شرح 2 قاطع دائرة تسرب الأرض البسيط (ELCB)

شرح 2 قاطع دائرة تسرب الأرض البسيط (ELCB)

ستراقب الرسوم التخطيطية لقواطع دوائر التسرب الأرضي التي تمت مناقشتها مستوى التسرب الحالي لخط التأريض لمقابس الكهرباء في منزلك وستقوم برحلة الأجهزة بمجرد اكتشاف عطل. هنا سوف نتعلم تصميمين ، الأول باستخدام الترانزستورات فقط والثاني باستخدام IC LM324.



مقدمة

إذا حدث أي خطأ معهم ، فسيتم إيقاف تشغيل التيار الكهربائي على الفور وإيقاف أي خسارة أخرى مرتبطة. تتم هنا مناقشة دائرة ELCB بسيطة.

تمت مناقشة دائرة بسيطة لقاطع دائرة تسرب الأرض وتسمى أيضًا قاطع دائرة الخطأ الأرضي في هذه المقالة.





ستراقب الدائرة بمجرد إنشائها وتركيبها بصمت 'صحة' الاتصال الأرضي لمنزلك والجهاز المتصل.

ستقوم الدائرة بإيقاف تشغيل التيار الكهربائي على الفور عند اكتشاف الاتصال الأرضي المفقود أو تسرب التيار عبر جسم الجهاز.



لماذا تحتاج إلى ELCB

من المحتمل أن يكون التيار المتسرب عبر طرف الأرض أكثر خطورة من ماس كهربائى في الأسلاك المنزلية.

يمكن رؤية خطر الدائرة القصيرة ويتم التعامل معه في الغالب من خلال الصمامات أو وحدة قاطع الدائرة.

لكن قد يظل تسرب تيار الأرض مخفيًا لسنوات ، مما يؤدي إلى التهام الكهرباء الثمينة وإضعاف أو تدهور ظروف الأسلاك وكذلك الأجهزة.

علاوة على ذلك ، إذا لم يتم تأريض التوصيل الأرضي بشكل صحيح بسبب التوصيل غير الصحيح أو الانكسار ، فقد يتحول التسرب إلى صدمة مميتة على جسم الجهاز.

سلبيات وحدات ELCB التجارية

وحدات قواطع دوائر التسرب الأرضي المتاحة تجارياً مكلفة للغاية وضخمة ، وتتضمن إجراءات تركيب معقدة.

لقد صممت دائرة بسيطة منخفضة التكلفة ومع ذلك تتعامل مع الموقف بشكل رائع. سيكتشف الجهاز أي تيار يتجاوز 5 مللي أمبير عبر ممر الأرض ويغلق التيار الكهربائي.

سيحتاج الجهاز المتصل بعد ذلك إلى تشخيص أو إزالة كاملة. لا يؤدي تسريب الجهاز إلى إهدار الكهرباء فحسب ، بل قد يؤدي أيضًا إلى الوفاة.

مخطط الدائرة باستخدام الترانزستورات

دارة قاطع تسرب الأرض (ELCB)

تشغيل الدائرة

يستخدم قاطع دائرة الخطأ الأرضي المقترح أو ELCB مبدأ بسيطًا لاكتشاف إشارة التيار المتردد بدلاً من الجهد المطبق أو الجهد المتسرب.

هنا ، قد يكون التيار المتردد المتسرب صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن اكتشافه كفرق محتمل باستخدام تكوين بسيط للكشف عن الجهد ، وبالتالي يتم استشعار التسرب بشكل فعال كتردد ، باستخدام مرحلة مضخم صوت بسيط.

كما هو مبين في الرسم التخطيطي ، تشكل شبكة مضخم تمهيدية بسيطة مرحلة الاستشعار الرئيسية للوحدة. يتم توصيل الترانزستورات T1 و T2 جنبًا إلى جنب مع المكونات السلبية المرتبطة بها في مكبر صغير ثنائي المرحلة.

يصبح إدخال R3 أمرًا بالغ الأهمية لأنه يوفر تغذية إيجابية للمدخلات مما يجعل الدائرة أكثر استقرارًا وتستجيب لأدق إشارات الإدخال.

يحتوي المحث L1 بشكل أساسي على ملفين ، الملف الأساسي المتصل بنقطة الأرض للمقبس يحتوي على عدد أقل من المنعطفات ، والملف الثانوي يحتوي على ستة أضعاف عدد المنعطفات ويتم دمجه مع مدخلات الدائرة عبر C1.

