Grunderna för överspänningsskydd | Elektrisk kortslutning

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





En elektrisk kortslutning är den vanligaste orsaken till oavsiktliga bränder i hushåll, kommersiella och industriella byggnader. Det inträffar när de onormala förhållandena inträffar i den elektriska kretsen, som överström, isoleringsfel, mänskliga kontakter, överspänningar etc. I denna artikel diskuteras några av kortslutningsmetoderna för brand och överspänningsförebyggande.

Elektrisk kortslutning

Rätt elektriska anslutningar

100% av den elektriska kortslutningsbranden beror på dålig kunskap om elektriker eller hans slarv. De flesta elektriker lär sig genom att bli en hjälpare för en erfaren och saknar starkt den grundläggande elektriska idén.




säkring

säkring

I en inhemsk applikation för 3-fas 4-ledningsförsörjning använder elektriker 4 MCB-kombinationen som kallas TPN istället för 3 MCB-kombination. Det är grundorsaken till brand som härrör från elektriska problem. Så låt aldrig neutralen passera genom en omkopplare.



Tja, anledningen till varför 3 MCB-typ är bäst förklaras nedan. För TPN (tre poler plus Neutral) 3 är MCB: er som kan trippa på överströmad märkström och den fjärde är bara en omkopplare för neutral. Det känner inte någon ström. Av någon anledning antar att neutralen kopplas bort vid husänden i TPN, kan fasen som är mindre belastad uppleva en spänningsuppkoppling upp till 50% plus eller mer. Detta innebär att enfasbelastningen skulle vara cirka 350 volt mot 220 volt. Många prylar kommer att brinna på nolltid och föremål som ett rörlampa med järndrossel kan ta eld. Tänk dig att man inte är hemma under det ögonblicket och det finns en garderob i närheten! Detta är en av de främsta orsakerna till brandutbrott. Situationen är också densamma med en 3 MCB om neutralen lossnar. Så var mycket försiktig och se till att neutralen varken passerar genom en omkopplare i a trefasinstallation låt inte neutralen lossna.

3-fas

Låt oss beräkna matematiskt. En lampa är 100 watt i en fas till neutral och en annan 10 watt ansluten från en annan fas till neutral. Antag att båda får 220 RMS från en 3-fas balanserad försörjning. Låt oss nu koppla bort det neutrala. Så båda lamporna är i serie över fas till fas, dvs. mot en spänning på 220 X √3 = 381 volt. Beräkna nu spänningsfallet över varje lampa medan ett motstånd är 484 och det andra är 4840. Nu är jag = 381 / (484 + 4840) eller I = 381/5324 eller I = 0,071. Nu står V mot 100 watt-lampan = IR = 34 volt och V mot 10 watt-lampan = 340 Volt. Jag har inte tagit hänsyn till lampans kalla motstånd som är 10 gånger mindre än det varma motståndet (vilket betyder att det lyser). Om man tar hänsyn till detta kommer 10 W-lampan att misslyckas på några sekunder.

Kortslutningsskydd i inbäddat systemströmförsörjning

Det ses ofta att medan strömförsörjningen till en nymonterad krets utvecklar själva strömförsörjningssektionen något fel möjligen på grund av någon kortslutning. Kretsen som utvecklats nedan eliminerar detta problem genom att isolera den inbäddade sektionen till den för andra hjälpavsnitt. Således, om felet ligger i det avsnittet, förblir det inbäddade avsnittet opåverkat. Den inbäddade sektionen som består av mikrokontroller drar 5 volt effekt från A, medan resten av kretsen drar från B.


Diagram för kortslutningsskydd

Vissa ammetrar, voltmätare och en tryckknappsbrytare används i kretsen för att hitta resultatet i en testkrets i simulering. I realtid är sådana mätare inte nödvändiga. Q1 är den huvudsakliga strömbrytartransistorn till hjälpavsnitten från B. Belastningen visas som en 100R-belastning och en testomkopplare i form av en tryckknapp används för att kontrollera kretsens funktion. Transistorn BD140 eller SK100 och BC547 används för att få den sekundära utgången på cirka 5V B från huvud 5V-matningen A.

