Кратки спој је најчешћи узрок случајних пожара у кућним, комерцијалним и индустријским зградама. Појављује се када се у електричном колу појаве абнормални услови попут прекомерне струје, квара изолације, људских контаката, пренапона итд. У овом чланку су разматране неке од метода спречавања пожара и пренапона у кратком споју.
Спречавање електричног кратког споја
Правилне електричне везе
100% пожара насталог услед кратког споја настаје услед слабог познавања електричара или његове непажње. Већина електричара учи тако што постаје помагач искусном и недостаје им основна електрична идеја.
осигурач
У домаћој апликацији за трофазно напајање са 4 жице, електричари користе комбинацију 4 МЦБ која се назива ТПН уместо комбинације 3 МЦБ. То је основни узрок пожара који потиче од електричних проблема. Зато никада не дозволите да неутрални прође кроз прекидач.
Па, разлог зашто је тип 3 МЦБ најбољи је објашњен у наставку. За ТПН (три пола плус Неутрал) 3 су МЦБ-ови који могу да се споте са прекораченом номиналном струјом, а четврти је само прекидач за неутрал. Не осећа никакву струју. Из било ког разлога, претпоставимо да се неутрална спона одвоји на крају куће у ТПН-у, фаза која је мање оптерећена може доживети пуцање напона до 50% плус или више. То значи да би једнофазно оптерећење било око 350 волти у односу на 220 волти. Многи уређаји ће изгорети зачас, а предмети попут цевног лампе са гвозденом пригушницом могу се запалити. Замислите, током тог тренутка нико није код куће, а у близини је гардероба! Ово је један од главних разлога за избијање пожара. Иста је ситуација и са 3 МЦБ ако се неутрална олабави. Зато будите врло опрезни и уверите се да неутрална нити пролази кроз прекидач у а трофазна инсталација нити дозволити да се неутрална олабави.
Математички израчунајмо. Једна лампа је 100 вати у једној фази у неутрално стање, а друга 10 вати повезана је из друге фазе у неутралну. Претпоставимо да ће обојица добити 220 ефективних ефеката из трофазног уравнотеженог напајања. Прекинимо сада неутрално. Дакле, обе лампе су у низу у фазама у фазу, тј. Окренуте су напону од 220 Кс √3 = 381 волти. Сада израчунајте пад напона на свакој лампи док је један отпор 484, а други 4840. Сада је И = 381 / (484 + 4840) или И = 381/5324 или И = 0,071. Сада је В окренут према лампи од 100 вата = ИР = 34 волта и В окренут према лампи од 10 вата = 340 волти. Нисам узео у обзир отпор лампе на хладноћу који је 10 пута мањи од отпора врућини (значи док жари). Ако се то узме у обзир, лампица од 10 вата ће отказати за неколико секунди.
Заштита од кратког споја у напајању уграђеног система
Често се примећује да током напајања новосклопљеног кола сам одељак за напајање развија неки квар, вероватно због неког кратког споја. Доње коло развијено елиминише тај проблем изоловањем уграђеног дела на други помоћни део. Дакле, ако квар лежи у том одељку, уграђени одељак остаје непромењен. Уграђени део који се састоји од микроконтролера црпи снагу од 5 В из А, док остатак кола црпи из Б.
У кругу се користе неки амперметри, волтметри и прекидач са дугметом за проналажење резултата у тест кругу у симулацији. У реалном времену такви бројили нису потребни. К1 је главни прекидачки склопни транзистор на помоћне секције из Б. Оптерећење је приказано као оптерећење од 100Р, а испитни прекидач у облику дугмета служи за проверу рада кола. Транзистор БД140 или СК100 и БЦ547 користе се за извођење секундарног излаза од око 5В Б из главног 5В напајања А.
