Ағып кету тоғын тексеру
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыста ағып кету токтарын контактісіз өлшеуге арналған құрал шекті элемент немесе индикатор ретінде де, өлшегіш ретінде де қолданылуы қарастырылды. Соңғы жағдайда құрылғы өтемақы схемасы бойынша орындалады. Феррозондтардың қосымша компенсациялық орамасының көмегімен түзілетін магнит ағынының тұрақты компоненті бойынша теріс кері байланыс конверсия коэффициентін сызықтық етуге және сезімталдықты арттыруға мүмкіндік береді.
АННОТАЦИЯ
В дипломной работе рассматривалось использование прибора для бесконтактного измерения токов утечки как в качестве порогового элемента или индикатора, так и в качестве измерителя. В последнем случае устройство выполняется по схеме компенсации. Отрицательная обратная связь по постоянной составляющей магнитного потока, образующейся с помощью дополнительной компенсационной обмотки феррозондов, позволяет сделать коэффициент конверсии линейным и повысить чувствительность.
ANNOTATION
The thesis considered the use of a device for non-contact measurement of leakage currents both as a threshold element or indicator, and as a meter. In the latter case, the device is performed according to the compensation scheme. Negative feedback on the constant component of the magnetic flux formed by the additional compensation winding of the ferrosondes makes it possible to make the conversion coefficient linear and increase sensitivity.
Мазмұны
Кіріспе
7
1
Токтың жерге ағуының тоериясы
8
1.1
Токтың жерге ағуын талдаудың тоериялық негізі
8
1.2
Ток детекторларының түрлері мен сипаттамалары
14
2
Желі ақаулары мен қысқа тұйықталу токтары
17
2.1
1 кВ-тан жоғары тораптарға есеп жүргізу
17
2.2
1кВ-қа дейінгі тораптардағы қысқа тұйықталу тоғын есептеу
22
3
Токтын ағып кету детекторын әзірлеуді зерттеу
26
3.1
Жүктеменің оң полюсінде ток күшін өлшеу
26
3.2
Токтың ағып кету детекторын әзірлеу барысы
27
3.3
Ток детекторын әзірлеу және жұмыс жасау принципі
31
3.4
Қалалық электр электр көлігіндегі ағып кету токтарын контактісіз өлшеуге арналған аспап
37
Қорытынды
45
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
46
Кіріспе
Электр тогын контактісіз өлшеу құралдары электр тізбегін бұзбай токты өлшеуге мүмкіндік беретін түрлендіргіштер мен құрылғылар болып табылады. Мұндай өлшеу құралдарында өлшенетін ток өтетін электр тізбегімен гальваникалық байланыс болмайды және көп жағдайда оның мөлшеріне айтарлықтай әсер етпейді.
Қазіргі жағдайда токты жанасусыз өлшеу қажеттілігі ғылым мен техниканың әртүрлі салаларында туындайды және әртүрлі себептерден туындайды:
- қауіпсіздік техникасының талаптары;
- электр тізбегін үзудің қажетсіздігі немесе мүмкін невозможстігі;
- өлшеу уақытын қысқарту қажеттілігі.
Бұл жұмыстың мақсаты токтың ағып кетуін детекторын қарапайым сұлбалары үшін және де қалалық электр көлігіндегі ағып кету токтарын детекторын контактісіз өлшеуге арналған цифрлық аспапты әзірлеу, оның метрологиялық сипаттамаларын талдау болып табылады.
Қысқа тұйықталу адам өмірі мен тіршіліктерге көп қатер тигізетіндігі бізге белгілі. Детекторды әзірлеу барысында қысқа тұйықталуды болдырмау және де қысқа тұйықталу нәтижесінде өрт пайда болу қаупі өте жоғары болып келеді. Сол себепті де қысқа тұйықталудың алдын алу, оны болдырмау бұл жұмыс үшін өзекті мәселе болып келеді.
Электрэнергетикалық жүйеде көбінесе зақымдану мен қалыпты жұмыс режимі жиі болып тұрады. Зақымдану қауіпті және төтенше режим. Олар токтардың пайда болуына және электр станциялары мен қосалқы станциялардың автобустарында кернеудің кенет төмендеуіне әкеліп соғады. Токтың ағып кету қоректеніп отырған орынға және сымдардың қызып күйіп кетуіне әсер етуі мүмкін.Электр энергиясын тұтынып отырған тұтынушылар мен электрстанцияларында параллель жұмыс атқарып жатқандарда кернеу төмендегенде бірқалыпты жұмысы бұзылады.
Зақымданған жерлерді қауіпсіздендіру және ол жердегі зақымданбаған қуат жүйесінің бір қалыпты жұмысын ары қарай жасау үшін қорек көзінен айыру керек.
1 Токтың жерге ағуының теориясы
1.1 Токтың жерге ағуын талдаудың теориялық негізі
Ағып кету тогы - бұл батареяның немесе басқа электр станциясының жоғалту тогы. Бұл электр тізбегінің оқшаулау кедергісінің төмендеуіне байланысты пайда болады. Сонымен қатар, оқшаулаудың өзі өзгеріссіз қалуы мүмкін. Батареяның қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін ағып жатқан токты уақытында анықтау, өлшеу және жою қажет.
1.1 - сурет - Ағып кету тоғын тексеру
Ағып кету тогы келесідей қадамдардан тұрады:
1-қадам. Автокөліктегі барлық тұтынушыларды ажырату: автомобиль радиосы, дабыл сигналдары, салон ішіндегі шамдар, есік және багаж шамдары - жалпы, өлшемдерге әсер етуі мүмкін барлық нәрсе.
2-қадам. Амперметрді немесе мультиметрді алу, амперметр режиміне орнату, өлшеу шкаласын 10 А-ге тең бөлуге орнату.
3-қадам. Батареяның оң терминалын ажыру, өлшеу құрылғысын ашық схемаға қосу, сонда оның оң сымы аккумуляторға, ал теріс сымы сіздің машинаңыздың байланыс терминалына өтеді. Өлшеуді бастамас бұрын шамамен 5 минут күту. Кейбір көліктердің электроникасы бірнеше минут ажыратылғаннан кейін де жұмысын жалғастыра береді.
4-қадам. Тұтану кілтін 0 күйіне бұру. Өлшеу құрылғысы өтетін токтың болуын көрсетпеуі керек. Егер құрылғыда токтар пайда болса, генератор мен стартердің байланыс тізбектерін тексеру.
5-қадам. Тұтану кілтін тұрақ жағдайына бұру. Өлшеу құрылғысы 0,1 А-ға дейінгі тізбекте маңызды емес токтар көрсетуі керек. Егер токтар осы мәннен асып кетсе, қосымша автоматты құрылғылардың қуат тізбектерін тексеру: ішкі жарықтандыру, темекі тұтатқыш, аудио жүйе және т.б. Ол үшін тиісті құрылғылардағы сақтандырғыштарды ағып кететін токтар жоғалып кеткенше бір-бірлеп алу.
