Схема стенда для проведения испытаний электрических аппаратов защиты

Определение защитных характеристик, а также проверку работоспособности электрических аппаратов необходимо проводить на специально разработанных испытательных стендах, которые, кроме того, позволяют проводить контроль технического состояния, а при необходимости — наладку и регулировку исследуемых аппаратов.

На рис. 1 показан одни из вариантов принципиальной силовой электрической схемы испытательного стенда. В состав схемы входят: автоматический выключатель QF1, регулятор напряжения трехфазный PHТ, силовой трансформатор TV1 , выпрямитель VD1-VD6, амперметры переменного и постоянного тока A1 и А2 соответственно, секундомер Рt, испытательная камера ИК, реле KV1, контакты контакторов КМ1:1, КМ1:2. КМ2:1, КМЗ:1, контакты реле К V 1:1 и К V 2:1, разъемы для подключения исследуемых аппаратов 1 — 6; разъемы блок-контактов 7 — 8.

На схеме рис . 1 также показана нагрузка, в качестве которой можно использовать реальные схемы и эквивалентные схемы, в которых нагрузка моделируется электродвигателями, дросселями и резисторами.

Рис. 1. Электрическая принципиальная схема электрического стенда

Испытания, проводимые в реальных установках, могут быть очень ценными, если нужно определить поведение конкретного контактора, автоматического выключателя, плавкого предохранителя в конкретных условиях работы, однако они могут приводить к выходу из строя потребителей электроэнергии в случаях, к примеру, выхода из строя самого исследуемого аппарата.

Эквивалентные схемы наиболее экономичны. В них можно с наибольшей точностью определить параметры нагрузки, условия испытаний легко производимы. К недостаткам эквивалентных схем следует прежде всего отнести то, что условия работы электрического аппарата в них значительно отличаются от условий, возникающих в реальных установках.

Работу испытательного стенда рассмотрим на примере определения защитной характеристики автоматического выключателя.

Рис. 2. Защитная характеристика автоматического выключателя: 1 — защитная характеристика защищаемого оборудования, 2 — защитная характеристика автомата.

Для определения защитной характеристики исследуемого автомата при его срабатывании на переменном токе включается автомат QF1 и подается питание на катушку контактора КМ2. Уставка тока осуществляется регулятором РНТ по амперметру A1 при замкнутых контактах КМЗ:1. Далее отключается автомат Q F1 и в испытательную камеру устанавливается исследуемый автомат.

Снимается питание с катушки контактора КМЗ. Для определения времени срабатывания исследуемого автомата с одновременным включением выключателя QF1 подастся питание на катушку реле К V 2, что обеспечивает срабатывание электросекундомера Pt. При отключении исследуемого автоматического выключателя его блок — контакты замкнут цепь питания реле КVI, которое своим контактом К V 1:1 отключит электросекундомер.

Испытательный стенд позволяет осуществлять проверку максимальных и тепловых расценителей автоматов. Ток срабатывания определяют, постепенно повышая ток в силовой цепи до величины, при которой сработает расчепитель.

Если расчепитель имеет регулируемую уставку, то испытания проводят для всех значении тока, указанных на шкале. Для каждого значения тока уставки следует произвести 3-4 замера и вычислить среднее значение тока срабатывания. Результат испытания считается удовлетворительным если наибольшая разность между средний током срабатывания и током уставки не превышает 10 % тока уставки.

Проверку времени срабатывания проводят, пропуская через расцепитсль ток равный по величине двукратному току уставки при двух крайних и одном промежуточной значении уставки по току. Для каждого значения уставки также следует произвести 3 — 4 замера и вычислить среднее значение времени срабатывания. Результат испытания считается удовлетворительный, если наибольшая разность между средним значением времени срабатывания и соответствующим средним значением уставки по времени не превышает ±0,1 с при уставках до 2 с и ±5 % при уставках свыше 2 с.

Перед тем как произвести проверку возврата расцепителя в исходное положение, нужно определить ток возврата. Для этого нужно увеличить ток в цени до величины превышающей ток уставки, чтобы расцепитель начал работать, а затем уменьшить ток до значения, при котором расцепитель начнет возвращаться в исходное положение. Зная ток возврата, можно приступить к проверке возврата.

