2 Explicação do disjuntor de vazamento de terra simples (ELCB)

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Os diagramas de disjuntor de fuga à terra discutidos irão monitorar o nível de corrente de fuga da linha de aterramento das tomadas elétricas de sua casa e desarmarão os aparelhos assim que uma falha for detectada. Aqui aprenderemos 2 projetos, primeiro usando apenas transistores e o segundo usando IC LM324.

Introdução

Se algo der errado com eles, ele desligará imediatamente a rede e interromperá qualquer perda adicional associada. Um circuito ELCB simples é discutido aqui.



Um circuito simples de um disjuntor de fuga à terra, também chamado de interruptor de circuito de falha de aterramento, é discutido neste artigo.

O circuito, uma vez construído e instalado, monitorará silenciosamente a “saúde” da conexão de terra de sua casa e do aparelho conectado.



O circuito desligará imediatamente a corrente ao detectar uma falta de ligação à terra ou uma fuga de corrente através do corpo do aparelho.

Por que você precisa de um ELCB

Uma fuga de corrente através do terminal de aterramento é provavelmente mais perigosa do que um curto-circuito em uma fiação doméstica.

Um perigo de curto-circuito é visível e geralmente resolvido por meio de um fusível ou de uma unidade de disjuntor.

Mas os vazamentos de corrente de terra podem permanecer ocultos por anos, consumindo sua preciosa eletricidade e também enfraquecendo ou deteriorando as condições da fiação e também dos aparelhos.

Além disso, se a ligação à terra não for devidamente ligada à terra devido a uma condução inadequada ou à quebra, a fuga pode transformar-se num choque letal sobre o corpo do aparelho.

Contras de unidades comerciais ELCB

Os disjuntores de fuga à terra disponíveis no mercado são muito caros e volumosos, envolvendo procedimentos de instalação complicados.

Eu projetei um circuito simples que é de baixo custo e ainda lida com a situação muito bem. O dispositivo detectará qualquer corrente superior a 5mA através da passagem de terra e desligará a rede elétrica.

O aparelho conectado precisará então de um diagnóstico ou eliminação total. Um aparelho com vazamento não apenas desperdiça sua eletricidade, mas também pode ser fatalmente perigoso.

Diagrama de circuito usando transistores

Circuito do disjuntor de fuga à terra (ELCB)

Operação de Circuito

O interruptor de circuito de falha de aterramento proposto ou ELCB utiliza um princípio simples de detecção do sinal AC em vez da tensão aplicada ou de vazamento.

Aqui, o vazamento de CA pode ser muito pequeno para ser detectado como uma diferença de potencial usando a configuração de detecção de tensão simples, portanto, o vazamento é efetivamente detectado como uma frequência, usando um estágio de amplificador de áudio simples.

Conforme mostrado no diagrama, uma rede simples de amplificadores bootstrapped forma o principal estágio de detecção da unidade. Os transistores T1 e T2, juntamente com os componentes passivos associados, são conectados a um pequeno amplificador de dois estágios.

A introdução do R3 torna-se muito importante, pois fornece um feedback positivo para a entrada, tornando o circuito mais estável e respondendo aos sinais de entrada mais mínimos.

O indutor L1 possui basicamente dois enrolamentos, o primário que está conectado ao ponto de aterramento do soquete tem menor número de voltas, o secundário tem seis vezes mais voltas e está integrado à entrada do circuito via C1.

A função de L1 é amplificar qualquer CA induzida em seu enrolamento primário, o que só pode acontecer em caso de vazamento pelo corpo de um aparelho conectado à tomada.

A tensão de fuga amplificada acima é ainda mais amplificada para um nível suficiente para ativar RL1, desabilitando instantaneamente a entrada para o aparelho e indicando a falha de fuga à terra.

O capacitor C5 junto com D3 e C4 forma uma fonte de alimentação sem transformador padrão para alimentar o circuito.

D3 desempenha uma função dupla de retificação e supressão de surto. Curiosamente, a própria conexão de terra principal se torna o negativo do circuito em vez da linha neutra.

Além disso, uma vez que RL2 está diretamente conectado à alimentação através do positivo do circuito e do aterramento, significa simplesmente que se o aterramento se tornar fraco ou desconectado, o relé será desativado, cortando a alimentação CA do aparelho, portanto, indica efetivamente a saúde da ligação à terra e protege a casa de ligações à terra defeituosas ou em falta.

Lista de peças do circuito ELCB.

