Obvod indikátoru zemního úniku pro detekci úniků proudu v zemních vodičích

Zde popsaný jednoduchý obvod indikátoru úniku uzemnění lze použít k získání některých velmi užitečných výsledků týkajících se úniků proudu z těla zařízení do uzemňovacího kolíku. Nápad požadoval pan SS kopparthy.

Obvod navrhovaného indikátoru zemního svodu je zobrazen na obrázku níže.

Každá taková jednotka může být použita pro jednotlivá zařízení, která mají uzemňovací kolíky, nebo může být umístěn jeden obvod poblíž MCB pro detekci možného společného úniku ze všech zařízení. Obvod lze pochopit níže vysvětlenými body:

Obvodový provoz

R2 je umístěn jako rezistor snímající proud, který by měl mít relativně nízkou hodnotu, aby skutečný uzemňovací prvek nebyl blokován kvůli jeho odporu.

T1 zde tvoří fázi snímání proudu a zesilovače napětí. Zjištěné malé napětí na R2 je rychle zesíleno T1 a přiváděno na LED uvnitř optického vazebního členu.

Dokud únik není relativně významný (pod 20 mA), LED uvnitř opto neodpovídá, avšak v okamžiku, kdy tato hodnota překročí nastavený limit, LED uvnitř opto se rozsvítí zapnutím příslušného vestavěného tranzistoru, který zase aktivuje červenou LED připojenou přes jeho kolektor a kladný vodič, což indikuje možný zemní svod.

Napájení pro celou operaci je odvozeno z malého napájecího zdroje bez transformátoru, jehož hlavními součástmi jsou C1, D1, C2.

Červená LED může být nahrazena 12V piezo bzučákem pro získání zvukové indikace, nebo obě mohou být použity paralelně pro usnadnění indikace v duálním režimu.

Hodnotu R2 lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

R = 0,2 / l. kde I je přípustný únik proudu přes uzemňovací kabel, za předpokladu, že to bude 20 mA, to můžeme vypočítat jako:

R = 0,2 / 0,02 = 10 ohmů

Vzhledem k tomu, že odpor kolektoru, pokud je T1 poměrně vysoký, by mohl být T1 spuštěn tak nízko, jak 0,2 přes jeho základnu / emitor, to je důvod, proč je ve výše uvedeném vzorci zvolena 0,2.

Stupeň T2 je zaveden pro monitorování „zdraví“ uzemňovacího spojení, pokud je na stejné úrovni jako neutrál, T2 zůstává vypnutý, protože jeho základna zůstává uzemněna prostřednictvím dobrého uzemnění, avšak v okamžiku vytvoření slabého uzemnění, T2 základna získá dostatek napětí přes R5, aby se spustila sama, a opto, které zase spustí připojený alarm.

Situace slabého nebo otevřeného uzemnění je indikována červenými a žlutými LED společně, zatímco červená LED sama indikuje zemní svod.

UPOZORNĚNÍ: OKRUH NENÍ IZOLOVÁN ZE SÍTĚ, VŠECHNY SOUČÁSTI MOHOU NOSIT LETHALOVÝ ELEKTRICKÝ PROUD, PROVÁDĚJTE NEJVYŠŠÍ UPOZORNĚNÍ PŘI NEKRYTÉ MANIPULACI.

Seznam dílů

R1 = 1K ohmů
R2 = viz text
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1M
D1 = 15V 1W zenerova dioda
C2 = 100uF / 25V
T1, T2 = BC547
C1 = 0,47 uF / 400 V
opto = jakýkoli standardní 4kolíkový typ

Výše uvedený obvod lze vylepšit přidáním několika dalších komponent, jak je znázorněno níže:

V tomto obvodu jsme přidali usměrňovací diodu D1 (1N4007) pro lepší usměrnění.

T1 byl rozšířen o další tranzistor T2 BC547 T2 zapojený jako Darlington, aby byla detekce zemního úniku ještě citlivější a umožnilo použití menšího in-line odporu R2 pro lepší „uzemnění“ zařízení.

C2 (0,22 uF) zajišťuje, že T1 / T2 nebude chrastit nežádoucími elektrickými poruchami.

Seznam dílů

R1 = 1K
R2 = viz text
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1M
Z1 = 15V 1W zenerova dioda
D1, D2 = 1N4007
C0 = 0,47 uF / 400 V
C1 = 100uF / 25V
C2 = 0,22 uF
T1, T2, T3 = BC547
C1 = 0,47 uF / 400 V
opto = jakýkoli standardní 4kolíkový typ

Testovací nastavení výše uvedených obvodů:

Ukazatel úniku země

Výše uvedený diagram ukazuje zkušební nastavení navrhovaného obvodu indikátoru zemního svodu.
Provádí se následujícím způsobem:

Obvod je napájen pomocí externího výstupu adaptéru 12V AC / dC, pamatujte, že během tohoto postupu nezapojujte obvod do sítě

Při zkoušce nastavení je napájení 12 V střídavého proudu připojeno k uzemňovacím bodům / bodům spotřebiče pomocí žárovky 12 V.

Spojení R5 je prozatím odpojeno.

Výše uvedená implementace by měla okamžitě zapnout červenou LED indikující únik proudu přes R2.

Odpojením 12V žárovky se musí také vypnout červená LED, což indikuje zastavení stavu úniku.

Nyní snižte zátěž žárovky 12V na nějakou nižší hodnotu, což lze provést přidáním další žárovky 12V do série.

I při tak nízkém zatížení by měla červená LED indikovat úniky přes R2, což potvrzuje správnou funkci obvodu.

Nyní odstranění výše uvedené zátěže by mělo okamžitě vypnout červenou LED, aby bylo zajištěno správné fungování obvodu.

Obnovte obvod do původního stavu a nyní je připraven ke skutečné instalaci v blízkosti MCB.

Fungování žlutého LEd lze sledovat po dokončení vlastní instalace a připojení.

Pokud začne svítit okamžitě po instalaci, bude to signalizovat špatné nebo nesprávně zapojené uzemnění.