회로 차단기-필요성 및 정의

우리 집이나 배전 그리드에서 다른 장소로 들어오는 전기는 발전소에 연결된 선이 열선이라고하는 한쪽 끝을 형성하고 접지에 연결된 선이 다른 끝을 형성하는 큰 회로를 형성합니다. 이 두 라인 사이에 전하가 흐르고 그 사이에 전위가 발생합니다. 이 전하 흐름에 저항을 제공하는 부하 (기기)의 연결은 전체 회로를 완료하고 기기에 충분한 저항이 있고 과전류를 유발하지 않는 한 집 안의 전체 전기 시스템이 원활하게 작동합니다. 회로를 통해 단락되거나 너무 많은 전하가 흐르거나 핫 엔드 와이어를 접지 와이어에 갑자기 연결하면 와이어가 가열되어 화재가 발생할 수 있습니다. 이러한 상황을 방지하기 위해 그러한 조건에서 나머지 회로를 단순히 차단하는 회로 보호가 사용됩니다.

일반적으로 위의 문제를 해결하는 방법에는 두 가지가 있습니다.

퓨즈 . : 케이싱 내부에 가느 다란 와이어로 구성되어 있습니다. 과도한 전류가 발생하면 퓨즈 와이어가 단순히 타거나 분해되어 회로가 끊어집니다. 그러나 신뢰할 수 없으며 퓨즈 와이어가 타면 수동으로 교체해야합니다. 따라서 그들은 대부분 선호되지 않습니다.

전기 퓨즈 스위치 : 회로 보호의 또 다른 방법은 과전류의 경우 전류 흐름을 중지하거나 라인에 대한 전압 공급을 중지하는 것입니다. 이는 과전류 또는 오류 감지시 트립되는 스위치의 자동 작동에 의해 수행되므로 전체 회로에서 오류 라인을 분리하고 다시 켜서 작동을 복원 할 수 있습니다. 고장 영역의 빠른 식별과 빠른 복원이 가능하므로 더 유리합니다. 또한 퓨즈에 비해 전기적으로 안전합니다.

“프로토콜과 그 유형은 무엇입니까 ”

스위치

전자 퓨즈

전자 회로 차단기에 대해 자세히 알아보기 전에 전자 퓨즈를 살펴 보겠습니다.

릴레이의 정격 전압은 적용된 전압과 같아야하며 100uF의 커패시터를 사용해야하며 회로를 통과하는 전류는 100K 전위차계를 사용하여 조정할 수 있습니다. 퓨즈를 사용하는 경우 R2 값을 낮춰야합니다. SW1이 켜지면 L2가 회로에 연결되므로 저항 R2 양단의 전류가 증가하여 R2 양단의 전압 강하가 증가합니다.

재설정 가능한 전자 퓨즈 – 회로도 :

재설정 가능한 전자 퓨즈 회로 다이어그램

사전 설정된 100K 및 R1을 통해이 전압은 릴레이 RL1을 작동하는 SCR U1을 트리거합니다. 이렇게하면 부하에 대한 공급이 차단되고 동시에 SCR에 대한 공급이 제거됩니다. 과부하를 제거하고 sw2를 끄고 다시 켜서 재설정해야합니다. 모든 SCR을 사용하여 전압 및 게이트 트리거링 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.

전자 회로 차단기 필요

전통적인 소형 회로 차단기는 부하 전류로부터 보호하기위한 바이메탈 스트립과 단락 전류로부터 보호하기위한 전자석으로 구성됩니다. 과부하가 발생하면 바이메탈 스트립이 구부러져 래치 포인트의 움직임으로 스프링이 해제되고 결국 MCB 접점이 열립니다. 전자기 코일은 큰 전류가 흐르면 자기력을 발생시켜 래치 포인트가 변위되고 MCB 접점이 다시 열립니다. 따라서 과부하 및 단락이 발생하면 MCB가 오프 위치로 트립됩니다.

세밀화

그러나이 기존 소형 회로 차단기에는 몇 가지 단점이 있습니다.

