Kodumajapidamises, äri- ja tööstushoonetes on juhusliku tulekahju levinuim põhjus elektriline lühis. See juhtub siis, kui elektriskeemis esinevad ebanormaalsed tingimused, näiteks voolu ületamine, isolatsioonihäired, inimkontaktid, ülepinge jne. Selles artiklis käsitletakse mõningaid lühise tulekahju ja ülepinge vältimise meetodeid.
Elektriline lühise vältimine
Korralikud elektriühendused
100% elektrilühisest põhjustatud tulekahjust on tingitud elektriku halbadest teadmistest või tema hoolimatusest. Enamik elektrikutest õpib kogenud abistajaks saades ja neil puudub põhilise elektriidee saamine.
kaitsme
Kolmefaasilise 4-traadiga varustamise koduses rakenduses kasutavad elektrikud 3 MCB-kombinatsiooni asemel 4 MCB kombinatsiooni, mida nimetatakse TPNiks. See on elektriprobleemidest tuleneva tulekahju algpõhjus. Nii et ärge lubage neutraalil kunagi lülitit läbida.
Põhjus, miks 3 MCB tüüpi on parim, on selgitatud allpool. TPN (kolm poolust pluss neutraalne) jaoks on 3 MCB-sid, mis võivad ületada nimivoolu ja neljas on lihtsalt neutraalse lüliti. See ei tunne mingit voolu. Mis tahes põhjusel oletatakse, et neutraal lahutatakse TPN-i maja otsast, vähem koormatud faasil võib pinge tõusta kuni 50% pluss või rohkem. See tähendab, et ühefaasiline koormus oleks umbes 350 volti võrreldes 220 voltiga. Paljud vidinad põlevad aja jooksul ja sellised esemed nagu rauast drosseliga torutuli võivad süttida. Kujutage ette, ühte pole selle hetkega kodus ja läheduses on garderoob! See on tulekahjude puhkemise üks peamisi põhjusi. Sama olukord on ka 3 MCB-ga, kui neutraal vabaneb. Nii et olge väga ettevaatlik veendumaks, et neutraal kumbki ei a-s lülitit läbida kolmefaasiline paigaldus ega lase neutraalsel lahti minna.
Arvutagem matemaatiliselt. Üks lamp on 100 faasi ühes faasis neutraalseks ja teine 10 vatti ühendatud teisest faasist neutraalseks. Oletame, et mõlemad saavad 220 RMS kolmefaasilise tasakaalustatud toiteallikast. Nüüd laseme neutraali lahti ühendada. Nii on mõlemad lambid järjestikku faaside kaupa, st pinge 220 X √3 = 381 volti vahel. Nüüd arvutage iga lambi pingelangus, samal ajal kui üks takistus on 484 ja teine 4840. Nüüd olen I = 381 / (484 + 4840) või I = 381/5324 või I = 0,071. Nüüd on V 100-vatise lambiga silmitsi = IR = 34 volti ja V-ga 10-vatise lamp = 340 volti. Ma ei ole arvestanud lambi külmakindlusega, mis on 10 korda väiksem kui kuumtakistus (see tähendab hõõgumisel). Kui seda võetakse arvesse, siis 10-vatine lamp töötab sekunditega.
Lühisekaitse manussüsteemi toiteallikas
Sageli nähakse, et äsja kokkupandud vooluahela toite ajal tekib toiteallikas iseenesest mõni tõrge, võib-olla mõne lühise tõttu. Allpool välja töötatud vooluahel kõrvaldab selle probleemi, eraldades manustatud sektsiooni teiste abisektsioonide omaga. Seega, kui viga peitub selles sektsioonis, jääb varjatud sektsioon puutumata. Mikrokontrollerist koosnev sektsioon võtab A-st 5-voldise võimsuse, ülejäänud vooluahel aga B-st.
Mõningaid ampermeetreid, voltmeetreid ja nupuvajutuslülitit kasutatakse skeemis, et simulatsioonis testitulemuseks tulemus leida. Reaalajas pole selliseid arvesteid vaja. Q1 on põhiline toitelülitustransistor transistor B-st abisektsioonidele. Koormust näidatakse 100R koormusena ja vooluahela toimimise kontrollimiseks kasutatakse testlülitit surunupu kujul. Transistore BD140 või SK100 ja BC547 kasutatakse umbes 5 V B sekundaarse väljundi saamiseks peamisest 5 V toiteallikast A.
