Circuito di protezione dal rischio di incendio del trasformatore di rete

Il post spiega un circuito di protezione dal rischio di incendio di rete intelligente che può essere utilizzato per impedire il surriscaldamento dei trasformatori della rete di alimentazione e provocare scintille o addirittura bruciature a causa di un possibile incendio. L'idea è stata richiesta dal signor Ravindra Shedge

Specifiche tecniche

Sono Ravindra Shedge di Mumbai.

Sto cercando un circuito o un dispositivo in grado di rilevare scintille sui trasformatori. o un sistema di rilevamento precoce che può allarmare prima che il trasformatore salti.

si prega di suggerire alcune misure, come si può fare.

Ravindra Shedge.

Il design

Un trasformatore tenderebbe a prendere fuoco o provocare scintille se il carico ad esso collegato supera la sua potenza nominale massima tollerabile.

Tuttavia, prima che il malfunzionamento possa iniziare, il trasformatore probabilmente si riscalderebbe prima a livelli drastici, provocando un possibile incendio o scintille attraverso l'avvolgimento.

Il circuito di protezione dai rischi di incendio del trasformatore proposto è progettato per monitorare entrambi questi problemi e spegnere il sistema nel caso in cui una qualsiasi di queste condizioni critiche possa attraversare la soglia di pericolo.

Vediamo di capire come deve funzionare il circuito per prevenire un possibile incendio all'interno di un trasformatore.

Facendo riferimento allo schema del circuito, vediamo la configurazione composta da tre stadi, uno stadio sensore di calore costituito dal BJT BC547 come elemento di rilevamento, uno stadio rilevatore di soglia realizzato attorno all'opamp IC 741 e un rilevamento di corrente cablato attorno a Rx e alla rete a ponte collegata utilizzando D7 --- D10.

Come discusso in precedenza, un trasformatore si surriscalderebbe prima di qualsiasi tipo di pericolo di incendio, il sensore di calore nel circuito è posizionato per affrontare questo problema prima che sia troppo tardi.

Il transistor T1 insieme a D5, R1, R2, VR1 e OP1 formano lo stadio del sensore di calore, il funzionamento del circuito può essere appreso in dettaglio QUI .

Realizzazione di accoppiatore ottico LDR / LED

OP1 è un accoppiatore ottico fatto a mano in cui due LED rossi da 5 mm sono sigillati insieme a un minuscolo LDR faccia a faccia all'interno di un involucro a prova di luce, è possibile studiare un'unità di esempio che utilizza un singolo LED in questo articolo.

Per la presente applicazione dovranno essere racchiusi due LED con un LDR all'interno del modulo ottico.

VR1 è impostato in modo tale che quando il calore intorno a BC547 supera i 90 gradi Celsius, il LED sul lato sinistro all'interno di OP1 inizia ad illuminarsi.

L'illuminazione sopra del LED sul lato sinistro all'interno dell'opto abbassa la resistenza LDR che fa sì che il pin2 dell'opamp diventi appena superiore alla sua tensione di riferimento pin3.

Non appena si verifica la situazione di cui sopra, l'uscita opamp commuta su una logica bassa dal suo stato logico alto iniziale, accendendo il relè.

I contatti dei relè che sono cablati in serie con l'ingresso di rete del trasformatore spengono istantaneamente il trasformatore prevenendo un ulteriore riscaldamento dell'impianto e un possibile pericolo di incendio.

Il LED di destra all'interno dell'opto è posizionato per rilevare un sovraccarico o una situazione di sovracorrente all'interno del trasformatore.

In caso di sovraccarico, l'aumento del livello dell'amplificatore risultante induce un potenziale aumento attraverso il resistore di rilevamento Rx che a sua volta viene tradotto in una CC per illuminare il LED sul lato destro dell'opto.

In modo abbastanza identico, questa condizione abbassa troppo la resistenza LDR causando lo sviluppo di un potenziale più elevato sul pin2 dell'amplificatore operazionale rispetto al suo pin3 costringendo il relè ad attivare e interrompere l'alimentazione al trasformatore interrompendo tutte le possibilità di una possibile scintilla o bruciore all'interno del trasformatore.

Calcolo del limite di corrente

Rx può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

Rx = caduta diretta del LED / soglia massima dell'amplificatore = 1,2 / Amp

Supponiamo che l'amplificatore massimo tollerabile che non deve superare l'uscita sia 30 amp, Rx potrebbe essere calcolato come:

Rx = 1,2 / 30 = 0,04 ohm
la potenza del resistore sarebbe 1,2 x 30 = 36 watt

Schema elettrico

Nota: T1 deve essere posizionato il più vicino possibile al trasformatore, mentre D5 deve essere tenuto esposto all'atmosfera ambiente, ben lontano dal calore del trasformatore.

Elenco delle parti

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

Relè = 12 V, SPDT. specifiche dell'amplificatore secondo la valutazione del trasformatore