전기 단락은 가정용, 상업용 및 산업용 건물에서 사고로 인한 화재의 가장 흔한 원인입니다. 과전류, 절연 장애, 인적 접촉, 과전압 등과 같은 전기 회로에서 비정상적인 조건이 발생할 때 발생합니다.이 기사에서는 일부 단락 화재 및 과전압 방지 방법에 대해 설명합니다.
전기 단락 방지
적절한 전기 연결
전기 단락으로 인한 화재의 100 %는 전기 기술자에 대한 지식이 부족하거나 부주의하기 때문입니다. 대부분의 전기 기술자는 숙련 된 사람의 도우미가 됨으로써 배우고 기본적인 전기 아이디어를 많이 얻지 못합니다.
퓨즈
3 상 4 선 공급을위한 국내 응용 분야에서 전기 기술자는 3 MCB 조합 대신 TPN이라는 4 MCB 조합을 사용합니다. 전기적 문제로 인한 화재의 근본 원인입니다. 따라서 중립이 스위치를 통과하지 않도록하십시오.
3 MCB 유형이 가장 좋은 이유는 다음과 같습니다. TPN (3 극 + 중성)의 경우 3은 정격 전류를 초과 할 때 트립 할 수있는 MCB이고 네 번째는 중성 스위치입니다. 전류를 감지하지 않습니다. 어떤 이유로 든 TPN의 집 끝에서 중성점이 분리되었다고 가정하면 부하가 적은 위상은 최대 50 % 이상의 전압 상승을 경험할 수 있습니다. 즉, 단상 부하는 220V에 비해 약 350V가됩니다. 많은 가제트는 순식간에 타 버릴 것이며 철 초크가있는 튜브 라이트와 같은 물건에 불이 붙을 수 있습니다. 그 순간 집에없는 사람이 근처에 옷장이 있다고 상상해보십시오! 이것이 화재 발생의 주요 원인 중 하나입니다. 중립이 느슨해지면 상황은 3 MCB와 동일합니다. 따라서 중립이 스위치를 통과하지 않도록주의하십시오. 삼상 설치 중립이 느슨해지지 않도록하십시오.
수학적으로 계산합시다. 하나의 램프는 한 단계에서 중성으로 100 와트이고 다른 단계에서 중성으로 연결된 다른 10 와트입니다. 둘 다 3 상 밸런스 전원에서 220 RMS를 얻는다고 가정합니다. 이제 중립을 분리합시다. 따라서 두 램프는 상간에 걸쳐 직렬로 연결됩니다. 즉 220 X √3 = 381V의 전압에 직면합니다. 이제 각 램프의 전압 강하를 계산하고 하나의 저항은 484이고 다른 하나는 4840입니다. 이제 I = 381 / (484 + 4840) 또는 I = 381 / 5324 또는 I = 0.071입니다. 이제 100 와트 램프가 직면 한 V = IR = 34V, 10 와트 램프가 직면 한 V = 340V. 열 저항 (빛나는 동안을 의미)보다 10 배 낮은 램프의 내한 저항을 고려하지 않았습니다. 이를 고려하면 10 와트 램프가 몇 초 안에 고장납니다.
임베디드 시스템 전원 공급 장치의 단락 보호
새로 조립 된 회로에 전원을 공급하는 동안 전원 공급 섹션 자체에서 일부 단락으로 인해 일부 오류가 발생하는 경우가 종종 있습니다. 아래에 개발 된 회로는 임베디드 섹션을 다른 보조 섹션의 섹션과 분리하여 이러한 문제를 제거합니다. 따라서 결함이 해당 섹션에있는 경우 포함 된 섹션은 영향을받지 않습니다. 마이크로 컨트롤러로 구성된 임베디드 섹션은 A에서 5V 전력을 사용하고 나머지 회로는 B에서 사용합니다.
시뮬레이션에서 테스트 회로의 결과를 찾기 위해 회로에 일부 전류계, 전압계 및 푸시 버튼 스위치가 사용됩니다. 실시간 사용에서는 이러한 미터가 필요하지 않습니다. Q1은 B에서 보조 섹션에 대한 주 전원 스위칭 트랜지스터입니다. 부하는 100R 부하로 표시되고 푸시 버튼 형태의 테스트 스위치는 회로의 기능을 확인하는 데 사용됩니다. 트랜지스터 BD140 또는 SK100 및 BC547은 주 5V 전원 A에서 약 5V B의 2 차 출력을 유도하는 데 사용됩니다.
