แผนภาพเครื่องตัดกระแสไฟฟ้ารั่วของโลกที่กล่าวถึงนี้จะตรวจสอบระดับกระแสไฟฟ้ารั่วของสายดินของเต้ารับไฟฟ้าในบ้านของคุณและจะเคลื่อนย้ายเครื่องใช้ไฟฟ้าทันทีที่ตรวจพบความผิดปกติ ในที่นี้เราจะเรียนรู้การออกแบบ 2 แบบครั้งแรกใช้ทรานซิสเตอร์เท่านั้นและแบบที่สองใช้ IC LM324

บทนำ

หากมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นกับพวกเขามันจะปิดไฟทันทีและหยุดการสูญเสียที่เกี่ยวข้องเพิ่มเติม กล่าวถึงวงจร ELCB อย่างง่ายที่นี่

วงจรอย่างง่ายของเครื่องตัดกระแสไฟฟ้ารั่วของโลกหรือที่เรียกว่าผู้ขัดขวางวงจรกราวด์ผิดปกติจะกล่าวถึงในบทความนี้

วงจรที่สร้างและติดตั้งแล้วจะคอยตรวจสอบ 'สุขภาพ' ของการเชื่อมต่อสายดินของบ้านคุณและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออย่างเงียบ ๆ

วงจรจะปิดไฟทันทีเมื่อตรวจพบการเชื่อมต่อสายดินที่ขาดหายไปหรือกระแสไฟฟ้ารั่วไหลผ่านตัวเครื่อง

ทำไมคุณต้องมี ELCB

กระแสไฟฟ้าที่รั่วไหลผ่านขั้วสายดินอาจเป็นอันตรายมากกว่าไฟฟ้าลัดวงจรในสายไฟภายในประเทศ

มองเห็นอันตรายจากไฟฟ้าลัดวงจรและส่วนใหญ่ถูกจัดการผ่านฟิวส์หรือชุดเบรกเกอร์

แต่การรั่วไหลของสายดินอาจยังคงซ่อนอยู่เป็นเวลาหลายปีกินไฟฟ้าอันมีค่าของคุณและทำให้สภาพสายไฟและเครื่องใช้ไฟฟ้าอ่อนแอลงหรือเสื่อมลง

ยิ่งไปกว่านั้นหากการต่อสายดินไม่ได้ต่อสายดินอย่างถูกต้องเนื่องจากการนำไฟฟ้าที่ไม่เหมาะสมหรือการแตกหักการรั่วไหลอาจทำให้เกิดการกระแทกที่ร้ายแรงเหนือตัวเครื่องได้

ข้อเสียของหน่วย ELCB เชิงพาณิชย์

เครื่องตัดกระแสไฟฟ้ารั่วที่วางจำหน่ายทั่วไปมีราคาแพงและใหญ่มากซึ่งเกี่ยวข้องกับขั้นตอนการติดตั้งที่ซับซ้อน

ฉันได้ออกแบบวงจรอย่างง่ายซึ่งมีต้นทุนต่ำและยังจัดการกับสถานการณ์ได้อย่างดี อุปกรณ์จะตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่เกินกว่า 5mA ผ่านทางเดินดินและปิดไฟ

จากนั้นอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะต้องมีการวินิจฉัยหรือการกำจัดทั้งหมด เครื่องใช้ไฟฟ้าที่รั่วไม่เพียง แต่ทำให้เสียไฟฟ้า แต่ยังอาจเป็นอันตรายถึงแก่ชีวิตได้อีกด้วย

แผนภาพวงจรโดยใช้ทรานซิสเตอร์

Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB) วงจร

การทำงานของวงจร

ตัวขัดขวางวงจรกราวด์ผิดปกติหรือ ELCB ใช้หลักการง่ายๆในการตรวจจับสัญญาณ AC แทนแรงดันไฟฟ้าที่ใช้หรือแรงดันไฟฟ้ารั่ว

ที่นี่ AC ที่รั่วอาจมีขนาดเล็กเกินไปที่จะตรวจพบว่าเป็นความต่างศักย์โดยใช้การกำหนดค่าการตรวจจับแรงดันไฟฟ้าอย่างง่ายดังนั้นจึงตรวจจับการรั่วไหลเป็นความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ขั้นตอนของเครื่องขยายเสียงแบบธรรมดา

ดังที่แสดงในแผนภาพเครือข่ายแอมพลิฟายเออร์แบบบูตแบบธรรมดาเป็นขั้นตอนการตรวจจับหลักของเครื่อง ทรานซิสเตอร์ T1 และ T2 พร้อมกับส่วนประกอบแบบพาสซีฟที่เกี่ยวข้องถูกต่อเข้ากับแอมพลิฟายเออร์สองขั้นตอนขนาดเล็ก

“ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง ”