Для этого нужно повторно привести расцепитель в действие, а затем по истечении 75% времени уставки уменьшить ток до величины, меньшей, чем ток возврата, и убедиться, что расцепитель возвращается в исходное положение. Проверку возврата следует производить при двух крайних и одном промежуточном значении уставки по току. Результат считается удовлетворительным, если расцепитель не сработал, а его подвижные части вернулись в исходное положение.

Зная ток срабатывания и ток возврата, можно вычислить коэффициент возврата, т.е. отношение тока возврата к току срабатывания.

Чтобы проверить время возврата расцепителя автоматического выключателя нужно подать на расцепитель ток при котором он сработает, а затем измерить время от момента выключения тока до момента возврата всех элементов расцепителя в исходное положение. Это испытание также проводится 3 — 4 раза, после чего вычисляется среднее время возврата. Результат испытании считается удовлетворительным, если время возврата расцепителя с выдержкой времени не превышает 0,5 с, а без выдержки времени — 0,2 с.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Испытательный стенд из подручных материалов

В ходе моих экспериментов с электрическими схемами иногда выбивало автоматы в щитке, штука это опасная и может привести к самым плачевным последствиям. По этой причине было решено сделать тестовый стенд, чтобы обезопасить свой дом от меня.

. Короткое замыкание может привести к пожару. Будьте чрезвычайно осторожны при работе с электричеством.

Электробезопасность очень важный момент в изготовлении электронных устройств своими руками. Данный девайс поможет вам обезопасить себя и свой дом от большинства потенциальных опасностей, возникающих при работе с электронными схемами.

Для создания тестового стенда я набросал схемку, благо начальными знаниями в электротехнике обладаю.

Такая схема позволит обезопасить сеть от короткого замыкания и скачков тока. При коротком замыкании в приборе загорится лампа, что позволит избежать скачка тока при к.з. если же даже лампа не поможет для этого установлен автоматический выключатель.

Для изготовления испытательного стенда своими руками нам понадобятся:

• Доска 100х300;
• Автоматический выключатель на 10 А;
• Лампа накаливания с патроном;
• Розетка внешняя.
• Отвертки + саморезы + мелкий крепеж

Собрав все компоненты можно приступать к сборке в соответствии со схемой.

После недолгих операций по креплению всех деталей на доску, получилось, то что вы видите на рисунке.

Не совершайте моих ошибок

Автоматические выключатели, те что стоят в щитке, предназначены для отключения напряжения при превышении в сети порогового значения тока, а если проще то они отключают напряжение если в сети произошло короткое замыкание. Но они имеют свой порог прочности, и если часто будут срабатывать то в один «прекрасный» момент они просто перестанут это делать и в сети будет держаться высокий ток, что может привести к нагреву проводки и даже пожару.

Короткое замыкание в сети это ОЧЕНЬ ОПАСНО. Поэтому прежде чем экспериментировать с электричеством сделайте испытательный стенд.

Все компоненты для данного устройства легко найди в заначке запасливого хозяина. Ну, а дополнительный автоматический выключатель, можно приобрести в магазине электротоваров от 50 р.

В результате вы обезопасите свой дом и сбережёте свои нервы и имущество.

Источник

Помогите со схемой стенда.

Всем привет. В кое-каких личных «корыстных» целях и в силу дороговизны аналогов хочу сделать обучающий стенд по электробезопасности и электрике. Прошу помощи со схемой и устройством такого стенда. Есть кое какие нюансы, которые не соображу.

Вот пример структурной схемы подобного стенда:

Тут имеем дом, систему заземления, молниезащиту, показана главная заземляющая шины и другие мелочи.

В первую очередь вопрос по первому примеру в следующем, почему ГЗШ идет на землю через сопротивление 95-100 Ом?.

Второе — почему защита от удара молнии заземляется с сопротивлением 4,7 Ом и 6,8 Ом, хотя читал, что нормальное сопротивление 3 Ом и не более 9.

Третье — сама земля (почва). Между заземлителями основной системы заземления, заземлителем молниезащиты должно ли быть хоть какое то сопротивление?

Или все земли просто соединяем вместе? Исходя из зарисовки R’, R», R»’ = 0 Ом, R1=R2=3 Ом, R3=4 Ом — для систем 220/380В. Вообще дана проводимость почвы 125 Ом*м. Можно примерно рассчитать сопротивление зная расстояние между заземлителями. Например для заземления молниезащиты.

Так же необходимо замерить удельное сопротивление грунта.