Kui regulaatori IC 7805 5V alalisvoolu väljund on saadaval, juhib transistor BC547 läbi takistite R1 ja R3 ning LED1. Selle tulemusena juhib transistor SK100 ja B-klemmidele ilmub lühisekindel 5 V alalisvoolu väljund. Roheline valgusdiood (D2) põleb sama tähistamiseks, samas kui punane valgusdiood (D1) jääb mõlemas otsas sama pinge olemasolu tõttu põlema. Kui B-klemmid on lühikesed, katkeb BC547 aluse maandamise tõttu. Seetõttu on SK100 ka eraldatud. Nii lülitub lühise ajal roheline LED (D2) välja ja punane LED (D1) süttib. Kondensaatorid C2 ja C3 5 V peaväljundis A neelavad pinge kõikumisi, mis tekivad B lühise tõttu, tagades häirevaba A. Vooluahela ülesehitus põhineb allpool toodud seosel: RB = (HFE X Vs) / (1,3 X IL) kus RB = SK100 ja BC547 transistoride baastakistused. HFE = 200 SK100 jaoks ja 350 BC547 jaoks. Lülituspinge Vs = 5V 1,3 = ohutustegur IL = transistoride kollektori-emitteri vool. PCB ja sulgeda sobivasse kappi. Ühendage klemmi esipaneelil olevad klemmid A ja B. Ühendage ka toitekaabel 230 V vahelduvvoolu toitmiseks trafosse. Visuaalseks näitamiseks ühendage D1 ja D2.
Lühise indikaator koos reguleeritud toiteallikaga
Reguleeritud toiteallikas on paljude elektroonikaseadmete töö jaoks kõige olulisem nõue, mis vajab tööks pidevat alalisvoolu toiteallikat. Süsteemid nagu sülearvuti, mobiiltelefon või arvuti vajavad vooluringide toitmiseks reguleeritud alalisvooluallikat. Üks alalisvooluallika pakkumise viise on aku kasutamine. Põhiline piirang on aga piiratud aku kasutusaeg. Teine võimalus on vahelduvvoolu muunduri kasutamine.
Tavaliselt koosneb vahelduvvoolu alalisvoolu muundur alaldi sektsioonist, mis koosneb dioodidest ja annab pulseeriva alalisvoolu signaali. See pulseeriv alalisvoolu signaal filtreeritakse pulsatsioonide eemaldamiseks kondensaatori abil ja seejärel reguleeritakse seda filtreeritud signaali mis tahes regulaatori IC abil.
Projekteeritud on lühise näiduga 12-voldine toiteallikas. Siin on prototüüpide testimiseks 12-voldine tööpingi toiteallikas. See annab hästi reguleeritud 12 volti alalisvoolu enamiku vooluahelate ja ka leivaplaadi koostamiseks. Prototüübi lühise tuvastamiseks on lisatud ka lühisnäidu lisalülitus. See aitab komponentide säästmiseks toide kohe välja lülitada.
See sisaldab järgmisi komponente:
- 500mA trafo vahelduvpinge vähendamiseks.
- 7812 regulaatori IC, mis tagab 12V reguleeritud väljundi.
- Lühise tähistamiseks mõeldud summer.
- 3 dioodi - 2, mis moodustavad osa täislaine alaldist ja üks takisti kaudu voolu piiramiseks.
- Kaks transistorit summeri voolu andmiseks.
230-voldise vahelduvvoolu vähendamiseks kasutatakse 14-0-14, 500 milliamprit trafot. Dioodid D1 ja D2 on alaldid ja C1 on silumiskondensaator, mis muudab alalisvoolu pulsatsiooni vabaks. IC1 on 7812 positiivse pinge regulaator, mis annab 12 volti reguleeritud väljundi. Kondensaatorid C2 ja C3 vähendavad toiteallika transiente. IC1 väljundist on saadaval 12 volti reguleeritud alalisvool. Lühiseindikaator on ehitatud kahe NPN-transistori T1 ja T2 abil, millel on summer, diood ning kaks takistit R1 ja R2.
Tavalises töös lülitatakse vahelduvvoolu signaal trafo abil alla. Dioodid parandavad vahelduvvoolu signaali, st toodavad pulseerivat alalisvoolu signaali, mille filtrid eemaldatakse kondensaatori C1 abil ja seda filtreeritud signaali reguleeritakse LM7812 abil. Kui vool läbib vooluahelat, saab transistor T2 oma baasil sisselülitamiseks piisavalt pinget ja transistor T1 on ühendatud maapotentsiaaliga ning on seetõttu välja lülitatud ja summeri välja lülitatud. . Kui väljundis on lühis, hakkab diood juhtima voolu läbi R2 languse ja T2 lülitub välja. See võimaldab T1-l juhtida ja helisignaal annab piiksu, mis näitab lühise esinemist.
2. Ülepinge kaitse
Ülepinge pingetest, mis on tingitud pingetest või välgudest, põhjustab isolatsiooni rikkumise, mis omakorda põhjustab tõsiseid tagajärgi.
2 ülepinge kaitse viisi
- Ehitiste ja elektripaigaldiste ehitamise ajal ennetusmeetmete võtmisega. Seda tehakse tagades, et erineva pingega elektriseadmed oleksid paigutatud eraldi. Etappide katkemise vältimiseks saab üksikuid faase jagada ka vastavalt nende funktsionaalsusele.