6-қадам. Тұтану кілтін 1 режиміне қою, бірақ қозғалтқышты іске қоспау қажет. Өлшеу құралы токтардың мәнін 1-2 А аралығында көрсетуі керек. Егер ағымдағы мәндер осы көрсеткіштен едәуір асып кетсе, машинаның барлық тізбектерін тексеріп, оларды бір-бірлеп сөндіріп, ток күшін өлшей отырып, автомобильге арналған техникалық құжаттамада көрсетілген қажетті мәндер.
7-қадам. Ағымдағы ағып кетудің себебі оқшаулаудың қарапайым зақымдануы немесе тотыққан контактілер болуы мүмкін. Кез-келген жағдайда, ең алдымен, батареяның денсаулығын тексеру қажет.
Жерге ток ағымы тек қана кездейсоқ немесе әдейі болуы мүмкін тікелей байланыста болатын өткізгіш арқылы ғана пайда болуы мүмкін.
Жерге тікелей немесе аралық өткізгіш орта арқылы электрлік байланыста электр өткізгіш бөлшектердің өткізгіш бөлігі немесе көп бөлігі өзара байланысқан жерге тұйықтаушы деп аталады.
Жермен байланысқан жалғыз жолсерік бір жердің электроды немесе жерлендіру электроды деп аталады.
Бірнеше параллель қосылған электродтардан тұратын жерге қосу құрылғысы топ немесе кешенді жерге қосқыш деп аталады. Жерге ағып кету себептері:
- ток өткізгіш бөліктің электроқондырғы корпусымен тұйықталу;
- сымның жерге түсуі;
- жерді өткізгіш есебінде пайдалану т.б;
Барлық осы жағдайларда әлеует бірден төмен түседі 𝜑3, B1 басқаша айтқанда, ток өткізгіш бөліктер тұйықталады, ағым жерге тең болады.
𝜑3 = 𝐼3𝑅3 (1.1)
мұндағы;
I3 - ток
R3 - өз жолында кездесетін қарсылық (жер бетіндегі жазықтықтың ток ағысына) кедергісі, Ом.
Жерге қатысты кернеу - жерге тұйықталу тогының таратушы тогынан тыс жердің нүктесіне қатысты кернеу, яғни, кернеу. әлеуеті шартты түрде нөлге тең деп есептелетін нүкте, ал әлеует жердегі салыстырмалы кернеуге баламалы деп түсініледі.
Жерге келетін ток ағыны жердің электродтарында және, тиісінше, жер бетінде жерге тұйықтау қосқышында кейбір әлеуетті пайда болуымен бірге жүреді.
Жерге ағып кету үдерісін талдау және топырақты қосқыштар мен жерге тұйықтау құрылғыларының алуан түрлілігін, сондай-ақ жинақталған тәжірибені талдай отырып, әртүрлі конфигурациялардың жерге қосқыштарынан токқа түсетін кезде пайда болатын құбылыстарды талдауды алдымен шарды жерге қосу қосқышын қарау керек [1, 8, 9].
Жердің радиусының шыңы шексіз үлкен тереңдікте болсын делік. Бұл болжам жер бетінің әсеріне назар аудармауға мүмкіндік береді. Бұл шар арқылы - жердің электроды - ток жерге түседі (1.2 - сурет).
𝜑3 = 𝐼3𝑝(4𝜋𝑥)
(1.2)
Сонда, қашықтықта жердің электродтарының орталығынан Жердің қашықтыққа дейінгі C нүктесінде әлеуетті Ф үшін біз жаза аламыз:
мұнда p - топырақтың кедергісі.
Теңдеу (1.2) - әлеуетті қисық теңдеуі болады.
Ықтимал 𝜑 = 0 нүктесінде x = t қашықтықта жерге тұйықталу электродынан нүкте болады.
РУЭ [8] сәйкес, нөлдік әлеует аймағы (жермен салыстырмалы) әсер ету аймағынан тыс жердің бір бөлігі болып табылады.
1.2-сурет - Жерге үлкен тереңдікке енген шарлы жерлендіру
Электрлік потенциалы нөлге тең деп есептелетін кез-келген жердің электроды. Іс жүзінде нөлдік әлеуетті аймақ жердің электродынан шамамен 20 м қашықтықта басталады деп есептеледі. Максималды әлеует жер асты радиусына тең, яғни тікелей жердегі (шарды жерге қосу бұрышының әлеуеті) ең кіші мәнде болады:
𝜑3 = 𝐼3𝑝(4𝜋𝑟)
(1.3)
Біртекті жер жағдайда, ток радиусы бойынша барлық бағыттарда біркелкі және симметриялық түрде ағып кетеді, ал жердегі ток тығыздығы жердің электродтарынан кетіп бара жатқанда төмендейді.
ПУЕ сәйкес, тарату аймағы жерге қосу коммутаторы мен нөлдік әлеуетті аймақ арасындағы жер аймағы болып табылады. Бұл жағдайда жер термині тарату аймағында жер ретінде түсінілуі керек.
Шардың ортасынан x қашықтықта, ток тығыздығы, А м[2], теңдеу арқылы анықталуы мүмкін:
J=𝐼 з(4х𝜋2).
(1.4)
Тұрақты ток кезінде, сондай-ақ 50 Гц жиіліктегі айнымалы ток кезінде, өткізгіш ортадағы ток таратушы өріс E, V m қарқындылығы қатынасы бойынша ток тығыздығына байланысты стационарлық электр өрісі ретінде қарастырылуы мүмкін
J=Eр¸
(1.5)
мұнда p - жердің меншікті кедергісі.
Электр өрісінің кернеуі далалық беріктік сызығымен байланысты болғандықтан кернеудің төмендеуіне алып келеді, яғни өріс кернеулігі сызығымен сәйкес келетін бірлік жолында кернеудің төмендеуі:
Е =dUdx,
(1.6)
мұндағы
dU - dx бөліміндегі кернеудің төмендеуі
Демек, жердегі кез-келген нүктенің әлеуетін анықтауға болады:
infinity
𝜑3 = ∫ d U, (1.7)
x
мұнда
dU = Edx = Jpdx = [4p (4nx2)] dx.
Іс жүзінде, жер шары жер астында болғанда (1.3-сурет), яғни біз жарты шарды жерге қосатын қосқышпен жұмыс жасайтын боламыз [2, 3, 5].
1.3-сурет - Жартылай сфералық шардың электрод айналасында жер бетіндегі әлеуетті бөлуі
Осындай жердің үстіңгі қабаты үшін жер бетіндегі әлеуетті қисық теңдеуі (сондай-ақ жер көлемінде) форманы алады
φ = 𝐼3𝑝(2𝜋𝑥)
(1.8)
Бұл теңдеуді шарды жерге қосу қосқышының ықтимал қисық сызығына теңдеумен салыстыруға болады. Бұл жағдайда жарты шардың ортасынан x м қашықтықта жердегі ток тығыздығы (Ам[2]) теңдікпен анықталады
J = I0(2𝜋𝑥)
(1.9)
Жерге қосу құрылғысыныңφ3 потенциалы жерге тұйықталу электрод радиусы r = x, m, теңдеуден анықталады
𝜑3 = 𝐼3𝑝(2𝜋r)
(1.10)
Гиперболаға тең I3 r=k теңдеуінде бөліп аламыз:
φ = 𝐼3r (1𝑥)
(1.11)
I3r = k белгілеп, теңдестірілген гиперболаның теңдеуін аламыз:
φ = k(1𝑥)
(1.12)
Демек, жер бетіндегі жердің әлеуеті гипербола заңына сәйкес,жерге тұйықтау жердің қашықтығынан максималды мәнінен нөлге дейін төмендейді.
