Индикатор трехфазного напряжения своими руками

Индикаторы фазового провода своими руками

Индикатор с неоновой лампочкой

В наиболее распространенном и часто встречающимся исполнении, индикатор фазы представляет собой прибор, выполненный в виде обычной отвертки (рис.1). Внутри ручки расположена сигнальная лампочка. На одном конце прибора находится металлическое жало, а на другом – шунтовой контакт.

Рис.1. Индикаторная отвертка с неоновой лампой

Работает индикатор фазы очень просто. Жало прибора необходимо соединить с оголенным участком провода. Пальцем руки нужно дотронуться до шунтового контакта прибора. В этом случае, если исследуемый провод оказывается фазовым, в ручке индикатора загорается сигнальная лампочка. Если провод нулевой фазы, или заземления, то индикатор не зажигается.

Рассмотрим несколько вариантов определения.

Принципиальная схема индикатора на неоновой лампе представлена на рис.2. Обычно в состав индикатора входят:

• Последовательно включенные щуп-жало отвертки;
• Ограничитель тока (резистор R1 сопротивлением 0,47 – 1Мом с малой емкостью между подводящими электродами, например, типа ВС-0,5; МЛТ-1,0; МЛТ-2,0);
• Неоновая лампа HL1;

При однополярном подключении отвертки к токонесущему фазовому проводнику и касании пальцем сенсорной площадки неоновая лампа засветится, сигнализируя о наличии сетевого напряжения. Напряжение, которое можно контролировать подобным индикатором, составляет 90 – 380 В при частоте 50 Гц.

Рис.2. Принципиальная схема индикатора на неоновой лампе

В качестве индикатора может быть использован светодиод, который является одним из самых привлекательных индикаторов сетевого напряжения: он малогабаритен; он потребляет небольшую мощность при достаточно ярком свечении.

Индикатор со светодиодом и релаксационным генератором импульсов

Эти генераторы импульсов работают по принципу накопления энергии на конденсаторе (с малым током утечки и рабочим напряжением, превышающим напряжение пробоя порогового элемента) и кратковременного сброса энергии на светодиод. Частота вспышек вспышек светодиода при напряжении сети 220 в близка к 3 Гц.

Требования к пороговому элементу:

• Малые токи утечки при напряжении ниже пробивного;
• Малое сопротивление при пробое.

Таким требованиям отвечают лавинные транзисторы, которые должны быть включены инверсно. На рис.3 приведена схема индикатора «фазы», выполнена на основе релаксационного генератора на лавинном транзисторе типа КТ101КТ1Г структуры n-p-n (либо КТ162КТ1 структуры p-n-p).

Рис.3. Схема индикатора фазового провода с сенсором на плече выпрямительного моста, выполненного на основе релаксационных генераторов на лавинных транзисторах

Схема такого индикатора содержит ограничитель тока, выпрямитель, выполненной по мостовой схеме, и собственно релаксационный генератор импульсов. При увеличении емкости конденсатора с малой утечкой яркость вспышек повышается со снижением частоты вспышек.

Минимальное напряжение, которое позволяют обнаружить подобные индикаторы, составляет 45 В. В случае с неоновой лампочкой — не менее 70 В.

При необходимости чувствительность индикаторов легко «загрубить» включением высокоомных делителей напряжения, не инверсным включением лавинных транзисторов, подключением стабилитронов и их цепочек и другими методами.

Индикатор со светодиодом и токоограничительными (гасящими) элементами

При использовании светодиода в качестве индикатора сетевого напряжения следует помнить, что работать он будет не с постоянным, а с переменным током при амплитудном значении напряжения около 310 В, поэтому необходимо: ограничить ток через светодиод до максимально допустимого; защитить светодиод от обратного напряжения.

Приведенные ниже схемы пригодны для использования практически любых светодиодов, работающих в диапазоне видимого света. Предпочтение все же отдается ярким светодиодам с рассеянным излучением (в порядке возрастания силы света): АЛ307КМ (красный), АЛ307ЖМ (желтый); АЛ307НМ (зеленый).

