2 Giải thích về bộ ngắt mạch rò rỉ đất đơn giản (ELCB)

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Sơ đồ bộ ngắt mạch rò rỉ trên Trái đất đã thảo luận sẽ theo dõi mức độ dòng rò của đường dây tiếp đất của ổ cắm điện trong nhà của bạn và sẽ ngắt các thiết bị ngay khi phát hiện ra lỗi. Ở đây chúng ta sẽ tìm hiểu 2 thiết kế, thứ nhất chỉ sử dụng transistor và thứ hai sử dụng IC LM324.

Giới thiệu

Nếu bất cứ điều gì xảy ra với chúng, nó sẽ ngay lập tức ngắt nguồn điện và ngăn chặn mọi tổn thất liên quan. Một mạch ELCB đơn giản được thảo luận ở đây.



Một mạch đơn giản của bộ ngắt mạch rò rỉ đất còn được gọi là bộ ngắt mạch sự cố chạm đất được thảo luận trong bài viết này.

Mạch sau khi được xây dựng và lắp đặt sẽ âm thầm theo dõi “tình trạng” của kết nối đất của ngôi nhà của bạn và thiết bị được kết nối.



Mạch sẽ ngắt nguồn điện ngay lập tức khi phát hiện thấy thiếu kết nối đất hoặc dòng điện rò rỉ qua thân thiết bị.

Tại sao bạn cần ELCB

Dòng điện rò rỉ qua đầu nối đất có lẽ nguy hiểm hơn đoản mạch trong hệ thống dây điện trong nước.

Nguy cơ đoản mạch có thể nhìn thấy được và chủ yếu được giải quyết thông qua cầu chì hoặc bộ ngắt mạch.

Tuy nhiên, rò rỉ dòng điện trên đất có thể vẫn ẩn trong nhiều năm, ăn hết nguồn điện quý giá của bạn và cũng làm suy yếu hoặc xấu đi tình trạng hệ thống dây điện cũng như các thiết bị.

Hơn nữa, nếu kết nối đất không được nối đất đúng cách do dẫn điện không đúng cách hoặc đứt, rò rỉ có thể biến thành điện giật chết người trên thân thiết bị.

Nhược điểm của Đơn vị ELCB Thương mại

Các thiết bị ngắt mạch rò rỉ đất bán trên thị trường rất đắt tiền và cồng kềnh, liên quan đến quy trình lắp đặt phức tạp.

Tôi đã thiết kế một mạch điện đơn giản với chi phí thấp và xử lý tình huống một cách khéo léo. Thiết bị sẽ phát hiện bất kỳ dòng điện nào vượt quá 5mA qua đường đất và ngắt nguồn điện.

Khi đó, thiết bị được kết nối sẽ cần chẩn đoán hoặc loại bỏ hoàn toàn. Một thiết bị bị rò rỉ không chỉ gây lãng phí điện năng của bạn mà còn có thể nguy hiểm đến tính mạng.

Sơ đồ mạch sử dụng Transistor

Mạch ngắt mạch rò rỉ đất (ELCB)

Hoạt động mạch

Bộ ngắt mạch sự cố chạm đất được đề xuất hoặc ELCB sử dụng một nguyên tắc đơn giản là phát hiện tín hiệu AC thay vì điện áp được áp dụng hoặc rò rỉ.

Ở đây, AC bị rò rỉ có thể quá nhỏ để được phát hiện như một sự khác biệt tiềm ẩn bằng cách sử dụng cấu hình phát hiện điện áp đơn giản, do đó rò rỉ được cảm nhận một cách hiệu quả dưới dạng tần số, sử dụng một tầng khuếch đại âm thanh đơn giản.

Như thể hiện trong sơ đồ, một mạng mạch khuếch đại khởi động đơn giản tạo thành tầng cảm biến chính của thiết bị. Các bóng bán dẫn T1 và T2 cùng với các thành phần thụ động liên quan được nối với nhau thành một bộ khuếch đại hai tầng nhỏ.

Sự ra đời của R3 trở nên rất quan trọng vì nó cung cấp nguồn cấp dữ liệu tích cực trở lại đầu vào, làm cho mạch ổn định hơn và đáp ứng với các tín hiệu đầu vào nhỏ nhất.