การแนะนำ R3 มีความสำคัญมากเนื่องจากให้ฟีดกลับไปยังอินพุตทำให้วงจรมีเสถียรภาพมากขึ้นและตอบสนองต่อสัญญาณอินพุตน้อยที่สุด

โดยทั่วไปแล้วตัวเหนี่ยวนำ L1 จะมีขดลวดสองขดลวดหลักที่เชื่อมต่อกับจุดดินของซ็อกเก็ตมีจำนวนรอบน้อยกว่าขดลวดทุติยภูมิมีจำนวนรอบมากกว่าหกเท่าและรวมเข้ากับอินพุตของวงจรผ่าน C1

บทบาทของ L1 คือการขยาย AC ใด ๆ ที่เกิดขึ้นในขดลวดหลักซึ่งจะเกิดขึ้นได้เฉพาะในกรณีที่มีการรั่วไหลผ่านตัวเครื่องที่เชื่อมต่อกับซ็อกเก็ต

แรงดันไฟฟ้ารั่วที่ขยายไว้ข้างต้นได้รับการขยายเพิ่มเติมให้อยู่ในระดับที่เพียงพอที่จะเปิดใช้งาน RL1 โดยจะปิดการใช้งานอินพุตไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้าทันทีและบ่งชี้ความผิดปกติของการรั่วไหลของโลก

ตัวเก็บประจุ C5 พร้อมกับ D3 และ C4 เป็นแหล่งจ่ายไฟมาตรฐานแบบไม่ใช้หม้อแปลงเพื่อจ่ายไฟให้กับวงจร

D3 ทำหน้าที่สองอย่างในการแก้ไขและป้องกันไฟกระชาก ที่น่าสนใจคือการเชื่อมต่อสายดินหลักกลายเป็นขั้วลบของวงจรแทนที่จะเป็นสายกลาง

เนื่องจาก RL2 เชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายผ่านขั้วบวกของวงจรและการต่อสายดินนั่นหมายความว่าหากสายดินอ่อนแอหรือถูกตัดการเชื่อมต่อรีเลย์จะปิดการทำงานตัดไฟ AC ไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้าดังนั้นจึงบ่งชี้สุขภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ ของการต่อสายดินและปกป้องบ้านจากการเชื่อมต่อสายดินที่ผิดพลาดหรือขาดหายไป

รายการชิ้นส่วนวงจร ELCB

R1 = 22K,
R2 = 4K7,
R3 = 100K,
R4 = 220E,
R5 = 1K,
R6 = 1 ล.
C1 = 0.22 / 50 โวลต์
C2 = 47UF / 25V,
C4 = 10uF / 250V,
C5 = 2UF / 400V PPC,
T1, T2 = BC 547B,
T3 = พ.ศ. 557B,
รีเลย์ = 12V, 400 Ohm, SPDT,
ไดโอดทั้งหมด = 1N4007

L1 = ขดลวดพันทับกระสวยที่ใช้ตามปกติกับ E-cores (ขนาดเล็กที่สุด) เริ่มม้วน 50 รอบจาก 25 SWG ก่อนมัดและบัดกรีเพื่อสร้างขั้วหลักที่ด้านหนึ่งของไส้กระสวย ตอนนี้ใช้ลวดทองแดง 32 SWG ลม 300 หมุนไปที่ขดลวดหลักก่อนที่จะผูกปลายเข้ากับอีกด้านหนึ่งของไส้กระสวยโดยการบัดกรี ใส่และแก้ไขขดลวดภายใน E-cores ยึดให้แน่นโดยใช้เทป PVC

วิธีสร้างยูนิต Earth Leakage Breaker (ELCB) แบบโฮมเมดโดยใช้ IC 324

เครื่องตัดกระแสไฟฟ้ารั่วเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อความปลอดภัยที่ใช้สำหรับตรวจสอบการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านขั้ว 'สายดิน' และปิดไฟเมื่อการรั่วไหลเกินระดับอันตรายที่กำหนด

บทนำ

โดยปกติแล้วแนวคิดเกี่ยวกับเครื่องกลไฟฟ้าจะใช้ในการสร้างอุปกรณ์เหล่านี้อย่างไรก็ตามในที่นี้เราจะมาดูว่า ELCB สามารถทำโดยใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ธรรมดาได้อย่างไรนอกจากนี้เรายังจะได้เห็นว่าทำไมคู่อิเล็กทรอนิกส์จึงมีประสิทธิภาพมากกว่าหน่วยไฟฟ้าเชิงพาณิชย์

มีสามเวอร์ชันผ่าน ELCB อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำได้ครั้งแรกใช้รีเลย์สำหรับการดำเนินการสวิตชิ่งแนวคิดที่สองรวม Triac และแนวคิดที่สามใช้ SSR หรือโซลิดสเตตรีเลย์สำหรับการใช้งานที่จำเป็น