Када је доступан 5В једносмерни излаз из регулатора ИЦ 7805, транзистор БЦ547 проводи кроз отпорнике Р1 и Р3 и ЛЕД1. Као резултат тога, транзистор СК100 проводи и преко Б терминала појављује се заштићени излаз од 5В једносмерне струје од кратког споја. Зелена ЛЕД (Д2) светли да указује на исто, док црвена ЛЕД (Д1) остаје искључена због присуства истог напона на оба краја. Када се Б стезаљке кратко споје, БЦ547 се одсече због уземљења базе. Као резултат, СК100 је такође одсечен. Тако се током кратког споја зелена ЛЕД (Д2) гаси, а црвена ЛЕД (Д1) светли. Кондензатори Ц2 и Ц3 на главном 5В излазу апсорбују флуктуације напона које настају услед кратког споја у Б, осигуравајући несметаност А. Дизајн кола заснован је на доле наведеном односу: РБ = (ХФЕ Кс Вс) / (1,3 Кс ИЛ) где је, РБ = основни отпори транзистора СК100 и БЦ547 ХФЕ = 200 за СК100 и 350 за БЦ547 Преклопни напон Вс = 5В 1,3 = Фактор сигурности ИЛ = Колекторско-емитерска струја транзистора Саставите коло на опште- наменску ПЦБ и затворити у одговарајући ормар. Спојите терминале А и Б на предњој плочи ормана. Такође прикључите мрежни кабл за напајање 230В АЦ на трансформатор. Повежите Д1 и Д2 за визуелну индикацију.
Индикатор кратког споја заједно са регулисаним напајањем
Регулисано напајање је најважнији захтев за рад многих електронских уређаја којима је за њихов рад потребно стално напајање једносмерном струјом. Системи попут лаптопа или мобилног телефона или рачунара захтевају регулисано напајање једносмерном струјом за напајање својих кола. Један од начина за обезбеђивање напајања једносмерном струјом је коришћење батерије. Међутим, основно ограничење је ограничено време трајања батерије. Други начин је коришћење АЦ-ДЦ претварача.
Обично се АЦ-ДЦ претварач састоји од исправљачког дела који се састоји од диода и производи пулсирајући једносмерни сигнал. Овај пулсирајући једносмерни сигнал се филтрира помоћу кондензатора за уклањање мрешкања, а затим се тај филтрирани сигнал регулише помоћу било ког ИЦ регулатора.
Дизајниран је круг напајања од 12 волти са индикацијом кратког споја. Ево 12-волтног напајања за радни сто за тестирање прототипова. Даје добро регулисаних 12 волти једносмерне струје за напајање већине кола, а такође и за склоп плоче за хлеб. Додатни склоп индикације кратког споја је такође укључен за откривање кратког споја у прототипу ако постоји. Ово помаже да се одмах искључи напајање како би се сачувале компоненте.
Садржи следеће компоненте:
- Трансформатор од 500мА за смањење напона наизменичне струје.
- ИЦ 7812 регулатора који даје 12В регулисан излаз.
- Зујалица која указује на кратки спој.
- 3 диоде - 2 чине део исправљача са пуним таласом и једна за ограничавање струје кроз отпорник.
- Два транзистора за напајање зујалице струјом.
Трансформатор од 14-0-14 500 ампера користи се за силазак са 230 волти наизменичне струје. Диоде Д1 и Д2 су исправљачи, а Ц1 је кондензатор за заглађивање да би се ослободио једносмерни напон. ИЦ1 је регулатор позитивног напона 7812 који даје 12 волти регулисани излаз. Кондензатори Ц2 и Ц3 смањују привремене промене у напајању. Из излаза ИЦ1 биће доступно једносмерно напајање регулисано 12 волти. Индикатор кратког споја се гради помоћу два НПН транзистора Т1 и Т2 са зујалицом, диодом и два отпорника Р1 и Р2.
У нормалном раду, наизменични сигнал се смањује помоћу трансформатора. Диоде исправљају наизменични сигнал, тј. Производе пулсирајући једносмерни сигнал, који филтрира кондензатор Ц1 да би уклонио филтере и овај филтрирани сигнал се регулише помоћу ЛМ7812. Како струја пролази кроз круг, транзистор Т2 добија довољно напона на својој бази да се укључи, а транзистор Т1 је повезан са потенцијалом уземљења, што значи да је у искљученом стању, а зујалица је искључена. . Када дође до кратког споја на излазу, диода почиње да проводи струју кроз Р2 пада и Т2 се искључује. То омогућава Т1 да води и зујало оглашава, што указује на појаву кратког споја.
2. Заштита од пренапона
Прекомерни напони услед пренапонских удара или осветљења узрокују неуспех изолације што заузврат доводи до тешких последица.
