Как защитить блок питания от кз и перегрузок

Защита схем от переполюсовки питания с помощью N-канального MOSFET

n-канальный MOSFET + стабилитрон на 7.2…15V + резистор в пару десятков килоом = БЕЗОПАСНОСТЬ

Read in English]

Задачка-то, вроде, тривиальная. Да и зачем кому-либо вообще может понадобиться защищать какие-бы то ни было электронные изделия от переполюсовки источника питания?

Увы, у коварного случая найдётся тысяча и один способ подсунуть вместо плюса минус на устройство, которое ты много дней собирал и отлаживал, и оно вот только что заработало.

Приведу лишь несколько примеров потенциальных убийц электронных макеток, да и готовых изделий тоже:

• Универсальные источники питания с их универсальными штеккерами, которые можно подключить как с плюсом на внутреннем контакте, так и с минусом.
• Маленькие блоки питания (такие коробочки на сетевой вилке) — они ведь все выпускаются с плюсом на центральном контакте, разве нет? НЕТ!
• Любой тип разъёма для подачи питания без жёсткого механического «ключа». К примеру удобные и дешёвые компьютерные «джамперы» с шагом 2.54мм. Или зажимы «под винт».
• Как вам такой сценарий: позавчера под рукой были только чёрные и синие провода. Сегодня был уверен, что «минус» — это синий провод. Чпок — вот и ошибочка. Сначала-то хотел использовать чёрный и красный.
• Да просто если уж день на задался — перепутать пару проводов, или воткнуть их наоборот просто потому, что плату держал кверхтормашками…

Всегда найдутся человеки (я знаком как минимум с двумя такими перцами), которые глядя прямо в глаза заявят жёстко и безапелляционно, что уж они то никогда не совершат такой глупости, как переполюсовка источника питания! Бог им судья. Может, после того, как сами соберут и отладят несколько оригинальных конструкций собственной разработки — поумнеют. А пока я спорить не буду. Просто расскажу, что использую сам.

Истории из жизни

Я ещё совсем молоденький был, когда пришлось мне перепаивать 25 корпусов из 27. Хорошо ещё это были старые добрые DIP микросхемы.
С тех самых пор я почти всегда ставлю защитный диодик рядом с разъёмом питания.

Кстати, тема защиты от неверной полярности питания актуальна не только на этапе макетирования.
Совсем недавно мне довелось стать свидетелем героических усилий, предпринимаемых моим другом по восстановлению гигантского лазерного резака.

Причиной поломки был горе-техник, перепутавший провода питания сенсора/стабилизатора вертикального перемещения режущей головки. На удивление сама схемка, похоже, выжила (была-таки защищена диодом в параллель).

Зато выгорело всё напрочь после: усилители, какая-то логика, контроль сервоприводов…

Защитный диод последовательно с нагрузкой

Это, пожалуй, самый простой и безопасный вариант защиты нагрузки от переполюсовки источника питания.
Одно только плохо: падение напряжения на диоде. В зависимости от того, какой диод применён, на нём может падать от примерно 0.2В (Шоттки) и до 0.7…1В — на обычных выпрямительных диодах с p-n переходом. Такие потери могут оказаться неприемлимыми в случае батарейного питания или стабилизированного источника питания. Так же, при относительно большых токах потребления, потери мощности на диоде могут быть весьма нежелательными.

Защитный диод параллельно с нагрузкой

При таком варианте защиты нету никаких потерь в нормальном режиме работы.
К сожалению, в случае переполюсовки источник питания рискует надорваться. А если источник питания окажется слишком силён — выгорит сначала диод, а за ним и вся защищаемая им схема.

В своей практике я иногда использовал такой вариант защиты от переполюсовки, особенно когда был уверен, что источник питания имеет защиту от перегрузки по току. Тем не менее однажды я заработал весьма чёткие отпечатки на обожженых пальцах коснувшись радиатора стабилизатора напряжения, который пытался бороться супротив толстенного диода Шоттки.

Защита от переполюсовки

Когда ваше устройство не постоянно питается от блока питания, а вам нужно периодически вставлять клеммы в разъём, особенно часто это бывает с зарядными устройствами для аккумуляторов. Возникает вероятность случайно перепутать клеммы. Описанная схема на диодном мосту станет надёжной защитой от переполюсовки и индикатором вашей нечаянной ошибки.