Нақты жағдайда жердің айналасындағы электрод біртекті болмаса, эквипотенциалды сызықтар шеңберлерден айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін, ал жерге қосқыштан алынып тасталғанда әлеуетті өзгеріс гиперболаға емес, басқа да қисық сызықтарда болады.
Айыратын жерге тұйықтағыштар конструкциясында ең кең таралған серіппелі жерге қосуды алды.
Мысал ретінде 1.4-суретте серіппелі жерге тұйықтау коммутаторының әлеуетті қисықтары тараптардың қатынасы 1 d = 50.
Жердің әлеуеті кез-келген пішіндегі жерлендіргіш құрылғыдан 20 м-ден артық қашықтықта болса, оның ішінде жарты шарлы жерге қосатын қосқышты нөлге тең деп санауға болады.
Жерге тұйықтау өткізгіштің ток ағысына немесе қарапайым кедергіге кедергісі - бұл жерге электр тогының жер бетіне өтіп кету кезіндегі ток күші.
Бұл кедергі үш кезеңнен тұрады:
жерге тұйықтағыштың кедергісі;
жерге қосу электродтары;
жер арасындағы өтпелі кедергі (жердің электродты беті мен көршілес жер бөлшектері арасындағы байланысқа төзімділік.
1.4-сурет - Жер бетіндегі серіппелі жерлендіру айналасындағы әлеуетті бөлу ld = 50 (l = 2,5 м, d = 0,05 м)
1.2 Ток детекторларының түрлері мен сипаттамалары
Бастапқы ток Iр, магнит өрісін тудырады, ол ауа саңылауында шоғырланған және Холл элементі арқылы түрлендірілген. Кейін сигнал шығысқа жіберіледі, онда ол айтарлықтай күшейеді және бастапқы ток көрсеткіштерімен бірдей болады.
шығыс кернеуі VOUT
шығыс кернеуі VOUT
Оқшауланған
Оқшауланған
Бастапқы ток Ір
Бастапқы ток Ір
1.5-сурет - Тікелей кіріс OL детекторы
Құрылғыларда жабық цикл бар және тұрақты, импульсті немесе айнымалы токты жанасусыз өлшеуге арналған. Магнит өрісі, бұл жағдайда, өлшенген өткізгіштегі ток арқылы жасалады және холл сенсорына әсер етіп, сәйкессіздік сигналын жасайды.
шығыс тогы ІS
шығыс тогы ІS
Оқшауланған
Оқшауланған
Бастапқы ток Ір
Бастапқы ток Ір
1.6-cурет - Компенсациялық түрдегі ток детекторы
Оқшауланған
Оқшауланған
шығыс кернеуі VOUT
шығыс кернеуі VOUT
Бастапқы ток Ір
Бастапқы ток Ір
1.7-cурет - Eta технологиясы ток детекторы
Бұл өнімдерде жұмыс екі түрдің көмегімен жүзеге асырылады:
- Өтемақы;
- Тікелей күшейту
екінші ретті ток ІS
екінші ретті ток ІS
Оқшауланған
Оқшауланған
Бастапқы ток Ір
Бастапқы ток Ір
1.8-сурет - C типті компенсациялық ток детекторы
Олар жиіліктің кең диапазонымен, жоғары дәлдікпен және қысқа кідіріс уақытымен ерекшеленеді. Бұл типтегі құрылғыларда бастапқы сигналдың жоғалуы болмайды, олардың сызықтық сипаттамалары және төмен температуралық дрейфі бар. Бастапқы Iр тогы тудыратын магнит өрісінің компенсациясы қайталама орамада пайда болатын бірдей өріс есебінен жүреді. Екінші компенсаторлық токты генерациялау Холл элементімен және сенсордың электроникасымен жүзеге асырылады.
Электр тогының соғуынан қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін көбінесе қорғанысты өшіру құрылғыларының санын көбейтіп, желіні бірнеше топқа бөлу керек. Сонымен қатар, өте сезімтал УЗО құрылғыларын пайдалану жалған позитивтерге әкеледі.
Электр қондырғыларын орнату ережелеріне сәйкес, Iут белгісіз болған жағдайда, ол ампердегі есептік жүктеме тогына сәйкес келетін санға 0,4мА көбейтіндісіне тең қабылданады. Тізбектің ағуы метрлердегі L фазалық өткізгіштің ұзындығына 0,01мА көбейтіндісіне тең деп қабылданады.
Iут=0.4∙ΣI+0.01∙L
Бұдан шығатыны, УЗО шекті тогы жалпы Iут желісінен 3 есе үлкен болуы керек.
Тиісінше, номиналды өшіру тогы:
I∆n=3∙(0.4∙ΣI+0.01∙L)
мұндағы;
ΣI - желінің барлық электр қондырғыларының жалпы ағып кету тогы,
L - фазалық сымның метрдегі ұзындығы.
Көп қабатты квартираны қарастыратын болсақ, әр қабаттағы щитте автоматтық выключатель орналасқан. Оның мәні 30 мА және ол қысқа тұйықталудан қорғайды. Қасында УЗО орналасқан. УЗО кабельді оқшаулау бұзылған немесе оның бұзылуы кезінде өрттен қорғауға қажет. Әрі қарай, қауіпсіздікті қамтамасыз ету және электр энергиясын үздіксіз қамтамасыз ету үшін әрбір немесе бірнеше топқа белгілі бір Iут 10-нан 30 мА-ға дейінгі УЗО орнатылған. Ағып кету токтарына байланысты.
Жуынатын бөлмеде қуаты 1,8 кВт кір жуғыш машина бар. Кір жуғыш машина ылғалды бөлмеде орналасқандықтан, қауіпсіздікке біз 16 А автоматты ажыратқышты аламыз және УЗО қуатын есептейміз.
Кір жуғыш машинаның жұмыс тогы:
Ip=PU=1600220=7.3 A
Оған дейінгі фазалық сымның ұзындығы 20 м.
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙7.3++0.01 ∙20=9.36 мА
Қатарға ең жақыны УЗО - 16 А, ағып кету тогы 10 мА.
Бірнеше топ болған кезде
Пәтерде 16 А қорғаныс автоматтары бар тағы екі жарықтандыру тобы, 20 А және 25 А автоматтары бар екі розетка қарастырылған делік. Жарықтандыру топтарында өткізгіштердің ұзындығы 50 м, ал жүктеме 0,3 және 0,6 кВт құрайды. Розеткада фазалық сымдардың ұзындығы сәйкесінше 40 және 60 м, ал жалпы жүктеме сәйкесінше 17 және 22 A құрайды.