2 начина заштите од пренапона
- Предузимањем превентивних мера током изградње зграда и електричних инсталација. То се ради тако што се осигура да су електрични уређаји различитих напона постављени одвојено. Појединачне фазе се такође могу поделити према њиховој функционалности како би се избегао прекид фаза.
- Коришћењем компонената или склопова за заштиту од пренапона: Ови кругови обично гасе преко напона , тј. изазвати кратки спој преко њих пре него што стигне до електричних уређаја. Требали би имати брз одзив и високу носивост струје.
Заштита од пренапона
Пренапони су изузетно високи напони који су углавном изнад прописаних напонских напона електричних и електронских уређаја и могу проузроковати потпуни поремећај изолације уређаја (од земље или других компонената које носе напон) и на тај начин оштетити уређаје. До ових пренапонских напона долази због фактора попут муње, електричног пражњења, привремених и неисправних прекида. Да би се ово контролисало, често је потребан пренапонски заштитни круг.
Пројектовање једноставног склопа за заштиту од напона
Овде је једноставно заштитник од пренапона коло које прекида напајање оптерећења ако се напон повећа изнад унапред подешеног нивоа. Снага ће се обновити само ако напон падне на нормалан ниво. Ова врста кола се користи у стабилизаторима напона као заштита од преоптерећења.
Коло користи следеће компоненте:
- Регулисано напајање које се састоји од силазног трансформатора 0-9В, диоде Д1 и кондензатора за заглађивање.
- Зенер диода за управљање покретачем релеја.
Рад система
Свако повећање напона у примару трансформатора (како се мрежни напон повећава) одражаваће се и као одговарајући пораст напона у његовом секундару. Овај принцип се користи у колу за покретање релеја. Када је улазни напон на примар примарног трансформатора (око 230 волти), Зенер неће бити у проводљивости (како је подешено у ВР1), а релеј ће бити у искљученом стању. Оптерећење ће добити напајање преко заједничког и НЦ контаката релеја. У овом стању, ЛЕД лампица ће бити искључена.
Када се напон повећа, Зенер диода проводи и релеј ће се активирати. Ово прекида напајање терета. ЛЕД приказује статус активације релеја. Кондензатор Ц1 делује као бафер у основи Т1 за несметан рад Т1 како би се спречило кликтање релеја током његовог активирања / деактивирања.
Оптерећење је повезано преко заједничког и НЦ (нормално повезаног) контакта релеја како је приказано на дијаграму. Неутрално треба ићи директно на терет.
Пре повезивања терета, полако подесите ВР1 док се ЛЕД само не искључи, претпостављајући да је мрежни напон између 220-230 волти. Ако је потребно, проверите мрежни напон помоћу мерача волтаже наизменичне струје. Коло је спремно за употребу. Сада спојите терет. Када се напон повећа, Зенер ће спровести и активирати релеј. Када се напон водова врати у нормалу, поново ће оптерећење добити снагу.
У наставку се говори о другом колу за заштиту од пренапона који такође штити електрична оптерећења од пренапонских напона.
Понекад се догоди да излаз напајања са стола више не буде контролисан због квара и увек опасно пуца. Тако ће се било који терет повезан са тим зачас оштетити. Ово коло даје потпуну заштиту тој ситуацији. МОСФЕТ је у серији са оптерећењем. Његова капија доводи до погона који увек доводи до тога да одвод и извор остану проводљиви све док је напон ИЦ1 подешен на пин 1 испод интерног референтног напона. У случају већег напона, напон на контакту бр. 1 ИЦ1 је изнад референтног напона и то искључује МОСФЕТ, лишавајући његов погон капије, да би одвод и извор били отворени, да би се искључио струјни круг оптерећења.
Упозоравајући знаци прекида напајања у кругу
Док је мрежно напајање доступно, за испитивање кола користи се прекидач за напајање трансформатора. К1 се не понаша јер његова база и емитер имају исти потенцијал кроз Д1 и Д2 из једносмерне струје коју је развио мостни исправљач. Тада се кондензатори Ц1 и Ц2 напуне на тако изведени напон једносмерне струје. Док напајање не успева, Ц1 напаја струју емитора до базе К1 преко Р1. То резултира кондензатором Ц1 који се празни кроз колектор К1 емитора који проводи преко зујалице. Тако се чује кратак звук сваки пут када главно напајање закаже док се Ц1 потпуно не испразни.