Cuộn cảm L1 về cơ bản có hai cuộn dây, cuộn sơ cấp được nối với điểm nối đất của ổ cắm có số vòng ít hơn, cuộn thứ cấp có số vòng nhiều hơn sáu lần và được tích hợp với đầu vào của mạch qua C1.

Vai trò của L1 là khuếch đại mọi dòng điện xoay chiều cảm ứng vào cuộn sơ cấp của nó, điều này chỉ có thể xảy ra trong trường hợp rò rỉ qua thân của thiết bị được kết nối với ổ cắm.

Điện áp rò được khuếch đại ở trên tiếp tục được khuếch đại đến mức đủ để kích hoạt RL1, ngay lập tức vô hiệu hóa đầu vào của thiết bị và chỉ ra lỗi rò rỉ đất.

Tụ C5 cùng với D3 và C4 tạo thành bộ nguồn không biến áp tiêu chuẩn để cung cấp năng lượng cho mạch.

D3 thực hiện một chức năng kép là chỉnh lưu và triệt tiêu xung. Điều thú vị là bản thân kết nối đất chính trở thành cực âm của mạch thay vì đường trung tính.

Ngoài ra, vì RL2 được kết nối trực tiếp với nguồn cung cấp qua cực dương của mạch và nối đất, đơn giản có nghĩa là nếu nối đất trở nên yếu hoặc bị ngắt kết nối, rơle sẽ ngừng hoạt động, cắt nguồn điện AC của thiết bị, vì vậy nó có hiệu quả cho biết sức khỏe nối đất và bảo vệ ngôi nhà khỏi các kết nối đất bị lỗi hoặc bị thiếu.

Danh sách bộ phận mạch ELCB.

  • R1 = 22 nghìn,
  • R2 = 4K7,
  • R3 = 100K,
  • R4 = 220E,
  • R5 = 1K,
  • R6 = 1M,
  • C1 = 0,22 / 50V,
  • C2 = 47UF / 25V,
  • C4 = 10uF / 250V,
  • C5 = 2UF / 400V PPC,
  • T1, T2 = BC 547B,
  • T3 = BC 557B,
  • Rơ le = 12V, 400 Ohm, SPDT,
  • Tất cả các Điốt đều = 1N4007,

L1 = Cuộn dây quấn trên suốt chỉ được sử dụng bình thường với lõi E (kích thước nhỏ nhất,) trước tiên bắt đầu quấn 50 vòng dây 25 SWG, buộc nó lại và hàn nó để tạo ra các đầu cuối chính ở một bên của suốt chỉ. Giờ đây, sử dụng dây đồng 32 SWG, gió 300 sẽ quay qua cuộn sơ cấp, như trước khi buộc các đầu vào phía bên kia của suốt chỉ bằng cách hàn. Chèn và cố định cuộn dây trong lõi E. Giữ chặt nó bằng băng PVC

Cách chế tạo thiết bị ngắt rò rỉ đất tự chế (ELCB) bằng IC 324

Cầu dao chống rò rỉ đất là một thiết bị điện an toàn được sử dụng để theo dõi rò rỉ dòng điện qua đầu cuối 'nối đất' và TẮT nguồn điện khi sự rò rỉ này vượt quá mức nguy hiểm nhất định.

Giới thiệu

Thông thường, các khái niệm cơ điện được sử dụng để chế tạo các thiết bị này, tuy nhiên ở đây chúng ta sẽ xem cách một ELCB có thể được tạo ra bằng cách sử dụng các linh kiện điện tử thông thường, chúng ta cũng sẽ thấy tại sao một thiết bị điện tử lại hiệu quả hơn các đơn vị cơ điện thương mại.

Có thể tạo ra ba phiên bản thông qua ELCB điện tử, phiên bản đầu tiên sử dụng rơle cho các hành động chuyển đổi, ý tưởng thứ hai kết hợp Triac và ý tưởng thứ ba sử dụng SSR hoặc rơle trạng thái rắn cho các triển khai cần thiết.

Đối với tất cả các khái niệm trên, tính năng kích hoạt vẫn giữ nguyên, thông qua một giai đoạn điện dẫn đầu vào.

Bộ ngắt rò rỉ đất (ELCB) sử dụng IC 324

Mạch ELCB sử dụng rơ le

Nhìn vào hình chúng ta có thể thấy rằng toàn bộ mạch được tập trung xung quanh một Opamp duy nhất từ ​​IC 324. Opamp được cấu hình như một bộ khuếch đại đảo ngược độ lợi cao.