Схема защиты от переполюсовки:

В технике есть такое жаргонное выражение «защита от дурака», оно вполне справедливо для устройств, которые так или иначе эксплуатируются большим количеством людей, среди которых обязательно найдётся невнимательные и рассеянные личности, которые сначала включают, а потом инструкцию читают.

Есть много разного рода защит от переполюсовки, ну к примеру сделать разъем специальной формы, что бы его кроме как правильно включить нельзя было. Но для радиолюбительских конструкций для этой цели достаточно хорошо подходит схема диодного моста.

Рисунок №1 – Схема защиты от переполюсовки

Всё очень просто и прозаично, вы просто включаете в свою схему дополнительный диодный мост или подключаете отдельную платку со схемой защиты от переполюсовки.

При такой организации устройства полярность на входе не имеет никакого значения, и вставляя клеммы в гнёзда блока питания вы ни за что не ошибётесь. У вас на выходе диодного моста всегда будет то, что нужно (А, Б).

Просто не забывайте, что дополнительные элементы могут привести к незначительным потерям мошьности.

Я не стал приводить номиналы элементов так как схема универсальная, вам их нужно подобрать самостоятельно.  Всё должно подходить по току и напряжению адекватному вашим потребностям. Я постарался наглядно показать диодный мост (В), а в качестве индикации ошибки, использовал двухцветный светодиод, который горит зеленым, когда полярность соблюдена.

Рисунок №2 – Полярность соблюдена – горит зелёный

Светодиод горит красным, когда я неверно подключил схему защиты к клеммам блока питания, но при этом на выходе схемы всегда строго соблюдается полярность, и моему устройству переполюсовка уже не страшна.

Рисунок №3 – Клеммы перепутаны – горит красный светодиод

Как видно по показанием мультиметра на выходе схемы защиты от переполюсовки всегда одинаковая полярность, что существенно снижает вероятность сгорания вашего устройства.

Для особо ленивых, я привёл пример своей печатной платы, и сборочный чертеж, можете просто перерисовать или добавить её в свою схему.

Рисунок №4 – Печатная плата и сборочный чертёж, пример

Надеемся приведенная схема защиты от переполюсовки поможет начинающим радиолюбителям избежать выхода из строя их устройств, потому не забывайте посещать  bip-mip.com

Как УЗО защищает от аварий

В отличие от автоматов, УЗО защищает не от КЗ, а от его предвестника — утечки тока. Принцип работы построен на измерении разницы электричества на фазе и нейтрали. Например, если где-то повредилась изоляция и фазный провод коснулся металлической поверхности, возникнет утечка — в квартиру войдет больше электричества, чем выйдет. УЗО сразу среагирует и расцепит линию.

Иногда утечки возникают в поврежденных электроприборах. И если их вовремя не выявить, с большой вероятностью случится короткое замыкание или Вас ударит током. Выбирается дифзащита по трем основным параметрам:

• номиналу — как и автомат, рассчитывается по максимальной нагрузке на линии;
• току утечки — разнице электричества на фазе и нейтрали, при которой срабатывает расцепитель;
• характеристике расцепления — типу утечек, на которые реагирует дифзащита.

Как выбрать номинальный ток УЗО

Рассчитывайте аналогично автомату, по тем же формулам для однофазной и трехфазной сети. Главное, чтобы УЗО защищающее линию было не ниже по номиналу чем АВ, иначе в случае КЗ оно сгорит раньше, чем сработает АВ.

В качестве комплексного решения пользователи часто покупают дифавтоматы (это устройство совмещающее в себе автомат и УЗО в одном корпусе). Так можно немного сэкономить место в щитке.

Какое значение тока утечки где лучше поставить

По данному параметру УЗО делятся на два типа:

• защитное на 10мА или 30мА — защищает человека от поражения электричеством;
• противопожарное на 100мА и выше, защищает от утечек, провоцирующих возгорания.

В быту принято ставить защитное на комнаты и противопожарное на вводе. В детской и ванной рекомендуется поставить 10мА, так как дети более уязвимы к току, чем взрослые, а вода усиливает его действие. На комнатные розетки обычно ставят 30мА — это максимум, который без вреда выдерживает среднестатистический человек.

На вводе обычно ставят 100мА, 300мА или 500мА, если сеть большая. Дело в том, что практически везде возникают небольшие потери электричества от сопротивления проводника, нагрева изоляции и пр. Чем больше длинна проводов и потребителей, тем больше потерь, потому на вводе должно стоять УЗО с большим значением утечки, иначе оно будет постоянно выбивать.

