2 Disjuntor simples de vazamento de terra (ELCB)

Os diagramas do disjuntor de vazamento de terra discutidos monitorarão o nível de corrente de vazamento da linha de aterramento das tomadas elétricas da sua casa e dispararão os aparelhos assim que uma falha for detectada. Aqui vamos aprender dois projetos, primeiro usando apenas transistores e o segundo usando IC LM324.

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Introdução

Se algo der errado com eles, ele desligará instantaneamente a rede elétrica 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 falha à terra, é discutido neste artigo.

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

O circuito desligará imediatamente a rede ao detectar uma falta de conexão à terra ou um vazamento de corrente no corpo do aparelho.

Por que você precisa de um ELCB

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

Um risco de curto-circuito é visível e, principalmente, resolvido através 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 conexão à terra não estiver adequadamente aterrada devido a condução ou quebra inadequadas, o vazamento pode se transformar em um choque letal sobre o corpo do aparelho.

Contras de unidades comerciais da ELCB

As unidades de disjuntor de vazamento de terra disponíveis no mercado são muito caras e volumosas, envolvendo procedimentos de instalação complicados.

Eu projetei um circuito simples, de baixo custo e, no entanto, lida com a situação generosamente. O dispositivo detectará qualquer corrente superior a 5mA através da passagem à terra e desligará a rede elétrica.

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

Diagrama de circuitos usando transistores

Operação em Circuito

O interruptor de circuito de falha à terra proposto ou o ELCB utiliza um princípio simples de detecção do sinal CA 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 uma configuração simples de detecção de tensão; portanto, o vazamento é efetivamente detectado como uma frequência, usando um estágio simples de amplificador de áudio.

Como mostrado no diagrama, uma simples rede de amplificadores com bootstrap 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 se torna muito crucial, pois fornece um retorno positivo à entrada, tornando o circuito mais estável e respondendo aos mínimos sinais de entrada.

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

O papel de L1 é amplificar qualquer CA induzida em seu enrolamento primário, o que só pode acontecer em caso de vazamento através do corpo de um aparelho conectado ao soquete.

A tensão de vazamento amplificada acima é amplificada ainda mais para um nível suficiente para ativar o RL1, desativando instantaneamente a entrada do dispositivo e indicando a falha de vazamento de terra.

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

D3 executa uma função dupla de retificação e supressão de picos. Curiosamente, a própria conexão principal à terra se torna negativa do circuito em vez da linha neutra.

Além disso, como o RL2 está diretamente conectado à fonte de alimentação através do positivo do circuito e do aterramento, significa simplesmente que, se o aterramento ficar fraco ou desconectado, o relé será desativado, cortando a rede CA do aparelho, indicando efetivamente a saúde aterramento e protege a casa contra conexões de terra com defeito ou ausentes.

Lista de peças do circuito ELCB.

  • R1 = 22K,
  • R2 = 4K7,
  • R3 = 100K,
  • R4 = 220E,
  • R5 = 1K,
  • R6 = 1 milhão,
  • 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 = A bobina enrolada em uma bobina usada normalmente com núcleos E (menor tamanho) começa a enrolar 50 voltas de 25 fios SWG primeiro, amarra-o e solda-o para produzir os terminais primários em um lado da bobina. Agora, usando o fio de cobre 32 SWG, o vento 300 vira o enrolamento primário, como antes amarre as extremidades do outro lado da bobina por solda. Insira e fixe a bobina dentro dos núcleos E. Prenda-o firmemente usando fita de PVC

Como fazer uma unidade caseira do disjuntor de vazamento de terra (ELCB) usando o IC 324

Um disjuntor de vazamento de terra é um dispositivo elétrico de segurança usado para monitorar vazamentos 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 fabricar esses dispositivos, mas aqui veremos como um ELCB pode ser feito usando componentes eletrônicos comuns; também veremos por que uma contraparte eletrônica é mais eficiente que as unidades eletromecânicas comerciais.

Existem três versões através de um ELCB eletrônico, o primeiro utiliza um relé para as ações de comutação, a segunda ideia incorpora um Triac e o terceiro conceito emprega um SSR ou um relé de estado sólido para as implementações necessárias.

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

Circuito ELCB usando relé
Observando 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 sinal AC que possa 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 através da entrada acima do IC. O primário do indutor é conectado ao fio que finalmente termina no terminal de aterramento ou no pino das várias tomadas de 3 pinos na premissa.

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

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

A CA induzida intensificada é imediatamente detectada pela entrada IC e amplificada ainda mais para os níveis desejados, de modo que o SCR alterne em resposta ao disparo.

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

O relé conduz e desliga a energia da rede elétrica para as tomadas de três pinos, alternando os aparelhos e eliminando, assim, as condições de vazamento de terra.

Circuito ELCB usando um Triac

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

Durante condições normais, a saída do 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 aciona o SCR e trava seu ânodo ao terra. Isso inibe a corrente do portão para o triac, que para imediatamente de conduzir, DESLIGA a carga e retifica as condições desfavoráveis.

Circuito ELCB usando um relé SSR ou SolidState

Atualmente, os dispositivos SSR operados pela Mians estão sendo efetivamente empregados para alternar cargas operadas pela rede elétrica com mais eficiência do que os relés e, como estes são eletricamente isolados e de estado sólido na natureza, torna-se mais desejável do que os dispositivos de comutação convencionais como triacs e relés.

Aqui, desde que as condições sejam normais, o SSR pode derivar a tensão de acionamento de entrada necessária do circuito; no entanto, no momento em que um vazamento é antecipado, o circuito aciona o SCR, que por sua vez engasga o acionador de entrada do SSR ao terra. O SSR para instantaneamente de conduzir, implementando as ações pretendidas, disparando a carga e evitando qualquer risco possível.

Lista de peças

  • R1 = 100K,
  • R2 = 1 milhão,
  • R3, R4, R5 = 1K,
  • C1 = 0,01uF
  • C2 = 100uF / 25V
  • L1 = transformador de saída pequeno comum, como usado em rádios transistorizados.
  • SCR = BT169
  • Triac = BT 136 ou tipo de corrente superior
  • Amplificador operacional = ¼ IC324
  • SSR = Conforme as especificações do usuário.
  • Relé = 12V, SPDT

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