สำหรับแนวคิดข้างต้นทั้งหมดคุณลักษณะการทริกเกอร์จะยังคงเหมือนเดิมผ่านขั้นตอนตัวเหนี่ยวนำอินพุต

ยูนิต Earth Leakage Breaker (ELCB) โดยใช้ IC 324

วงจร ELCB โดยใช้รีเลย์

เมื่อดูรูปเราจะเห็นว่าวงจรทั้งหมดมีความเข้มข้นรอบ ๆ Opamp เดียวจาก IC 324 opamp ถูกกำหนดค่าให้เป็นแอมพลิฟายเออร์กลับด้านอัตราขยายสูง

“วัสดุอิเล็กทริกชนิดใดในตารางที่เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดของคุณสำหรับทั้งสามแอปพลิเคชัน ”

opamp ได้รับการกำหนดค่าให้เป็นเครื่องขยายเสียง AC ที่มีอัตราขยายสูงและสามารถปรับความไวได้โดยการเปลี่ยนค่า R2 การเพิ่มค่าจะเพิ่มความไวของวงจร

สัญญาณ AC นาทีใด ๆ ที่อาจมีอยู่ที่อินพุตกลับด้าน # 2 ของ IC จะถูกเลือกผ่านตัวเก็บประจุแบบ coupling C1 และขยายโดย IC ทันที

หม้อแปลงตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กต่อสายผ่านอินพุตด้านบนของ IC หลักของตัวเหนี่ยวนำเชื่อมต่อกับสายไฟซึ่งสุดท้ายแล้วจะสิ้นสุดลงที่ขั้วต่อสายดินหรือพินของซ็อกเก็ต 3 พินต่างๆในสถานที่ตั้ง

หม้อแปลงสามารถเป็นหม้อแปลงเอาท์พุทธรรมดาที่ใช้ในเวทีเครื่องขยายสัญญาณเอาท์พุตของเครื่องรับวิทยุขนาดเล็ก

ในกรณีที่มีการรั่วไหลกระแสไฟฟ้าที่รั่วไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิของตัวเหนี่ยวนำและก้าวขึ้นที่ขดลวดทุติยภูมิ

AC ที่เหนี่ยวนำแบบก้าวขึ้นจะรับรู้ทันทีโดยอินพุต IC และขยายเพิ่มเติมไปยังระดับที่ต้องการเพื่อให้สวิตช์ SCR ตอบสนองต่อการกระตุ้น

SCR เนื่องจากคุณสมบัติโดยธรรมชาติจะสลักและดึงรีเลย์เข้าสู่การนำไฟฟ้าทันที

รีเลย์จะดำเนินการและปิดไฟหลักไปยังซ็อกเก็ตสามพินการเปลี่ยนอุปกรณ์และกำจัดสภาวะการรั่วไหลของโลก

วงจร ELCB โดยใช้ Triac

วงจรด้านบนสามารถใช้งานได้โดยใช้ Triac ทุกอย่างยังคงเหมือนเดิมยกเว้นสเตจรีเลย์ซึ่งตอนนี้ถูกแทนที่ด้วย Triac

ในสภาวะปกติเอาต์พุต IC จะยังคงปิดอยู่และ Triac ได้รับอนุญาตให้ทำงานและใช้งานโหลด

อย่างไรก็ตามในขณะที่ตรวจพบการรั่วไหลเอาต์พุต IC จะสูงขึ้นซึ่งจะเรียก SCR และสลักขั้วบวกลงกราวด์ สิ่งนี้จะยับยั้งกระแสเกตไปยังไตรแอกซึ่งหยุดการทำงานทันทีปิดโหลดและแก้ไขสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย

วงจร ELCB โดยใช้ SSR หรือ SolidState Relay

ปัจจุบันอุปกรณ์ SSR ที่ใช้งาน Mians ถูกนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนโหลดที่ดำเนินการหลักได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่ารีเลย์และเนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นแบบแยกไฟฟ้าและสถานะเป็นของแข็งในธรรมชาติจึงเป็นที่ต้องการมากกว่าอุปกรณ์สวิตชิ่งทั่วไปเช่นไตรแอกและรีเลย์

ที่นี่ตราบใดที่เงื่อนไขเป็นปกติ SSR สามารถรับแรงดันไฟฟ้าที่กระตุ้นอินพุตที่ต้องการจากวงจรได้อย่างไรก็ตามในขณะที่คาดว่าจะมีการรั่วไหลวงจรจะทริกเกอร์ SCR ซึ่งจะทำให้ทริกเกอร์อินพุต SSR ลงกราวด์ SSR จะหยุดดำเนินการทันทีโดยดำเนินการตามที่ตั้งใจไว้โดยการสะดุดโหลดและป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้น