Бірінші жарықтандыруды есептеу:
Ip=PU=300220=1.4 A
мұндағы;
P - жарықтандыру құрылғыларының қуаты,
U - желідегі кернеу.
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙1.4++0.01 ∙50=3.18 мА
Екінші жарықтандыруды есептеу:
Ip=PU=600220=2,.8 A
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙2.8++0.01 ∙50=9.9 мА
Бірінші розетка үшін есептеу:
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙17+0.01∙4 0=21.6 мА
Екінші розетка үшін есептеу:
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙22+0.01∙6 0=28.2 мА
IΔn УЗО 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер номиналдарына ие болғандықтан, кейбір электрмен жабдықтау топтарын біріктіруге болады.Бұл жағдайда құрылғы 50-100% IΔn жеткенде іске қосылатынын есте ұстаған жөн.
Есептеулерге сүйене отырып IΔn тогы үшін жалпы жарықтандыру және розетка топтары 24,78 мА құрайды. Және оны ажырату тогы 30 миллиампер болатын құрылғыға қосуға болады. Екінші розетка бірдей 30 миллиампер құрылғысына қосылған. Екінші жарықтандыру - өшіру тогы 10 мА болатын УЗО-ға. Жалпы есептелген үзу тогы мынаған тең:
ΣI∆n=9.36+3.18+9.9+21.6+28.2=72.24 мА
Біз УЗО таңдауға кірісеміз. Ең жақын үзілу тогы 100 мА. Ол өрт сөндіргіш ретінде орнатылуы керек.
Желінің шығындары номиналды дифференциалдық токтың үштен бір бөлігінен аз болуы керек. Бұған үнемі қосылатын және мезгіл-мезгіл қосылатын электр құрылғыларының барлық ағып кетуі кіреді.
Дифференциалды ажыратқыш ВД1-63 (УЗО)
Мақсаты
Дифференциалды ВД1-63 (УЗО) ажыратқышы оқшаулау зақымданған кезде электр қондырғыларының ток өткізгіш бөліктеріне кездейсоқ байқаусызда тиген кезде адамды электр тогының соғуынан қорғауға арналған(орнату - 10 мА, 30 мА, 100 мА). Электр қондырғысының ток өткізетін бөліктеріне тікелей бір фазалы жанасу кезінде адамның электр тогының соғуынан жалғыз қорғанысы. 300 мА және 500 мА сөндіргіштері жерге ағатын токтардың ағуы салдарынан өрт пен өрттің алдын алуға арналған.
Артықшылықтары
- Адамды электр тогының соғуынан ең тиімді қорғау
- Өзінің электр энергиясын тұтынуы жоқ
- Модульдік орындау коммутатордағы кеңістікті үнемдейді және орнату процедурасын едәуір жеңілдетеді
- Жұмыс температурасының кең диапазоны 25°С-тан +40°С-қа дейін -
- Ажыратқыштың сынақ тізбегі 110-дан 265 В-қа дейінгі (екі полюсті), 200-ден 460 В-қа дейінгі (төрт полюсті)кернеулердің кең диапазонында жұмыс істейді
- Сегіз номиналды токтың орындау нұсқалары
- Жоғары механикалық тозуға төзімділік
- Қызмет мерзімі 15 жылдан кем емес
Сипаттамасы
ВД1-63 ажыратқышы - электр энергиясын өз тұтынуы жоқ электромеханикалық құрылғы. Ол жұмыс қабілеттілігін сақтайды, яғни желідегі кернеудің кез-келген ауытқуы кезінде және тіпті нөлдік жұмыс өткізгіші үзілген кезде электр зақымдануынан және өрттен қорғайды. Екі және төрт полюсті орындау қарастырылған. Монтаждау 35 мм монтаждау DIN-рельсте жүргізіледі.
Жұмыс істеу принципі
Қуат сымдары арқылы жүктеме тогы ағып жатқанда, сенсор-трансформатордың дифференциалды трансформаторының магниттік өткізгішінде тең, қарама-қарсы бағытталған және бір-бірін өзара өтетін магнит ағындары жасалады. Трансформатордың екінші орамасында кернеу жоқ, разрядтау арматурасы магнитпен тартылады, басқару механизмі қозғалады. Ток өткізгіш бөліктердің зақымдалған оқшаулауы арқылы немесе жанасқан адамның денесі арқылы Жерге тұйықталған элементтерге дифференциалды ток (ағып кету тогы) пайда болған кезде сенсордың магнит өткізгішіндегі магнит ағындарының теңдігі бұзылады. Егер дифференциалды токтың мәні "блоктаушы" магниттің ток ағынын теңестіретін қамыттағы магнит ағынын жасау үшін жеткілікті болса (босату катушкасын қолдану арқылы) (іске қосу коэффициенті I∆n), қайтару серіппесі якорьді қамыттан алып тастайды және жылжымалы өзек арқылы айналмалы элементті ұрады. Басқару механизмі қалпына келтіріледі, оператор басқару тұтқасын ілулі күйде ұстаса да, ажыратқыш өшеді.
Ішкі құрылымы
1) Ыстыққа төзімді ABS пластиктен жасалған корпус
2) Сыртқы өткізгіштерді мықтап бекітуге арналған ілгектері бар қосу қысқыштары
3) Басқару механизмі
4) Электромеханикалық босату
5) TEST түймесі
6) Датчик-трансформатор
7) 35 мм DIN рельсті орнату ұясы
3 Токтың ағып кету детекторын әзірлеуді зерттеу
3.1 Жүктеменің оң полюсінде ток күшін өлшеу
Артықшылықтары:
- жүктеме жерге тұйықталған;
- жүктемеде қысқа тұйықталу анықталады.
Кемшіліктері:
- жоғары фазалық кіріс кернеуі (көбінесе өте жоғары);
- шығыс сигналын жүйеде кейінгі өңдеу үшін қолайлы деңгейге ауыстыру қажеттілігі ("жерге" байланыстыру).
Операциялық күшейткіштерді қолдана отырып, жүктеменің оң полюсіндегі токты өлшеу схемаларын қарастырыңыз.
3.1-суреттегі схемада бір полярлы қуатпен жұмыс істеуге арналған және AD8603 сияқты кернеуге жететін максималды кіріс жалпы фазалық кернеумен жұмыс істеуге арналған кез-келген қолайлы қуат кернеуін қолдануға болады. Тізбектің максималды қуат кернеуі күшейткіштің максималды рұқсат етілген қуат кернеуінен аспауы керек.
Бірақ қуат кернеуінен әлдеқайда жоғары кіріс жалпы фазалық кернеуде жұмыс істей алатын ОУ бар. 3.2-суретте көрсетілген ОУ LT1637 көмегімен диаграммада, жүктеме кернеуі 3 В-қа тең ОУ қуат кернеуінде 44 В-қа жетуі мүмкін. Жүктеменің оң полюсіндегі токты өлшеу үшін LTC2053, Linear Technology LTC6800, Texas Instruments INA337 сияқты аспаптық күшейткіштер өте аз қателікпен қолайлы. Оң полюстегі ... жалғасы
Дипломдық жұмыста ағып кету токтарын контактісіз өлшеуге арналған құрал шекті элемент немесе индикатор ретінде де, өлшегіш ретінде де қолданылуы қарастырылды. Соңғы жағдайда құрылғы өтемақы схемасы бойынша орындалады. Феррозондтардың қосымша компенсациялық орамасының көмегімен түзілетін магнит ағынының тұрақты компоненті бойынша теріс кері байланыс конверсия коэффициентін сызықтық етуге және сезімталдықты арттыруға мүмкіндік береді.
АННОТАЦИЯ
В дипломной работе рассматривалось использование прибора для бесконтактного измерения токов утечки как в качестве порогового элемента или индикатора, так и в качестве измерителя. В последнем случае устройство выполняется по схеме компенсации. Отрицательная обратная связь по постоянной составляющей магнитного потока, образующейся с помощью дополнительной компенсационной обмотки феррозондов, позволяет сделать коэффициент конверсии линейным и повысить чувствительность.
ANNOTATION
The thesis considered the use of a device for non-contact measurement of leakage currents both as a threshold element or indicator, and as a meter. In the latter case, the device is performed according to the compensation scheme. Negative feedback on the constant component of the magnetic flux formed by the additional compensation winding of the ferrosondes makes it possible to make the conversion coefficient linear and increase sensitivity.
Мазмұны
Кіріспе
7
1
Токтың жерге ағуының тоериясы
8
1.1
Токтың жерге ағуын талдаудың тоериялық негізі
8
1.2
Ток детекторларының түрлері мен сипаттамалары
14
2
Желі ақаулары мен қысқа тұйықталу токтары
17
2.1
1 кВ-тан жоғары тораптарға есеп жүргізу
17
2.2
1кВ-қа дейінгі тораптардағы қысқа тұйықталу тоғын есептеу
22
3
Токтын ағып кету детекторын әзірлеуді зерттеу
26
3.1
Жүктеменің оң полюсінде ток күшін өлшеу
26
3.2
Токтың ағып кету детекторын әзірлеу барысы
27
3.3
Ток детекторын әзірлеу және жұмыс жасау принципі
31
3.4
Қалалық электр электр көлігіндегі ағып кету токтарын контактісіз өлшеуге арналған аспап
37
Қорытынды
45
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
46
Кіріспе
Электр тогын контактісіз өлшеу құралдары электр тізбегін бұзбай токты өлшеуге мүмкіндік беретін түрлендіргіштер мен құрылғылар болып табылады. Мұндай өлшеу құралдарында өлшенетін ток өтетін электр тізбегімен гальваникалық байланыс болмайды және көп жағдайда оның мөлшеріне айтарлықтай әсер етпейді.
Қазіргі жағдайда токты жанасусыз өлшеу қажеттілігі ғылым мен техниканың әртүрлі салаларында туындайды және әртүрлі себептерден туындайды:
- қауіпсіздік техникасының талаптары;
- электр тізбегін үзудің қажетсіздігі немесе мүмкін невозможстігі;
- өлшеу уақытын қысқарту қажеттілігі.
Бұл жұмыстың мақсаты токтың ағып кетуін детекторын қарапайым сұлбалары үшін және де қалалық электр көлігіндегі ағып кету токтарын детекторын контактісіз өлшеуге арналған цифрлық аспапты әзірлеу, оның метрологиялық сипаттамаларын талдау болып табылады.
Қысқа тұйықталу адам өмірі мен тіршіліктерге көп қатер тигізетіндігі бізге белгілі. Детекторды әзірлеу барысында қысқа тұйықталуды болдырмау және де қысқа тұйықталу нәтижесінде өрт пайда болу қаупі өте жоғары болып келеді. Сол себепті де қысқа тұйықталудың алдын алу, оны болдырмау бұл жұмыс үшін өзекті мәселе болып келеді.
Электрэнергетикалық жүйеде көбінесе зақымдану мен қалыпты жұмыс режимі жиі болып тұрады. Зақымдану қауіпті және төтенше режим. Олар токтардың пайда болуына және электр станциялары мен қосалқы станциялардың автобустарында кернеудің кенет төмендеуіне әкеліп соғады. Токтың ағып кету қоректеніп отырған орынға және сымдардың қызып күйіп кетуіне әсер етуі мүмкін.Электр энергиясын тұтынып отырған тұтынушылар мен электрстанцияларында параллель жұмыс атқарып жатқандарда кернеу төмендегенде бірқалыпты жұмысы бұзылады.
Зақымданған жерлерді қауіпсіздендіру және ол жердегі зақымданбаған қуат жүйесінің бір қалыпты жұмысын ары қарай жасау үшін қорек көзінен айыру керек.
1 Токтың жерге ағуының теориясы
1.1 Токтың жерге ағуын талдаудың теориялық негізі
Ағып кету тогы - бұл батареяның немесе басқа электр станциясының жоғалту тогы. Бұл электр тізбегінің оқшаулау кедергісінің төмендеуіне байланысты пайда болады. Сонымен қатар, оқшаулаудың өзі өзгеріссіз қалуы мүмкін. Батареяның қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін ағып жатқан токты уақытында анықтау, өлшеу және жою қажет.
1.1 - сурет - Ағып кету тоғын тексеру
Ағып кету тогы келесідей қадамдардан тұрады:
1-қадам. Автокөліктегі барлық тұтынушыларды ажырату: автомобиль радиосы, дабыл сигналдары, салон ішіндегі шамдар, есік және багаж шамдары - жалпы, өлшемдерге әсер етуі мүмкін барлық нәрсе.
2-қадам. Амперметрді немесе мультиметрді алу, амперметр режиміне орнату, өлшеу шкаласын 10 А-ге тең бөлуге орнату.
3-қадам. Батареяның оң терминалын ажыру, өлшеу құрылғысын ашық схемаға қосу, сонда оның оң сымы аккумуляторға, ал теріс сымы сіздің машинаңыздың байланыс терминалына өтеді. Өлшеуді бастамас бұрын шамамен 5 минут күту. Кейбір көліктердің электроникасы бірнеше минут ажыратылғаннан кейін де жұмысын жалғастыра береді.
4-қадам. Тұтану кілтін 0 күйіне бұру. Өлшеу құрылғысы өтетін токтың болуын көрсетпеуі керек. Егер құрылғыда токтар пайда болса, генератор мен стартердің байланыс тізбектерін тексеру.
5-қадам. Тұтану кілтін тұрақ жағдайына бұру. Өлшеу құрылғысы 0,1 А-ға дейінгі тізбекте маңызды емес токтар көрсетуі керек. Егер токтар осы мәннен асып кетсе, қосымша автоматты құрылғылардың қуат тізбектерін тексеру: ішкі жарықтандыру, темекі тұтатқыш, аудио жүйе және т.б. Ол үшін тиісті құрылғылардағы сақтандырғыштарды ағып кететін токтар жоғалып кеткенше бір-бірлеп алу.
6-қадам. Тұтану кілтін 1 режиміне қою, бірақ қозғалтқышты іске қоспау қажет. Өлшеу құралы токтардың мәнін 1-2 А аралығында көрсетуі керек. Егер ағымдағы мәндер осы көрсеткіштен едәуір асып кетсе, машинаның барлық тізбектерін тексеріп, оларды бір-бірлеп сөндіріп, ток күшін өлшей отырып, автомобильге арналған техникалық құжаттамада көрсетілген қажетті мәндер.
7-қадам. Ағымдағы ағып кетудің себебі оқшаулаудың қарапайым зақымдануы немесе тотыққан контактілер болуы мүмкін. Кез-келген жағдайда, ең алдымен, батареяның денсаулығын тексеру қажет.
Жерге ток ағымы тек қана кездейсоқ немесе әдейі болуы мүмкін тікелей байланыста болатын өткізгіш арқылы ғана пайда болуы мүмкін.
Жерге тікелей немесе аралық өткізгіш орта арқылы электрлік байланыста электр өткізгіш бөлшектердің өткізгіш бөлігі немесе көп бөлігі өзара байланысқан жерге тұйықтаушы деп аталады.
Жермен байланысқан жалғыз жолсерік бір жердің электроды немесе жерлендіру электроды деп аталады.
Бірнеше параллель қосылған электродтардан тұратын жерге қосу құрылғысы топ немесе кешенді жерге қосқыш деп аталады. Жерге ағып кету себептері:
- ток өткізгіш бөліктің электроқондырғы корпусымен тұйықталу;
- сымның жерге түсуі;
- жерді өткізгіш есебінде пайдалану т.б;
Барлық осы жағдайларда әлеует бірден төмен түседі 𝜑3, B1 басқаша айтқанда, ток өткізгіш бөліктер тұйықталады, ағым жерге тең болады.
𝜑3 = 𝐼3𝑅3 (1.1)
мұндағы;
I3 - ток
R3 - өз жолында кездесетін қарсылық (жер бетіндегі жазықтықтың ток ағысына) кедергісі, Ом.
Жерге қатысты кернеу - жерге тұйықталу тогының таратушы тогынан тыс жердің нүктесіне қатысты кернеу, яғни, кернеу. әлеуеті шартты түрде нөлге тең деп есептелетін нүкте, ал әлеует жердегі салыстырмалы кернеуге баламалы деп түсініледі.
Жерге келетін ток ағыны жердің электродтарында және, тиісінше, жер бетінде жерге тұйықтау қосқышында кейбір әлеуетті пайда болуымен бірге жүреді.
Жерге ағып кету үдерісін талдау және топырақты қосқыштар мен жерге тұйықтау құрылғыларының алуан түрлілігін, сондай-ақ жинақталған тәжірибені талдай отырып, әртүрлі конфигурациялардың жерге қосқыштарынан токқа түсетін кезде пайда болатын құбылыстарды талдауды алдымен шарды жерге қосу қосқышын қарау керек [1, 8, 9].
Жердің радиусының шыңы шексіз үлкен тереңдікте болсын делік. Бұл болжам жер бетінің әсеріне назар аудармауға мүмкіндік береді. Бұл шар арқылы - жердің электроды - ток жерге түседі (1.2 - сурет).
𝜑3 = 𝐼3𝑝(4𝜋𝑥)
(1.2)
Сонда, қашықтықта жердің электродтарының орталығынан Жердің қашықтыққа дейінгі C нүктесінде әлеуетті Ф үшін біз жаза аламыз:
мұнда p - топырақтың кедергісі.
Теңдеу (1.2) - әлеуетті қисық теңдеуі болады.
Ықтимал 𝜑 = 0 нүктесінде x = t қашықтықта жерге тұйықталу электродынан нүкте болады.
РУЭ [8] сәйкес, нөлдік әлеует аймағы (жермен салыстырмалы) әсер ету аймағынан тыс жердің бір бөлігі болып табылады.
1.2-сурет - Жерге үлкен тереңдікке енген шарлы жерлендіру
Электрлік потенциалы нөлге тең деп есептелетін кез-келген жердің электроды. Іс жүзінде нөлдік әлеуетті аймақ жердің электродынан шамамен 20 м қашықтықта басталады деп есептеледі. Максималды әлеует жер асты радиусына тең, яғни тікелей жердегі (шарды жерге қосу бұрышының әлеуеті) ең кіші мәнде болады:
𝜑3 = 𝐼3𝑝(4𝜋𝑟)
(1.3)
Біртекті жер жағдайда, ток радиусы бойынша барлық бағыттарда біркелкі және симметриялық түрде ағып кетеді, ал жердегі ток тығыздығы жердің электродтарынан кетіп бара жатқанда төмендейді.
ПУЕ сәйкес, тарату аймағы жерге қосу коммутаторы мен нөлдік әлеуетті аймақ арасындағы жер аймағы болып табылады. Бұл жағдайда жер термині тарату аймағында жер ретінде түсінілуі керек.
Шардың ортасынан x қашықтықта, ток тығыздығы, А м[2], теңдеу арқылы анықталуы мүмкін:
J=𝐼 з(4х𝜋2).
(1.4)
Тұрақты ток кезінде, сондай-ақ 50 Гц жиіліктегі айнымалы ток кезінде, өткізгіш ортадағы ток таратушы өріс E, V m қарқындылығы қатынасы бойынша ток тығыздығына байланысты стационарлық электр өрісі ретінде қарастырылуы мүмкін
J=Eр¸
(1.5)
мұнда p - жердің меншікті кедергісі.
Электр өрісінің кернеуі далалық беріктік сызығымен байланысты болғандықтан кернеудің төмендеуіне алып келеді, яғни өріс кернеулігі сызығымен сәйкес келетін бірлік жолында кернеудің төмендеуі:
Е =dUdx,
(1.6)
мұндағы
dU - dx бөліміндегі кернеудің төмендеуі
Демек, жердегі кез-келген нүктенің әлеуетін анықтауға болады:
infinity
𝜑3 = ∫ d U, (1.7)
x
мұнда
dU = Edx = Jpdx = [4p (4nx2)] dx.
Іс жүзінде, жер шары жер астында болғанда (1.3-сурет), яғни біз жарты шарды жерге қосатын қосқышпен жұмыс жасайтын боламыз [2, 3, 5].
1.3-сурет - Жартылай сфералық шардың электрод айналасында жер бетіндегі әлеуетті бөлуі
Осындай жердің үстіңгі қабаты үшін жер бетіндегі әлеуетті қисық теңдеуі (сондай-ақ жер көлемінде) форманы алады
φ = 𝐼3𝑝(2𝜋𝑥)
(1.8)
Бұл теңдеуді шарды жерге қосу қосқышының ықтимал қисық сызығына теңдеумен салыстыруға болады. Бұл жағдайда жарты шардың ортасынан x м қашықтықта жердегі ток тығыздығы (Ам[2]) теңдікпен анықталады
J = I0(2𝜋𝑥)
(1.9)
Жерге қосу құрылғысыныңφ3 потенциалы жерге тұйықталу электрод радиусы r = x, m, теңдеуден анықталады
𝜑3 = 𝐼3𝑝(2𝜋r)
(1.10)
Гиперболаға тең I3 r=k теңдеуінде бөліп аламыз:
φ = 𝐼3r (1𝑥)
(1.11)
I3r = k белгілеп, теңдестірілген гиперболаның теңдеуін аламыз:
φ = k(1𝑥)
(1.12)
Демек, жер бетіндегі жердің әлеуеті гипербола заңына сәйкес,жерге тұйықтау жердің қашықтығынан максималды мәнінен нөлге дейін төмендейді.
