Grunnleggende om beskyttelse mot overspenning | Elektrisk kortslutningsforebygging

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





En elektrisk kortslutning er den vanligste årsaken til utilsiktet brann i husholdnings-, kommersielle og industrielle bygninger. Det oppstår når de unormale forholdene finner sted i den elektriske kretsen som overstrøm, isolasjonsfeil, menneskelige kontakter, overspenninger etc. I denne artikkelen diskuteres noen av kortslutningsbrann- og overspenningsmetodene.

Elektrisk kortslutningsforebygging

Riktig elektrisk tilkobling

100% av elektrisk kortslutningsbrann skyldes dårlig kunnskap om elektriker eller hans uforsiktighet. De fleste elektrikere lærer ved å bli en hjelper til en erfaren og mangler tungt å få den grunnleggende elektriske ideen.




lunte

lunte

I en innenlandsk applikasjon for 3-faset 4-ledningsforsyning bruker elektrikere 4 MCB-kombinasjonen kalt TPN i stedet for 3 MCB-kombinasjon. Det er grunnårsaken til brann som skyldes elektriske problemer. Så la ikke nøytral passere gjennom en bryter.



Årsaken til at 3 MCB-typen er den beste er forklart nedenfor. For TPN (tre poler pluss nøytral) er 3 MCB-er som kan trippe på mer enn nominell strøm, og den fjerde er bare en bryter for nøytral. Det fornemmer ikke noen strøm. Av en eller annen grunn antar at nøytral kobles fra ved husenden i TPN, kan fasen som er mindre belastet oppleve en spenningsopptak til 50% pluss eller mer. Dette betyr at enfasebelastningen vil være omtrent 350 volt mot 220 volt. Mange dingser vil brenne på kort tid, og gjenstander som en lysrør med jerndrossel kan ta fyr. Tenk deg, man er ikke hjemme i det øyeblikket, og det er en garderobe i nærheten! Dette er en av de viktigste årsakene til brannutbrudd. Situasjonen er også den samme med en 3 MCB hvis nøytralet løsnes. Så vær veldig forsiktig med å forsikre deg om at den nøytrale verken går gjennom en bryter i en trefaseanlegg og la ikke nøytral løsne.

3-fase

La oss beregne matematisk. En lampe er 100 watt i en fase til nøytral og en annen 10 watt koblet fra en annen fase til nøytral. Anta at begge to får 220 RMS fra en 3-faset balansert forsyning. La oss nå koble fra det nøytrale. Så begge lampene er i serie over fase til fase, dvs. mot en spenning på 220 X √3 = 381 volt. Beregn nå spenningsfallet over hver lampe mens den ene motstanden er 484 og den andre er 4840. Nå er jeg = 381 / (484 + 4840) eller I = 381/5324 eller I = 0,071. Nå står V overfor 100 watt lampe = IR = 34 volt og V står overfor 10 watt lampe = 340 volt. Jeg har ikke tatt i betraktning den kalde motstanden til lampen som er 10 ganger mindre enn den varme motstanden (som betyr mens den lyser). Hvis det tas i betraktning, vil 10 watt-lampen mislykkes på få sekunder.

Kortslutningsbeskyttelse i innebygd strømforsyning

Det er ofte sett at mens strømforsyningen til en nylig montert krets utvikler selve strømforsyningsseksjonen noe feil muligens på grunn av kortslutning. Kretsen som er utviklet nedenfor, eliminerer dette problemet ved å isolere den innebygde seksjonen til den for andre hjelpeseksjoner. Dermed, hvis feilen ligger i den delen, forblir den innebygde delen upåvirket. Den innebygde delen som består av mikrokontroller trekker 5 volt strøm fra A, mens resten av kretsen trekker fra B.


Kortslutningsbeskyttelseskretsdiagram

Noen ammetere, voltmålere og en trykknappbryter brukes i kretsen for å finne resultatet i en testkrets i simulering. I sanntid er bruk av slike målere ikke nødvendig. Q1 er hovedstrømforsyningen til hjelpeseksjonene fra B. Last er vist som en 100R-belastning, og en testbryter i form av en trykknapp brukes for å kontrollere kretsens funksjon. Transistor BD140 eller SK100 og BC547 brukes til å utlede sekundærutgangen på rundt 5V B fra hovedforsyningen A.

Når 5V DC-utgang fra regulator IC 7805 er tilgjengelig, leder transistoren BC547 gjennom motstandene R1 og R3 og LED1. Som et resultat leder transistor SK100 og kortslutningsbeskyttet 5V DC-utgang vises over B-terminaler. Den grønne lysdioden (D2) lyser for å indikere det samme, mens den røde lysdioden (D1) forblir av på grunn av tilstedeværelsen av samme spenning i begge ender. Når B-terminaler er korte, kuttes BC547 på grunn av jording av basen. Som et resultat er også SK100 avskåret. Under kortslutning slås den grønne lysdioden (D2) av og den røde lysdioden (D1) lyser. Kondensatorer C2 og C3 over hovedutgangen 5V A absorberer spenningssvingningene som oppstår på grunn av kortslutning i B, og sørger for forstyrrelsesfri A. Utformingen av kretsen er basert på forholdet nedenfor: RB = (HFE X Vs) / (1.3 X IL) hvor, RB = Basemotstand av transistorer av SK100 og BC547 HFE = 200 for SK100 og 350 for BC547 Bryterspenning Vs = 5V 1.3 = Sikkerhetsfaktor IL = Samler-emitterstrøm for transistorer. Sett kretsen sammen på en generell- formål PCB og lukkes i et passende skap. Koble terminalene A og B på frontpanelet til skapet. Koble også til strømledningen for å mate 230V AC til transformatoren. Koble D1 og D2 for visuell indikasjon.

Kortslutningsindikator sammen med regulert strømforsyning

En regulert strømforsyning er det viktigste kravet for drift av mange elektroniske apparater som trenger en konstant likestrømforsyning for driften. Systemer som en bærbar PC eller en mobiltelefon eller en datamaskin krever en regulert DC-forsyning for å drive kretsene. En av måtene å tilby likestrøm er å bruke et batteri. Den grunnleggende begrensningen er imidlertid den begrensede levetiden på batteriet. En annen måte er å bruke en AC-DC-omformer.
Normalt består en AC-DC-omformer av en likeretterseksjon, som består av dioder og produserer et pulserende DC-signal. Dette pulserende DC-signalet blir filtrert ved hjelp av en kondensator for å fjerne krusninger, og deretter reguleres dette filtrerte signalet ved hjelp av en hvilken som helst regulator IC.

IC-7812En 12 volt strømforsyningskrets med kortslutningsindikasjon er designet. Her er en 12 volt arbeidsbenkstrømforsyning for å teste prototypene. Det gir godt regulert 12 volt DC for å strømme flertallet av kretsene, og også for brødbrettforsamlingen. En tilleggskrets for kortslutningsindikasjon er også inkludert for å oppdage kortslutningen i prototypen, hvis noen. Dette bidrar til å slå av strømforsyningen umiddelbart for å lagre komponentene.

Den inneholder følgende komponenter:

  • En 500mA transformator for å trappe ned vekselstrømmen.
  • En 7812 regulator IC som gir 12V regulert utgang.
  • En summer som indikerer kortslutning.
  • 3 dioder - 2 som utgjør en del av en fullbølge-likeretter og en for å begrense strømmen gjennom motstanden.
  • To transistorer for å levere strøm til summeren.

Regulert-strømforsyning-med

En 14-0-14, 500 milli ampere transformator brukes til å trappe ned 230 volt AC. Dioder D1 og D2 er likerettere og C1 er utjevnende kondensator for å gjøre DC rippelfri. IC1 er den 7812 positive spenningsregulatoren som gir 12 volt regulert utgang. Kondensatorer C2 og C3 reduserer transientene i strømforsyningen. Fra utgangen fra IC1 vil 12 volt regulert DC være tilgjengelig. Kortslutningsindikatoren er bygget ved hjelp av to NPN-transistorer T1 og T2 med en summer, en diode og to motstander R1 og R2.

I normal drift trappes AC-signalet ned ved hjelp av transformatoren. Diodene korrigerer vekselstrømssignalet, dvs. produserer et pulserende likestrømsignal, som filtreres av kondensatoren C1 for å fjerne filtrene, og dette filtrerte signalet reguleres ved bruk av LM7812. Når strømmen går gjennom kretsen, får transistoren T2 nok spenning til å bli slått på, og transistoren T1 er koblet til jordpotensial og er derfor i av-tilstand og summeren er av. . Når det er kortslutning ved utgangen, begynner dioden å lede strømmen gjennom R2, og T2 slås av. Dette gjør at T1 kan lede og summeren piper, og indikerer dermed kortslutningsforekomsten.

2. Overspenningsvern

Overspenning på grunn av overspenning eller lyn forårsaker isolasjonsfeil som igjen fører til alvorlige konsekvenser.

