Um circuito indicador de fuga à terra simples discutido aqui pode ser usado para obter alguns resultados muito úteis em relação às fugas de corrente de um corpo de aparelho para o pino de aterramento. A ideia foi solicitada pelo Sr. SS kopparthy.
O circuito do indicador de fuga à terra proposto é mostrado na figura abaixo.
Cada uma dessas unidades pode ser usada para aparelhos individuais com pinos de aterramento, ou um único circuito pode ser colocado próximo ao MCB para detectar um possível vazamento comum de todos os aparelhos. O circuito pode ser entendido com os pontos explicados abaixo:
Operação do Circuito
R2 está posicionado como um resistor de detecção de corrente que deve ter um valor relativamente baixo para que o recurso de aterramento real não seja obstruído devido à sua resistência.
T1 aqui forma um estágio de detecção de corrente e um amplificador de tensão. A pequena tensão detectada em R2 é rapidamente amplificada por T1 e alimentada ao LED dentro de um acoplador óptico.
Enquanto o vazamento não for relativamente significativo (abaixo de 20mA) o LED dentro do opto não responde, porém no momento em que este valor ultrapassa o limite definido, o LED dentro do opto acende ligando o transistor embutido correspondente, que por sua vez aciona o LED vermelho conectado através de seu coletor e fio positivo indicando uma possível fuga à terra.
A alimentação para toda a operação é obtida através de uma pequena fonte de alimentação sem transformador usando C1, D1, C2 como seus principais componentes.
O LED vermelho pode ser substituído por um buzzer piezoelétrico de 12V para obter uma indicação de áudio, ou ambos podem ser usados em paralelo para facilitar a indicação de modo duplo.
O valor de R2 pode ser calculado usando a seguinte fórmula:
R = 0,2/I. onde I é a fuga de corrente permitida através do cabo de aterramento, assumindo que isso seja 20mA, podemos calculá-lo como:
R = 0,2/,02 = 10 ohms
Como a resistência do coletor se T1 for bastante alta, T1 pode ser acionado com um valor tão baixo quanto 0,2 em sua base/emissor, essa é a razão pela qual 0,2 é selecionado na fórmula acima.
O estágio T2 é introduzido para monitorar a “saúde” da conexão de aterramento, desde que esteja em par com o neutro, T2 permanece desligado, pois sua base permanece aterrada através do bom aterramento, porém no momento em que um aterramento fraco é formado, T2 base obtém tensão suficiente através de R5 para acionar a si mesmo e o opto que por sua vez aciona o alarme conectado.
A situação de aterramento fraco ou aberto é indicada pelos LEDs vermelho e amarelo juntos, enquanto o LED vermelho sozinho indica uma fuga à terra.
CUIDADO: O CIRCUITO NÃO ESTÁ ISOLADO DA REDE, TODAS AS PEÇAS PODEM TRANSPORTAR CORRENTE ELÉTRICA LETAL, TENHA MÁXIMO CUIDADO AO MANUSEAR DESCOBERTO.
Lista de peças
R1 = 1K ohms
R2 = ver texto
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1M
D1 = 15V 1 watt diodo zener
C2 = 100uF/25V
T1, T2 = BC547
C1 = 0,47uF/400V
opto = qualquer tipo padrão de 4 pinos
O circuito acima pode ser melhorado adicionando mais alguns componentes a ele, conforme mostrado abaixo:
Neste circuito adicionamos um diodo retificador D1 (1N4007) para uma retificação melhorada.
O T1 foi aprimorado com outro transistor BC547 T2 conectado como Darlington para tornar a detecção de fuga à terra ainda mais sensível e permitir o uso de resistência R2 menor em linha para melhor experiência de “aterramento” para os aparelhos.
C2 (0.22uF) garante que T1/T2 não seja abalado com distúrbios elétricos indesejados.
Lista de peças
R1 = 1K
R2 = ver texto
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1M
Z1 = 15V 1 watt diodo zener
D1, D2 = 1N4007
C0 = 0,47uF/400V
C1 = 100uF/25V
C2 = 0,22uF
T1, T2, T3 = BC547
C1 = 0,47uF/400V
opto = qualquer tipo padrão de 4 pinos
Configuração de teste para os circuitos acima:
Indicador de Fuga à Terra
O diagrama acima mostra a configuração de teste para o circuito indicador de fuga à terra proposto.
É conduzido da seguinte forma:
O circuito foi energizado usando uma saída de adaptador externo de 12V AC/dC, lembre-se de não conectar o circuito à rede elétrica ao fazer este procedimento
No teste de configuração, a alimentação CA de 12 V é conectada nos pontos de aterramento/aparelho por meio de uma lâmpada de 12 V.
O link R5 é mantido desconectado por enquanto.
A implementação acima deve ligar instantaneamente o LED vermelho indicando uma fuga de corrente através de R2.
Desligando a lâmpada de 12V, o led vermelho também deve desligar, indicando a paralisação da condição de vazamento.
Agora reduza a carga da lâmpada de 12V para um valor menor, pode ser feito incluindo outra lâmpada de 12V em série.
Mesmo com cargas tão baixas, o LED vermelho deve ser capaz de indicar os vazamentos em R2 confirmando o bom funcionamento do circuito.
Agora removendo a carga acima deve desligar instantaneamente o LED vermelho, garantindo um funcionamento correto do circuito.
Restaure o circuito para sua condição original e agora ele está pronto para a instalação real próximo ao seu MCB.
O funcionamento do LED amarelo pode ser observado após a instalação e as conexões propriamente ditas.
Se começar a acender imediatamente após a instalação, isso indica uma linha de aterramento ruim ou com fiação incorreta.
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FONTE
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