На что влияет характеристика расцепления

УЗО делятся на два типа:

• АС — реагирующие на утечки синусоидального переменного тока. Ставится на линии без сложной электроники;
• А — реагирующее, кроме синусоидального еще и на пульсирующий постоянный ток. Устанавливается на технику с блоками питания и сложную электронику (компьютеры, телевизоры и пр.), где часто возникают такие утечки.

В основном в быту ставится тип «АС», так как он дешевле. Это рационально, если на линии только электроприборы без плат и микросхем. Но на сложную электронику все же лучше поставить тип «А».Так Вы быстрее выявите и устраните неисправность.

Даже если авария и случится, автоматика и дифзащита мгновенно на нее среагируют и Вы сможете быстро найти и устранить причину. Чтобы не подвергать опасности себя и свой дом, придерживайтесь двух правил:

1. Делайте регулярные проверки состояния проводки и электротехники;
2. Поставьте качественные и правильно подобранные автоматы и УЗО.

Таким образом Вы сделаете домашнюю сеть безопасной и эффективной.

Определение коэффициента чувствительности защиты

Определение коэффициента чувствительности защиты по первичному току короткого замыкания дает завышенные результаты.

При определении чувствительности защиты необходимо учитывать токовую погрешность трансформатора тока.

Коэффициент чувствительности токовых реле определяется по выражению:

где:

• Iк.мин — минимальный первичный ток короткого замыкания (КЗ) в конце зоны действия защиты, определяемый расчетом в реально возможном минимальном режиме;
• Ic.p. — ток срабатывания реле;
• nт — коэффициент трансформации трансформатора тока (ТТ);
• Iвтк.мин. — минимальный вторичный ток К3, Iвтк.мин. = Iк.мин/nт;

При КЗ значение тока Iк.мин может в несколько раз превышать то значение расчетного тока, при котором производилось проверка трансформаторов тока (ТТ) на 10%-ую погрешность . В связи с этим весьма вероятно увеличение токовой погрешности свыше 10%. Таким образом, основной недостаток защит заключается в том, что трансформаторы тока не могут обеспечить во всех режимах трансформацию достаточно близкую к идеальной, хотя в основу работы защиты положена идеальная трансформация тока. Это обстоятельство не учитывается при определении коэффициента чувствительности в соответствии с выражением (1).

Определение коэффициента чувствительности по выражению (1) дает завышенное значение, так как известно, что вторичный ток трансформаторов тока при погрешности выше 10% существенно отличается от его идеального значения Iвтк.мин.

Завышение коэффициента чувствительности может привести к ошибочным выводам относительно фактического значения коэффициента чувствительности. Он может оказаться меньше минимально допустимого коэффициента чувствительности. Обеспечение 10%-ной погрешности при токе К3 Iк.мин уменьшит погрешность ТТ, увеличивая тем самым коэффициент чувствительности.

Проверка ТТ на 10% погрешность при КЗ определяется по кривым предельных кратностей, а при их отсутствии — по значению номинальной предельной кратности.

В тех случаях, когда 10%-ная погрешность при токе КЗ, равном Iк.мин, не обеспечивается, для её обеспечения необходимо увеличить номинальный ток трансформаторов тока, соединить последовательно две обмотки и/(или) уменьшить сопротивление вторичной нагрузки Zн.

В тех случаях, когда это невозможно, чувствительность реле необходимо определять графически в соответствии с рис. 1.

Рис.1 — Графическое определение вторичного тока КЗ в реле по расчетному значению при погрешности трансформатора выше 10%

Для определения чувствительности по действительному вторичному току в реле, необходимо:

1. Определить сопротивление нагрузки Zн трансформатора тока и вторичный ток КЗ Iвтк.мин.;

2. Построить характеристику намагничивания Е2=f(I’нам), где: Е2 — электродвижущая сила (ЭДС);

I’нам = Iнам/ nт — ток намагничивания, приведенный к вторичной стороне.

3. На графике характеристики намагничивания построить прямую зависимости ЭДС от вторичной нагрузки Zн.

где:

• Z2 — сопротивление трансформатора тока;
• І2 — вторичный ток.

4. Построить зависимость ЭДС от тока первичной обмотки, для чего в нескольких выбранных точках при соответствующем одном значении Е2 определить I’1 как сумма токов І2 (абсцисса построенной прямой) и I’нам — абсцисса характеристики намагничивания).

