Perlindungan Overcurrent

rancang bangun sistem proteksi under voltage over voltage dan over current berbasis arduino (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Perlindungan Overcurrent

Elektrik Asas


soalan 1

Apakah bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh litar dengan arus yang berlebihan melalui konduktornya (berlebihan seperti yang ditakrifkan oleh ampacity konduktor) "# 1"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Pendawaian beban terlalu panas - mungkin cukup untuk memulakan api.

Komponen yang pendek boleh menyebabkan arus yang berlebihan dalam litar, tetapi kesalahan terbuka akan mengakibatkan arus yang kurang (atau tidak).

Nota:

Walaupun wayar yang terlalu banyak tidak cukup panas untuk menyalakan bahan yang mudah terbakar berdekatan, ada kesan buruk lain yang melampaui konduktor. Cabar pelajar anda untuk memikirkan beberapa kesan negatif lain yang mungkin disebabkan oleh kelebihan konduktor.

Salah satu matlamat soalan ini adalah untuk pelajar dapat membezakan antara kesalahan komponen terbuka dan pendek .

Soalan 2

Terangkan pembinaan dan tujuan fius elektrik.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sekering adalah sekeping logam tipis yang direka untuk mencairkan dua keping dalam keadaan overcurrent.

Nota:

Fluses datang dalam pelbagai gaya dan saiz yang berbeza. Adalah baik untuk mempunyai pelbagai fius yang disediakan untuk pelajar anda untuk melihat dan tahan semasa masa perbincangan.

Soalan 3

Apakah perbezaan antara sekering dan pemutus litar ?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sekering adalah untuk kegunaan sekali sahaja, sementara pemutus litar mungkin ditetapkan semula dan digunakan berulang kali.

Nota:

Suatu masa dahulu ada perlindungan perlindungan berlebihan bagi litar rumah terutamanya yang disediakan oleh fius. Walau bagaimanapun, pada zaman moden, fius tidak usang untuk pendawaian isi rumah - pemutus litar telah mengambil tempatnya sepenuhnya. Bincangkan kelebihan dan kelemahan relatif kedua-dua teknologi perlindungan berlebihan ini.

Soalan 4

Tunjukkan penempatan fius yang betul di litar ini, di mana motor elektrik akan dikuasakan oleh utiliti (120 volt AC) kuasa:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Anda boleh mengarahkan soalan ini kepada satu perkara lagi: sepatutnya sekatan dihubungkan dengan siri dengan beban, atau selari dengan beban "panel kerja panel lalai panel" lalai>

Soalan 5

Adakah pemutus dan pemutus litar terletak di panel pengagihan kuasa yang diberi nilai untuk melindungi pendawaian daripada arus lampin, atau untuk melindungi peranti beban daripada overcurrent? Terangkan jawapan anda.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Secara umumnya, panel pengagihan peranti perlindungan overcurrent diberi nilai sedemikian untuk melindungi pendawaian, bukan peranti beban.

Persoalan susulan: katakan komputer dengan bekalan kuasa 300 watt dipasangkan ke dalam wadah, yang diservis oleh pemutus litar yang dinilai pada 15 amps. Di manakah litar akan lebih baik memasang peranti perlindungan berlebihan untuk melindungi komputer daripada membakar dirinya sendiri sekiranya berlaku kegagalan dalaman?

Nota:

Pelajaran ini sangat penting untuk pelajar belajar: peranti perlindungan overcurrent yang dipasang pada panel dinilai untuk melindungi pendawaian yang mereka bekalan kuasa, dan tidak ada yang lain. Sudah tentu, terdapat pengecualian kepada peraturan ini dalam sistem kuasa perindustrian yang besar.

Soalan 6

Dalam usaha untuk mendapatkan penarafan berlebihan yang lebih besar daripada fius tunggal yang boleh disediakan, seorang jurutera memutuskan untuk mengendalikan dua fius 100 amp secara bersamaan, untuk penarafan gabungan sebanyak 200 amp;

Walau bagaimanapun, selepas beberapa tahun beroperasi, sistem mula meniup sekering walaupun ammeter mendaftarkan kurang daripada 200 amps arus beban. Selepas penyiasatan, didapati bahawa salah satu pemegang fius telah mengembangkan kakisan pada lug terminal di mana salah satu wayar menghubungkan:

Terangkan bagaimana pengumpulan kakisan yang kecil menyebabkan keadaan sekatan bertiup apabila tidak ada keadaan berlebihan (arus beban kurang daripada 200 amps), dan juga mengapa sekatan menghubungkan secara selari seperti ini biasanya bukan idea yang baik.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Berikut ialah perhitungan elektrik untuk membantu menjelaskan masalah fius-blowing. Hitung arus melalui setiap perintang dalam litar ini:

Nota:

Tanyakan kepada pelajar anda untuk menerangkan apa yang berlaku semasa dalam litar apabila ia cawangan dari satu laluan ke dua atau lebih jalur selari. Bincangkan bagaimana perkadaran "perpecahan" semasa di antara laluan tersebut bergantung kepada rintangan relatif kedua-dua laluan tersebut.