To måter for overspenningsbeskyttelse

  • Ved å ta forebyggende tiltak under bygging av bygninger og elektriske installasjoner. Det gjøres ved å sørge for at elektriske apparater med forskjellige spenningsgrader plasseres separat. De enkelte fasene kan også deles opp etter funksjonalitet for å unngå avbrudd i fasene.
  • Ved å bruke komponenter eller kretser for overspenningsbeskyttelse: Disse kretsene slukker normalt over spenninger , dvs. forårsake kortslutning over dem før den når elektriske apparater. De skal ha rask respons og høy strømkapasitet.

Overspenningsbeskytter

Overspenningsbeskytter

Overspenninger er ekstremt høye spenninger som vanligvis er over de foreskrevne spenningsverdiene for elektriske og elektroniske enheter, og kan forårsake fullstendig forstyrrelse av enhetsisolasjonen (fra jord eller andre spenningsbærende komponenter) og dermed skade enhetene. Disse overspenningene oppstår på grunn av faktorer som lyn, elektrisk utladning, forbigående og feil bytte. For å kontrollere dette er det ofte behov for en overspenningsbeskyttelseskrets.

Designe et enkelt overspenningsbeskyttelseskrets

Her er en enkel overspenningsbeskytter krets som bryter kraften til lasten hvis spenningen øker over det forhåndsinnstilte nivået. Strømmen vil bare gjenopprettes hvis spenningen faller til normalt nivå. Denne typen krets brukes i spenningsstabilisatorer som beskyttelse mot overbelastning.

Kretsen bruker følgende komponenter:

  • En regulert strømforsyning bestående av 0-9V trappetransformator, diode D1 og en utjevnende kondensator.
  • En Zener-diode for å kontrollere relédriveren.

Arbeid av systemet

Enhver spenningsøkning i transformatorens primær (når nettspenningen øker) vil reflektere som en tilsvarende spenningsøkning også i den sekundære. Dette prinsippet brukes i kretsen for å utløse reléet. Når inngangsspenningen til primæren til transformatoren (rundt 230 volt), vil Zener være ute av ledning (som satt av VR1), og reléet vil være i spenningsfri tilstand. Belastningen vil få strøm gjennom felles- og NC-kontaktene til reléet. I denne tilstanden vil LED være av.

Når spenningen øker, leder Zener-dioden og reléet aktiveres. Dette bryter strømforsyningen til lasten. LED viser reléets aktiveringsstatus. Kondensator C1 fungerer som en buffer ved basen av T1 for jevn bearbeiding av T1 for å forhindre releklikking under aktivering / deaktivering.

Over-Voltage-Protector

Lasten er koblet gjennom Common og NC (Normally Connected) kontaktene til reléet som vist i diagrammet. Nøytral skal gå direkte til lasten.

Før du kobler til lasten, må du justere VR1 sakte til LED bare slukker forutsatt at linjespenningen er mellom 220-230 volt. Kontroller om nødvendig nettspenningen med en vekselstrømmåler. Kretsen er klar til bruk. Koble nå lasten. Når spenningen øker, vil Zener lede og aktivere reléet. Når linjespenningen blir normal, vil belastningen igjen få kraft.

En annen krets for overspenningsbeskyttelse er diskutert nedenfor, som også beskytter de elektriske belastningene mot overspenninger.

Overspenningsbeskyttelseskretsdiagram

Noen ganger hender det seg at en benkstrømforsyning ikke lenger er kontrollert på grunn av en feil, og alltid skyter den farlig opp. Dermed vil enhver last som er koblet til det bli skadet på kort tid. Denne kretsen gir fullstendig beskyttelse for den situasjonen. MOSFET er i serie med lasten. Porten får stasjonen som alltid fører til at avløpet og kilden forblir i ledning så lenge IC1-innstillingsspenningen ved pinne 1 er under den interne referansespenningen. Ved høyere spenning er spenningen ved pin nr. 1 på IC1 over referansespenningen, og det slår av MOSFET og frarøver gate-stasjonen for å føre til at avløpet og kilden er åpen, for å koble strømmen til belastningskretsen.

Advarselstegn på strømforsyningsfeil i en krets

Strømforsyningsfeilkretsdiagram

Mens strømforsyning er tilgjengelig, brukes en bryter til å gi transformatoren strøm for å teste kretsen. Q1 utfører ikke ettersom basen og emitteren har samme potensial gjennom D1 og D2 fra DC utviklet av broensretteren. Den tiden blir kondensatoren C1 og C2 ladet til likestrøm som er avledet. Mens tilførselen mislykkes, tilfører C1 emitterstrøm til basen av Q1 til og med R1. Dette resulterer i at kondensator C1 blir utladet gjennom Q1-emitterkollektoren som ledes via summeren. En kort lyd genereres således hver gang hovedforsyningen svikter til C1 blir fullstendig utladet.