Для замера уд. сопр. грунта на стенде есть 4 контакта (4 штыря — заземлителя E, ES, S ,H) два основных и два вспомогательных. Штыри на равном расстоянии друг от друга. Сопротивление имитируем переменным резистором на измеряемых электродах. По идее схема должна получиться такая:

Так же вспомогательные заземлители Н, Е могут использоваться для других измерений. Получается мы к земле подключаем только вспомогательные заземлители?

Вот еще один стенд: тут есть уже заземление через сопротивление 4 Ом ( имитирующее сопр. сист. заземления). и также ГЗШ идет на землю через 95 ом, что это за сопротивление такое?

Еще вопрос, как можно сымитировать IT систему (на этих двух только TN/TT)?

Может кто-то имел дело с подобным оборудованием, видел его изнутри?

Прошу сильно не пинать. Коммент для минусов приложил.

Дубликаты не найдены

Почему минусуют? Ошибки в тексте?

Ты кстати кто по вере?

Электроника через гидравлику #5. Диоды

Рассмотрев основные элементы электрической цепи — конденсатор, сопротивление, катушка — перейдем теперь к тому, что вызывает основные затруднения. К полупроводникам. И начнем, естественно, с диода.

Диод — полупроводниковый элемент, в котором есть pn-переход. Физику я принципиально рассматривать не буду, это сделано в куче материалов. Нам важно знать несколько основных свойств pn-перехода в диоде:

1) Диод пропускает ток только в одну сторону. Это знают все. В гидравлике аналогом этому служит обратный клапан. Мы его будем представлять как заслонку, подпружиненную слабой пружиной постоянного усилия, снабженную упором снизу. При подаче обратного напряжения заслонка закрывается, образуется огромное сопротивление — какие-то крохи зарядов, конечно, подтекают, но очень, очень мало.

2) Чтобы pn-переход открылся, на него требуется подать некоторое минимальное напряжение. Обычно оно около 0.6-0.7 Вольт для обычных диодов, и около 0.3 В для специальных диодов Шоттки. Это паспортная характеристика, которая более-менее постоянна(зависит от температуры). До достижения этого напряжения(называемого пороговым) диод будет по сути закрыт. Какие-то микроскопические доли заряда подтекать будут, но это можно не считать.

Теперь еще сложнее.

3) Когда поданное напряжение на диод превышает порог, диод открывается, и его дальнейшее сопротивление устремляется к нулю. Что значит «дальнейшее»? Наша заслонка, будучи поднята требуемой минимальной разницей давлений, будет открывать просвет трубы течению жидкости практически без повышения сопротивления.

Это по сути значит, что у pn-перехода нет такой постоянной характеристики, как сопротивление, а есть — неизменное падение напряжения.

Или, это можно представлять себе так, что у диода переменное сопротивление: оно меняется в зависимости от поданного напряжения — полупроводниковый переход сопротивляется току всегда ровно настолько, чтобы на нем осело паспортное пороговое напряжение.

Если вы подключите к диоду источник напряжения 5 Вольт, а падение на диоде 0.7 В, то останутся 4.3 В, приложенные к цепи — диод сбросит свое сопротивление ровно настолько, что возьмет на себя ровно 0.7 В. В идеальной цепи это означает, что, так как оставшемуся напряжению осесть негде — сопротивления в цепи больше нет, то такой ситуации и быть не может, ведь ток должен стать бесконечным.

В реальной цепи, естественно, сопротивление в цепи есть — как минимум это сопротивление проводов и внутреннее сопротивление источника питания, на них и осядут оставшиется 4.3 Вольта. Только, скорее всего, диод к этому времени сгорит(см. пункт 4)

А если, например, к источнику 2 Вольта подключить 4 диода с падением напряжения 0.6 Вольта — ток не потечет вообще, так как напряженности поля не хватит, чтобы открыть все 4 диода сразу(несложно посчитать, что нужно 2.4 Вольт).

Никакой из рассмотренных доселе элементов таким свойством не обладал. Их сопротивление току не зависело от приложенного напряжения. А диода — зависит.

Поэтому и мультиметром сопротивление диода нельзя измерять, так как у него нет такого свойства по сути. Для диодов и транзисторов на них есть специальный режим измерения падения напряжения на полупроводниковом переходе.

4) В гидравлике это неочевидно, но надо всегда иметь в виду — диоды греются. Они оказывают хоть и меняющееся по значению, но — активное сопротивление току, , поэтому, согласно закону Джоуля-Ленца, в них выделяется тепловая энергия. Полупроводники очень чувствительны к нагреву, и надо следить, чтобы тепло, выделяющееся на элементе, не превышало паспортного значения, иначе диод сгорит. Для этого с помощью добавления резистора в цепь диода снижают ток в цепи, на крупные диоды ставят радиаторы, ставят вместо обычных диоды Шоттки(сниженное падение напряжение = сниженный нагрев) и т.п.

5) то, что диоды отличаются прямым напряжением — это мы уже знаем, это сколько оседает напряжения, когда диод открыть. Но они также отличаются и обратным напряжением — какую разницу давлений сможет выдержать диод-заслонка, прежде чем сломается и возникнет короткое замыкание на этом участке цепи. А также скоростью, с которой закрывается наша заслонка.

6) характеристики диодов зависят от температуры сильнее, чем резисторов или конденсаторов, особено это касается режима, когда диод заперт это тоже надо учитывать.

Реле контроля напряжения и тока барьер-люкс

Три года назад установил в домашний электрощит реле контроля напряжения и тока.

Устройство безусловно полезное, но .

Месяц назад заметил, что реле пишет странную ошибку.

И почему то как будто на паузе, хотя потребитель не отсоединен.

По производителю БАРЬЕР ничего путного не нашел, кантора то ли украинская то ли питерская, инструкций не нашел, разве что нашел почти полный аналог ADECS ADC-0111-40.

При нажатии на кнопку ПУСК-СТОП отсчет времени есть, а отключения нет. тааак — разбираем устройство и видим начинку.

Плату с клеммами подключения, реле, искрогасящий конденсатор, шунт с датчиком тока.

Это низковольтная часть, модуль управления, питается от 220 вольт, с понижением через резистор и конденсатор до 12 вольт.

60-ти амперное поляризованное реле на 12 вольт.

Высоковольная часть на плате, виден диодный мост, несколько транзисторных ключей, диоды, стабилитроны и резисторы с конденсаторами.

Датчик Холла или датчик тока «спрятался» внутри витка толстого провода «фазы».

Место где подключалась нейтрать N — текстолит грелся и пожелтел.

«вот таким тонким проводником подключена нейтраль» — подумал я, а потом понял, что это своего рода «плавкий предохранитель».

Хотя в схожем приборе, клеммы соединены с платой достаточно добротными канатиками.

Еще немного высоковольтной части.

Схема, почти точно повторяющая мою.

Первым делом решил проверить работу поляризованного реле, поигрался с ним, меняя полярность замыкал и размыкал контакты — реле исправно!

Затем прозвонил резисторы на целостность и соответствие номиналам.
После проверил керамические конденсаторы на КЗ.

Выпаял с платы X2 конденсатор на 1 мКф, для замера его параметров, так как после кондера 220 вольт не шло на диодный мост.

Подробно про Х и Y конденсаторы описано в статье.

Мне стало интересно, что же могло случиться с конденсатором, и я его «разобрал».

Кусачками — получилось правда не очень.

Из-за постоянной работы под напряжением, емкость конденсатора упала ниже положенной и стала 0.2 мКф, что в 5 раз ниже заявленной.

Виновник найден и был куплен в ближайшем магазине за 85 рублей.

После установки на плату, прибор снова в работе.

Установил в щитовую и включил все потребители в квартире — 29 ампер.

Ремонтируйте вещи самостоятельно, учитесь новому.

Спасибо за внимание!

Электроника через гидравлику. Часть #3. Конденсатор. Индуктивность

Перейдем к третьей части рассмотрения электрических цепей с помощью метода гидравлических аналогий. Оставшиеся два линейных элемента(про это в следующий раз) это емкость и индуктивность.

Для ЛЛ внизу есть видео с содержимым поста.

Емкость(конденсатор) с точки зрения гидравлики — это гибкая растяжимая мембрана, перекрывающая трубу. Растяжимость мембраны(жесткость) аналогична емкости. Чем легче она тянется — тем больше емкость. Важно! Не чем прочнее, а чем легче тянется! Если мембрана подобна презервативу, то это большая емкость. Если как покрышка — маленькая емкость. Прочность мембраны же(какую максимальную разность давлений может удержать) — это напряжение, на которое рассчитан конденсатор.

В первый момент, когда мембрана не растянута вообще, она не сопротивляется току — жидкость течет свобоно, напряжения на конденсаторе не оседает. Однако по мере растяжения мембрана начинает сопротивляться току, ток замедляется, по сторонам мембраны появляется разность давлений (падение напряжения). В определенный момент натяжение мембраны становится таким, что насос больше не может его продавить — наступает равновесие, ток останавливается, на выводах конденсатора напряжение становится максимальным, его сопротивление току — бесконечным.

Еще раз подчеркнем — чем больше заряженность(натянутость) конденсатора, тем больше он сопротивляется току в направлении заряда, тем больше на нем падение напряжения, тем меньше ток. В нулевой момент времени — ток максимален, падение напряжения равно нулю.

График тока и напряжения на конденсаторе при зарядке от источника постоянной ЭДС можно посмотреть в учебнике, там же будет рассказано и почему они имеют такой вид, но мне кажется, что представление в виде мембраны дает интуитивное понятие об этом.

Также интуитивно понятно, что если снять внешнее напряжение с конденсатора(отключить блок питания), конденсатор сам станет источником ЭДС с обратным знаком: растянутая мембрана будет давить и гнать жидкость в обратном направлении.

Это тяжелый маховик с лопастями, перекрывающими ток жидкости полностью. В самый первый момент, когда к жидкости прикладывается разность давлений от насоса — жидкость на участке цепи с индуктивностью никуда не трогается. Чтобы ей начать движение, она должна сдвинуть маховик с места, заставив его вращаться — то есть жидкости надо отдать часть своей энергии в кинетическую энергию маховика. И скорость течения жидкости(сила тока) будет непосредственно связана с тем, насколько удалось разогнать маховик. Поэтому сила тока будет расти постепенно, от нуля до некоторого максимального значения, заданного, по закону Ома, сопротивлением цепи. А напряжение ведет себя наоборот — пока маховик не раскрутился и ток маленький, на нем большое падение напряжения, а когда полностью раскрутился и ток максимален — практически нулевое, сопротивления-то нет!

В гидравлической аналогии индуктивность — это масса. В данном случае — масса маховика.

В аналогии конденсатора-мембране энергия запасается в силе растяжения мембраны. В индуктивности энергия тоже запасается, но в кинетической энергии вращения массы.

Итак, допустим, мы подали разность давлений от насоса на индуктивность, подождали, пока она раскрутится и установится некий постоянный режим тока, а затем резко вместо насоса поставили резистор — решетку фильтра. Что произойдет с маховиком? Он начнет отдавать энергию — за счет массы продолжит толкать жидкость куда она и текла изначально. По сути, тоже станет источником питания. Но, выполняя работу, маховик будет замедляться — создаваемая им разность напряжений будет все меньше, пока не остановится окончательно.

Теперь предположим, что мы разогнали маховик, а затем мгновенно перекрыли ток жидкости задвижкой. Что произойдет в трубах? Очевидно, произойдет маховик резко остановится, будет скачок давления — гидравлический удар. Причем — разгоняли мы маховик давлением, допустим, 10 бар, в течение 3 секунд — и все это время закачивали в него какую-то энергию. А перекрыв вентилем ток, мы мгновенно остановили маховик — всю накопленную энергию маховик уже не за 3 сек, а за какую-то долю секунды сбросил обратно в жидкость. Это означает, что давление в момент удара намного превышает 10 бар источника питания — энергию выделить надо, и единственный способ это сделать путем повышения давления. Индуктивность никакими обязательствами по поддержанию разности давлений, как это делает наш насос — не связана!

В зависимости от массы маховика(индуктивности) разница между напряжением питания, которым заряжали катушку, и тем напряжением, что она выдает при разрыве цепи, может достигать десятков, сотен раз.

Это важное свойство индуктивности, больше никакой базовый элемент схемы таким не обладает, и его очень важно учитывать, так как такие гидроудары повреждают другие элементы цепи — диоды, транзисторы.

К полупроводникам мы перейдем чуть позже, а в следующий раз рассмотрим примеры цепей, содержащий все три элемента и поговорим еще немного об энергии, веществе, правилах Кирхгофа. Опять же, все будет без цифр, цифры — это следующий этап, и они все хорошо изложены в учебниках по электротехнике.

Если у кого-то есть вопросы, или мы что-то упустили — пишите обязательно. Задача — чтобы понятно стало. А для этого надо знать — что именно непонятно.

Источник