يتمثل دور L1 في تضخيم أي تيار متردد مستحث في ملفه الأساسي والذي يمكن أن يحدث فقط في حالة حدوث تسرب عبر جسم جهاز متصل بالمقبس.

يتم تضخيم جهد التسرب المضخم أعلاه إلى مستوى كافٍ لتنشيط RL1 ، مما يؤدي على الفور إلى تعطيل الإدخال إلى الجهاز والإشارة إلى خطأ التسرب الأرضي.

يشكل Capacitor C5 مع D3 و C4 مصدر طاقة قياسي بدون محول لتشغيل الدائرة.

يؤدي D3 وظيفة مزدوجة للتصحيح وقمع زيادة التيار. ومن المثير للاهتمام أن الاتصال الأرضي الرئيسي نفسه يصبح سالب الدائرة بدلاً من الخط المحايد.

أيضًا نظرًا لأن RL2 متصل مباشرة بالإمداد عبر موجب الدائرة والتأريض ، فهذا يعني ببساطة أنه إذا أصبح التأريض ضعيفًا أو غير متصل ، فسيتم إلغاء تنشيط المرحل ، مما يؤدي إلى قطع التيار المتردد عن الجهاز ، لذلك يشير بشكل فعال إلى الحالة الصحية التأريض ويحمي المنزل من الوصلات الأرضية المعيبة أو المفقودة.

قائمة أجزاء دائرة ELCB.

  • R1 = 22 كيلو ،
  • R2 = 4K7,
  • R3 = 100 ك ،
  • R4 = 220E ،
  • R5 = 1 ك ،
  • R6 = مليون واحد ،
  • C1 = 0.22 / 50 فولت ،
  • C2 = 47 فائق التوهج / 25 فولت ،
  • C4 = 10 فائق التوهج / 250 فولت ،
  • C5 = 2 فائق التوهج / 400 فولت قدرة شرائية ،
  • T1 ، T2 = BC 547B ،
  • T3 = BC 557B ،
  • المرحلات = 12V ، 400 أوم ، SPDT ،
  • جميع الثنائيات = 1N4007 ،

L1 = ملف ملفوف فوق بكرة تُستخدم عادةً مع النوى الإلكترونية (أصغر حجم ،) تبدأ في لف 50 لفة من 25 سلك SWG أولاً ، وربطها ولحامها لإنتاج المحطات الأولية في جانب واحد من البكرة. الآن باستخدام 32 سلكًا نحاسيًا SWG ، يدور الريح 300 فوق الملف الأساسي ، كما قبل ربط الأطراف بالجانب الآخر من البكرة عن طريق اللحام. أدخل وإصلاح الملف داخل النوى الإلكترونية. قم بتثبيته بإحكام باستخدام شريط PVC

كيفية عمل وحدة قاطع تسرب الأرض (ELCB) محلي الصنع باستخدام IC 324

قاطع دائرة التسرب الأرضي هو جهاز كهربائي آمن يستخدم لمراقبة التسربات الحالية من خلال طرف 'التأريض' وإيقاف تشغيل التيار الكهربائي عندما يتجاوز هذا التسرب مستوى خطر معين.

مقدمة

عادةً ما يتم استخدام المفاهيم الكهروميكانيكية لصنع هذه الأجهزة ، ولكن هنا سنرى كيف يمكن صنع ELCB باستخدام مكونات إلكترونية عادية ، وسنرى أيضًا سبب كون النظير الإلكتروني أكثر كفاءة من الوحدات الكهروميكانيكية التجارية.

هناك ثلاثة إصدارات من خلال ELCB إلكترونية يمكن صنعها ، الأولى تستخدم مرحلًا لإجراءات التبديل ، والفكرة الثانية تتضمن Triac والمفهوم الثالث يستخدم SSR أو مرحل الحالة الصلبة للتطبيقات المطلوبة.

بالنسبة لجميع المفاهيم المذكورة أعلاه ، تظل ميزة التشغيل كما هي ، من خلال مرحلة محث الإدخال.

وحدة قاطع تسرب الأرض (ELCB) باستخدام IC 324

حلبة ELCB باستخدام التتابع

بالنظر إلى الشكل ، يمكننا أن نرى أن الدائرة بأكملها تتركز حول Opamp واحد من IC 324. تم تكوين opamp كمضخم عكسي عالي الكسب.

تم تكوين opamp كمضخم تيار متردد عالي الكسب ويمكن تعديل حساسيته عن طريق تغيير قيمة R2 ، وزيادة قيمتها تزيد من حساسية الدائرة.

يتم انتقاء أي إشارة تيار متردد دقيقة قد تكون موجودة عند المدخل المقلوب رقم 2 من IC عبر مكثف الاقتران C1 ويتم تضخيمها على الفور بواسطة IC.

يتم توصيل محول محث صغير عبر المدخلات أعلاه من IC. يتم توصيل الجزء الأساسي للمحث بالسلك الذي ينتهي أخيرًا بطرف التأريض أو دبوس مختلف مآخذ التوصيل ثلاثية الأسنان في الفرضية.

يمكن أن يكون المحول محول إخراج عاديًا يستخدم في مرحلة مضخم خرج جهاز استقبال راديو صغير.

في حالة حدوث تسرب ، يمر التيار المتسرب عبر الملف الأولي للمحث ويتم تصعيده عند الملف الثانوي.

يتم استشعار التيار المتردد المستحث المتصاعد على الفور عن طريق إدخال IC ويتم تضخيمه إلى المستويات المطلوبة ، بحيث يتم تبديل SCR استجابةً للتشغيل.

نظرًا لخصائصه المتأصلة ، يقوم SCR بإغلاق وسحب التتابع على الفور إلى التوصيل.

يقوم المرحل بتوصيل الطاقة الرئيسية وإيقاف تشغيلها إلى مآخذ التوصيل الثلاثة ، وتبديل الأجهزة وبالتالي القضاء على ظروف التسرب الأرضي

SCR ، نظرًا لخصائصه المتأصلة ، يقوم على الفور بإغلاق وسحب التتابع إلى التوصيل.

حلبة ELCB باستخدام التيرستورات

يمكن أيضًا تنفيذ الدائرة المذكورة أعلاه باستخدام Triac ، ويظل كل شيء كما هو ، باستثناء مرحلة الترحيل ، والتي يتم استبدالها الآن بـ Triac.

خلال الظروف العادية ، يظل خرج IC مغلقًا ويسمح للتيرستورات بإجراء وتشغيل الحمل.

ومع ذلك ، في اللحظة التي يتم فيها استشعار التسرب ، يرتفع ناتج IC ، مما يؤدي إلى تشغيل SCR ويغلق الأنود الخاص به على الأرض. هذا يمنع تيار البوابة إلى التيرستورات الذي يتوقف على الفور عن التوصيل ويغلق الحمل ويصحح الظروف غير المواتية.

حلبة ELCB باستخدام التيرستورات

حلبة ELCB باستخدام SSR أو SolidState Relay

تُستخدم أجهزة SSR التي تعمل بنظام SSR في الوقت الحاضر بشكل فعال لتبديل الأحمال التي يتم تشغيلها بشكل أكثر كفاءة من المرحلات ، وبما أن هذه الأجهزة معزولة كهربائياً وحالة صلبة بطبيعتها ، فإنها تصبح أكثر رغبة من أجهزة التحويل التقليدية مثل التيرستورات والمرحلات.

هنا ، طالما كانت الظروف طبيعية ، فإن SSR قادر على اشتقاق جهد بدء التشغيل المطلوب من الدائرة ، ولكن في اللحظة التي يتوقع فيها حدوث تسرب ، تقوم الدائرة بتشغيل SCR الذي بدوره يخنق مشغل إدخال SSR إلى الأرض. يتوقف SSR على الفور عن إجراء وتنفيذ الإجراءات المقصودة عن طريق تعثر الحمولة ومنع أي خطر محتمل.

قائمة الاجزاء

  • R1 = 100 ك ،
  • R2 = مليون واحد ،
  • R3 ، R4 ، R5 = 1 ك ،
  • C1 = 0.01 فائق التوهج
  • C2 = 100 فائق التوهج / 25 فولت
  • L1 = محول خرج صغير عادي كما هو مستخدم في أجهزة الراديو الترانزستور.
  • SCR = BT169
  • التيرستورات = BT 136 أو النوع الحالي الأعلى
  • المرجع أمبير = ¼ IC324
  • SSR = حسب مواصفات المستخدم.
  • التتابع = 12 فولت ، SPDT



زوج من: دائرة مضخم صوت MosFet DJ بقوة 250 وات التالي: 40 وات دائرة الصابورة الإلكترونية