  • R1 = 22K,
  • R2 = 4K7,
  • R3 = 100K,
  • R4 = 220E,
  • R5 = 1K,
  • R6 = 1M,
  • C1 = 0,22 / 50V,
  • C2 = 47UF / 25V,
  • C4 = 10uF / 250V,
  • C5 = 2UF / 400V PPC,
  • T1, T2 = BC 547B,
  • T3 = BC 557B,
  • Relés = 12V, 400 Ohm, SPDT,
  • Todos os diodos são = 1N4007,

L1 = Bobina enrolada sobre uma bobina usada normalmente com núcleos E (tamanho menor), comece a enrolar 50 voltas do fio 25 SWG primeiro, amarre-o e solde-o para produzir os terminais primários em um lado da bobina. Agora, usando o fio de cobre 32 SWG, enrole 300 voltas sobre o enrolamento primário, como antes, amarre as pontas do outro lado da bobina com solda. Insira e fixe a bobina dentro dos E-core. Fixe bem com fita de PVC

Como fazer um disjuntor de vazamento de terra caseiro (ELCB) usando IC 324

Um disjuntor de fuga à terra é um dispositivo elétrico de segurança usado para monitorar fugas de corrente através do terminal de “aterramento” e desligar a rede elétrica quando esse vazamento exceder um certo nível perigoso.

Introdução

Normalmente, conceitos eletromecânicos são empregados para fazer esses dispositivos; no entanto, aqui veremos como um ELCB pode ser feito usando componentes eletrônicos comuns, também veremos porque uma contraparte eletrônica é mais eficiente do que as unidades eletromecânicas comerciais.

Existem três versões através de um ELCB eletrônico que pode ser feito, a primeira usa um relé para as ações de chaveamento, a segunda ideia incorpora um Triac e o terceiro conceito emprega um SSR ou um relé de estado sólido para as implementações requeridas.

Para todos os conceitos acima, o recurso de disparo permanece o mesmo, por meio de um estágio de indutor de entrada.

Unidade de disjuntor de vazamento de terra (ELCB) usando IC 324

Circuito ELCB usando relé

Olhando para a figura, podemos ver que todo o circuito está concentrado em torno de um único Opamp do IC 324. O opamp é configurado como um amplificador inversor de alto ganho.

O opamp é configurado como um amplificador CA de alto ganho e sua sensibilidade pode ser ajustada variando o valor de R2, aumentando seu valor e aumentando a sensibilidade do circuito.

Qualquer minuto de sinal AC que pode estar presente na entrada inversora # 2 do IC é captado através do capacitor de acoplamento C1 e instantaneamente amplificado pelo IC.

Um pequeno transformador indutor é conectado à entrada acima do IC. O primário do indutor é conectado ao fio que finalmente termina no terminal de aterramento ou no pino dos vários soquetes de 3 pinos no local.

O transformador pode ser um transformador de saída comum usado no estágio de amplificador de saída do receptor de rádio pequeno.

Em caso de vazamento, a corrente de vazamento passa pelo enrolamento primário do indutor e é intensificada no enrolamento secundário.

A AC induzida aumentada é imediatamente detectada pela entrada IC e posteriormente amplificada para os níveis desejados, de modo que o SCR muda em resposta ao acionamento.

O SCR, devido à sua propriedade inerente, trava instantaneamente e puxa o relé para a condução.

O relé conduz e DESLIGA a alimentação para as tomadas de três pinos, desligando os aparelhos e eliminando assim as condições de fuga à terra

O SCR, devido à sua propriedade inerente, trava instantaneamente e puxa o relé para a condução.

Circuito ELCB usando um Triac

O circuito acima também pode ser implementado usando um Triac, tudo permanece o mesmo, exceto o estágio de relé, que agora é substituído por um Triac.

Durante condições normais, a saída IC permanece desligada e o triac pode conduzir e operar a carga.

No entanto, no momento em que um vazamento é detectado, a saída do IC aumenta, o que ativa o SCR e prende seu ânodo ao aterramento. Isso inibe a corrente de porta para o triac que para instantaneamente de conduzir, desligando a carga e retificando as condições desfavoráveis.

Circuito ELCB usando um Triac

Circuito ELCB usando um SSR ou Relé SolidState

Dispositivos SSR operados por Mians estão atualmente sendo efetivamente empregados para chavear cargas operadas por rede com mais eficiência do que relés e, uma vez que estes são eletricamente isolados e de estado sólido na natureza, tornam-se mais desejáveis ​​do que os dispositivos de chaveamento convencionais como triacs e relés.

Aqui, desde que as condições sejam normais, o SSR é capaz de derivar a tensão de acionamento de entrada necessária do circuito; no entanto, no momento em que um vazamento é previsto, o circuito aciona o SCR que, por sua vez, bloqueia o acionador de entrada SSR para aterrar. O SSR para de conduzir instantaneamente, implementando as ações pretendidas ao desarmar a carga e evita qualquer possível perigo.

Lista de Peças

  • R1 = 100K,
  • R2 = 1M,
  • R3, R4, R5 = 1K,
  • C1 = 0,01uF
  • C2 = 100uF / 25V
  • L1 = transformador de saída pequena comum usado em rádios transistorizados.
  • SCR = BT169
  • Triac = BT 136 ou tipo de corrente superior
  • Amp op = ¼ IC324
  • SSR = De acordo com as especificações do usuário.
  • Relé = 12V, SPDT



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