OpAmp được cấu hình như một bộ khuếch đại AC độ lợi cao và độ nhạy của nó có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi giá trị của R2, tăng giá trị của nó sẽ làm tăng độ nhạy của mạch.

Bất kỳ tín hiệu AC phút nào có thể có mặt tại đầu vào đảo ngược # 2 của IC được chọn qua tụ ghép C1 và được khuếch đại ngay lập tức bởi IC.

Một máy biến áp cuộn cảm nhỏ được nối dây qua đầu vào trên của IC. Sơ cấp của cuộn cảm được kết nối với dây cuối cùng kết thúc với đầu nối đất hoặc chân của các ổ cắm 3 chân khác nhau trong tiền đề.

Máy biến áp có thể là một máy biến áp đầu ra thông thường được sử dụng trong giai đoạn khuếch đại đầu ra của máy thu vô tuyến nhỏ.

Trong trường hợp rò rỉ, dòng điện rò rỉ đi qua cuộn sơ cấp của cuộn cảm và được tăng lên ở cuộn thứ cấp.

Nguồn AC cảm ứng tăng lên ngay lập tức được cảm nhận bởi đầu vào IC và được khuếch đại thêm đến các mức mong muốn, để SCR chuyển đổi theo phản ứng kích hoạt.

SCR, do thuộc tính vốn có của nó ngay lập tức chốt và kéo rơle vào trạng thái dẫn điện.

Rơ le dẫn và chuyển TẮT nguồn điện lưới đến ba ổ cắm chân cắm, chuyển đổi các thiết bị và do đó loại bỏ tình trạng rò rỉ đất

SCR, do đặc tính vốn có của nó ngay lập tức chốt và kéo rơle vào trạng thái dẫn.

Mạch ELCB sử dụng Triac

Mạch trên cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng Triac, mọi thứ vẫn như cũ, ngoại trừ giai đoạn chuyển tiếp, bây giờ được thay thế bằng Triac.

Trong điều kiện bình thường, đầu ra IC vẫn ở trạng thái TẮT và triac được phép dẫn và vận hành tải.

Tuy nhiên, tại thời điểm phát hiện rò rỉ, đầu ra của IC tăng cao, điều này sẽ kích hoạt SCR và chốt cực dương của nó với đất. Điều này ức chế dòng điện cổng đến triac ngay lập tức ngừng dẫn điện, TẮT tải và khắc phục các điều kiện bất lợi.

Mạch ELCB sử dụng Triac

Mạch ELCB sử dụng SSR hoặc SolidState Relay

Các thiết bị SSR do Mians vận hành ngày nay đang được sử dụng hiệu quả để đóng cắt các tải vận hành bằng nguồn điện hiệu quả hơn so với rơ le và vì đây là trạng thái rắn và được cách ly về điện trong tự nhiên, trở nên mong muốn hơn các thiết bị chuyển mạch thông thường như triac và rơ le.

Ở đây, miễn là các điều kiện bình thường, SSR có thể lấy điện áp kích hoạt đầu vào yêu cầu từ mạch, tuy nhiên, thời điểm có rò rỉ được dự đoán trước, mạch sẽ kích hoạt SCR, đến lượt nó sẽ cuộn kích hoạt đầu vào SSR xuống đất. SSR ngay lập tức ngừng tiến hành, thực hiện các hành động dự kiến ​​bằng cách vấp tải và ngăn chặn mọi nguy cơ có thể xảy ra.

Danh sách các bộ phận

  • R1 = 100 nghìn,
  • R2 = 1M,
  • R3, R4, R5 = 1K,
  • C1 = 0,01uF
  • C2 = 100uF / 25V
  • L1 = biến áp đầu ra nhỏ thông thường được sử dụng trong đài bán dẫn.
  • SCR = BT169
  • Triac = BT 136 hoặc loại hiện tại cao hơn
  • Op amp = ¼ IC324
  • SSR = Theo thông số kỹ thuật của người dùng.
  • Rơ le = 12V, SPDT



Một cặp: Mạch Khuếch đại MosFet DJ Công suất cao 250 Watt Tiếp theo: Mạch chấn lưu điện tử 40 watt