Pārsprieguma aizsardzības pamati | Elektrisko īssavienojumu novēršana

Elektriskais īssavienojums ir visizplatītākais nejaušu ugunsgrēku cēlonis sadzīves, tirdzniecības un rūpniecības ēkās. Tas notiek, kad elektriskajā ķēdē notiek patoloģiski apstākļi, piemēram, strāvas pārrāvums, izolācijas kļūmes, cilvēku kontakti, pārspriegumi utt. Šajā rakstā ir aplūkotas dažas īssavienojuma uguns un pārsprieguma novēršanas metodes.

Elektrisko īssavienojumu novēršana

Pareizi elektriskie savienojumi

100% no īssavienojuma izraisīta ugunsgrēka ir sliktu elektriķa zināšanu vai viņa neuzmanības dēļ. Lielākā daļa elektriķu mācās, kļūstot par palīgu pieredzējušam, un viņiem trūkst pamatīgas idejas par elektrību.

drošinātājs

Iekšzemes lietojumā 3 fāzes 4 vadu piegādei elektriķi 3 MCB kombināciju vietā izmanto 4 MCB kombināciju, ko sauc par TPN. Tas ir ugunsgrēka cēlonis, kas rodas no elektriskām problēmām. Tāpēc nekad neļaujiet neitrālam iziet cauri slēdzim.

Labāk, iemesls, kāpēc 3 MCB tips ir vislabākais, ir paskaidrots tālāk. TPN (trīs stabi plus neitrāls) 3 ir MCB, kas var iedarboties, pārsniedzot nominālo strāvu, un ceturtais ir tikai slēdzis neitrālam. Tas nejūt nekādu strāvu. Kādu iemeslu dēļ pieņemsim, ka neitrāls tiek atvienots mājas galā TPN, mazāk noslogotai fāzei sprieguma palielināšanās var būt līdz 50% plus vai vairāk. Tas nozīmē, ka vienfāzes slodze būtu aptuveni 350 volti pret 220 voltiem. Daudzi sīkrīki ātri nedegs, un tādi priekšmeti kā lampiņa ar dzelzs aizrādi var aizdegties. Iedomājieties, ka vienā mirklī nav mājās, un tuvumā ir drēbju skapis! Tas ir viens no galvenajiem ugunsgrēka izcelšanās iemesliem. Situācija ir tāda pati arī ar 3 MCB, ja neitrāls tiek atbrīvots. Tāpēc esiet ļoti uzmanīgs, lai pārliecinātos, ka neitrālais ne caur a trīsfāžu uzstādīšana arī neļaut neitrālajam kļūt vaļīgam.

Ļaujiet mums matemātiski aprēķināt. Viena lampa ir 100 vatu vienā fāzē līdz neitrālai, bet otra lampa ir savienota no citas fāzes ar neitrālu. Pieņemsim, ka abi no tiem iegūst 220 RMS no 3 fāžu līdzsvarotas padeves. Tagad atvienosim neitrālu. Tātad abas lampas atrodas virknē no fāzes uz fāzi, t.i., saskaras ar spriegumu 220 X √3 = 381 volti. Tagad aprēķiniet sprieguma kritumu katrā lukturī, kamēr viena pretestība ir 484, bet otra - 4840. Tagad es = 381 / (484 + 4840) vai I = 381/5324 vai I = 0,071. Tagad V, ar kuru saskaras 100 vatu lampa = IR = 34 volti, un V, ar kuru saskaras 10 vatu lampa, = 340 volti. Es neesmu ņēmis vērā lampas aukstuma pretestību, kas ir 10 reizes mazāka nekā karstuma pretestība (tas nozīmē, ka mirdz). Ja tas tiek ņemts vērā, 10 vatu lampa nedarbosies dažu sekunžu laikā.