När 5V DC-utgången från regulatorn IC 7805 är tillgänglig leder transistorn BC547 genom motstånden R1 och R3 och LED1. Som ett resultat leder transistor SK100 och kortslutningsskyddad 5V DC-utgång visas över B-terminaler. Den gröna lysdioden (D2) lyser för att indikera samma, medan den röda lysdioden (D1) förblir släckt på grund av närvaron av samma spänning i båda ändarna. När B-terminalerna är korta stänger BC547 av på grund av att basen är jordad. Som ett resultat är SK100 också avskuren. Således under kortslutning släcks den gröna lysdioden (D2) och den röda lysdioden (D1) lyser. Kondensatorer C2 och C3 över huvudutgången 5V A absorberar de spänningsfluktuationer som uppstår på grund av kortslutning i B, vilket säkerställer störningsfri A. Kretsens konstruktion baseras på förhållandet nedan: RB = (HFE X Vs) / (1.3 X IL) där, RB = Basmotstånd för transistorer av SK100 och BC547 HFE = 200 för SK100 och 350 för BC547 Omkopplingsspänning Vs = 5V 1.3 = Säkerhetsfaktor IL = Kollektor-emitterström för transistorer Montera kretsen på en allmän PCB och bifogas i ett lämpligt skåp. Anslut klämmorna A och B på skåpets frontpanel. Anslut också nätkabeln för att mata 230V AC till transformatorn. Anslut D1 och D2 för visuell indikering.

Kortslutningsindikator tillsammans med reglerad strömförsörjning

En reglerad strömförsörjning är det viktigaste kravet för drift av många elektroniska apparater som behöver en konstant likströmsförsörjning för sin drift. System som en bärbar dator eller en mobiltelefon eller en dator kräver en reglerad likströmsförsörjning för att driva sina kretsar. Ett av sätten att tillhandahålla en likströmsförsörjning är att använda ett batteri. Den grundläggande begränsningen är dock den begränsade batteritiden. Ett annat sätt är att använda en AC-DC-omvandlare.
Normalt består en AC-DC-omvandlare av en likriktarsektion, som består av dioder och producerar en pulserande DC-signal. Denna pulserande likströmssignal filtreras med en kondensator för att ta bort krusningar och sedan regleras den filtrerade signalen med valfri regulator IC.

IC-7812En 12 volt strömförsörjningskrets med kortslutningsindikering har utformats. Här är en 12-volts strömförsörjning för arbetsbänk för att testa prototyperna. Det ger välreglerade 12 volt likström för att strömförsörja majoriteten av kretsarna och även för brödbräda. En tilläggskrets för kortslutningsindikering ingår också för att detektera kortslutningen i prototypen om någon. Detta hjälper till att stänga av strömförsörjningen omedelbart för att spara komponenterna.

Den innehåller följande komponenter:

  • En 500mA transformator för att trappa ner växelspänningen.
  • En 7812 regulator IC som ger 12V reglerad utgång.
  • En summer för att indikera kortslutningen.
  • 3 dioder - 2 som utgör en del av en fullvågslikriktare och en för att begränsa strömmen genom motståndet.
  • Två transistorer för att mata ström till summern.

Reglerad-strömförsörjning-med

En 14-0-14, 500 milli ampere transformator används för att trappa ner 230 volt växelström. Dioder D1 och D2 är likriktare och C1 är utjämningskondensatorn för att göra DC-krusningsfri. IC1 är den 7812 positiva spänningsregulatorn som ger 12 volt reglerad utgång. Kondensatorer C2 och C3 minskar transienterna i strömförsörjningen. Från utgången från IC1 kommer 12 volt reglerad DC att finnas tillgänglig. Kortslutningsindikatorn är byggd med två NPN-transistorer T1 och T2 med en summer, en diod och två motstånd R1 och R2.

Vid normal drift stängs växelsignalen ner med transformatorn. Dioderna korrigerar växelströmssignalen, dvs alstrar en pulserande likströmssignal, som filtreras av kondensatorn Cl för att ta bort filtren och denna filtrerade signal regleras med hjälp av LM7812. När strömmen passerar genom kretsen får transistorn T2 tillräckligt med spänning vid sin bas för att vara påslagen och transistorn T1 är ansluten till jordpotential och är därmed i avstängt tillstånd och summern är avstängd. . När det finns en kortslutning vid utgången börjar dioden leda strömmen genom R2 sjunker och T2 stängs av. Detta gör att T1 kan leda och summern piper, vilket indikerar kortslutningshändelsen.

2. Överspänningsskydd

Överspänningar på grund av överspänningar eller blixtnedslag orsakar isoleringsfel vilket i sin tur leder till allvarliga konsekvenser.

