Erdschlussanzeigeschaltung zur Erkennung von Stromlecks in Erdungskabeln

Erdschlussanzeigeschaltung zur Erkennung von Stromlecks in Erdungskabeln

Eine hier beschriebene einfache Erdschlussanzeigeschaltung kann verwendet werden, um einige sehr nützliche Ergebnisse hinsichtlich Stromlecks von einem Gerätekörper in den Erdungsstift zu erhalten. Die Idee wurde von Herrn SS Kopparthy angefordert.

Die Schaltung der vorgeschlagenen Erdschlussanzeige ist in der folgenden Abbildung dargestellt.



Jede solche Einheit kann für einzelne Geräte mit Erdungsstiften verwendet werden, oder ein einzelner Stromkreis kann in der Nähe des MCB angeordnet sein, um eine mögliche gemeinsame Leckage von allen Geräten zu erfassen. Der Stromkreis kann mit den nachstehend erläuterten Punkten verstanden werden:



Schaltungsbetrieb

R2 ist als Stromerfassungswiderstand positioniert, der einen relativ niedrigen Wert haben sollte, damit das eigentliche Erdungsmerkmal nicht aufgrund seines Widerstands behindert wird.

T1 bildet hier eine Stromerfassungs- und eine Spannungsverstärkerstufe. Die erfasste kleine Spannung an R2 wird schnell durch T1 verstärkt und der LED in einem Optokoppler zugeführt.



Solange die Leckage nicht relativ signifikant ist (unter 20 mA), reagiert die LED im Opto nicht. Sobald dieser Wert jedoch den eingestellten Grenzwert überschreitet, leuchtet die LED im Opto auf und schaltet den entsprechenden eingebauten Transistor ein Betätigt die rote LED, die über den Kollektor und die positive Leitung angeschlossen ist, um einen möglichen Erdschluss anzuzeigen.

Die Versorgung für den gesamten Betrieb erfolgt über ein kleines transformatorloses Netzteil mit C1, D1, C2 als Hauptkomponenten.

Die rote LED kann durch einen 12-V-Piezo-Summer ersetzt werden, um eine Audioanzeige zu erhalten, oder beide können parallel verwendet werden, um eine Dual-Mode-Anzeige zu ermöglichen.



Der Wert von R2 kann unter Verwendung der folgenden Formel berechnet werden:

R = 0,2 / I. Wenn ein zulässiger Stromverlust durch das Erdungskabel vorliegt, können wir diesen unter der Annahme von 20 mA wie folgt berechnen:

R = 0,2 / 0,02 = 10 Ohm

Da der Kollektorwiderstand, wenn T1 ziemlich hoch ist, T1 über seine Basis / seinen Emitter mit nur 0,2 ausgelöst werden kann, ist dies der Grund, warum in der obigen Formel 0,2 ausgewählt wird.

Die T2-Stufe wird zur Überwachung des 'Zustands' des Erdungsanschlusses eingeführt. Solange sie mit dem Neutralleiter übereinstimmt, bleibt T2 ausgeschaltet, da ihre Basis über die gute Erdung geerdet bleibt. In dem Moment jedoch, in dem eine schwache Erdung gebildet wird, T2 Die Basis erhält über R5 genügend Spannung, um sich selbst und das Opto auszulösen, das wiederum den angeschlossenen Alarm auslöst.

Die Situation einer schwachen oder offenen Erdung wird durch die rote und die gelbe LED zusammen angezeigt, während die rote LED allein eine Erdungsleckage anzeigt.

VORSICHT: DER SCHALTKREIS IST NICHT AUS DEM NETZ GETRENNT, ALLE TEILE KÖNNEN EINEN TÖDLICHEN ELEKTRISCHEN STROM TRAGEN.

Liste der Einzelteile

R1 = 1 kOhm
R2 = siehe Text
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1 M.
D1 = 15 V 1 Watt Zenerdiode
C2 = 100 uF / 25 V.
T1, T2 = BC547
C1 = 0,47 uF / 400 V.
opto = jeder 4-polige Standardtyp

Die obige Schaltung könnte verbessert werden, indem ein paar weitere Komponenten hinzugefügt werden, wie unten gezeigt:

In dieser Schaltung haben wir eine Gleichrichterdiode D1 (1N4007) für eine verbesserte Gleichrichtung hinzugefügt.

T1 wurde mit einem anderen BC547-Transistor T2 erweitert, der als Darlington verdrahtet ist, um die Erdschlusserkennung noch empfindlicher zu machen und die Verwendung eines kleineren Inline-Widerstands R2 für ein besseres Erdungserlebnis für die Geräte zu ermöglichen.

C2 (0,22 uF) stellt sicher, dass T1 / T2 nicht durch unerwünschte elektrische Störungen verunsichert wird.

Liste der Einzelteile

R1 = 1K
R2 = siehe Text
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1 M.
Z1 = 15 V 1 Watt Zenerdiode
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 = jeder 4-polige Standardtyp

Testaufbau für die oben genannten Schaltkreise:

Erdschlussanzeige

Das obige Diagramm zeigt den Testaufbau für die vorgeschlagene Erdschlussanzeigeschaltung.
Es wird folgendermaßen durchgeführt:

Der Stromkreis wird über einen externen 12-V-AC / DC-Adapterausgang mit Strom versorgt. Denken Sie daran, den Stromkreis während dieses Vorgangs nicht an das Stromnetz anzuschließen

Im Setup-Test wird die 12-V-Wechselstromversorgung über eine 12-V-Lampe über die Erdungs- / Gerätepunkte angeschlossen.

Die R5-Verbindung bleibt vorerst getrennt.

Die obige Implementierung sollte sofort die rote LED einschalten, die einen Stromverlust durch R2 anzeigt.

Beim Trennen der 12-V-Lampe muss auch die rote LED ausgeschaltet werden, um anzuzeigen, dass der Leckagezustand gestoppt ist.

Reduzieren Sie nun die 12-V-Lampenlast auf einen niedrigeren Wert, indem Sie eine weitere 12-V-Lampe in Reihe schalten.

Selbst bei solch geringeren Lasten sollte die rote LED in der Lage sein, die Leckagen an R2 anzuzeigen, um die ordnungsgemäße Funktion des Stromkreises zu bestätigen.

Wenn Sie nun die oben genannte Last entfernen, sollte die rote LED sofort ausgeschaltet werden, um sicherzustellen, dass die Schaltung ordnungsgemäß funktioniert.

Stellen Sie den ursprünglichen Zustand der Schaltung wieder her und jetzt ist sie bereit für die eigentliche Installation in der Nähe Ihres MCB.

Die Funktionsweise des gelben LEd kann nach der eigentlichen Installation und den Anschlüssen beobachtet werden.

Wenn es unmittelbar nach der Installation zu leuchten beginnt, deutet dies auf eine fehlerhafte oder falsch verdrahtete Erdungsleitung hin.




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