Īssavienojuma aizsardzība iegultās sistēmas barošanas avotā

Bieži tiek novērots, ka, barojot tikko samontētu ķēdi, barošanas blokam pašam rodas kāda kļūme, iespējams, īssavienojuma dēļ. Zemāk izstrādātā shēma novērš šo problēmu, izolējot iegulto sekciju ar citām papildu sekcijām. Tādējādi, ja vaina ir šajā sadaļā, iegultā sadaļa netiek ietekmēta. Iegultā daļa, kas sastāv no mikrokontrollera, no A ņem 5 voltu jaudu, bet pārējā ķēde - no B.

Daži ampērmetri, voltmetri un spiedpogas slēdzis tiek izmantoti ķēdē, lai simulācijā atrastu rezultātu testa ķēdē. Reāllaikā šādi skaitītāji nav nepieciešami. Q1 ir galvenais strāvas pārslēgšanas tranzistors uz palīgdaļām no B. Slodze tiek parādīta kā 100R slodze, un ķēdes darbības pārbaudei tiek izmantots testa slēdzis spiedpogas veidā. Transistoru BD140 vai SK100 un BC547 izmanto, lai no galvenā 5 V avota A iegūtu sekundāro izeju aptuveni 5 V B.

Kad ir pieejama 5 V līdzstrāvas izeja no regulatora IC 7805, tranzistors BC547 vada caur rezistoriem R1 un R3 un LED1. Tā rezultātā tranzistors SK100 vada un uz B spailēm parādās īssavienojuma aizsargāta 5 V līdzstrāvas izeja. Zaļā gaismas diode (D2) deg, norādot to pašu, bet sarkanā gaismas diode (D1) paliek izslēgta, jo tā abos galos ir viens un tas pats spriegums. Kad B spailes ir īsas, BC547 nogriežas pamatnes zemējuma dēļ. Tā rezultātā tiek izslēgta arī SK100. Tādējādi īssavienojuma laikā zaļā gaismas diode (D2) izslēdzas un sarkanā gaismas diode (D1) iedegas. Kondensatori C2 un C3 pāri galvenajai 5 V izejai A absorbē sprieguma svārstības, kas rodas īssavienojuma dēļ B, nodrošinot bez traucējumiem A. Ķēdes dizains ir balstīts uz zemāk norādīto attiecību: RB = (HFE X Vs) / (1,3 X IL) kur, RB = SK100 un BC547 tranzistoru bāzes pretestības. HFE = 200 SK100 un 350 - BC547. Pārslēgšanās spriegums Vs = 5V PCB un ievieto piemērotā skapī. Pievienojiet spailes A un B skapja priekšējā panelī. Pievienojiet arī strāvas vadu, lai barotu 230 V maiņstrāvu ar transformatoru. Pievienojiet D1 un D2 vizuālai indikācijai.

Īssavienojuma indikators kopā ar regulētu barošanas avotu

Regulēta barošana ir vissvarīgākā prasība daudzu elektronisko ierīču darbībai, kuru darbībai nepieciešama pastāvīga līdzstrāvas padeve. Tādām sistēmām kā klēpjdators, mobilais tālrunis vai dators ir nepieciešama regulēta līdzstrāvas padeve, lai darbinātu tā shēmas. Viens no veidiem, kā nodrošināt līdzstrāvas padevi, ir akumulatora izmantošana. Tomēr galvenais ierobežojums ir ierobežots akumulatora darbības laiks. Cits veids ir maiņstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāja izmantošana.
Parasti maiņstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājs sastāv no taisngrieža sekcijas, kas sastāv no diodēm un rada pulsējošu līdzstrāvas signālu. Šis pulsējošais līdzstrāvas signāls tiek filtrēts, izmantojot kondensatoru, lai noņemtu viļņus, un pēc tam šo filtrēto signālu regulē, izmantojot jebkuru regulatora IC.

Projektēta 12 voltu barošanas ķēde ar īssavienojuma indikāciju. Šeit ir 12 voltu darba stenda strāvas padeve, lai pārbaudītu prototipus. Tas dod labi regulētu 12 voltu līdzstrāvu lielākajai daļai ķēžu, kā arī maizes dēļu montāžai. Ir iekļauta arī īssavienojuma indikācijas pievienotā shēma, lai noteiktu īssavienojumu prototipā, ja tāds ir. Tas palīdz nekavējoties izslēgt strāvas padevi, lai ietaupītu komponentus.