2 sätt att överspänningsskydd

  • Genom att vidta förebyggande åtgärder under byggandet av byggnader och elektriska installationer. Det görs genom att se till att elektriska apparater med olika spänningsvärden placeras separat. De enskilda faserna kan också delas upp efter funktionalitet för att undvika avbrott i faserna.
  • Genom att använda komponenter eller kretsar för överspänningsskydd: Dessa kretsar släcker normalt över spänningar , dvs orsaka kortslutning över dem innan den når de elektriska apparaterna. De bör ha ett snabbt svar och en hög strömförmåga.

Överspänningsskydd

Överspänningsskydd

Överspänningar är extremt höga spänningar som vanligtvis överstiger de föreskrivna spänningsvärdena för elektriska och elektroniska enheter och kan orsaka fullständig störning av enhetens isolering (från jord eller andra spänningsbärande komponenter) och därmed skada enheterna. Dessa överspänningar uppstår på grund av faktorer som blixt, elektrisk urladdning, övergående och felaktig omkoppling. För att kontrollera detta behövs ofta en överspänningsskyddskrets.

Designa en enkel överspänningsskyddskrets

Här är en enkel överspänningsskydd krets som bryter strömmen till lasten om spänningen ökar över den förinställda nivån. Effekten återställs endast om spänningen sjunker till normal nivå. Denna typ av krets används i spänningsstabilisatorer som överbelastningsskydd.

Kretsen använder följande komponenter:

  • En reglerad strömförsörjning som består av 0-9V stegtransformator, diod D1 och en utjämningskondensator.
  • En Zener-diod för att styra reläföraren.

Funktion av systemet

Varje spänningsökning i transformatorns primär (när nätspänningen ökar) kommer att återspeglas som en motsvarande spänningsökning i dess sekundära. Denna princip används i kretsen för att utlösa reläet. När ingångsspänningen till transformatorns primär (cirka 230 volt) kommer Zener att vara ur ledning (enligt inställning av VR1) och reläet är i spänningsfritt tillstånd. Belastningen kommer att få ström genom reläets gemensamma och NC-kontakter. I detta tillstånd kommer lysdioden att vara släckt.

När spänningen ökar leder Zener-dioden och reläet aktiveras. Detta bryter strömförsörjningen till lasten. LED visar reläets aktiveringsstatus. Kondensator C1 fungerar som en buffert vid basen av T1 för smidig bearbetning av T1 för att förhindra reläklickning under dess aktivering / deaktivering.

Överspänningsskydd

Belastningen ansluts via reläets gemensamma och NC-kontakter (normalt anslutna) som visas i diagrammet. Neutral bör gå direkt till lasten.

Innan du ansluter lasten, justera VR1 långsamt tills LED bara släcks under förutsättning att linjespänningen är mellan 220-230 volt. Kontrollera vid behov nätspänningen med en växelströmsmätare. Kretsen är redo att användas. Anslut nu lasten. När spänningen ökar leder Zener reläet och aktiverar det. När linjespänningen återgår till normal, kommer belastningen igen att få effekt.

En annan krets för överspänningsskydd diskuteras nedan som också skyddar de elektriska belastningarna mot överspänningar.

Kretsschema för överspänningsskydd

Ibland händer det så att en bänkströmförsörjning inte längre kontrolleras på grund av en defekt och alltid skjuter den upp farligt. All belastning som är ansluten till den skadas alltså på nolltid. Denna krets ger fullständigt skydd för den situationen. MOSFET är i serie med lasten. Porten får drivning vilket alltid får avloppet och källan att förbli i ledning så länge IC1-inställningsspänningen vid stift 1 är under den interna referensspänningen. I händelse av högre spänning är spänningen vid stift nr 1 i IC1 över referensspänningen och som stänger av MOSFET berövar dess gate-drivenhet för att orsaka avloppet och källan som öppen, för att koppla bort strömmen till belastningskretsen.

Varningstecken om strömförsörjningsfel i en krets

Kretsschema för strömförsörjning

Medan nätaggregat är tillgängligt används en strömbrytare för att testa kretsen för att testa transformatorn för att testa kretsen. Q1 leder inte eftersom dess bas och sändare har samma potential genom D1 & D2 från likströmmen som utvecklats av brygglikriktaren. Vid den tiden laddas kondensatorn C1 och C2 till likströmsspänningen så härledd. Medan matningen misslyckas tillför C1 emitterström till basen av Q1 till och med R1. Detta resulterar i att kondensator C1 urladdas genom Q1 emitterkollektor som leder via summern. Ett kort ljud genereras således varje gång huvudförsörjningen misslyckas tills C1 blir helt urladdad.