Нақты жағдайда жердің айналасындағы электрод біртекті болмаса, эквипотенциалды сызықтар шеңберлерден айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін, ал жерге қосқыштан алынып тасталғанда әлеуетті өзгеріс гиперболаға емес, басқа да қисық сызықтарда болады.
Айыратын жерге тұйықтағыштар конструкциясында ең кең таралған серіппелі жерге қосуды алды.
Мысал ретінде 1.4-суретте серіппелі жерге тұйықтау коммутаторының әлеуетті қисықтары тараптардың қатынасы 1 d = 50.
Жердің әлеуеті кез-келген пішіндегі жерлендіргіш құрылғыдан 20 м-ден артық қашықтықта болса, оның ішінде жарты шарлы жерге қосатын қосқышты нөлге тең деп санауға болады.
Жерге тұйықтау өткізгіштің ток ағысына немесе қарапайым кедергіге кедергісі - бұл жерге электр тогының жер бетіне өтіп кету кезіндегі ток күші.
Бұл кедергі үш кезеңнен тұрады:
жерге тұйықтағыштың кедергісі;
жерге қосу электродтары;
жер арасындағы өтпелі кедергі (жердің электродты беті мен көршілес жер бөлшектері арасындағы байланысқа төзімділік.
1.4-сурет - Жер бетіндегі серіппелі жерлендіру айналасындағы әлеуетті бөлу ld = 50 (l = 2,5 м, d = 0,05 м)
1.2 Ток детекторларының түрлері мен сипаттамалары
Бастапқы ток Iр, магнит өрісін тудырады, ол ауа саңылауында шоғырланған және Холл элементі арқылы түрлендірілген. Кейін сигнал шығысқа жіберіледі, онда ол айтарлықтай күшейеді және бастапқы ток көрсеткіштерімен бірдей болады.
шығыс кернеуі VOUT
шығыс кернеуі VOUT
Оқшауланған
Оқшауланған
Бастапқы ток Ір
Бастапқы ток Ір
1.5-сурет - Тікелей кіріс OL детекторы
Құрылғыларда жабық цикл бар және тұрақты, импульсті немесе айнымалы токты жанасусыз өлшеуге арналған. Магнит өрісі, бұл жағдайда, өлшенген өткізгіштегі ток арқылы жасалады және холл сенсорына әсер етіп, сәйкессіздік сигналын жасайды.
шығыс тогы ІS
шығыс тогы ІS
Оқшауланған
Оқшауланған
Бастапқы ток Ір
Бастапқы ток Ір
1.6-cурет - Компенсациялық түрдегі ток детекторы
Оқшауланған
Оқшауланған
шығыс кернеуі VOUT
шығыс кернеуі VOUT
Бастапқы ток Ір
Бастапқы ток Ір
1.7-cурет - Eta технологиясы ток детекторы
Бұл өнімдерде жұмыс екі түрдің көмегімен жүзеге асырылады:
- Өтемақы;
- Тікелей күшейту
екінші ретті ток ІS
екінші ретті ток ІS
Оқшауланған
Оқшауланған
Бастапқы ток Ір
Бастапқы ток Ір
1.8-сурет - C типті компенсациялық ток детекторы
Олар жиіліктің кең диапазонымен, жоғары дәлдікпен және қысқа кідіріс уақытымен ерекшеленеді. Бұл типтегі құрылғыларда бастапқы сигналдың жоғалуы болмайды, олардың сызықтық сипаттамалары және төмен температуралық дрейфі бар. Бастапқы Iр тогы тудыратын магнит өрісінің компенсациясы қайталама орамада пайда болатын бірдей өріс есебінен жүреді. Екінші компенсаторлық токты генерациялау Холл элементімен және сенсордың электроникасымен жүзеге асырылады.
Электр тогының соғуынан қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін көбінесе қорғанысты өшіру құрылғыларының санын көбейтіп, желіні бірнеше топқа бөлу керек. Сонымен қатар, өте сезімтал УЗО құрылғыларын пайдалану жалған позитивтерге әкеледі.
Электр қондырғыларын орнату ережелеріне сәйкес, Iут белгісіз болған жағдайда, ол ампердегі есептік жүктеме тогына сәйкес келетін санға 0,4мА көбейтіндісіне тең қабылданады. Тізбектің ағуы метрлердегі L фазалық өткізгіштің ұзындығына 0,01мА көбейтіндісіне тең деп қабылданады.
Iут=0.4∙ΣI+0.01∙L
Бұдан шығатыны, УЗО шекті тогы жалпы Iут желісінен 3 есе үлкен болуы керек.
Тиісінше, номиналды өшіру тогы:
I∆n=3∙(0.4∙ΣI+0.01∙L)
мұндағы;
ΣI - желінің барлық электр қондырғыларының жалпы ағып кету тогы,
L - фазалық сымның метрдегі ұзындығы.
Көп қабатты квартираны қарастыратын болсақ, әр қабаттағы щитте автоматтық выключатель орналасқан. Оның мәні 30 мА және ол қысқа тұйықталудан қорғайды. Қасында УЗО орналасқан. УЗО кабельді оқшаулау бұзылған немесе оның бұзылуы кезінде өрттен қорғауға қажет. Әрі қарай, қауіпсіздікті қамтамасыз ету және электр энергиясын үздіксіз қамтамасыз ету үшін әрбір немесе бірнеше топқа белгілі бір Iут 10-нан 30 мА-ға дейінгі УЗО орнатылған. Ағып кету токтарына байланысты.
Жуынатын бөлмеде қуаты 1,8 кВт кір жуғыш машина бар. Кір жуғыш машина ылғалды бөлмеде орналасқандықтан, қауіпсіздікке біз 16 А автоматты ажыратқышты аламыз және УЗО қуатын есептейміз.
Кір жуғыш машинаның жұмыс тогы:
Ip=PU=1600220=7.3 A
Оған дейінгі фазалық сымның ұзындығы 20 м.
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙7.3++0.01 ∙20=9.36 мА
Қатарға ең жақыны УЗО - 16 А, ағып кету тогы 10 мА.
Бірнеше топ болған кезде
Пәтерде 16 А қорғаныс автоматтары бар тағы екі жарықтандыру тобы, 20 А және 25 А автоматтары бар екі розетка қарастырылған делік. Жарықтандыру топтарында өткізгіштердің ұзындығы 50 м, ал жүктеме 0,3 және 0,6 кВт құрайды. Розеткада фазалық сымдардың ұзындығы сәйкесінше 40 және 60 м, ал жалпы жүктеме сәйкесінше 17 және 22 A құрайды.