Walaupun pelajar anda masih belum mempelajari litar pembahagi semasa, soalan ini memberikan peluang yang baik untuk meneroka konsep.

Secara kebetulan, kini sudah menjadi kebiasaan bagi sesetengah pengeluar peralatan pengedaran kuasa kediaman untuk pemutus litar "gang" bersama-sama selari untuk menambah kapasiti berlebihan. Amalan kejuruteraan ini boleh dipersoalkan atas sebab yang sama yang dipersoalkan dengan fius dalam senario ini: apa-apa jumlah kakisan atau penyusupan lain rintangan elektrik ke dalam salah satu "kaki" selari mengimbangi perpecahan semasa antara peranti perlindungan overcurrent yang dipasangkan, memaksa salah seorang daripada mereka mengendalikan bahagian yang tidak seimbang jumlah keseluruhan (dan oleh itu perjalanan lebih awal).

Soalan 7

Dua pemutus litar 150-amp disambung secara selari untuk mendapatkan ampacity total 300 ampere untuk perkhidmatan motor elektrik. Sistem ini berfungsi dengan baik selama beberapa tahun, tetapi kemudian kedua-dua pemutus mula bercumbu:

Seorang juruelektrik mengukur arus motor dengan menggunakan ammeter pengapit, dan mendapati arus motor tidak melebihi 228 amper pada beban mekanikal penuh. Terangkan apa yang mungkin salah yang menyebabkan kedua-dua pemutus litar itu pergi.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Salah satu pemutus litar mungkin telah membangunkan lebih banyak rintangan dalam cawangan selari berbanding yang lain (rintangan sentuhan, rintangan pada titik sambungan dawai, dll.). Saya akan memberitahu anda mengapa ini menyebabkan perjalanan palsu.

Nota:

Ini adalah masalah yang sangat praktikal, secara langsung berurusan dengan resistensi selari. Malangnya, saya telah melihat panel pemutus litar kediaman baru dari pengilang, dilengkapi dengan pemutus paralel! Idea buruk. . . idea baaaaaad.

Sesuatu yang perlu diperhatikan sebagai punca kemungkinan tersandung ialah masalah motor palsu. Mungkin pemutus litar berkongsi masa sama sama sekali, tetapi motor kadang-kadang menarik lebih daripada 300 amps semasa! Hanya kerana elektrik yang diukur kurang daripada 300 amps pada beban penuh tidak bermakna motor tidak pernah menarik lebih daripada 300 amp. Mungkin ada masalah lain selepas semua. Bincangkan hal ini dengan pelajar anda, bertanya kepada mereka bagaimana mereka akan mengenal pasti masalah seperti ini setelah menentukan dua pemutus litar melakukan tugas mereka dengan betul.

Soalan 8

Sebuah motor elektrik perindustrian yang besar dibekalkan kuasa melalui sepasang sekering:

Pada suatu hari motor tiba-tiba berhenti berlari, walaupun suis masih berada di kedudukan "di". Seorang juruelektrik dipanggil untuk menyelesaikan masalah motor yang gagal, dan orang ini memutuskan untuk melakukan beberapa ukuran voltan untuk menentukan sama ada atau tidak satu daripada fius telah "ditiup" terbuka sebelum melakukan apa-apa lagi. Ukuran yang diambil oleh juruelektrik adalah seperti itu (dengan suis di kedudukan "pada"):

• Antara A dan tanah = 120 volt AC
• Antara B dan tanah = 120 volt AC
• Antara C dan tanah = 120 volt AC
• Antara D dan tanah = 120 volt AC

Berdasarkan pengukuran ini, juruelektrik memutuskan bahawa kedua-dua fius masih dalam keadaan baik, dan masalahnya terletak di tempat lain di litar. Adakah anda bersetuju dengan penilaian ini "# 8"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Selagi suis masih berada di kedudukan "pada" apabila pengukuran ini diambil, salah satu fius masih boleh ditiup!

Persoalan susulan: apakah pengukuran voltan akan menguji keadaan kedua-dua fius?

Nota:

Saya sebenarnya telah melihat seorang juruelektrik berpengalaman membuat kesilapan ini di tempat kerja! Tanyakan kepada pelajar anda untuk menerangkan bagaimana voltan penuh dapat diukur pada mata C dan D, berkenaan dengan tanah, walaupun dengan salah satu fius yang ditiup.

Soalan 9

Terangkan maksud lengkung fius ini:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya akan membiarkan anda memahami apa yang dimaksudkan dengan grafik ini!

Nota:

Terdapat lebih banyak tingkah laku fius daripada penarafan semasa tunggal, kerana grafik "lengkung sekeliling" ini menggambarkan. Bincangkan dengan pelajar anda tentang kelebihan lengkung sedemikian, dan di bawah keadaan apa sesebuah dapat mempertahankan arus lebih besar daripada penarafannya.