Диод в обоих вариантах должен быть рассчитан на выпрямленный ток не менее 20 мА.

Рис.4. Схема индикатора сетевого напряжения с токоограничительными резисторами

Схема с токоограничительным резистором показана на рис.4. Резисторы R1 и R2 – ограничители тока через светодиод HL1, который в данном случае выбран равным 10 мА. Вместо двух резисторов мощностью по 1 Вт можно установить один на 2 Вт, но сопротивлением 30 кОм.

Диод VD1 ограничивает обратное напряжение, приложенное к светодиоду, на уровне около 1 В. Он может быть едва ли не любым кремниевым, лишь бы был способен пропускать выпрямленный ток более 10 мА. Но предпочтение следует отдать миниатюрным диодам серий КД102-КД104 либо другим малогабаритным, скажем, серий КД105, КД106, КД520, КД522.

Другой вариант включения светодиода показан на рис.5. Здесь токоограничивающим элементом является конденсатор С1. Желательно использовать малогабаритный пленочный металлизированный конденсатор типа К73-17 либо бумажный, рассчитанный на работу при переменном токе и с номинальным напряжением не менее 400 В. При зарядке самого конденсатора ток через него ограничивает резистор R1.

Рис.5. Схема индикатора сетевого напряжения с токоограничительным конденсатором

Источник

Как сделать фазоуказатель своими руками

Хороший, качественный измерительный инструмент под рукой — эталон быстрой работы. Конечно, также необходимо иметь с собой инструменты, с помощью которого можно производить ремонт, но определение проблемы — это уже 80 % её решений. В статье описан последовательный монтаж указателя фазы своими руками. Потребуется только точно следовать инструкциям, иметь необходимые материалы и запастись толикой терпения.

Что такое фазоуказатель

Немного теории: указатель фазы — это измерительный прибор, показывающий чередование фаз трёхфазного напряжения и тока. Следует сразу развеять надежды молодых электриков и развеять миф, что с помощью фазоуказателя можно определить где именно какая фаза находится. Аксиома: данный прибор показывает только чередование фаз.

• Электромеханические приборы для определения угла фазировки. Массивные устройства, в состав которых входят асинхронные двигатели и индикаторные диски. Фазометр подобного типа также позволяет определить отсутствие одной фазы, но не указывает какой именно.
• На неоновых лампах. Здесь уже не используются громоздкие асинхронные двигатели, так как работа устройства основана на батареях или отдельных конденсаторах. Основные индикаторы в таких приборах — неоновые лампы.
• Электронный. Самый точный и одновременно самый дорогой прибор, принципом работы которого основан на сравнении синусоид на линии.

Существует большое количество таких приборов, выпускаемых различными производителями. Наиболее распространённые и чаще всего применяемые в работе модели: ФУ-2, ЭИ5001, VC-805, и конечно надёжный, проверенный временем И-517, который даже входил в ЗИП многих армейских дизельных электростанций. Но сейчас можно найти на рынке и вполне солидные и надёжные указатель фазы от китайских представителей.

Также существуют и более дорогие современные фазоуказатели от известных мировых производителей электронной техники, таких как Eltes или Mastech.

Современные фазоуказатели чаще сочетают в себе ещё и функцию индикатора напряжения, поэтому являются многофункциональными.

Когда действительно необходимо фазоуказатель

Определители угла опережения фаз в большом количестве занимают полки электротехнических магазинов, как отечественные, так и зарубежные модели. Но как определить тот самый угол опережения и зачем он вообще нужен, знают немногие электрики.

Хороший, качественный фазоуказатель необходим при поиске чередования фаз для того, чтобы обеспечить вращении электродвигателя в правильную сторону. Например, при включении водяного насоса в скважине, который может как транспортировать её наверх, так и бесполезно вращать лопасти крыльчатки, закреплённые на электродвигателе, и потреблять при этом лишнюю электроэнергию.

