过电压保护基础|电气短路预防

电气短路是家庭、商业和工业建筑中最常见的意外火灾原因。当电路中出现过流、绝缘失效、人为接触、过电压等异常情况时，就会发生这种情况。本文讨论了一些防止短路、火灾和过电压的方法。

防止电气短路

适当的电气连接

电气短路引起的火灾，百分之百是由于电工的知识贫乏或他的粗心。大多数电工通过成为有经验的电工的助手来学习，严重缺乏基本的电气概念。

在国内三相4线电源的应用中，电工使用4 MCB组合称为TPN，而不是3 MCB组合。它是由电气问题引起火灾的根本原因。所以千万不要让中性点通过开关。

下面解释一下为什么3mcb类型是最好的。对于TPN(三极加中性)，3是mcb，在超过额定电流时可以跳闸，第4是中性开关。它感觉不到任何电流。由于任何原因，假设中性在TPN的房子端断开，负载更少的阶段可能会经历电压激增-高达50%以上或更多。这意味着单相负载大约是350伏，而不是220伏。许多小玩意很快就会烧坏，像带铁扼流圈的灯管之类的东西可能会着火。想象一下，一个人在那一刻不在家，而附近有一个衣柜!这是火灾发生的主要原因之一。如果中性点松开，情况也与3 MCB相同。所以要非常小心，确保中性不通过a的开关三个阶段安装也不要让中性变得松散。

让我们用数学方法计算一下。一个灯是100瓦在一相中性和另一个10瓦连接从另一相中性。假设它们都从三相平衡电源获得220 RMS。现在让我们断开空挡。所以这两盏灯是相串相，即面对220 X√3= 381伏特的电压。现在计算每盏灯的电压降，当一个电阻是484，另一个是4840。现在I=381/(484+4840)或者I=381/5324或者I= 0.071。现在100瓦灯所面对的V = IR= 34伏，10瓦灯所面对的V = 340伏。我没有考虑到灯的耐寒性是热电阻的10倍(即发光时的耐寒性)。如果考虑到这一点，10瓦的灯将在几秒钟内失效。

嵌入式系统电源的短路保护

在为新组装的电路供电时，电源部分本身可能由于短路而出现一些故障。下面开发的电路通过将嵌入部分与其他辅助部分隔离，消除了这个问题。因此，如果断层位于该区段，则嵌入的区段不受影响。由微控制器组成的嵌入式部分从A获取5伏的电源，而电路的其余部分从B获取。

电路中使用了一些电流表、伏特表和按钮开关来模拟测试电路中的结果，在实时使用中不需要这些仪表。Q1是从b到辅助部分的主电源开关晶体管。负载显示为100R负载，一个按钮形式的测试开关用于检查电路的功能。晶体管BD140或SK100和BC547用于从主5V电源A获得大约5V B的二次输出。

当稳压器IC 7805的5V直流输出可用时，晶体管BC547通过电阻R1和R3和LED1。因此，晶体管SK100导电和短路保护5V直流输出出现在B端。绿色的LED (D2)发光表明相同，而红色的LED (D1)仍然关闭，由于存在相同的电压在其两端。当B端子短接时，BC547因底座接地而断开。因此，SK100也被截断了。因此在短路时，绿色LED (D2)熄灭，红色LED (D1)发光。跨越主5V输出A的电容C2和C3吸收由于B短路而产生的电压波动，确保A无干扰。电路的设计依据如下关系:RB = (HFE X Vs) / (1.3 X IL), RB =基础抗性的晶体管SK100和BC547 HFE SK100 = 200和350 BC547切换电压Vs = 5 v 1.3 =安全系数IL = Collector-emitter电流的晶体管组装PCB电路一般——目的和封闭在一个合适的内阁。连接机柜前面板上的A、B端子。也连接市电电源线馈电230V交流变压器。 Connect D1 and D2 for visual indication.

短路指示器以及稳压电源

稳压电源是许多电子设备运行的最重要要求，它们需要恒定的直流电源来运行。像笔记本电脑、手机或电脑这样的系统需要稳压直流电源为其电路供电。提供直流电源的一种方法是使用电池。然而，最基本的限制是有限的电池寿命。另一种方法是使用AC- DC转换器。
通常，交直流变换器由整流部分组成，整流部分由二极管组成，产生脉动直流信号。这个脉动直流信号被过滤使用一个电容去除波纹，然后这个过滤信号被调节使用任何稳压器IC。

设计了一种具有短路指示的12伏电源电路。这是一个12伏的工作台电源测试原型。它提供良好的调节12伏直流电源的大部分电路，也为面包板组装。短路指示的附加电路还包括用于检测原型中的短路(如果有的话)。这有助于立即关闭电源，以节省部件。