그들은 상당히 비싸고 단락 전류가 더 많고 MCB의 비용이 더 많이 듭니다.
바이메탈 스트립은 주변의 열이나 온도 상승으로 인해 쉽게 변형되어 차단기의 전류 용량이 감소하는 경향이 있습니다.
사용되는 기계 부품으로 인해 마모가 발생하기 쉽습니다.
트립 시간이 더 느립니다.

이러한 모든 문제를 극복하기 위해 가장 편리한 솔루션은 전자 회로 차단기 또는 전자 제어식 자동 스위치가 포함 된 회로 차단기를 사용하는 것입니다. 전자기 코일이나 열 스트립 또는 기계적 구성 요소를 포함하지 않습니다.

전자 회로 차단기 정의

안 전자 회로 차단기 부하의 피드백에 의해 제어되는 자동 작동 스위치로 구성됩니다. 부하에 의해 전류가 너무 많이 흐르거나 라인에 너무 많이 흐르면 스위치가 일정 시간 동안 자동으로 닫히고 일정 시간이 지나면 자동으로 스위치가 켜진다는 사실을 기반으로합니다. . 스위치는 SCR과 같은 전력 전자 스위치이거나 저항과 같은 전류 감지 요소에 의해 제어되는 릴레이와 같은 전기 기계 스위치 일 수 있습니다. 이 초고속 회로 차단 장치는 직렬 저항을 사용하여 전류를 감지하고 설정 값을 초과하는 동안 해당 전압 강하 (직렬 저항 전체)도 증가합니다. 이 전압은 감지되고 DC로 정류 된 다음 비교기에 의해 미리 설정된 전압과 비교되어 MOSFET을 통해 릴레이를 구동하여 부하를 즉시 트립하는 출력을 생성합니다. 트리핑 메커니즘은 MCB와 같은 열 기반 트립 메커니즘이 아닌 전류 감지 원리를 기반으로하므로 매우 빠릅니다. 마이크로 컨트롤러 회로 차단기의 상태를 LCD에 표시하는 데 사용할 수 있습니다.

따라서이 장치를 사용하면 고가의 장비가 손상되지 않도록 초고속 회로 차단이 가능합니다. 이 독특한 개념을 사용하여 전기 공학 학생을위한 프로젝트 작업으로 프로토 타입을 개발할 수 있습니다.

전자 회로 차단기는 전류 감지 메커니즘의 원리에 따라 작동합니다. 어떤 경우에도 라인을 통과하는 전류가 모니터링되고 과전류가 흐르는 경우 스위치가 트립되는 것처럼 과부하 및 단락 회로 보호를 모두 제공합니다.

간단한 전자 회로 차단기의 작동 예

간단한 전자 회로 차단기

전류 감지 요소 또는 저항을 사용하여 부하를 통해 흐르는 전류의 양을 감지 할 수 있습니다. 저항기의 전압 강하는 비교기의 비 반전 입력에 제공되고 고정 전압이 비교기의 반전 단자에 제공됩니다. 정상 작동의 경우 (적절한 수의 부하로 흐르는 전류) 저항기 양단의 전압 강하는 고정 전압보다 적고 비교기 입력은 MOSFET을 오프 상태로 만들만큼 충분히 낮습니다. 릴레이의 공통 접점은 상시 폐쇄 접점에 연결되고 회로는 전원에서 전류 공급을받는 부하로 완료됩니다.

그러나 추가 부하가 연결되면 전류 감지 요소를 통과하는 전류가 증가하여 저항의 전압 강하가 증가합니다. 어떤 시점에서,이 전압 강하는 고정 전압 이상입니다. 즉, 비 반전 단자에서의 입력은 비교기의 반전 단자에서의 입력보다 큽니다. 이로 인해 비교기에서 MOSFET을 온 상태로 트리거하기에 충분한 전압으로 높은 논리 출력이 발생합니다. MOSFET이 전도됨에 따라 릴레이 코일에 전원이 공급되고 이제 공통 접점이 정상 개방 접점에 연결됩니다. 이로 인해 회로가 끊어지고 전원 공급 부족으로 인해 부하가 전환되므로 전류 흐름에 방해가됩니다.