Ещё один хороший пример, которым определяется важность фазоуказателя как прибора: подключение индукционного счётчика. Если перепутать фазы, то после монтажа счётчик продолжит вращать диск даже при отключённой нагрузке. При такой работе прибора пользователя ждут дополнительные расходы, которые можно исключить, сделав качественный фазоуказатель своими руками.

Достаточно двух неправильно подключённых фаз, чтобы наблюдать такой эффект, а определение угла чередования фаз возможно только с помощью фазоуказателя. Без данного прибора правильно подключить электродвигатель невозможно, разве что методом «тыка», что не очень хорошо — можно спалить изделие.

Последовательность изготовления простого фазоуказателя

Внимание! Самостоятельное изготовление схем здесь и далее крайне опасно для жизни, так как может привести к поражению высоким напряжением, поэтому такое изготовление может быть выполнено только людьми, имеющими специальное образование и допуски!

Существует схема простого указателя фазы, с которым можно работать в трёхфазной промышленной сети, не боясь поражения электрическим током или повреждения прибора. Схема представлена ниже:

Для работы потребуются следующие элементы:

• 3 соединительные клеммы, выполненные по типу «крокодилы».
• 2 резистора сопротивлением 10 кОм и 18 кОм.
• Диод типа КД105В. Допускается замена элемента на диод из серии КД209.
• Тиристор типа Т112-25-10 (25А 1000В). Допускается замена элемента на VS-25TTS12-M3 (25А 1200В).
• Лампа накаливания, напряжением 26 В и силой тока 0.12 А.
• Небольшой отрезок провода сечением 1 мм² для внутреннего монтажа схемы.
• 3 отрезка провода сечением 1.5 мм² такой длины, чтобы хватило для комфортного измерения фаз своими руками.
• Пластиковый корпус.

Последовательность монтажа электрической цепи фазоуказателя своими руками:

1. Выполнить соединение элементов диода, тиристора, двух резисторов и лампы накаливания с помощью пайки согласно приведённой выше схеме.
2. Закрепить спаянные детали в пластиковом корпусе. Можно использовать эпоксидный клей, но только не на самих элементах, которые при работе могут нагреваться.
3. Тонким сверлом просверлить в корпусе 3 отверстия и запустить в них 3 одинаковых отрезка провода сечением 1.5 мм² — это будут измерительные щупы. Закрепить провода с помощью эпоксидки — так как проводники в изоляции, то чрезмерный нагрев здесь не страшен.
4. На концах измерительных щупов закрепить крокодилы. Для большей надёжности их можно пропаять.
5. В верхней крышке пластикового корпуса просверлить или вырезать отверстие под патрон для сигнальной лампы. Патрон надёжно закрепить с внутренней стороны корпуса с помощью эпоксидного клея.
6. Закрепить верхнюю крышку корпуса четырьмя небольшими саморезами.
7. Проверка прибора на линии, в которой фазы расположены заведомо правильно.

Данный фазоуказатель имеет существенное преимущество в сравнении с дорогими промышленными моделями — простоту. Стоимость всех элементов (с учётом расходных материалов), необходимых для сборки, очень низкая и по карману не ударит. Собрать и спаять такую схему сможет любой электрик-новичок, даже впервые взявший в руки паяльник.

Принцип работы приборы очень прост: сфазированные линии включат лампу на корпусе прибора. Правильное чередование — лампа светится ярко, неправильное — очень тускло или не светится вообще. Корпус прибора можно выбрать самый простой, но только из изоляционного пластика или любого другого материала, не пропускающего электрический ток.

Более сложный фазоуказатель своими руками

Для электриков, желающих использовать более сложные приборы в трёхфазной цепи, существует ещё одна схема:

Как видно из представленной схемы, здесь потребуется большее количество элементов, да и сборка посложнее. Но при правильном монтаже, на выходе обеспечен качественный и надёжный фазоуказатель, к тому же полностью сделанный своими руками.

Необходимые для работы элементы:

• Светодиод HB5d-448ABC-A — с зелёным светом. Допускается замена светодиодом типа АЛ307.
• Светодиод HB5d-434FY-C — с жёлтым светом. Допускается замена светодиодом типа АЛ307.
• 2 диода КД209А. Допускается замена элементов диодами КД209Б или КД209В.
• 2 резистора сопротивлением 47 кОм каждый. Мощностная характеристика незначительна, но лучше брать резисторы, рассчитанные на 0.125 Вт.
• Оптрон симисторный МОС3063. Допускается замена элемента оптроном МОС3062, МОС3082, МОС3083.
• Небольшой отрезок провода сечением 1 мм² для внутреннего монтажа схемы.
• 3 отрезка провода сечением 1.5 мм².
• Небольшая макетная плата.
• Пластиковый корпус.

Очерёдность монтажа фазоуказателя практически ничем не отличается от предыдущего прибора, изготовленного своими руками. Только увеличилось количество элементов на схеме.

Последовательность проверки фазировки данным измерительным прибором:

1. Определить нулевой провод в линии, в которой будет проводиться поиск чередования фаз. Чаще всего это нулевая шина, но может быть и отдельная шина заземления. Можно воспользоваться индикаторной отвёрткой.
2. Измерительный щуп «N» с помощью крокодила зацепить за нулевую шину линии.
3. Измерительный щуп «А» с помощью крокодила зацепить за любую из фаз. Загоревшийся жёлтый светодиод покажет наличие напряжение.
4. Острым измерительным щупом «B» коснуться фазы, идущей следом за той, на которую закреплён крокодил щупа «А». Для определения фазировки на проводе под напряжением лучше всего использовать именно острый щуп, а не крокодил.
5. Если угол чередования фаз составляет 120 градусов, то должен загореться зелёный светодиод. Если светодиод не загорелся, то щупом «B» необходимо коснуться третьего рабочего провода.

Помимо своей простоты, данный прибор необычайно точен и позволяет за несколько минут определить фазирование в линии. Изготовив такой фазоуказатель самостоятельно, пользователь получает не только экономию средств, но и экономию личного времени при последующих измерениях чередования фаз.

Сложный фазоуказатель

Если же сборка фазоуказателя стала вызовом для начинающего электрика, то можно, используя приведённую ниже схему, смонтировать устройство, для работы которого не требуется подключение к нулевому проводнику в сети. Сразу следует уточнить, что изготовление подобного прибора будет под силу только определённому кругу специалистов, здесь требуется навык работы с паяльником и монтажными платами.

Схема достаточно тяжёлая, но на ней есть все необходимые номинальные значения элементов, следует только сделать несколько полезных в работе замечаний:

• Микросхему К561ЛП2 допускается заменять на CD4030BE.
• Вместо триггера К561ТМ3 используйте CD4042BE.
• Транзисторы КТ3107А заменяются на аналогичные по своему действию модели КТ3107 или КТ361.
• В схеме используются диоды моделей КД105В, КД105Г, КД209Б.
• В качестве светодиодов можно использовать любые модели, главное, чтобы был соответствующий цвет свечения.

• Необычайно точная сборка, которая даёт быстрый результат при определении фазировки.
• Проверка угла между фазами занимает несколько секунд.
• Не требуется подключение к «нулевой» шине.
• При правильном монтаже прибор долговечен и совершенно безопасен.

К сожалению, есть и некоторые недостатки данного прибора, собранного своими руками. Во-первых, схема достаточно сложна и скорее всего правильно смонтировать её начинающему электрику будет очень трудно. Во-вторых, стоимость всех элементов может быть достаточно высокой и дешевле приобрести промышленный прибор.

Подводя итоги

Прибор для измерения угла в трёхфазной цепи — это необходимый для каждого электрика измерительный инструмент, который должен быть всегда под рукой. Самостоятельно собранное устройство сэкономит не только средства, но и личное время в будущем. Конечно, всегда остаётся вариант покупки изделия в магазине электронной техники или измерительных приборов, но намного полезнее для себя как для специалиста попробовать собрать подобное устройство самостоятельно.

Видео по теме

Источник