Основи на защита от пренапрежение | Предотвратяване на електрическо късо съединение

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Електрическото късо съединение е най-честата причина за случайни пожари в битови, търговски и промишлени сгради. Това се случва, когато в електрическата верига възникнат ненормални условия като пренапрежение, повреда на изолацията, човешки контакти, пренапрежения и т.н. В тази статия се обсъждат някои от методите за предотвратяване на пожар и късо съединение.

Предотвратяване на електрическо късо съединение

Правилни електрически връзки

100% от възникналия от късо съединение пожар се дължи на слабо познаване на електротехника или неговото невнимание. Повечето от електротехниците се учат, като станат помощник на опитен и им липсва силно получаване на основната електрическа идея.




предпазител

предпазител

В домашно приложение за захранване с 3 фази 4, електротехниците използват комбинацията 4 MCB, наречена TPN, вместо комбинация 3 MCB. Това е основната причина за пожар, произтичащ от електрически проблеми. Така че никога не позволявайте на неутрала да премине през превключвател.



Е, причината защо 3 MCB тип е най-добрият е обяснена по-долу. За TPN (три полюса плюс неутрален) 3 са MCB, които могат да се изключат при превишаване на номиналния ток, а четвъртият е само превключвател за неутрален. Не усеща никакъв ток. По някаква причина, да предположим, че неутралната се изключва в края на къщата в TPN, фазата, която е по-малко натоварена, може да изпита напрежение до 50% плюс или повече. Това означава, че еднофазното натоварване ще бъде около 350 волта срещу 220 волта. Много джаджи ще изгорят за нула време и предмети като тръбна лампа с железен дросел могат да се запалят. Представете си, че през този миг човек не е у дома и наблизо има гардероб! Това е една от основните причини за пожар. Същата е ситуацията и с 3 MCB, ако неутралът се разхлаби. Така че бъдете много внимателни, за да сте сигурни, че неутралата нито преминава през превключвател в a трифазна инсталация нито позволявайте на неутрала да се разхлаби.

3-фазен

Нека математически изчислим. Една лампа е 100 вата в една фаза към неутрална и друга 10 вата, свързана от друга фаза към неутрална. Да предположим, че и двамата ще получат 220 RMS от трифазно балансирано захранване. Сега нека изключим неутралната. Така че двете лампи са последователно междуфазни до фаза, т.е. изправени пред напрежение 220 X √3 = 381 волта. Сега изчислете спада на напрежението на всяка лампа, докато едното съпротивление е 484, а другото е 4840. Сега I = 381 / (484 + 4840) или I = 381/5324 или I = 0.071. Сега V, изправена от лампата от 100 вата = IR = 34 волта, и V, изправена от лампата от 10 вата = 340 волта. Не съм взел предвид студоустойчивостта на лампата, която е 10 пъти по-малка от горещата устойчивост (т.е. докато свети). Ако това се вземе предвид, 10-ватовата лампа ще откаже за секунди.

Защита от късо съединение във вградено захранване на системата

Често се вижда, че докато захранва новосглобена верига, самата секция за захранване развива някаква неизправност, вероятно поради някакво късо съединение. Схемата, разработена по-долу, елиминира този проблем, като изолира вградената секция към тази на другите спомагателни секции. По този начин, ако повредата се крие в тази секция, вградената секция остава незасегната. Вградената секция, състояща се от микроконтролер, отвежда 5 волта от A, докато останалата част от веригата черпи от B.


Схема за защита на късо съединение

Някои амперметри, волтомери и превключвател с бутон се използват във веригата за намиране на резултата в тестова верига при симулация. В реално време такива измервателни уреди не са необходими. Q1 е основният захранващ превключващ транзистор към спомагателните секции от Б. Натоварването е показано като товар 100R и се използва тестов превключвател под формата на бутон за проверка на функционирането на веригата. Транзисторът BD140 или SK100 и BC547 се използват за извеждане на вторичния изход от около 5V B от основното 5V захранване А.