Бірінші жарықтандыруды есептеу:
Ip=PU=300220=1.4 A
мұндағы;
P - жарықтандыру құрылғыларының қуаты,
U - желідегі кернеу.
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙1.4++0.01 ∙50=3.18 мА
Екінші жарықтандыруды есептеу:
Ip=PU=600220=2,.8 A
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙2.8++0.01 ∙50=9.9 мА
Бірінші розетка үшін есептеу:
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙17+0.01∙4 0=21.6 мА
Екінші розетка үшін есептеу:
I∆n=3∙0.4∙ΣI+0.01∙L=3∙0.4∙22+0.01∙6 0=28.2 мА
IΔn УЗО 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер номиналдарына ие болғандықтан, кейбір электрмен жабдықтау топтарын біріктіруге болады.Бұл жағдайда құрылғы 50-100% IΔn жеткенде іске қосылатынын есте ұстаған жөн.
Есептеулерге сүйене отырып IΔn тогы үшін жалпы жарықтандыру және розетка топтары 24,78 мА құрайды. Және оны ажырату тогы 30 миллиампер болатын құрылғыға қосуға болады. Екінші розетка бірдей 30 миллиампер құрылғысына қосылған. Екінші жарықтандыру - өшіру тогы 10 мА болатын УЗО-ға. Жалпы есептелген үзу тогы мынаған тең:
ΣI∆n=9.36+3.18+9.9+21.6+28.2=72.24 мА
Біз УЗО таңдауға кірісеміз. Ең жақын үзілу тогы 100 мА. Ол өрт сөндіргіш ретінде орнатылуы керек.
Желінің шығындары номиналды дифференциалдық токтың үштен бір бөлігінен аз болуы керек. Бұған үнемі қосылатын және мезгіл-мезгіл қосылатын электр құрылғыларының барлық ағып кетуі кіреді.
Дифференциалды ажыратқыш ВД1-63 (УЗО)
Мақсаты
Дифференциалды ВД1-63 (УЗО) ажыратқышы оқшаулау зақымданған кезде электр қондырғыларының ток өткізгіш бөліктеріне кездейсоқ байқаусызда тиген кезде адамды электр тогының соғуынан қорғауға арналған(орнату - 10 мА, 30 мА, 100 мА). Электр қондырғысының ток өткізетін бөліктеріне тікелей бір фазалы жанасу кезінде адамның электр тогының соғуынан жалғыз қорғанысы. 300 мА және 500 мА сөндіргіштері жерге ағатын токтардың ағуы салдарынан өрт пен өрттің алдын алуға арналған.
Артықшылықтары
- Адамды электр тогының соғуынан ең тиімді қорғау
- Өзінің электр энергиясын тұтынуы жоқ
- Модульдік орындау коммутатордағы кеңістікті үнемдейді және орнату процедурасын едәуір жеңілдетеді
- Жұмыс температурасының кең диапазоны 25°С-тан +40°С-қа дейін -
- Ажыратқыштың сынақ тізбегі 110-дан 265 В-қа дейінгі (екі полюсті), 200-ден 460 В-қа дейінгі (төрт полюсті)кернеулердің кең диапазонында жұмыс істейді
- Сегіз номиналды токтың орындау нұсқалары
- Жоғары механикалық тозуға төзімділік
- Қызмет мерзімі 15 жылдан кем емес
Сипаттамасы
ВД1-63 ажыратқышы - электр энергиясын өз тұтынуы жоқ электромеханикалық құрылғы. Ол жұмыс қабілеттілігін сақтайды, яғни желідегі кернеудің кез-келген ауытқуы кезінде және тіпті нөлдік жұмыс өткізгіші үзілген кезде электр зақымдануынан және өрттен қорғайды. Екі және төрт полюсті орындау қарастырылған. Монтаждау 35 мм монтаждау DIN-рельсте жүргізіледі.
Жұмыс істеу принципі
Қуат сымдары арқылы жүктеме тогы ағып жатқанда, сенсор-трансформатордың дифференциалды трансформаторының магниттік өткізгішінде тең, қарама-қарсы бағытталған және бір-бірін өзара өтетін магнит ағындары жасалады. Трансформатордың екінші орамасында кернеу жоқ, разрядтау арматурасы магнитпен тартылады, басқару механизмі қозғалады. Ток өткізгіш бөліктердің зақымдалған оқшаулауы арқылы немесе жанасқан адамның денесі арқылы Жерге тұйықталған элементтерге дифференциалды ток (ағып кету тогы) пайда болған кезде сенсордың магнит өткізгішіндегі магнит ағындарының теңдігі бұзылады. Егер дифференциалды токтың мәні "блоктаушы" магниттің ток ағынын теңестіретін қамыттағы магнит ағынын жасау үшін жеткілікті болса (босату катушкасын қолдану арқылы) (іске қосу коэффициенті I∆n), қайтару серіппесі якорьді қамыттан алып тастайды және жылжымалы өзек арқылы айналмалы элементті ұрады. Басқару механизмі қалпына келтіріледі, оператор басқару тұтқасын ілулі күйде ұстаса да, ажыратқыш өшеді.
Ішкі құрылымы
1) Ыстыққа төзімді ABS пластиктен жасалған корпус
2) Сыртқы өткізгіштерді мықтап бекітуге арналған ілгектері бар қосу қысқыштары
3) Басқару механизмі
4) Электромеханикалық босату
5) TEST түймесі
6) Датчик-трансформатор
7) 35 мм DIN рельсті орнату ұясы
3 Токтың ағып кету детекторын әзірлеуді зерттеу
3.1 Жүктеменің оң полюсінде ток күшін өлшеу
Артықшылықтары:
- жүктеме жерге тұйықталған;
- жүктемеде қысқа тұйықталу анықталады.
Кемшіліктері:
- жоғары фазалық кіріс кернеуі (көбінесе өте жоғары);
- шығыс сигналын жүйеде кейінгі өңдеу үшін қолайлы деңгейге ауыстыру қажеттілігі ("жерге" байланыстыру).
Операциялық күшейткіштерді қолдана отырып, жүктеменің оң полюсіндегі токты өлшеу схемаларын қарастырыңыз.
3.1-суреттегі схемада бір полярлы қуатпен жұмыс істеуге арналған және AD8603 сияқты кернеуге жететін максималды кіріс жалпы фазалық кернеумен жұмыс істеуге арналған кез-келген қолайлы қуат кернеуін қолдануға болады. Тізбектің максималды қуат кернеуі күшейткіштің максималды рұқсат етілген қуат кернеуінен аспауы керек.
Бірақ қуат кернеуінен әлдеқайда жоғары кіріс жалпы фазалық кернеуде жұмыс істей алатын ОУ бар. 3.2-суретте көрсетілген ОУ LT1637 көмегімен диаграммада, жүктеме кернеуі 3 В-қа тең ОУ қуат кернеуінде 44 В-қа жетуі мүмкін. Жүктеменің оң полюсіндегі токты өлшеу үшін LTC2053, Linear Technology LTC6800, Texas Instruments INA337 сияқты аспаптық күшейткіштер өте аз қателікпен қолайлы. Оң полюстегі ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz