Hvordan afbrydere fungerer?

Afbryder - behov og definition

Elektricitet, der kommer til vores hus eller andre steder fra strømforsyningsnettene, danner et stort kredsløb, hvor linjerne, der forbinder til kraftværket, danner den ene ende kaldet hot wire og linjerne, der forbinder til jorden, danner en anden ende. Den elektriske ladning flyder mellem disse to linjer, og potentialet udvikles mellem dem. Forbindelsen af ​​belastninger (apparater), der giver modstand mod denne ladning, fuldender hele kredsløbet, og hele det elektriske system inde i huset fungerer problemfrit, så længe apparaterne har tilstrækkelig modstand og ikke forårsager overstrøm. Kortslutning eller for meget opladning, der strømmer gennem kredsløbet, eller pludselig tilslutning af den varme ende-ledning til jordledningen vil opvarme ledningerne og forårsage brand. For at forhindre sådanne situationer anvendes kredsløbsbeskyttelse, som simpelthen afskærer det resterende kredsløb under sådanne forhold.

Generelt er der to måder at løse dette ovenstående problem på:

Sikring . : Den består af en tynd ledning, der er lukket inde i en kappe. I tilfælde af for stor strøm brænder sikringskablet simpelthen op eller går i opløsning, hvilket får kredsløbet til at gå i stykker. De er dog ikke pålidelige, og sikringskablet skal udskiftes manuelt, når det brænder. Således foretrækkes de for det meste ikke.

Afbrydere : En anden måde at beskytte kredsløbet på er ved at sikre, at strømmen stoppes, eller spændingsforsyningen stoppes til ledningen i tilfælde af overstrøm. Dette gøres ved automatisk betjening af omskifteren, der udløses ved følelse af overstrøm eller en hvilken som helst fejl, og således isolerer fejlledningen fra hele kredsløbet og igen kan tændes for at gendanne driften. Det er mere fordelagtigt, da det muliggør hurtig identifikation af fejlzonen og hurtig gendannelse. Det er også elektrisk sikkert sammenlignet med en sikring.

Elektronisk sikring

Før vi går i detaljer om den elektroniske afbryder, skal vi se på en elektronisk sikring.

Spændingen på et relæ skal være lig med den påførte spænding, og kondensatoren på 100uF skal bruges, og strømmen, der passerer gennem kredsløbet, kan justeres ved hjælp af et 100K potentiometer. Hvis der anvendes en sikring, skal R2-værdien sænkes. Mens SW1 er lavet på det bringer L2 til kredsløb, stiger derfor strømmen over modstanden R2 og forårsager et højere spændingsfald over R2.

Genindstillelig elektronisk sikring - kredsløbsdiagram:

Gennem den forudindstillede 100K og R1 udløser denne spænding SCR U1, der betjener relæet RL1. Dette afbryder forsyningen til belastningen og fjerner samtidig forsyningen til SCR. Overbelastningen skal fjernes, og sw2 skal slukkes og tændes igen for at nulstille. Enhver SCR kan bruges til at imødekomme kravene til udløsning af spænding og gate.

Behov for elektronisk afbryder

En traditionel miniatureafbryder består af en bimetalstrimmel til beskyttelse mod belastningsstrøm og en elektromagnet til beskyttelse mod kortslutningsstrøm. I tilfælde af overbelastning bøjer bimetalstrimlen, hvilket forårsager frigørelse af fjederen med bevægelse af låsepunktet og til sidst åbning af MCB-kontakterne. Den elektromagnetiske spole udvikler en magnetmotorisk kraft over den, når en stor strøm strømmer igennem den, hvilket får låsepunktet til at blive forskudt, og dette åbner igen MCB-kontakterne. I tilfælde af overbelastning og kortslutning kører MCB således til off-position.

Der er dog flere ulemper ved denne konventionelle Miniature-afbryder:

• De er ret dyre, og mere er kortslutningsstrømmen, mere er omkostningerne ved MCB.
• Den bimetalliske strimmel har en tendens til let at blive deformeret på grund af varme eller temperaturforøgelse fra omgivelserne, hvilket medfører en reduktion i afbryderens nuværende kapacitet.
• På grund af anvendte mekaniske komponenter er de mere tilbøjelige til at blive slidte.
• Udløbstiden er langsommere.

For at overvinde alle disse problemer er den mest bekvemme løsning at bruge en elektronisk afbryder eller en afbryder, der involverer en elektronisk styret automatisk afbryder. Det involverer ikke nogen elektromagnetisk spole eller nogen termisk strimmel eller nogen mekanisk komponent.

Definition af en elektronisk afbryder

En elektronisk afbryder består af den automatisk betjente kontakt, der styres af feedback fra belastningen. Det er baseret på det faktum, at på tidspunktet for strømmen trækkes for meget af belastningerne eller flyder for meget i linjen, lukkes kontakten automatisk i et stykke tid, og kontakten tændes derefter automatisk efter den bestemte tid . Omskifteren kan være en strømelektronisk afbryder som en SCR eller en elektromekanisk afbryder som et relæ, som styres af ethvert strømfølerelement som en modstand. Denne ultrahurtige kredsløbsafbryder bruger en seriemodstand til at registrere strømmen, og mens den overstiger den indstillede værdi, øges det tilsvarende spændingsfald (på tværs af seriemodstanden) også. Denne spænding registreres, rettes til DC og sammenlignes derefter med en forudindstillet spænding af en komparator for at generere et output, der driver et relæ gennem en MOSFET for at udløse belastningen øjeblikkeligt. Udløsningsmekanismen er meget hurtig, da den er baseret på nuværende sensingprincipper snarere end termisk baserede tripmekanismer som MCB. En mikrokontroller kan bruges til at få et display på et LCD-display på strømafbryderens status.

Ved hjælp af denne enhed kan der således opnås ultrahurtig kredsløb for at spare dyrt udstyr mod mulig skade. Ved hjælp af dette unikke koncept kan en prototype udvikles som projektarbejde for elteknikstuderende.

En elektronisk afbryder fungerer på princippet om den nuværende sensormekanisme. Det giver både overbelastning og kortslutningsbeskyttelse, da strømmen gennem linjen under alle omstændigheder overvåges, og kontakten bliver udløst i tilfælde af overstrøm, der flyder.

Arbejdseksempel på en simpel elektronisk afbryder

Et strømfølerelement eller en modstand kan bruges til at registrere mængden af ​​strøm, der strømmer gennem belastningen. Spændingsfaldet fra modstanden gives til komparatorens ikke-inverterende indgang, og en fast spænding gives til komparatorens inverterende terminal. I tilfælde af normal drift (strøm, der strømmer med et tilstrækkeligt antal belastninger), er spændingsfaldet over modstanden mindre end den faste spænding, og komparatorindgangen er lav nok til at forårsage MOSFET i slukket tilstand. Relæets fælles kontakt er forbundet til den normalt lukkede kontakt, og kredsløbet afsluttes med belastningen, der får strømforsyning fra lysnettet.

Men når der er tilsluttet en ekstra belastning, øges strømmen gennem det aktuelle følerelement, hvilket igen øger spændingsfaldet over modstanden. På et eller andet tidspunkt er dette spændingsfald mere end den faste spænding, dvs. input ved den ikke-inverterende terminal er mere end input ved den inverterende terminal i komparatoren. Dette medfører en høj logisk udgang ved komparatoren, med en spænding, der er nok til at udløse MOSFET til tilstand. Når MOSFET udfører, får relæspolen strøm, og den fælles kontakt er nu forbundet til normalt åben kontakt. Dette medfører en hindring for strømmen, da kredsløbet nu er brudt, og belastningerne skiftes på grund af manglende strømforsyning.

Fordele ved elektronisk afbryder

• Elektroniske afbrydere kan konstrueres til at køre ved små overbelastninger, og de reagerer ikke på indgangsstrømme.
• De har hurtigere responstid, da reaktionskarakteristika kun afhænger af den tid, det tager for strømmen, der passerer gennem den ledende halvlederkryds, at være nul.
• De lider ikke af konventionelle systems problemer med slitage, da de anvendte komponenter er elektroniske.
• De er billigere, da de anvendte komponenter er lettere og billigere og nemme at vedligeholde.

Praktiske elektroniske afbrydere

Elektronisk beskyttelsesafbryder fra Phoneix

Det fungerer med en forsyning på 24 V DC og leveres med et overvågnings- og fjernsignaleringskoncept. Den består af en fjernstyret nulstilling. Det bruges til at beskytte relæer, programmerbare regulatorer, motorer, sensorer, aktuatorer, ventiler osv.

HFDE308032

Den leveres med 15-80 A justerbar strømfunktion og består af justerbar lang tidsindstilling, kort tidsindstilling og øjeblikkelig indstilling med statussignal og alarm integreret i den.

Fotokredit:

• Elektrisk sikring ved Pragati salg
• NC100H Afbryder ved CIRTG