2 Описание простого автоматического выключателя утечки на землю (ELCB)

Обсуждаемые схемы автоматического выключателя утечки на землю будут контролировать уровень тока утечки линии заземления электрических розеток вашего дома и отключат приборы, как только будет обнаружена неисправность. Здесь мы изучим 2 конструкции, в первой используются только транзисторы, а во второй - IC LM324.

Вступление

Если с ними что-то пойдет не так, они немедленно отключат сеть и прекратят дальнейшие связанные с этим потери. Здесь обсуждается простая схема ELCB.

В этой статье обсуждается простая схема автоматического выключателя утечки на землю, также называемого прерывателем цепи замыкания на землю.

Однажды построенная и установленная схема будет бесшумно контролировать «состояние» заземления вашего дома и подключенного прибора.

Схема немедленно отключит сеть при обнаружении отсутствия заземления или утечки тока через корпус устройства.

Зачем вам нужен ELCB

Ток утечки через клемму заземления, вероятно, более опасен, чем короткое замыкание в домашней проводке.

Опасность короткого замыкания видна, и ее устранение в основном осуществляется с помощью предохранителя или автоматического выключателя.

Но утечки тока на землю могут оставаться скрытыми в течение многих лет, поглощая ваше драгоценное электричество, а также ослабляя или ухудшая состояние проводки и бытовых приборов.

Более того, если заземление не заземлено должным образом из-за неправильной проводимости или обрыва, утечка может превратиться в смертельный удар по корпусу устройства.

Минусы коммерческих блоков ELCB

Имеющиеся в продаже автоматические выключатели утечки на землю очень дороги и громоздки, что требует сложной процедуры установки.

Я разработал простую схему, которая не требует больших затрат, но прекрасно справляется с ситуацией. Устройство обнаружит любой ток, превышающий 5 мА в заземляющем проходе, и отключит сеть.

Подключенному устройству потребуется диагностика или полное устранение неисправностей. Протекающий прибор не только расходует электроэнергию, но и может быть опасен для жизни.

Принципиальная схема на транзисторах

Схема работы

Предлагаемый прерыватель цепи замыкания на землю или ELCB использует простой принцип обнаружения сигнала переменного тока, а не приложенного или утечки напряжения.

Здесь утечка переменного тока может быть слишком маленькой, чтобы ее можно было обнаружить как разность потенциалов с использованием простой конфигурации обнаружения напряжения, поэтому утечка эффективно воспринимается как частота с использованием простого каскада звукового усилителя.

Как показано на схеме, простая сеть усилителей с самозагрузкой является основным каскадом считывания устройства. Транзисторы T1 и T2 вместе с соответствующими пассивными компонентами подключены к небольшому двухкаскадному усилителю.

Введение R3 становится очень важным, поскольку он обеспечивает положительную обратную связь на вход, делая схему более стабильной и реагирующей на мельчайшие входные сигналы.

Катушка индуктивности L1 в основном имеет две обмотки: первичная обмотка, соединенная с точкой заземления розетки, имеет меньшее количество витков, вторичная обмотка имеет в шесть раз больше витков и подключается к входу схемы через C1.

Роль L1 заключается в усилении любого переменного тока, наведенного в его первичную обмотку, что может произойти только в случае утечки через корпус устройства, подключенного к розетке.

Вышеупомянутое усиленное напряжение утечки дополнительно усиливается до уровня, достаточного для активации RL1, мгновенного отключения входа в устройство и индикации замыкания на землю.

Конденсатор C5 вместе с D3 и C4 образует стандартный бестрансформаторный источник питания для питания схемы.

D3 выполняет двойную функцию выпрямления и подавления перенапряжения. Интересно, что основное заземление само становится отрицательным в цепи вместо нейтральной линии.

Кроме того, поскольку RL2 напрямую подключен к источнику питания через положительный полюс цепи и заземления, это просто означает, что если заземление станет слабым или отключится, реле отключится, отключая сеть переменного тока к прибору, поэтому он эффективно указывает на исправность заземления и защищает дом от неисправных или отсутствующих заземляющих соединений.

Список запчастей цепи ELCB.

• R1 = 22К,
• R2 = 4K7,
• R3 = 100К,
• R4 = 220E,
• R5 = 1К,
• R6 = 1M,
• C1 = 0,22 / 50 В,
• C2 = 47 мкФ / 25 В,
• C4 = 10 мкФ / 250 В,
• C5 = 2 мкФ / 400 В PPC,
• Т1, Т2 = BC 547B,
• T3 = BC 557B,
• Реле = 12В, 400 Ом, SPDT,
• Все диоды = 1N4007,

L1 = Катушка, намотанная на бобину, обычно используемую с сердечниками E (наименьшего размера), сначала намотайте 50 витков провода 25 SWG, свяжите его и припаяйте, чтобы получить первичные клеммы на одной стороне бобины. Теперь, используя медный провод 32 SWG, намотайте 300 витков на первичную обмотку, как и раньше, привяжите концы к другой стороне бобины с помощью пайки. Вставьте и закрепите катушку внутри E-сердечников. Плотно закрепите лентой из ПВХ.

Как сделать самодельный выключатель утечки на землю (ELCB) с использованием IC 324

Автоматический выключатель утечки на землю - это защитное электрическое устройство, используемое для контроля утечек тока через клемму заземления и отключения сети, когда эта утечка превышает определенный опасный уровень.

Вступление

Обычно для изготовления этих устройств используются электромеханические концепции, однако здесь мы увидим, как можно сделать ELCB с использованием обычных электронных компонентов, а также увидим, почему электронный аналог более эффективен, чем коммерческие электромеханические устройства.

Электронный ELCB может быть выполнен в трех версиях: первая использует реле для переключения, вторая идея включает симистор, а третья концепция использует SSR или твердотельное реле для требуемых реализаций.

Для всех вышеупомянутых концепций функция запуска остается неизменной через каскад входной индуктивности.

Цепь ELCB с использованием реле

Глядя на рисунок, мы видим, что вся схема сконцентрирована вокруг одного операционного усилителя из IC 324. Операционный усилитель сконфигурирован как инвертирующий усилитель с высоким коэффициентом усиления.

Операционный усилитель сконфигурирован как усилитель переменного тока с высоким коэффициентом усиления, и его чувствительность можно регулировать, изменяя значение R2, увеличение его значения увеличивает чувствительность схемы.

Любой минутный сигнал переменного тока, который может присутствовать на инвертирующем входе # 2 ИС, снимается через разделительный конденсатор С1 и мгновенно усиливается ИС.

Небольшой индукторный трансформатор подключен к вышеуказанному входу ИС. Первичная обмотка катушки индуктивности соединяется с проводом, который в конечном итоге заканчивается клеммой заземления или контактами различных 3-контактных розеток в помещении.

Трансформатор может быть обычным выходным трансформатором, используемым в каскаде выходного усилителя небольшого радиоприемника.

В случае утечки ток утечки проходит через первичную обмотку индуктора и увеличивается на вторичной обмотке.

Повышенный наведенный переменный ток немедленно воспринимается входом IC и далее усиливается до желаемых уровней, так что SCR переключается в ответ на запуск.

SCR, благодаря присущему ему свойству, мгновенно защелкивается и переводит реле в состояние проводимости.

Реле подает и отключает сетевое питание на трехконтактные розетки, переключает приборы и тем самым устраняет условия утечки на землю.

Схема ELCB с использованием симистора

Вышеупомянутая схема также может быть реализована с использованием симистора, все остается таким же, за исключением релейного каскада, который теперь заменяется симистором.

В нормальных условиях выход IC остается выключенным, а симистор может проводить нагрузку и управлять ею.

Однако в момент обнаружения утечки на выходе микросхемы появляется высокий уровень, который запускает SCR и замыкает его анод на землю. Это подавляет ток затвора к симистору, который мгновенно прекращает проводить, отключая нагрузку и устраняя неблагоприятные условия.

Схема ELCB с использованием SSR или твердотельного реле

Устройства SSR, управляемые Mians, в настоящее время эффективно используются для переключения нагрузок, работающих от сети, более эффективно, чем реле, и, поскольку они электрически изолированы и являются твердотельными по своей природе, становятся более желательными, чем традиционные переключающие устройства, такие как симисторы и реле.

Здесь, пока условия нормальные, SSR может получить необходимое входное напряжение запуска из схемы, однако в момент, когда ожидается утечка, схема запускает SCR, который, в свою очередь, блокирует входной триггер SSR на землю. SSR мгновенно прекращает работу, выполняя намеченные действия, отключая нагрузку, и предотвращает любую возможную опасность.

Список деталей

• R1 = 100К,
• R2 = 1M,
• R3, R4, R5 = 1К,
• C1 = 0,01 мкФ
• C2 = 100 мкФ / 25 В
• L1 = обычный небольшой выходной трансформатор, используемый в транзисторных радиоприемниках.
• SCR = BT169
• Симистор = BT 136 или более высокого типа
• Операционный усилитель = ¼ IC324
• SSR = Согласно спецификации пользователя.
• Реле = 12В, SPDT