Когато е наличен 5V DC изход от регулатор IC 7805, транзисторът BC547 провежда през резистори R1 и R3 и LED1. В резултат на това транзисторът SK100 провежда и защитени от късо съединение 5V DC изход се появява през клемите B. Зеленият светодиод (D2) свети, за да показва същото, докато червеният светодиод (D1) остава изключен поради наличието на едно и също напрежение в двата му края. Когато терминалите B са къси, BC547 се отрязва поради заземяването на основата му. В резултат на това SK100 също е отрязан. Така по време на късо съединение зеленият светодиод (D2) се изключва и червеният светодиод (D1) свети. Кондензатори C2 и C3 през главния 5V изход A абсорбират колебанията на напрежението, възникващи поради късо съединение в B, осигурявайки без смущения A. Дизайнът на веригата се основава на връзката, дадена по-долу: RB = (HFE X Vs) / (1.3 X IL) където, RB = Базови съпротивления на транзистори от SK100 и BC547 HFE = 200 за SK100 и 350 за BC547 Комутационно напрежение Vs = 5V 1.3 = Коефициент на безопасност IL = Колектор-емитер ток на транзистори Съберете веригата на общо- PCB и ги затворете в подходящ шкаф. Свържете клемите A и B на предния панел на шкафа. Също така свържете захранващия кабел, за да захранвате 230V AC към трансформатора. Свържете D1 и D2 за визуална индикация.

Индикатор за късо съединение заедно с регулирано захранване

Регулираното захранване е най-важното изискване за работата на много електронни уреди, които се нуждаят от постоянно захранване с постоянен ток за своята работа. Системи като лаптоп или мобилен телефон или компютър изискват регулирано захранване с постоянен ток, за да захранват своите вериги. Един от начините за осигуряване на DC захранване е използването на батерия. Основното ограничение обаче е ограниченото време на живот на батерията. Друг начин е използването на AC-DC конвертор.
Обикновено AC-DC преобразувателят се състои от изправителна секция, която се състои от диоди и произвежда пулсиращ DC сигнал. Този пулсиращ DC сигнал се филтрира с помощта на кондензатор за отстраняване на вълните и след това този филтриран сигнал се регулира с помощта на която и да е регулаторна IC.

IC-7812Проектирана е 12-волтова верига за захранване с индикация за късо съединение. Ето 12-волтово захранване на работен стенд за тестване на прототипите. Той дава добре регулирани 12 волта постоянен ток за захранване на по-голямата част от веригите, а също и за монтажната платка. Добавена е и допълнителна верига за индикация за късо съединение, за да се открие късото съединение в прототипа, ако има такова. Това помага незабавно да изключите захранването, за да запазите компонентите.

Съдържа следните компоненти:

  • Трансформатор 500mA за понижаване на променливото напрежение.
  • IC с регулатор 7812, осигуряващ 12V регулиран изход.
  • Звуков сигнал, показващ късо съединение.
  • 3 диода - 2, образуващи част от изправител с пълна вълна и един за ограничаване на тока през резистора.
  • Два транзистора за подаване на ток към зумера.

Регулирано захранване-с

Трансформатор 14-0-14, 500 мили ампера се използва за понижаване на 230 волта AC. Диодите D1 и D2 са токоизправители, а C1 е изглаждащият кондензатор, за да се освободи DC пулсацията. IC1 е регулаторът на положителното напрежение 7812, за да даде 12 волта регулиран изход. Кондензаторите C2 и C3 намаляват преходните процеси в захранването. От изхода на IC1 ще бъдат на разположение 12 волта, регулирани DC. Индикаторът за късо съединение е изграден с помощта на два NPN транзистора T1 и T2 със зумер, диод и два резистора R1 и R2.

При нормална работа променливият сигнал намалява с помощта на трансформатора. Диодите коригират променливия сигнал, т.е. произвеждат пулсиращ постоянен сигнал, който се филтрира от кондензатора С1 за отстраняване на филтрите и този филтриран сигнал се регулира с помощта на LM7812. Тъй като токът преминава през веригата, транзисторът Т2 получава достатъчно напрежение в основата си, за да бъде включен и транзисторът Т1 е свързан към потенциала на земята и следователно е в изключено състояние и зумерът е изключен. . Когато има късо съединение на изхода, диодът започва да провежда тока през R2 пада и T2 се изключва. Това позволява на T1 да провежда и зумерът издава звуков сигнал, като по този начин показва появата на късо съединение.

2. Защита от пренапрежение

Пренапрежението поради пренапрежение или изсветляване причинява повреда на изолацията, което от своя страна води до тежки последици.

2 начина за защита от пренапрежение

  • Чрез предприемане на превантивни мерки по време на строителството на сгради и електрически инсталации. Това се прави, като се уверите, че електрическите уреди с различни номинални напрежения са поставени отделно. Отделните фази могат също да бъдат разделени според тяхната функционалност, за да се избегне прекъсване на фазите.
  • Чрез използване на компоненти или вериги за защита от пренапрежение: Тези вериги обикновено гасят над напреженията , т.е. причинете късо съединение на тях, преди да стигне до електрическите уреди. Те трябва да имат бърза реакция и висока токоносимост.

Протектор срещу пренапрежение

Протектор срещу пренапрежение

Пренапреженията са изключително високи напрежения, които обикновено са над предписаните номинални стойности на напрежението на електрическите и електронните устройства и могат да причинят пълно нарушаване на изолацията на устройството (от земя или други компоненти, носещи напрежение) и по този начин да повредят устройствата. Тези пренапрежения възникват поради фактори като мълния, електрически разряд, преходни и неизправни превключвания. За да се контролира това, често е необходима схема за защита от пренапрежение.

Проектиране на проста верига за защита от напрежение

Ето един прост протектор срещу пренапрежение верига, която прекъсва мощността на товара, ако напрежението се увеличи над предварително зададеното ниво. Мощността ще бъде възстановена само ако напрежението падне до нормалното ниво. Този тип верига се използва в стабилизатори на напрежението като защита от претоварване.

Схемата използва следните компоненти:

  • Регулирано захранване, състоящо се от понижаващ трансформатор 0-9V, диод D1 и изглаждащ кондензатор.
  • Ценеров диод за управление на релейния драйвер.

Работа на системата

Всяко увеличение на напрежението в първичната част на трансформатора (с увеличаване на мрежовото напрежение) ще се отрази като съответно увеличение на напрежението и в неговия вторичен. Този принцип се използва във веригата за задействане на релето. Когато входното напрежение към първичната част на трансформатора (около 230 волта), Zener ще бъде извън проводимостта (както е зададено от VR1) и релето ще бъде в обезсилено състояние. Товарът ще получи мощност чрез общите и NC контактите на релето. В това състояние светодиодът няма да свети.

Когато напрежението се увеличи, ценеровият диод провежда и релето ще се активира. Това прекъсва захранването на товара. LED показва състоянието на активиране на релето. Кондензаторът С1 действа като буфер в основата на Т1 за безпроблемната работа на Т1, за да предотврати щракването на релето по време на неговото активиране / деактивиране.

Защита от пренапрежение

Натоварването се свързва чрез общия и NC (нормално свързан) контакти на релето, както е показано на диаграмата. Неутрално трябва да отиде директно към товара.

Преди да свържете товара, бавно регулирайте VR1, докато светодиодът просто се изключи, приемайки, че напрежението на линиите е между 220-230 волта. Ако е необходимо, проверете напрежението в мрежата с помощта на AC волт метър. Веригата е готова за употреба. Сега свържете товара. Когато напрежението се увеличи, Zener ще проведе и задейства релето. Когато напрежението на линията се нормализира, отново натоварването ще получи мощност.

Друга схема за защита от пренапрежение е обсъдена по-долу, която също така защитава електрическите товари от пренапрежения.

Схема на защита от пренапрежение

Понякога се случва така, че изходът на захранващото устройство на стенда вече не се контролира поради дефект и неизменно изстрелва опасно. По този начин всеки товар, свързан с това, ще се повреди за нула време. Тази схема осигурява пълна защита на тази ситуация. MOSFET е в последователност с товара. Неговата порта задвижва, като винаги води до изтичане и източник, за да останат в проводимост, докато зададеното напрежение IC1 на щифт 1 е под вътрешното референтно напрежение. В случай на по-високо напрежение напрежението на щифт №1 на IC1 е над референтното напрежение и това изключва MOSFET, лишавайки задвижването на затвора, за да доведе до отваряне на дренажа и източника, за да се изключи захранването на веригата на товара.

Предупредителни признаци за неизправност на захранването във верига

Схема на неизправност на захранването

Докато е налично мрежово захранване, за тестване на веригата се използва превключвател за захранване на трансформатора. Q1 не работи, тъй като неговата основа и излъчвател имат същия потенциал чрез D1 и D2 от постояннотока, разработен от мостовия токоизправител. По това време кондензаторът C1 и C2 се зарежда до така полученото напрежение на постоянен ток. Докато захранването се проваля, C1 подава емитерния ток към основата на Q1 до R1. Това води до кондензатор C1, който се разрежда през Q1 емитерния колектор, провеждащ през зумера. По този начин се генерира кратък звук всеки път, когато основното захранване откаже, докато C1 се разреди напълно.