Tas satur šādus komponentus:

• 500mA transformators, lai samazinātu maiņstrāvas spriegumu.
• 7812 regulatora IC, kas nodrošina 12 V regulētu izeju.
• Zummer, kas norāda īssavienojumu.
• 3 diodes - 2, kas veido pilna viļņa taisngrieža daļu, un viena, lai ierobežotu strāvu caur rezistoru.
• Divi tranzistori strāvas padevei skaņas signālam.

Lai samazinātu 230 voltu maiņstrāvu, tiek izmantots 14-0-14, 500 mili ampēru transformators. Diodes D1 un D2 ir taisngrieži, un C1 ir izlīdzināšanas kondensators, lai padarītu līdzstrāvas pulsāciju brīvu. IC1 ir 7812 pozitīvā sprieguma regulators, lai dotu 12 voltu regulētu izeju. Kondensatori C2 un C3 samazina strāvas padeves pārejas periodus. No IC1 izejas būs pieejama 12 voltu regulēta līdzstrāva. Īssavienojuma indikators tiek veidots, izmantojot divus NPN tranzistorus T1 un T2 ar skaņas signālu, diode un diviem rezistoriem R1 un R2.

Normālā režīmā maiņstrāvas signāls tiek samazināts, izmantojot transformatoru. Diodes izlīdzina maiņstrāvas signālu, t.i., rada pulsējošu līdzstrāvas signālu, kuru filtrē kondensators C1, lai noņemtu filtrus, un šo filtrēto signālu regulē, izmantojot LM7812. Kad strāva iet cauri ķēdei, tranzistors T2 savā pamatnē saņem pietiekamu spriegumu, lai to ieslēgtu, un tranzistors T1 ir savienots ar zemes potenciālu, un tāpēc tas ir izslēgts, un skaņas signāls ir izslēgts. . Kad izejā ir īssavienojums, diode sāk vadīt strāvu caur R2 pilieniem un T2 izslēdzas. Tas ļauj T1 vadīt un skaņas signālam pīkst, tādējādi norādot uz īssavienojumu.

2. Pārsprieguma aizsardzība

Pārspriegums pārsprieguma vai zibens dēļ izraisa izolācijas bojājumus, kas savukārt izraisa smagas sekas.

2 pārsprieguma aizsardzības veidi

• Veicot preventīvus pasākumus ēku un elektroinstalāciju būvniecības laikā. Tas tiek darīts, pārliecinoties, ka elektriskās ierīces ar dažādu sprieguma nominālu tiek izvietotas atsevišķi. Atsevišķas fāzes var arī sadalīt atbilstoši to funkcionalitātei, lai izvairītos no fāžu pārtraukšanas.
• Izmantojot pārsprieguma aizsardzības komponentus vai ķēdes: Šīs shēmas parasti dzēš pārspriegumi , t.i., izraisīt īssavienojumu pāri tiem, pirms tas sasniedz elektriskās ierīces. Viņiem vajadzētu būt ātrai reakcijai un lielai strāvas nestspējai.

Pārsprieguma aizsargs

Pārspriegums ir ārkārtīgi augsts spriegums, kas parasti pārsniedz noteikto elektrisko un elektronisko ierīču spriegumu un var izraisīt pilnīgu ierīces izolācijas traucējumu (no zemes vai citu spriegumu nesošu sastāvdaļu) darbību un tādējādi sabojāt ierīces. Šie pārspriegumi rodas tādu faktoru dēļ kā zibens, elektriskā izlāde, pārejoša un nepareiza komutācija. Lai to kontrolētu, bieži ir nepieciešama pārsprieguma aizsardzības ķēde.

Vienkāršas pārsprieguma aizsardzības shēmas projektēšana

Šeit ir vienkāršs pārsprieguma aizsargs ķēde, kas pārtrauc slodzes jaudu, ja spriegums palielinās virs iestatītā līmeņa. Jauda tiks atjaunota tikai tad, ja spriegums nokritīsies līdz normālam līmenim. Šāda veida ķēde tiek izmantota sprieguma stabilizatoros kā aizsardzība pret pārslodzi.

Kontūrā tiek izmantoti šādi komponenti:

• Regulējams barošanas avots, kas sastāv no 0–9 V pakāpiena transformatora, D1 diode un izlīdzināšanas kondensatora.
• Zenera diode releja draivera vadīšanai.

Sistēmas darbība

Jebkurš transformatora primārā sprieguma pieaugums (palielinoties tīkla spriegumam) atspoguļosies kā atbilstošs sprieguma pieaugums arī tā sekundārajā. Šis princips tiek izmantots ķēdē, lai iedarbinātu releju. Kad ieejas spriegums transformatora primārajam (aptuveni 230 volti), Zeneram nebūs vadītspējas (kā to nosaka VR1), un relejs būs izslēgts. Slodze saņems strāvu caur releja kopējiem un NC kontaktiem. Šajā stāvoklī LED nedeg.

Kad spriegums palielinās, Zenera diode vada un relejs tiks aktivizēts. Tas pārtrauc slodzes barošanu. LED parāda releja aktivizēšanas statusu. Kondensators C1 darbojas kā buferis T1 pamatnē vienmērīgai T1 darbībai, lai novērstu releja klikšķi tā aktivizēšanas / deaktivizācijas laikā.

Slodze ir savienota caur releja Common un NC (Normally Connected) kontaktiem, kā parādīts diagrammā. Neitrālam vajadzētu iet tieši uz slodzi.

Pirms slodzes pievienošanas lēnām noregulējiet VR1, līdz gaismas diode tikai izslēdzas, pieņemot, ka līnijas spriegums ir no 220 līdz 230 voltiem. Ja nepieciešams, pārbaudiet līnijas spriegumu, izmantojot maiņstrāvas sprieguma mērītāju. Kontūra ir gatava lietošanai. Tagad pievienojiet slodzi. Kad spriegums palielinās, Zener vadīs un iedarbinās releju. Kad līnijas spriegums normalizēsies, atkal slodze iegūs enerģiju.

Tālāk ir apskatīta vēl viena pārsprieguma aizsardzības ķēde, kas arī aizsargā elektriskās slodzes pret pārsprieguma spriegumiem.

Dažreiz notiek tā, ka stenda strāvas padeves izeja defekta dēļ vairs netiek kontrolēta, un vienmēr tā bīstami izšaujas. Tādējādi jebkura ar to saistīta slodze īsā laikā nesabojājas. Šī shēma nodrošina pilnīgu aizsardzību šai situācijai. MOSFET ir virknē ar slodzi. Tās vārti saņem piedziņu, vienmēr novadot drenāžu un avotu, kamēr IC1 iestatītais spriegums 1. tapā ir zem iekšējā atsauces sprieguma. Augstāka sprieguma gadījumā spriegums IC1 tapā Nr. 1 ir virs atskaites sprieguma un tas izslēdz MOSFET, atņemot vārtu piedziņu, lai notekcaurule un avots būtu atvērti, lai atvienotu strāvu slodzes ķēdē.

Brīdinājuma pazīmes par strāvas padeves kļūmi ķēdē

Kamēr ir pieejama tīkla barošana, ķēdes pārbaudei tiek izmantots slēdzis, lai nodrošinātu strāvu transformatoram. Q1 nedarbojas, jo tā pamatnei un izstarotājam ir vienāds potenciāls, izmantojot D1 un D2 no tilta taisngrieža izstrādātās līdzstrāvas. Tajā laikā kondensatori C1 un C2 tiek uzlādēti līdzšinējam līdzstrāvas spriegumam. Kamēr barošana neizdodas, C1 piegādā izstarotāja strāvu uz Q1 pamatni līdz R1. Tā rezultātā kondensators C1 tiek izvadīts caur Q1 emitētāja kolektoru, kas darbojas caur skaņas signālu. Tādējādi tiek radīta īsa skaņa katru reizi, kad galvenā padeve neizdodas, līdz C1 pilnībā izlādējas.