它包含以下组件：

• 一个500mA的变压器来降低交流电压。
• 7812稳压器IC提供12V稳压输出。
• 蜂鸣器表示短路。
• 3个二极管- 2个构成全波整流器的一部分，一个用来限制通过电阻的电流。
• 两个晶体管向蜂鸣器提供电流。

一个14-0-14,500毫安的变压器用于降压230伏交流。二极管D1和D2是整流器，C1是平滑电容，使直流纹波消除。IC1是7812正电压调节器，提供12伏稳压输出。电容器C2和C3减少了电源的瞬变。从IC1的输出，12伏的调节直流将可用。短路指示器是由两个NPN晶体管T1和T2、一个蜂鸣器、一个二极管和两个电阻R1和R2组成的。

正常工作时，交流信号用变压器降压。二极管对交流信号进行整流，即产生脉动直流信号，脉动直流信号经电容C1滤波去除滤波器，经滤波后的信号由LM7812进行调节。当电流通过电路时，晶体管T2在其基极处获得足够的电压以接通，晶体管T1连接到地电位，因此处于关断状态，蜂鸣器关闭。当输出端短路时，二极管开始通过R2传导电流，T2断开。这允许T1传导和蜂鸣器哔哔声，从而指示短路的发生。

2.过电压保护装置

由浪涌或雷电引起的过电压会导致绝缘失效，从而导致严重的后果。

2种过压保护方式

• 通过在建造建筑和电气设施期间采取预防措施。通过确保单独放置具有不同电压额定值的电器的电器。单个阶段也可以根据其功能分开以避免阶段的中断。
• 通过使用过压保护组件或电路：这些电路通常会熄灭在电压，即在它到达电器之前，在它们之间造成短路。响应速度快，载流能力强。

过电压保护器

过电压是极高的电压，通常高于电气和电子设备规定的额定电压，可能导致设备绝缘完全中断(从地或其他携带电压的组件)，从而损坏设备。这些过电压是由于闪电、放电、瞬态和故障开关等因素造成的。为了控制这一点，通常需要一个过电压保护电路。

设计一个简单的过电压保护电路

这是一个简单的过电压保护器如果电压升高超过预设的电平，则断开给负载的电源的电路。只有当电压降至正常水平时，才能恢复供电。这种电路用于电压稳定器的过载保护。

该电路使用以下元件:

• 由0-9V降压变压器、二极管D1和平滑电容组成的稳压电源。
• 一个齐纳二极管来控制继电器驱动器。

系统工作情况

变压器初级部分的电压增加(随着市电电压的增加)将反映其次级部分的相应电压增加。该原理用于触发继电器的电路中。当输入电压到变压器的初级(约230伏)，齐纳将失去导通(由VR1设置)，继电器将处于失电状态。负载将通过继电器的普通触点和NC触点获得电力。在此状态下，LED会熄灭。

当电压增加时，齐纳二极管导通和继电器将被激活。这会使电源打破负载。LED显示继电器的激活状态。电容器C1作为T1基部的缓冲器，用于T1的平滑工作，以防止在激活/停用期间点击中继点击。

负载通过中继的公共和NC（常数连接）触点连接，如图所示。中性应该直接加载。

在连接负载之前，缓慢调整VR1直到LED关闭，假设线路电压在220-230伏之间。必要时，用交流电压表检查线路电压。电路可以使用了。现在连接负载。当电压升高时，齐纳将引导并驱动继电器。当线路电压恢复正常时，负载将再次获得电力。

下面讨论另一个过电压保护电路，它也保护电负载免受浪涌电压的影响。

有时会发生这样的情况，因为一个缺陷，一个工作台电源的输出仍然不受控制，它总是危险地上升。因此，任何与之连接的负载都将很快被损坏。这个电路能完全保护这种情况。MOSFET与负载串联。它的栅极得到驱动总是导致漏极和源极保持导通，只要IC1设置电压在引脚1低于内部参考电压。在更高的电压的情况下，IC1引脚1的电压高于参考电压，关闭MOSFET剥夺其栅极驱动，导致漏极和源极开路，断开负载电路的电源。

电路中电源故障的警告迹象

当市电供应可用时，为了测试电路，一个开关被用来为变压器提供电力。Q1不导电，因为它的基极和发射极通过由桥式整流器产生的直流电D1和D2具有相同的电势。电容C1和C2被充电到直流电压。当电源故障时，C1将发射极电流提供给Q1到R1的基极。这导致电容C1通过Q1发射极集电极通过蜂鸣器传导而被放电。因此，每当主电源故障时，就会产生一个简短的声音，直到C1完全放电。