Apsaugos nuo įtampos pagrindai Elektros trumpojo jungimo prevencija

Elektros trumpasis jungimas yra dažniausia atsitiktinių gaisrų namuose, komerciniuose ir pramoniniuose pastatuose priežastis. Tai atsitinka, kai elektros grandinėje vyksta nenormalios sąlygos, pvz., Per didelę srovę, izoliacijos gedimus, žmonių kontaktus, viršįtampius ir kt. Šiame straipsnyje aptariami kai kurie trumpojo jungimo gaisro ir viršįtampio prevencijos metodai.

Elektros trumpojo jungimo prevencija

Tinkamos elektros jungtys

100% trumpojo jungimo kilusio gaisro priežastis yra menkos žinios apie elektriką ar jo nerūpestingumas. Dauguma elektrikų mokosi tapę pagalbininku patyrusiam žmogui ir jiems labai trūksta pagrindinės elektros idėjos.

lydusis saugiklis

Buitinėje 3 fazių laidų tiekimo vietoje elektrikai vietoj 3 MCB derinių naudoja 4 MCB derinį, vadinamą TPN. Tai yra pagrindinė gaisro, kilusio dėl elektros problemų, priežastis. Taigi niekada neleiskite neutraliajam pereiti per jungiklį.

Na, priežastis, kodėl 3 MCB tipai yra geriausi, paaiškinta toliau. TPN (trys poliai ir neutralus) 3 yra MCB, kurie gali įjungti viršijant nominalią srovę, o ketvirtasis yra tik neutralios jungiklis. Tai nejaučia jokios srovės. Dėl kokių nors priežasčių tarkime, kad neutralus atjungiamas namo gale TPN, mažiau apkrautoje fazėje įtampa gali padidėti iki 50% pliuso ar daugiau. Tai reiškia, kad vienos fazės apkrova būtų apie 350 voltų, palyginti su 220 voltų. Daugelis prietaisų netrukus degs ir gali užsidegti tokie daiktai kaip vamzdžio žibintas su geležiniu droseliu. Įsivaizduokite, kad tos akimirkos nėra namuose, o šalia yra drabužių spinta! Tai yra viena iš pagrindinių gaisro išsiveržimo priežasčių. Taip pat yra ir su 3 MCB, jei neutralus atsilaisvina. Taigi būkite labai atsargūs ir įsitikinkite, kad neutralus nei per eina per jungiklį a trifazis montavimas taip pat neleisti neutraliam tapti laisvam.

Apskaičiuokime matematiškai. Viena lempa yra 100 vatų vienoje fazėje iki neutralios, o kita - 10 vatų, sujungta iš kitos fazės su neutralia. Tarkime, kad jie abu gauna 220 RMS iš 3 fazių subalansuoto tiekimo. Dabar atjunkime neutralią. Taigi abi lempos yra nuosekliai tarp etapų, t. Y. Susiduria su 220 X √3 = 381 voltų įtampa. Dabar apskaičiuokite įtampos kritimą kiekvienoje lempoje, kai viena varža yra 484, kita - 4840. Dabar aš = 381 / (484 + 4840) arba I = 381/5324 arba I = 0,071. Dabar V, su kuriuo susiduria 100 vatų lempa = IR = 34 voltai, o V, su kuriuo susiduria 10 vatų lempa = 340 voltų. Aš neatsižvelgiau į lempos atsparumą šalčiui, kuris yra 10 kartų mažesnis nei atsparumas karščiui (tai reiškia, kad šviečia). Jei į tai atsižvelgiama, 10 vatų lempa suges per kelias sekundes.

Apsauga nuo trumpojo jungimo įterptosios sistemos maitinimo šaltinyje

Dažnai pastebima, kad maitinant naujai sumontuotą grandinę, pats maitinimo blokas sukelia tam tikrus gedimus dėl trumpojo jungimo. Žemiau sukurta grandinė pašalina šią problemą, izoliuodama įdėtą sekciją su kitomis pagalbinėmis sekcijomis. Taigi, jei gedimas yra tame skyriuje, įterptoji dalis lieka nepakeista. Įterptoji dalis, kurią sudaro mikrovaldiklis, iš A ima 5 voltų galią, o likusi grandinė - iš B.

Kai kurie ampermetrai, voltmetrai ir mygtuko jungiklis naudojami grandinėje, norint rasti bandymo grandinės rezultatą imituojant. Realiuoju laiku tokie skaitikliai nereikalingi. Q1 yra pagrindinis įjungimo tranzistorius į pagalbines sekcijas nuo B. Apkrova rodoma kaip 100R apkrova, o bandymo jungiklis mygtuko pavidalu naudojamas grandinės veikimui tikrinti. Transistoriai BD140 arba SK100 ir BC547 naudojami iš pagrindinio 5 V maitinimo šaltinio išgauti maždaug 5 V B antrinę išvestį.

Kai yra 5 V nuolatinės srovės išėjimas iš reguliatoriaus IC 7805, tranzistorius BC547 veda per rezistorius R1 ir R3 bei LED1. Dėl to tranzistorius SK100 atlieka laidą, o B gnybtuose atsiranda trumpojo jungimo apsaugota 5 V nuolatinė išvestis. Žalias šviesos diodas (D2) šviečia rodydamas tą patį, o raudonas šviesos diodas (D1) lieka nedegęs, nes abiejuose jo galuose yra ta pati įtampa. Trumpam B terminalams, BC547 nutrūksta dėl pagrindo įžeminimo. Dėl to SK100 taip pat yra atskirtas. Taigi trumpojo jungimo metu žalias šviesos diodas (D2) išsijungia ir šviečia raudonas šviesos diodas (D1). Kondensatoriai C2 ir C3, esantys pagrindinėje 5 V išėjime, sugeria įtampos svyravimus, atsirandančius dėl trumpojo jungimo B, užtikrinant, kad A netrikdytų. Grandinės konstrukcija pagrįsta žemiau pateiktu ryšiu: RB = (HFE X Vs) / (1,3 X IL) kur, RB = SK100 ir BC547 tranzistorių bazinės varžos, HFE = 200, SK100 ir 350, BC547, perjungimo įtampa Vs = 5V 1,3 = saugos koeficientas IL = tranzistorių kolektoriaus-emiterio srovė. PCB ir uždėkite į tinkamą spintelę. Prijunkite spintelės priekiniame skydelyje esančius gnybtus A ir B. Taip pat prijunkite maitinimo laidą, kad maitintumėte 230 V kintamą įtampą prie transformatoriaus. Prijunkite D1 ir D2, kad būtų rodoma vizualiai.

Trumpojo jungimo indikatorius kartu su reguliuojamu maitinimo šaltiniu

Reguliuojamas maitinimo šaltinis yra svarbiausias daugelio elektroninių prietaisų, kuriems reikalingas nuolatinis nuolatinės srovės maitinimas, veikimo reikalavimas. Tokioms sistemoms, kaip nešiojamas kompiuteris, mobilusis telefonas ar kompiuteris, reikalingas reguliuojamas nuolatinės srovės maitinimas, kad maitintų jo grandines. Vienas iš nuolatinės srovės maitinimo būdų yra akumuliatoriaus naudojimas. Tačiau pagrindinis apribojimas yra ribotas akumuliatoriaus veikimo laikas. Kitas būdas yra kintamosios srovės keitiklio naudojimas.
Paprastai kintamosios ir nuolatinės srovės keitiklį sudaro lygintuvo sekcija, kurią sudaro diodai ir kuria pulsuojantį nuolatinės srovės signalą. Šis pulsuojantis nuolatinės srovės signalas filtruojamas naudojant kondensatorių, kad pašalintų bangas, o tada šis filtruojamas signalas reguliuojamas naudojant bet kurį reguliatoriaus IC.

Suprojektuota 12 voltų maitinimo grandinė su trumpojo jungimo indikacija. Čia yra 12 voltų darbo stendo maitinimo šaltinis, skirtas išbandyti prototipus. Jis duoda gerai reguliuojamą 12 voltų nuolatinę srovę daugumos grandinių maitinimui ir duonos lentos surinkimui. Taip pat pridedama trumpojo jungimo indikacijos papildoma grandinė, kad būtų nustatytas prototipo trumpasis jungimas, jei toks yra. Tai padeda nedelsiant išjungti maitinimo šaltinį, kad būtų išsaugoti komponentai.