레귤레이터 IC 7805의 5V DC 출력을 사용할 수있는 경우 트랜지스터 BC547은 저항 R1 및 R3 및 LED1을 통해 전도됩니다. 결과적으로 트랜지스터 SK100이 전도되고 단락 보호 5V DC 출력이 B 단자에 나타납니다. 녹색 LED (D2)는 같은 것을 나타 내기 위해 빛나고, 빨간색 LED (D1)는 양쪽 끝에서 동일한 전압이 존재하기 때문에 꺼진 상태를 유지합니다. B 단자가 단락되면 BC547은베이스의 접지로 인해 차단됩니다. 결과적으로 SK100도 차단됩니다. 따라서 단락 중에 녹색 LED (D2)가 꺼지고 빨간색 LED (D1)가 켜집니다. 메인 5V 출력 A의 커패시터 C2 및 C3는 B의 단락으로 인해 발생하는 전압 변동을 흡수하여 방해없는 A를 보장합니다. 회로 설계는 아래 주어진 관계를 기반으로합니다. RB = (HFE X Vs) / (1.3 X IL) 여기서, RB = SK100 및 BC547 트랜지스터의 기본 저항 HFE = SK100의 경우 200, BC547의 경우 350 스위칭 전압 Vs = 5V 1.3 = 안전 계수 IL = 트랜지스터의 콜렉터-이미 터 전류 일반에 회로를 조립합니다. 목적 PCB 및 적절한 캐비닛에 동봉하십시오. 캐비닛 전면 패널의 단자 A와 B를 연결합니다. 또한 주 전원 코드를 연결하여 230V AC를 변압기에 공급하십시오. 시각적 표시를 위해 D1과 D2를 연결합니다.
조정 된 전원 공급 장치와 함께 단락 표시기
조정 된 전원 공급 장치는 작동을 위해 일정한 DC 전원 공급 장치가 필요한 많은 전자 제품의 작동에 가장 중요한 요구 사항입니다. 랩톱, 휴대폰 또는 컴퓨터와 같은 시스템은 회로에 전원을 공급하기 위해 규제 된 DC 공급 장치가 필요합니다. DC 전원을 제공하는 방법 중 하나는 배터리를 사용하는 것입니다. 그러나 기본적인 제약은 제한된 배터리 수명입니다. 또 다른 방법은 AC-DC 컨버터를 사용하는 것입니다.
일반적으로 AC-DC 컨버터는 다이오드로 구성되고 맥동 DC 신호를 생성하는 정류기 섹션으로 구성됩니다. 이 맥동 DC 신호는 리플을 제거하기 위해 커패시터를 사용하여 필터링 된 다음이 필터링 된 신호는 모든 레귤레이터 IC를 사용하여 조정됩니다.
단락 표시 기능이있는 12V 전원 공급 장치 회로가 설계되었습니다. 프로토 타입을 테스트하기위한 12 볼트 작업대 전원 공급 장치가 있습니다. 대부분의 회로와 브레드 보드 어셈블리에 전력을 공급하기 위해 잘 조절 된 12V DC를 제공합니다. 프로토 타입에서 단락이있는 경우이를 감지하기 위해 단락 표시의 추가 회로도 포함됩니다. 이렇게하면 구성 요소를 절약하기 위해 즉시 전원 공급 장치를 끄는 데 도움이됩니다.
여기에는 다음 구성 요소가 포함됩니다.
- AC 전압을 낮추기위한 500mA 변압기.
- 12V 조정 출력을 제공하는 7812 조정기 IC.
- 단락을 나타내는 부저입니다.
- 3 개의 다이오드-2 개는 전파 정류기의 일부를 형성하고 1 개는 저항을 통한 전류를 제한합니다.
- 부저에 전류를 공급하는 두 개의 트랜지스터.
“3상 배선이란 ”
230V AC를 강압하는 데 14-0-14, 500 밀리 암페어 변압기가 사용됩니다. 다이오드 D1 및 D2는 정류기이고 C1은 DC 리플이없는 평활 커패시터입니다. IC1은 7812 포지티브 전압 레귤레이터로 12V 조정 출력을 제공합니다. 커패시터 C2 및 C3은 전원 공급 장치의 과도를 줄입니다. IC1의 출력에서 12V 조정 DC를 사용할 수 있습니다. 단락 표시기는 부저, 다이오드 및 두 개의 저항 R1 및 R2가있는 두 개의 NPN 트랜지스터 T1 및 T2를 사용하여 구축됩니다.
정상 작동에서 AC 신호는 변압기를 사용하여 강압됩니다. 다이오드는 ac 신호를 정류합니다. 즉, 맥동 DC 신호를 생성하며, 이는 커패시터 C1에 의해 필터링되어 필터를 제거하고이 필터링 된 신호는 LM7812를 사용하여 조정됩니다. 전류가 회로를 통과함에 따라 트랜지스터 T2는베이스에서 스위치를 켤 수있는 충분한 전압을 얻고 트랜지스터 T1은 접지 전위에 연결되어 있으므로 오프 상태에 있고 부저가 꺼집니다. . 출력에 단락이 발생하면 다이오드가 R2 강하를 통해 전류를 전도하기 시작하고 T2가 꺼집니다. 이렇게하면 T1이 전도되고 부저가 울려 단락이 발생했음을 나타냅니다.
2. 과전압 보호
서지 또는 번개로 인한 과전압은 절연 장애를 일으켜 심각한 결과를 초래합니다.
2 가지 과전압 보호 방법
- 건물 및 전기 설비 건설 중 예방 조치를 취합니다. 정격 전압이 다른 전기 제품을 별도로 배치해야합니다. 개별 단계는 기능에 따라 분할되어 단계 중단을 방지 할 수도 있습니다.
- 과전압 보호 구성 요소 또는 회로 사용 : 이러한 회로는 일반적으로 과전압 즉, 전기 제품에 도달하기 전에 단락을 일으 킵니다. 빠른 응답과 높은 전류 용량을 가져야합니다.
과전압 보호기
과전압은 일반적으로 전기 및 전자 장치의 규정 된 정격 전압보다 높은 극도로 높은 전압으로, 장치 절연 (접지 또는 기타 전압 전달 구성 요소)을 완전히 중단시켜 장치를 손상시킬 수 있습니다. 이러한 과전압은 번개, 방전, 일시적 및 잘못된 스위칭과 같은 요인으로 인해 발생합니다. 이를 제어하기 위해 과전압 보호 회로가 종종 필요합니다.
간단한 과전압 보호 회로 설계
여기에 간단한 과전압 보호기 전압이 미리 설정된 수준 이상으로 증가하면 부하에 대한 전력을 차단하는 회로. 전압이 정상 수준으로 떨어지면 전원이 복원됩니다. 이러한 종류의 회로는 과부하 보호로 전압 안정기에 사용됩니다.
회로는 다음 구성 요소를 사용합니다.
- 0-9V 강압 변압기, 다이오드 D1 및 평활 커패시터로 구성된 조정 된 전원 공급 장치입니다.
- 릴레이 드라이버를 제어하기위한 제너 다이오드.
시스템 작동
변압기의 1 차측 전압 증가 (주전원 전압이 증가함에 따라)는 2 차측의 해당 전압 증가로 반영됩니다. 이 원리는 릴레이를 트리거하는 회로에서 사용됩니다. 트랜스포머의 1 차측에 대한 입력 전압 (약 230V)이되면 Zener가 전도되지 않고 (VR1에서 설정 한대로) 릴레이는 전원이 차단 된 상태가됩니다. 부하는 릴레이의 공통 및 NC 접점을 통해 전원을 공급받습니다. 이 상태에서는 LED가 꺼집니다.
전압이 증가하면 제너 다이오드가 전도되고 릴레이가 활성화됩니다. 이것은 부하에 대한 전원 공급을 차단합니다. LED는 릴레이의 활성화 상태를 보여줍니다. 커패시터 C1은 T1의 원활한 작동을 위해 T1의베이스에서 버퍼 역할을하여 활성화 / 비활성화 중에 릴레이 클릭을 방지합니다.
부하는 다이어그램과 같이 릴레이의 공통 및 NC (일반적으로 연결됨) 접점을 통해 연결됩니다. 중립은 부하로 직접 가야합니다.
부하를 연결하기 전에 라인 전압이 220-230V 사이라고 가정하고 LED가 꺼질 때까지 VR1을 천천히 조정합니다. 필요한 경우 AC 전압계를 사용하여 라인 전압을 확인합니다. 회로를 사용할 준비가되었습니다. 이제 부하를 연결하십시오. 전압이 증가하면 Zener는 릴레이를 전도하고 작동시킵니다. 라인 전압이 정상으로 돌아 오면 다시 부하에 전원이 공급됩니다.
과전압 보호를위한 또 다른 회로는 서지 전압으로부터 전기 부하를 보호하기도합니다.
때로는 결함으로 인해 벤치 전원 공급 장치 출력이 더 이상 제어되지 않고 항상 위험하게 튀어 나오는 경우가 있습니다. 따라서 그것에 연결된 모든 부하는 즉시 손상됩니다. 이 회로는 그 상황을 완벽하게 보호합니다. MOSFET은 부하와 직렬로 연결됩니다. 게이트는 핀 1의 IC1 설정 전압이 내부 기준 전압보다 낮은 한 항상 드레인과 소스가 전도 상태로 유지되도록 드라이브를 가져옵니다. 더 높은 전압의 경우 IC1의 1 번 핀의 전압은 기준 전압보다 높으며 MOSFET의 게이트 드라이브를 차단하여 드레인과 소스가 개방되어 부하 회로의 전원을 차단합니다.
회로에서 전원 공급 장치 오류의 경고 신호
주전원 공급이 가능하지만 회로를 테스트하기 위해 스위치를 사용하여 변압기에 전원을 공급합니다. Q1은베이스와 이미 터가 브리지 정류기에 의해 개발 된 DC에서 D1 및 D2를 통해 동일한 전위에 있으므로 전도하지 않습니다. 그 때 커패시터 C1과 C2는 이렇게 유도 된 Dc 전압으로 충전됩니다. 공급이 실패하는 동안 C1은 이미 터 전류를 Q1에서 R1까지의베이스에 공급합니다. 이로 인해 커패시터 C1은 부저를 통해 전도되는 Q1 이미 터 콜렉터를 통해 방전됩니다. 따라서 C1이 완전히 방전 될 때까지 주 전원이 고장날 때마다 짧은 소리가 발생합니다.