Soalan 10

Perjalanan pemutus litar magnet dengan tindakan gegelung elektromagnet, di mana semua beban arus pas. Apabila kuasa menarik medan magnet cukup kuat, mekanisme mencetuskan untuk memecahkan hubungan pemutus terbuka, dengan itu mengganggu arus litar.

Apakah lengkung masa semasa bagi pemutus litar seperti itu seperti "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00332x01.png">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Pemutus litar magnetik adalah sangat umum dalam industri, tetapi ia tidak sesuai untuk semua aplikasi. Bincangkan ini dengan pelajar anda, dan cuba memikirkan aplikasi di mana peranti perlindungan berlebihan itu tidak sesuai.

Soalan 11

Ditunjukkan di sini ialah lengkung masa semasa untuk fius dwi-elemen . Pemutus litar terma-magnet mempamerkan lengkung masa semasa yang serupa:

Berdasarkan lengkung ini, apa yang anda fikir tujuan sekatan "dwi-unsur" atau pemutus litar terma "panas" ialah "# 11"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Peranti perlindungan overcurrent seperti ini menggabungkan ciri-ciri "masa berlebihan" dan "perlindungan semasa" dalam satu peranti, untuk perlindungan terhadap pelbagai jenis kerosakan yang disebabkan oleh pelbagai jenis keadaan berlebihan.

Nota:

Jelas sekali, tidak semua keadaan berlebihan adalah sama. Tanyakan kepada pelajar anda untuk menerangkan kesalahan litar yang akan menyebabkan terlalu banyak lintasan, berbanding kesalahan yang akan menyebabkan litar berlebihan melampau dalam litar, dan membincangkan akibat yang merosakkan setiap jenis keadaan.

Soalan 12

Selain memiliki penarafan semasa utama, fius dan pemutus litar juga mempunyai penilaian semasa gangguan, biasanya jauh melebihi penilaian utama mereka. Contohnya, pemutus litar khas 15 am untuk penggunaan kediaman 120 volt mungkin mempunyai tahap gangguan 10, 000 amp (10 kA)! Di bawah keadaan apa boleh litar seperti ini pernah menanggung banyak masa, dan mengapa penarafan ini berbeza daripada penarafan arus utama semasa pemecah 15 amps?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Keadaan litar pintas dalam sistem kuasa elektrik boleh menghasilkan arus "sementara" yang luar biasa. Peranti perlindungan overcurrent akan, tentu saja, sama ada "meniup" atau "perjalanan" di bawah keadaan sedemikian, tetapi penarafan gangguan mereka tidak ada kaitan dengan arus yang mereka buka. Sebaliknya, peranti dengan rating gangguan sebanyak 10, 000 amps disahkan dapat menghentikan arus kegagalan magnitud tersebut setelah dibuka.

Nota:

Murid-murid secara semulajadi akan tertanya-tanya bagaimana sekering yang ditiup atau pemutus litar yang terputus tidak dapat menghalang aliran semasa, kerana tidak lagi keadaan kesinambungan elektrik di antara terminal-terminalnya setelah ia dibuka. Atau ada? Bincangkan dengan pelajar anda bagaimana arus elektrik magnitud yang besar mungkin boleh terus dijalankan melalui sekering ditiup atau pemutus litar tertipu.

Soalan 13

Cari satu atau dua fius sebenar dan bawa mereka bersama anda ke kelas untuk perbincangan. Kenal pasti seberapa banyak maklumat yang anda dapat mengenai sekering anda sebelum perbincangan:

• Kedudukan semasa
• Penilaian voltan
• Kedudukan gangguan
• Keluk fius (ciri-ciri pembukaan: bertindak cepat, lambat-lambat, dan sebagainya)
• Status fius (ditiup atau tidak)
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sekiranya boleh, dapatkan lembar pengeluar untuk komponen anda (atau sekurang-kurangnya lembar kerja untuk komponen yang sama) untuk berbincang dengan rakan sekelas anda.

Bersedia untuk membuktikan status sekering anda di dalam kelas, menggunakan multimeter anda!

Nota:

Tujuan dari soalan ini adalah untuk mendapatkan pelajar kinesthetically berinteraksi dengan perkara tersebut. Ia mungkin kelihatan bodoh untuk membolehkan pelajar terlibat dalam "menunjukkan dan memberitahu" senaman, tetapi saya dapati bahawa aktiviti-aktiviti seperti ini sangat membantu sesetengah pelajar. Bagi pelajar yang bersifat kinestetik, ia sangat membantu untuk menyentuh komponen sebenar semasa mereka belajar tentang fungsi mereka. Sudah tentu, soalan ini juga memberi peluang yang baik untuk mereka mempraktikkan penanda komponen mentafsir, menggunakan multimeter, datasheets akses, dan sebagainya.

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →