器RV形成強電流通路促使保險管F很快熔斷;而保險管F以犧牲自身,換取了家用電器的安全,同時也防止了持續強電流燒毀壓敏電阻器RV。
另外,當電網中傳來雷電(峰值電壓一般超過千伏特)、襲來各種浪涌電流時,由于它們的瞬間電壓遠遠超過390V,所以均會被壓敏電阻器RV有效吸收,從而不會對插座XS內所接的家用電器產生過電壓危害和強脈沖干擾等。
二、元器件選擇
RV選用標稱電壓(也稱壓敏電壓)為390V、峰值電流≥1kA的普通氧化鋅壓敏電阻器,常見型號有MYG390-1kA、MY21-390/1和MYL-1-390V等,其外形及圖形、文字符號表示如圖2所示。
壓敏電阻器是利用半導體材料的非線性特性原理制作而成的一種敏感電阻器,當外加電壓達到其臨界值時,壓敏電阻器的阻值會急劇變小。壓敏電阻器主要用于過電壓保護、抑制浪涌電流等電路。
F用帶機裝式管座的BGXP-3A型(250V、3A)普通保險管,以便在使用中隨時更換熔斷后的保險管。如果采用快速熔斷保險管(注意:啟動電流很大的感性或容性電氣設備不適合采用),則保護效果更佳。
XS為市售普通220V交流電源插座,它既可以是雙孔或三孔壁式電源插座,也可以是多孔、多功能可移動式電源插座。
三、制作與使用
這種過壓保護插座制作非常簡單,只需將保險管F及壓敏電阻器RV按照圖1所示,裝接到電源插座的底座腔內空閑位置處即成。
但應注意,在家中現有的壁式電源插座內裝接時,一定要事先斷開交流220V的總電源開關,切不可帶電操作!
可按照圖3所示在壁式電源插座面板的上方用電鉆打一φ12mm的圓孔,將保險管座安裝上去,以便隨時更換保險管。在多孔、多功能可移動式電源插座內裝接時,由于大多數這類電源插座已帶有保險管,所以不必另外再加裝保險管,只需將壓敏電阻器RV并聯接在插座內插孔的兩供電端即可。
裝配成的過壓保護插座,只要元器件選擇正確、接線無誤,不需任何調試便可投入使用。它的使用方法和要求與普通電源插座基本一致,不同處是有時需要更換因過電壓而熔斷的同規格保險管。