Jame yra šie komponentai:

• 500mA transformatorius, skirtas kintamosios srovės įtampai sumažinti.
• 7812 reguliatoriaus IC, užtikrinantis 12 V reguliuojamą išėjimą.
• Trumposios jungties signalizatorius.
• 3 diodai - 2, sudarantys visos bangos lygintuvo dalį, ir vienas, skirtas riboti srovę per rezistorių.
• Du tranzistoriai srovei tiekti.

14-0-14, 500 milijardų transformatorius naudojamas 230 voltų kintamajai srovei nutraukti. Diodai D1 ir D2 yra lygintuvai, o C1 yra lyginamasis kondensatorius, kad nuolatinės srovės bangavimas nebūtų laisvas. IC1 yra 7812 teigiamos įtampos reguliatorius, suteikiantis 12 voltų reguliuojamą išėjimą. Kondensatoriai C2 ir C3 sumažina pereinamuosius energijos šaltinius. Iš IC1 išėjimo bus galima naudoti 12 voltų reguliuojamą nuolatinę srovę. Trumpojo jungimo indikatorius pastatytas naudojant du NPN tranzistorius T1 ir T2 su garsiniu signalu, diodu ir dviem rezistoriais R1 ir R2.

Normaliai veikiant, kintamosios srovės signalas mažinamas naudojant transformatorių. Diodai ištaiso kintamosios srovės signalą, t. Y. Sukuria pulsuojantį nuolatinės srovės signalą, kurį filtruoja kondensatorius C1, kad pašalintų filtrus, ir šis filtruojamas signalas reguliuojamas naudojant LM7812. Kai srovė praeina per grandinę, tranzistorius T2 savo pagrinde gauna pakankamai įtampos, kad būtų galima įjungti, o tranzistorius T1 yra prijungtas prie įžeminimo potencialo, todėl jis yra išjungtas, o garsinis signalas išjungtas. . Kai išėjime yra trumpasis jungimas, diodas pradeda vykdyti srovę per R2 lašus ir T2 išsijungia. Tai leidžia T1 valdyti, o garsinis signalas pypsi, taip nurodydamas trumpojo jungimo atsiradimą.

2. Apsauga nuo viršįtampio

Per didelė įtampa dėl viršįtampių ar apšvietimo sukelia izoliacijos gedimą, o tai savo ruožtu sukelia sunkias pasekmes.

2 apsaugos nuo viršįtampio būdai

• Imantis prevencinių priemonių statant pastatus ir elektros instaliacijas. Tai daroma įsitikinus, kad skirtingos įtampos elektros prietaisai yra atskirai. Atskiras fazes taip pat galima suskirstyti pagal jų funkcionalumą, kad būtų išvengta fazių pertraukimo.
• Naudojant apsaugos nuo viršįtampio komponentus ar grandines: šios grandinės paprastai užgesina per įtampos , t. y. sukelti trumpąjį jungimą, kol jis pasiekia elektros prietaisus. Jie turėtų greitai reaguoti ir turėti didelę srovės pajėgumą.

Viršįtampio apsauga

Per didelė įtampa yra ypač aukšta įtampa, kuri paprastai viršija nustatytą elektros ir elektroninių prietaisų įtampą ir gali visiškai sutrikdyti prietaiso izoliaciją (nuo žemės ar kitų įtampą nešančių komponentų) ir taip sugadinti prietaisus. Šios per didelės įtampos atsiranda dėl tokių veiksnių kaip žaibas, elektros iškrova, trumpalaikis ir netinkamas perjungimas. Norėdami tai kontroliuoti, dažnai reikalinga apsaugos nuo viršįtampio grandinė.

Suprojektuoti paprastą apsaugos nuo įtampos grandinę

Čia yra paprasta viršįtampio apsauga grandinė, nutraukianti apkrovos galią, jei įtampa padidėja virš nustatyto lygio. Maitinimas bus atkurtas tik tada, kai įtampa nukris iki įprasto lygio. Ši grandinė naudojama įtampos stabilizatoriuose kaip apsauga nuo perkrovos.

Grandinėje naudojami šie komponentai:

• Reguliuojamas maitinimo šaltinis, kurį sudaro 0–9 V įtampos transformatorius, diodas D1 ir lyginamasis kondensatorius.
• „Zener“ diodas, skirtas valdyti relės tvarkyklę.

Sistemos veikimas

Bet koks transformatoriaus pirminio įtampos padidėjimas (didėjant tinklo įtampai) taip pat atspindės atitinkamą įtampos padidėjimą jo antriniame. Šis principas naudojamas grandinėje, kad įjungtų relę. Kai transformatoriaus pirminio įėjimo įtampa (apie 230 voltų), „Zener“ bus neveikianti (nustatyta VR1), o relė bus išjungta. Apkrova gaus maitinimą per bendrus ir NC relės kontaktus. Šioje būsenoje šviesos diodas bus išjungtas.

Padidėjus įtampai, „Zener“ diodas vadovauja ir relė bus įjungta. Tai nutraukia apkrovos maitinimą. Šviesos diodas rodo relės įjungimo būseną. Kondensatorius C1 veikia kaip buferis T1 pagrinde, kad T1 veiktų sklandžiai, kad būtų išvengta relės spragtelėjimo jos įjungimo / išjungimo metu.

Apkrova yra prijungta per „Common“ ir „NC“ (paprastai prijungtas) relės kontaktus, kaip parodyta diagramoje. Neutralus turėtų eiti tiesiai į apkrovą.

Prieš prijungdami apkrovą, lėtai sureguliuokite VR1, kol šviesos diodas tiesiog išsijungs darant prielaidą, kad linijos įtampa yra tarp 220–230 voltų. Jei reikia, patikrinkite tinklo įtampą naudodami kintamosios įtampos matuoklį. Grandinė yra paruošta naudoti. Dabar prijunkite apkrovą. Padidėjus įtampai, „Zener“ valdys ir įjungs relę. Kai linijų įtampa taps normali, vėl apkrova gaus galią.

Toliau aptariama kita apsaugos nuo viršįtampio grandinė, kuri taip pat apsaugo elektrines apkrovas nuo viršįtampių įtampos.

Kartais taip atsitinka, kad stendo maitinimo šaltinis nebėra valdomas dėl defekto ir visada pavojingai šaudo. Taigi bet kokia su tuo susijusi apkrova negali būti sugadinta per trumpą laiką. Ši grandinė visiškai apsaugo tą situaciją. MOSFET yra nuosekliai su apkrova. Jo vartai gauna pavarą, todėl kanalizacija ir šaltinis lieka laidūs tol, kol IC1 nustatyta įtampa ties 1 kaiščiu yra žemesnė už vidinę atskaitos įtampą. Esant didesnei įtampai, įtampa IC1 kaištyje Nr. 1 yra didesnė už etaloninę įtampą ir tai išjungia MOSFET, atimant jo vartų pavarą, kad kanalizacija ir šaltinis būtų kaip atidaryti, atjungtų maitinimą apkrovos grandinėje.

Įspėjamieji elektros tiekimo gedimo grandinėje požymiai

Nors yra maitinimo šaltinis, grandinės bandymui naudojamas jungiklis, kuris maitina transformatorių. Q1 neveikia, nes jo pagrindas ir spinduolis yra vienodi per D1 ir D2 potencialą iš DC, kurį sukuria tilto lygintuvas. Tuo metu kondensatoriai C1 ir C2 įkraunami į taip gautą nuolatinės srovės įtampą. Nors tiekimas nepavyksta, C1 tiekia emiterio srovę į Q1 pagrindą per R1. Dėl to kondensatorius C1 išsikrauna per Q1 spinduolio kolektorių, kuris veikia per garsinį signalą. Taigi kiekvieną kartą sugedus pagrindiniam maitinimo šaltiniui, kol C1 visiškai išsikrauna, sklinda trumpas garsas.