- Ülepinge kaitsekomponentide või vooluahelate abil: need vooluahelad tavaliselt kustutavad üle pinged , s.t põhjustada enne nende elektriseadmeteni jõudmist lühise. Neil peaks olema kiire reageerimine ja kõrge voolutugevus.
Ülepingekaitse
Ülepinge on äärmiselt kõrge pinge, mis on tavaliselt üle elektri- ja elektroonikaseadmete ettenähtud pinge ja mis võib seadme isolatsiooni (maandusest või muudest pinget kandvatest komponentidest) täielikult rikkuda ja seeläbi seadmeid kahjustada. Need ülepinge tekivad selliste tegurite tõttu nagu välk, elektrilahendus, mööduv ja vigane ümberlülitus. Selle juhtimiseks on sageli vaja ülepinge kaitselülitust.
Lihtsa ülepinge kaitselülituse kujundamine
Siin on lihtne ülepingekaitse vooluahel, mis katkestab koormuse võimsuse, kui pinge tõuseb üle etteantud taseme. Toide taastatakse ainult siis, kui pinge langeb normaalsele tasemele. Sellist vooluahelat kasutatakse pingestabilisaatorites kui ülekoormuse kaitset.
Vooluringis kasutatakse järgmisi komponente:
- Reguleeritud toiteallikas, mis koosneb 0–9 V astmelisest trafost, dioodist D1 ja silumiskondensaatorist.
- Zeneri diood relee draiveri juhtimiseks.
Süsteemi töö
Trafo primaarse pinge suurenemine (kui võrgupinge suureneb) kajastub vastava pinge suurenemisena ka selle sekundaarses pinges. Seda põhimõtet kasutatakse vooluringis relee käivitamiseks. Kui trafo primaari sisendpinge (umbes 230 volti) on Zener juhtivusest väljas (nagu on kindlaks määranud VR1) ja relee on pingeta. Koormus saab voolu relee ühiste ja NC-kontaktide kaudu. Selles olekus LED ei põle.
Kui pinge suureneb, juhib Zeneri diood ja relee aktiveeritakse. See purustab koormuse toiteallika. LED näitab relee aktiveerimise olekut. Kondensaator C1 toimib T1 aluse puhvrina T1 sujuvaks toimimiseks, et vältida relee klõpsamist selle aktiveerimise / deaktiveerimise ajal.
Koormus on ühendatud relee Common ja NC (tavaliselt ühendatud) kontaktide kaudu, nagu on näidatud diagrammil. Neutraalne peaks minema otse koormusele.
Enne koormuse ühendamist reguleerige VR1 aeglaselt, kuni LED lihtsalt kustub, eeldades, et liini pinge on 220–230 volti. Vajadusel kontrollige liinipinget vahelduvvoolumõõturi abil. Vooluring on kasutamiseks valmis. Nüüd ühendage koormus. Kui pinge suureneb, juhib ja käivitab Zener relee. Kui liinide pinge normaliseerub, saab koormus jälle energiat.
Järgnevalt käsitletakse veel ühte ülepinge kaitselülitust, mis kaitseb ka elektrilisi koormusi liigpingete eest.
Mõnikord juhtub, et pingil töötava toiteallika väljund jääb defekti tõttu enam kontrollimata ja erineb alati ohtlikult. Seega ei tohi sellega seotud koormused aja jooksul kahjustuda. See vooluahel annab sellele olukorrale täieliku kaitse. MOSFET on koormusega jadas. Selle värav saab ajami, mis põhjustab äravoolu ja allika juhtivuse seni, kuni tihvti 1 IC1 seatud pinge on sisemisest võrdluspingest madalam. Kõrgema pinge korral on pinge IC1 tihvtis nr 1 üle võrdluspinge ja see lülitab MOSFETi välja, ilma värava ajamilt, põhjustades äravoolu ja allika avatud olekuna, koormusahela toite katkestamiseks.
Elektrivarustuse rikke hoiatustunnused vooluahelas
Ehkki vooluvõrk on saadaval, kasutatakse vooluahela testimiseks trafo toiteallikaks lülitit. Q1 ei toimi, kuna selle alus ja emitter on D1 ja D2 kaudu samasuguses potentsiaalis sillaalaldi poolt välja töötatud alalisvoolust. Sel ajal laetakse kondensaatorid C1 ja C2 nii saadud alalisvoolu pingele. Kui toiteallikas ebaõnnestub, varustab C1 emittervoolu Q1 kuni R1 alusega. Selle tulemuseks on kondensaatori C1 tühjenemine läbi sumisti kaudu juhtiva Q1 emitterkollektori. Nii tekib lühike heli iga kord, kui põhivarustus ebaõnnestub, kuni C1 saab täielikult tühjaks.
