Brandschutzkreis des Netztransformators

In diesem Beitrag wird eine intelligente Brandschutzschaltung für das Stromnetz erläutert, mit der verhindert werden kann, dass sich Netztransformatoren überhitzen und aufgrund eines möglichen Brandes Funken oder sogar Verbrennungen verursachen. Die Idee wurde von Herrn Ravindra Shedge angefordert

Technische Spezifikationen

Ich bin Ravindra Shedge aus Mumbai.

Ich suche eine Schaltung oder ein Gerät, das Funken an Transformatoren erkennen kann. oder ein Früherkennungssystem, das Alarm auslösen kann, bevor der Transformator durchbrennt.

Bitte schlagen Sie eine Maßnahme vor, wie es gemacht werden kann.

Ravindra Shedge.

Das Design

Ein Transformator neigt dazu, Feuer zu fangen oder Funken zu verursachen, wenn die damit verbundene Last seine maximal tolerierbare Nennleistung überschreitet.

Bevor jedoch die Fehlfunktion ausgelöst werden kann, würde sich der Transformator wahrscheinlich zuerst auf ein drastisches Niveau erwärmen, was ein mögliches Feuer oder Funken über der Wicklung verursachen würde.

Die vorgeschlagene Brandschutzschaltung für Transformatoren dient zur Überwachung dieser beiden Probleme und zum Ausschalten des Systems, falls einer dieser kritischen Zustände die Gefahrenschwelle überschreiten kann.

Versuchen wir zu verstehen, wie die Schaltung funktionieren soll, um einen möglichen Brand in einem Transformator zu verhindern.

Unter Bezugnahme auf den Schaltplan sehen wir die Konfiguration bestehend aus drei Stufen, einer Wärmesensorstufe, die aus dem BJT BC547 als Erfassungselement besteht, einer Schwellendetektorstufe, die um den Operationsverstärker IC 741 herum hergestellt ist, und einer Stromerfassung, die um Rx und das verbundene Brückennetzwerk verdrahtet ist mit D7 --- D10.

Wie oben erläutert, würde ein Transformator vor jeder Art von Brandgefahr zu heiß werden. Der Wärmesensor im Stromkreis ist so positioniert, dass dieses Problem behoben werden kann, bevor es zu spät wird.

Der Transistor T1 bildet zusammen mit D5, R1, R2, VR1 und OP1 die Wärmesensorstufe, die Schaltungsfunktion kann detailliert gelernt werden HIER .

LDR / LED OPtocoupler herstellen

OP1 ist ein handgefertigter Optokoppler, bei dem zwei rote 5-mm-LEDs zusammen mit einem winzigen LDR von Angesicht zu Angesicht in einem lichtdichten Gehäuse versiegelt sind. Eine beispielhafte Einheit, die eine einzelne LED verwendet, kann untersucht werden In diesem Artikel.

Für die vorliegende Anwendung müssen zwei LEDs mit einem LDR im Optomodul eingeschlossen werden.

VR1 ist so eingestellt, dass die linke LED im OP1 zu leuchten beginnt, wenn die Hitze um BC547 90 Grad Celsius überschreitet.

Die obige Beleuchtung der linken LED im Opto senkt den LDR-Widerstand, wodurch Pin2 des Operationsverstärkers gerade höher als seine Pin3-Referenzspannung wird.

Sobald die obige Situation eintritt, wechselt der Opamp-Ausgang von seinem anfänglichen hohen Logikzustand auf eine niedrige Logik und schaltet das Relais ein.

Die Relaiskontakte, die in Reihe mit dem Netzeingang des Transformators geschaltet sind, schalten den Transformator sofort aus, um eine weitere Erwärmung des Systems und eine mögliche Brandgefahr zu verhindern.

Die rechte LED im Opto ist positioniert, um eine Überlast oder eine Überstromsituation im Transformator zu erkennen.

Im Falle einer Überlast induziert der resultierende erhöhte Verstärkerpegel einen Potentialanstieg über dem Erfassungswiderstand Rx, der wiederum in einen Gleichstrom zum Beleuchten der rechten LED des Optos umgewandelt wird.

Genauso senkt dieser Zustand den LDR-Widerstand, wodurch sich an Pin2 des Operationsverstärkers ein höheres Potential entwickelt als an Pin3, wodurch das Relais gezwungen wird, die Versorgung des Transformators zu betätigen und zu unterbrechen, wodurch alle Möglichkeiten eines möglichen Funkens oder Brennens im Transformator gestoppt werden.

Strombegrenzung berechnen

Rx kann nach folgender Formel berechnet werden:

Rx = LED-Vorwärtsabfall / maximale Ampere-Schwelle = 1,2 / Ampere

Angenommen, der maximal tolerierbare Verstärker, der den Ausgang nicht überschreiten sollte, beträgt 30 Ampere. Rx könnte wie folgt berechnet werden:

Rx = 1,2 / 30 = 0,04 Ohm
Die Leistung des Widerstands würde 1,2 x 30 = 36 Watt betragen

Schaltplan

Hinweis: T1 muss so nah wie möglich am Transformator positioniert werden, während D5 der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt sein muss, weit entfernt von der Transformatorwärme.

Liste der Einzelteile

R1 = 2k7,
R2, R5, R6 = 1K
R3 = 100 K,
R4 = 1M
D1 - D4, D6, D7 - D10 = 1N4007,
D5 = 1N4148,
VR1 = 200 Ohm, 1 Watt, Potentimeter
C1 = 1000 uF / 25 V,
T1 = BC547,
T2 = 2N2907,
IC = 741,
OPTO = LED / LDR-Kombination (siehe Text).

Relais = 12 V, SPDT. Ampere-Spezifikation gemäß Transformatorleistung