5. Определить вторичный ток в реле Iвт, соответствующий Iвтк.мин., пользуясь кривой Е=f/( I’1) и прямой Е2=(I2), как показано на рис.1.

6. Определить коэффициент чувствительности:

Из рисунка следует, что фактический коэффициент чувствительности реле будет в Iвтк.мин./Iвт меньше, определенного в соответствии с выражением (1).

Приближенное значение вторичного тока КЗ с учетом токовой погрешности может быть определено по выражению:

где:

• f — токовая погрешность ТТ ;
• Кн — коэффициент надежности (Кн=1,2-1,3).

Вывод:

1.В тех случаях, когда 10%-ная погрешность ТТ при КЗ не обеспечивается, для её обеспечения необходимо увеличить номинальный ток трансформаторов тока, соединить последовательно две обмотки и/(или) уменьшить сопротивление вторичной нагрузки.

В тех случаях, когда это невозможно, коэффициент чувствительности реле необходимо определять графически по действительному вторичному току.

Литература:

1.Шабад МЛ. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. — Л.: Энергоатомиздат, 1985 — 296 е., ил.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Причины возгорания электропроводки

Причинами возгорания электропроводки могут являться:

• Нагрев проводников (локальный или на протяженном участке) из-за перегрузки.
• Искрение в месте плохого электрического контакта (в соединениях, на клеммах электроприборов и аппаратов)
• Утечка с неизолированных участков цепи (в соединительных, ответвительных и проходных коробках, распределительных щитах, электрических аппаратах).
• Горение электрической дуги на каком-либо участке цепи, вызванное током короткого замыкания.
• Повреждения изоляции кабеля.

Повреждения изоляции кабеля могут происходить по следующим причинам:

• Электрические — от перенапряжения и сверхтоков.
• Механические — удар, нажим, сдавливание, изгиб, повреждение инородным телом.
• Воздействие окружающей среды — влажность, тепло, излучение (ультрафиолет), старение, химическое воздействие.

Развитие короткого замыкания из тока утечки, приводящее к возгоранию, происходит следующим образом:

• В месте микроповреждения изоляции между находящимися под напряжением проводниками начинает протекать крайне малый точечный ток.
• Под воздействием влажности, загрязнения, проникновения пыли с течением времени образуется проводящий мостик, по которому протекает ток утечки.
• По мере ухудшения состояния изоляции, начиная со значения тока примерно 1 мА, постепенно происходит обугливание проводящего канала, возникает «угольный мостик», и происходит непрерывное возрастание тока.
• При значениях тока утечки 150 мА, что соответствует мощности 33 Вт, возникает реальная опасность возгорания за счет нагрева теплом, выделяемым в месте повреждения изоляции, различных легко воспламеняемых материалов.

Устранение последствий короткого замыкания

Чаще всего все сводится к замене поврежденного участка проводки, причем практически гарантированно потребуется наращивать кабель вместо его выгоревшего куска. Основные правила следующие:

• Пространство прилегающее к месту возникновения КЗ надо тщательно вычистить от сажи – она может спровоцировать повторение замыкания.
• Не стоит экономить на проводе и пытаться оставить токоведущую жилу, на которой сгорела изоляция – всегда лучше полностью заменить провод.
• Если полноценного замыкания еще не произошло, но розетки начали подплавляться, то не стоит пробовать их ремонтировать – после многочисленных нагревов/охлаждений меняется структура металла и устройство становится более уязвимым.

Если проводка начала коротить «от старости» (изоляция стала хрупкой), то это настоятельный сигнал к полноценному ремонту – он в любом случае обойдется дешевле, чем устранение последствий возможного пожара.

Как предупредить короткое замыкание

Самый простой способ – это соблюдать рекомендации, прописанные в ПУЭ – практически всем записям в этой книге предшествует какая-либо авария либо как минимум нештатная ситуация. Ну а так как заучивать правила скорее всего никто не будет, то хотя бы надо руководствоваться здравым смыслом, который диктует следующее:

Если проводка старая, то настоятельно рекомендуется ее замена

Если по каким-либо причинам это невозможно, то, как минимум, надо осмотреть контакты розеток и оценить, требуется ли им дополнительная изоляция.
Если квартиру затопили соседи сверху, то, даже если ничего не замкнуло, это повод пересмотреть скрутки проводов в распределительных коробах – под воздействием влаги липкая сторона изоленты теряет свои свойства.
Нужна осторожность при вбивании гвоздей в стены – неудачно забитый гвоздь приносит с собой большое количество «головной боли» по замене перебитого провода.. Также можно просто сделать фото проводов до того, как они будут спрятаны в стену. Также можно просто сделать фото проводов до того, как они будут спрятаны в стену

Также можно просто сделать фото проводов до того, как они будут спрятаны в стену.

• В частном секторе обязательно надо применять дополнительные меры по защите проводки от крыс и мышей – есть достаточно большое количество найденных домашними электриками способов борьбы с грызунами – это могут быть металлические гофры, промазывание кабелей мастикой и прочие методы.
• Если в розетку приходилось включать мощный прибор, то потом стоит перепроверить, не подгорели ли контакты и состояние изоляции.

Пример поиска короткого замыкания специальным прибором — на видео:

Понятие «короткое замыкание»

Короткое замыкание – это соединение двух точек электрической цепи с различными потенциалами, что не предусмотрено нормальным режимом работы цепи и приводит к критичному росту силы тока в месте соединения.

Таким образом, КЗ приводит к образованию разрушительных токов, превышающих допустимые величины. Что способствует выходу приборов из строя и повреждениям проводки. Для того, чтобы понять, что может спровоцировать этот процесс, нужно детально разобраться в процессах, происходящих при коротком замыкании.

По закону Ома сила тока (I) обратно пропорциональна сопротивлению (R)

Пример применения закона Ома к лампе накаливания мощностью в 100 Вт, подключенную к электросети в 220В. Здесь можно с помощью закона Ома рассчитать величину тока для нормального режима работы и короткого замыкания. Сопротивление источника и электропроводки проигнорируем.

Электрическая схема нормального режима работы (a) и короткого замыкания (b)

Вот пример нормальной цепи, по которой ток течет от источника к лампе накаливания. На схеме ниже изображен этот процесс.

Пример нормальной цепи, ток течет от источника к лампе

А теперь, представим, что произошла поломка, из-за которой в цепь попал дополнительный проводник.

Дополнительный проводник замыкает цепь

Сопротивление проводников стремится к нулю. Вот почему большая часть электрического тока после замыкания сразу потечет через дополнительный проводник, как бы избегая лампы накаливания с высоким сопротивлением. Результатом будет некорректная работа прибора, потому, что он не получит достаточно тока. И это еще не самый опасный вариант.

Как известно, по закону Ома сила тока обратно пропорциональна сопротивлению. Когда давление в цепи падает в результате короткого замыкания — на несколько порядков возрастет сила тока. По закону Джоуля – Ленца при росте силы тока увеличивается выделение тепла.

При многократном росте силы тока проводники мгновенно нагреваются. А теперь представим, что в сети нет предохранителей либо они не сработали достаточно быстро. В результате проводники плавятся, а изоляция начинает гореть. Зачастую, так возникают пожары в результате короткого замыкания.

Виды коротких замыканий

Схемы кз

Короткие замыкания в быту:

• однофазные – происходит, когда фазный провод замыкается на ноль. Такие КЗ случаются чаще всего. Обозначен, как однофазное с землей К(1)
• двухфазные – ( К2)происходит, когда одна фаза замыкается на другую, относится к несимметричным процессам. Есть еще 2-х фазное с землей К (1,1)в системах с заземленной нейтралью;
• трехфазные – происходит, когда замыкаются сразу три фазы. Самый опасный вид КЗ. Это единственный вид короткого замыкания, при котором не происходит перекос фаз, процесс протекает симметрично;

Вот типичная картина последствий короткого замыкания: оплавленная или сгоревшая изоляция, запах гари, следы оплавления или горения внутри электрического прибора.

Последствия короткого замыкания в электрощите многоэтажного дома

В реальных условиях короткое замыкание происходит в таких ситуациях:

• Повреждение изоляции проводников. Это может произойти из-за изношенности изоляции, а так же механического воздействия на неё. Жилы кабеля замыкаются напрямую или через корпус оборудования.
• Некорректное подключение электроприборов к сети. Данный случай характеризуется допущением ошибки мастера или владельца квартиры из-за чего и происходит короткое замыкание.
• Попадание в электрический прибор воды. Конечно же нельзя допускать попадание воды на электроприборы, ведь она является хорошим проводником электричества и замыкает контакты.

В обустройстве быта короткое замыкание происходит во время ремонта стен, если случайно повредить проводку. Также аварии случаются в квартирах и домах со старой проводкой. В результате чрезмерного нагревания она повреждается в следствие воздействия воды или грызунов.

Защита от КЗ (замыкание короткого типа)

Выбор варианта модульного автомата начинается именно с данного аспекта. Вам нужно правильно осуществить расчет тока в конце линии. Процесс расчета считается достаочно сложным, так как он будет напрямую зависеть от таких данных:

• Мощности подстанции транспортного типа;
• От сечения используемых проводников;
• От длины проводника и пр.

Многие специалисты утверждают, что важным аспектом выбора автомата считается правильное проектирование сетей. При этом, при проектировании данные определяют, что самым важным параметром считается длина линии, то есть, кабеля, который идет от щитка до розетки или же люстры. Следует тут же заметить, что можно исключить сложные расчеты, так как в квартирах, да и частных домах, длина указанного кабеля будет минимальной. Именно по этой причине чаще всего выбирается автомат класса «С», более реже используют вариант «В». но, такой вариант применяют исключительно на маломощных светильников. Что же касается использования автомата на кухне, где мощность приборов будет в разы выше, то используется исключительно класс «С». При использовании варианта «В» может формироваться структура срабатывания автомата при включении холодильника или же другого прибора, так как формируется скачок пускового тока.

• Варианты В3-5 используются для формирования защиты от различных нагрузок активного типа, но исключительно с минимальными аспектами потребления энергии. Такие автоматы используются для освещения;
• Варианты С 5-10 предназначаются уже для защиты различных цепей, которые имеют индуктивную и активную нагрузку. Такие варианты рекомендованы для установки в жилых и офисных помещениях;
• D 10-20 – автоматы, которые используются при установки трансформаторов (исключительно низковольтных), а также при использовании подъемных механизмов или же достаточно мощных насосов;
• K 8-15 предназначаются для трансформаторов и электродвигателей, есть также специализированные варианты, рассчитанные на высококачественную электронику.

Как защитить проводку от перегрузки и короткого замыкания?

Главная задача электрика – сделать проводку надёжной и безопасной. В результате аварий может произойти возгорание или людей ударит током. Аварии возникают из-за повышенного тока и коротких замыканий. В результате через проводники протекает слишком большой ток, они греются и на них плавится изоляция, возникает искрение или дуга.

Как же защитить проводку от короткого замыкания?

Чтобы понять опасность протекания повышенного тока через провода нужно вспомнить два важных закона физики из курса «электричество и магнетизм».

Первый — это закон Ома:

Ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Это значит, что если в цепи малое сопротивление – ток будет большим, а если большое – то маленьким, а также при повышении напряжения ток растёт вместе с ним.

Второй закон, о котором нужно сказать — это закон Джоуля-Ленца:

Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка.

Что это значит? То, что, чем больше сопротивление проводника или ток через него – тем больше тепла выделится на нём. То есть когда через провода протекает ток – они греются. У каждого проводника есть определенное сопротивление.

Чтобы проводник не перегревался подбирают нужное сечение под определенный ток. Чтобы жила не грелась — тепло должно рассеиваться в окружающую среду, рассеивается оно тем быстрее, чем больше площадь, с которой оно рассеивается.

В связи с этим тонкие провода под большой нагрузкой начинают греться и становятся горячими, а толстые – успевают отдать тепло наружу, и их температура остаётся почти неизменной. Если температура проводника будет слишком высокой, вплоть до покраснения жилы – изоляция оплавится.

Сечение проводника — первый шаг к защите от перегрузки.

Под каждую нагрузку выбирают провод или кабель с жилами определенного поперечного сечения.

Защитная аппаратура.

Автоматический выключатель – это основной коммутационный аппарат для защиты проводки от перегрузки и коротких замыканий. Главное, что нужно запомнить – автоматический выключатель защищает КАБЕЛЬ, ШНУР или ПРОВОД от возгорания или перегорания, но никак не оборудование или людей.

Электромагнитный расцепитель – это соленоид внутри которого есть сердечник. При протекании большого тока – соленоид выталкивает сердечник и приводит в движение механизм отключения. Это своего рода реле тока.

От правильности выбора номинала и типа время-токовой, характеристики зависит безопасность его использования.

Дифференциальная защита от утечек.

УЗО – устройство защитного отключения, создано для защиты при утечке тока. Это нужно для: защиты человека при случайном касании токопроводящих частей под напряжением (оголенные провода, корпус поврежденного электроприбора), а также утечки тока на заземленные корпуса, трубопроводы, элементы строительных конструкций и прочего.

УЗО отслеживает сколько тока прошло по фазному и сколько по нулевому проводнику, если есть разница между проводами – значит произошла утечка и силовые контакты размыкаются.

Таким образом обеспечивается безопасность людей, а также снижение риска дальнейшего развития утечки до короткого замыкания, при повреждениях изоляции, что особенно важно в деревянном доме, например. Другой тип защитных приборов – дифавтомат, совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя

Другой тип защитных приборов – дифавтомат, совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя.

Ограничитель мощности.

Следующий прибор отключает нагрузку в случае превышения мощности. Это Реле ограничения мощности. Хоть это устройство и не является по своей сути защитным и его используют в большей степени энергосбытовые или сетевые компании для контроля и ограничения потребления электроэнергии, свыше установленной в нормальной или уменьшения этой величины в аварийной ситуации. Изделие отслеживает потребляемую мощность и в случае её превышения отключает потребителя.

Безопасность и долговечность работы электропроводки лежит на трёх китах:

1. Правильный выбор сечения кабельных изделий.
2. Установка автоматических выключателей и других приборов защиты нужных номиналов. Покупайте их только в сертифицированных магазинах, чтобы не нарваться на подделку, отдавайте предпочтение таким брендам, как ABB, Schneider Electric, а из более дешевых — отечественный КЭАЗ (г. Курск).
3. Правильная эксплуатация электрообрудования.

Поделиться записью

Преобразователь ток — напряжения

В качестве датчика тока в схеме применен резистор R2, чтобы уменьшить мощность, выделяющуюся на этом резисторе, его номинал выбран всего в одну сотую Ома. При использовании SMD элементов его можно составить из 10 резисторов по 0,1 Ом типоразмера 1206, имеющих мощность 0,25Вт. Применение датчика тока с таким малым сопротивление повлекло за собой применение усилителя сигнала с этого датчика. В качестве усилителя применен ОУ DA1.1 микросхемы LM358N.

Коэффициент усиления этого усилителя равен (R3 + R4)/R1 = 100. Таким образом, с датчиком тока, имеющим сопротивление 0,01 Ом, коэффициент преобразования данного преобразователя ток – напряжения равен единице, т.е. одному амперу тока нагрузки равно напряжение величиной 1В на выходе 7 DA1.1. Корректировать Кус можно резистором R3. При указанных номиналах резисторов R5 и R6, максимальный ток защиты можно установить в пределах… . Сейчас посчитаем. R5 + R6 = 1 + 10 = 11кОм. Найдем ток, протекающий через этот делитель: I = U/R = 5А/11000Ом = 0,00045А. Отсюда, максимальное напряжение, которое можно выставить на выводе 2 DA1, будет равно U = I x R = 0,00045А x 10000Ом = 4,5 B. Таким образом, максимальный ток защиты будет равен примерно 4,5А.

Причины возникновения

Короткое замыкание в электросети возникает при резком возрастании силы тока, который в свою очередь увеличивается при снижении сопротивления проводки. В итоге повышенный ток создает критические значения температуры, результатом чего станет возгорание всех легковоспламеняемых материалов, в том числе и изоляции жил.

Причины, по которым возникает ток КЗ это прежде всего:

• Старение сети. Изолирующий слой со временем изнашивается и образуются разрывы в местах перегиба, где и оголяется контакт.
• Затопление соседями в результате чего влага ухудшает липкую сторону изоленты, которая защищает скрутку.
• Механическое повреждение изоляции жил. К примеру, если вбить гвоздь прямо в место залегания кабеля. Именно поэтому рекомендуется изначально найти провод в стене, а потом уже переходить к строительным работам.
• Негативное действие крыс, которые жертвуют своей жизнью и просто перегрызают кабель. В этом случае избежать опасности можно применяя меры по защите проводки от грызунов.
• Длительная перегрузка сети, что приводит к расплавлению изоляционного слоя.
• Выход из строя электроприбора, который в свою очередь и «коротит» электрическую цепь.

Проще говоря, если две оголенных жилы разных полюсов соприкоснуться (фаза и ноль), возникнет резкое возрастание температуры и дальнейшие неблагоприятные последствия короткого замыкания, о которых мы и поговорим далее.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине