Obwód wskaźnika upływu prądu do wykrywania upływów prądu w przewodach uziemiających

Omawiany tutaj prosty obwód wskaźnika upływu może być użyty do uzyskania bardzo przydatnych wyników dotyczących upływów prądu z korpusu urządzenia do bolca uziemienia. Pomysł został zgłoszony przez pana SS kopparthy.

Obwód proponowanego wskaźnika upływu pokazano na poniższym rysunku.

Każda taka jednostka może być używana z pojedynczymi urządzeniami posiadającymi styki uziemiające lub pojedynczy obwód może być umieszczony w pobliżu MCB w celu wykrycia możliwego wspólnego upływu ze wszystkich urządzeń. Obwód można zrozumieć za pomocą punktów wyjaśnionych poniżej:

Działanie obwodu

R2 jest umieszczony jako rezystor wykrywający prąd, który powinien mieć stosunkowo niską wartość, aby faktyczna cecha uziemienia nie została zablokowana z powodu jego rezystancji.

T1 tworzy tutaj stopień wykrywania prądu i stopień wzmacniacza napięcia. Wykryte niskie napięcie na R2 jest szybko wzmacniane przez T1 i podawane do diody LED wewnątrz sprzęgacza optycznego.

Dopóki przeciek nie jest stosunkowo duży (poniżej 20mA) dioda wewnątrz opto nie reaguje, jednak w momencie przekroczenia ustawionej wartości dioda wewnątrz opto zapala się załączając odpowiedni wbudowany tranzystor, co z kolei uruchamia czerwoną diodę LED połączoną z kolektorem i dodatnim przewodem, wskazując na możliwy upływ do ziemi.

Zasilanie dla całej operacji pochodzi z małego, bezprzeformerowego zasilacza wykorzystującego C1, D1, C2 jako główne komponenty.

Czerwona dioda LED może zostać zastąpiona brzęczykiem piezoelektrycznym 12 V w celu uzyskania sygnalizacji dźwiękowej lub oba mogą być używane równolegle w celu ułatwienia sygnalizacji w trybie podwójnym.

Wartość R2 można obliczyć z następującego wzoru:

R = 0,2 / l. gdzie I jest dopuszczalnym upływem prądu przez kabel uziemiający, przyjmując 20mA możemy to obliczyć jako:

R = 0,2 / 0,02 = 10 omów

Ponieważ rezystancja kolektora, jeśli T1 jest dość wysoka, T1 może zostać wyzwolony z tak niskim poziomem jak 0,2 na podstawie / emiterze, to jest powód, dla którego wybrano 0,2 w powyższym wzorze.

Stopień T2 jest wprowadzany do monitorowania stanu uziemienia, o ile jest równy zeru, T2 pozostaje wyłączony, ponieważ jego podstawa pozostaje uziemiona przez dobre uziemienie, jednak w momencie powstania słabego uziemienia, T2 podstawa dostaje wystarczające napięcie przez R5, aby wyzwolić siebie i opto, które z kolei wyzwalają podłączony alarm.

Słabe lub otwarte uziemienie jest sygnalizowane połączeniem czerwonej i żółtej diody LED, natomiast sama czerwona dioda LED wskazuje upływ do ziemi.

OSTRZEŻENIE: OBWÓD NIE JEST ODIZOLOWANY OD SIECI, WSZYSTKIE CZĘŚCI MOGĄ PRZENOSIĆ ŚMIERTELNY PRĄD ELEKTRYCZNY.

Lista części

R1 = 1 kiloomów
R2 = patrz tekst
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1 M.
D1 = 15 V 1 watowa dioda Zenera
C2 = 100 uF / 25 V.
T1, T2 = BC547
C1 = 0,47 uF / 400 V.
opto = dowolny standardowy typ 4-pinowy

Powyższy obwód można ulepszyć, dodając do niego kilka dodatkowych elementów, jak pokazano poniżej:

W tym obwodzie dodaliśmy diodę prostowniczą D1 (1N4007) dla ulepszonego prostowania.

T1 został wzbogacony o kolejny tranzystor BC547 T2 podłączony jako Darlington, aby wykrywanie upływu do ziemi było jeszcze bardziej czułe i umożliwić użycie mniejszej rezystancji liniowej R2 dla lepszego uziemienia urządzeń.

C2 (0,22uF) zapewnia, że ​​T1 / T2 nie będzie grzechotany przez niepożądane zakłócenia elektryczne.

Lista części

R1 = 1K
R2 = patrz tekst
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1 M.
Z1 = 15V 1 watowa dioda Zenera
D1, D2 = 1N4007
C0 = 0,47 uF / 400 V.
C1 = 100 uF / 25 V.
C2 = 0,22 uF
T1, T2, T3 = BC547
C1 = 0,47 uF / 400 V.
opto = dowolny standardowy typ 4-pinowy

Konfiguracja testowa dla powyższych obwodów:

Wskaźnik upływu ziemi

Powyższy schemat przedstawia konfigurację testową dla proponowanego obwodu wskaźnika upływu.
Jest prowadzony w następujący sposób:

Obwód zasilany z zewnętrznego wyjścia adaptera 12V AC / DC, pamiętaj, aby podczas wykonywania tej procedury nie podłączać obwodu do sieci

W teście konfiguracji zasilanie 12V AC jest podłączone przez punkty uziemienia / urządzenia za pomocą żarówki 12V.

Łącze R5 jest chwilowo odłączone.

Powyższa implementacja powinna natychmiast zapalić czerwoną diodę LED wskazującą upływ prądu przez R2.

Odłączając żarówkę 12V, czerwona dioda LED również musi zgasnąć, sygnalizując ustanie stanu wycieku.

Teraz zmniejsz obciążenie żarówką 12 V do jakiejś niższej wartości, można to zrobić, włączając do niej kolejną żarówkę 12 V.

Nawet przy tak mniejszych obciążeniach czerwona dioda LED powinna być w stanie wskazać przecieki na R2, potwierdzając poprawną pracę obwodu.

Teraz zdjęcie powyższego obciążenia powinno natychmiast zgasić czerwoną diodę LED, zapewniając poprawną pracę układu.

Przywróć obwód do pierwotnego stanu, a teraz jest gotowy do rzeczywistej instalacji w pobliżu MCB.

Funkcjonowanie żółtej diody LED można obserwować po wykonaniu właściwej instalacji i połączeń.

Jeśli zacznie świecić natychmiast po instalacji, będzie to wskazywać na złą lub nieprawidłowo podłączoną linię uziemienia.