Защита от пренапрежение

Ел. табло подложено на токов удар или пренапрежение (Юли 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Защита от пренапрежение

Основна електроенергия


Въпрос 1

Какви опасности може да се породи от верига с прекомерен ток, преминаващ през нейните проводници (прекомерно, както е определено от амбицията на проводниците) "# 1"> Откриване на отговор Скриване на отговор

Претовареното окабеляване става горещо - може би достатъчно, за да започне пожар.

Компонентът с късо съединение може да причини прекомерно ток в дадена верига, но откритата повреда ще доведе до по-малко (или не) ток.

Забележки:

Дори ако претовареният проводник не стане достатъчно горещ, за да възпламени близкия горивен материал, има и други неблагоприятни ефекти от претоварването на проводника. Предизвикайте учениците си да мислят за други негативни последици, които могат да се дължат на претоварване на диригентите.

Една от целите на този въпрос е студентите да могат да различават между откритите и късите компоненти.

Въпрос 2

Обяснете конструкцията и предназначението на електрически предпазител .

Открий отговор Открий отговора

Предпазителят е тънка метална част, предназначена да се стопи на две парчета в състояние на претоварване.

Забележки:

Предпазителите идват в много различни стилове и размери. Би било добре да имате набор от предпазители, които вашите студенти да могат да виждат и да държат по време на дискусията.

Въпрос 3

Каква е разликата между предпазител и прекъсвач ?

Открий отговор Открий отговора

Един предпазител е за еднократна употреба, докато прекъсвачът може да бъде повторно настроен и използван многократно.

Забележки:

Имаше време, когато защитата от претоварване на битови вериги беше осигурена предимно от предпазители. В съвременните времена, обаче, предпазителите са остарели за домашното окабеляване - прекъсвачите напълно заемат мястото си. Обсъдете относителните предимства и недостатъци на тези две технологии за защита от свръхток.

Въпрос 4

Покажете правилното разположение на предпазителя в тази верига, където електрическият мотор ще се захранва от захранване (120 волта AC):

Открий отговор Открий отговора

Забележки:

Можете да пренасочите този въпрос към един по-общ: трябва предпазители да бъдат свързани в серия с товара, или паралелно с натоварване "панел работния панел панел панел-по подразбиране" itemscope>

Въпрос 5

Има предпазители и прекъсвачи, разположени в разпределителния панел, предназначени да предпазват окабеляването от свръхток или да предпазват товарните устройства от свръхток? Обяснете вашия отговор.

Открий отговор Открий отговора

Най-общо казано, устройствата за защита срещу пренапрежение на разпределителните панели са класифицирани по такъв начин, че да предпазват кабелите, а не товарните устройства.

Следващ въпрос: Представете си, че компютър с 300-ватово захранване е включен в приемник, който се обслужва от прекъсвач, оценен на 15 ампера. Където в схемата би било най-добре да инсталирате устройство за защита срещу пренапрежение, за да предпазите компютъра от изгаряне в случай на вътрешна повреда?

Забележки:

Този урок е много важен за студентите, за да научат: че панелните монтирани устройства за защита от свръхток се класифицират, за да защитят окабеляването, към което доставят енергия, и нищо друго. Разбира се, съществуват изключения от това правило в големите промишлени енергийни системи.

Въпрос 6

В усилието да се постигнат по-високи стойности на свръхток, отколкото един предпазител може да осигури, един инженер решава да провокира две 100 ампера предпазители паралелно, за комбиниран рейтинг 200 ампера:

Въпреки това, след няколко години работа, системата започва да раздува предпазители дори когато амперметърът регистрира по-малко от 200 ампера на товарния ток. При разследване се установи, че един от държачите на предпазители е разработил корозия на крайна скоба, където се свързва един от проводниците:

Обяснете как малко натрупване на корозия доведе до това състояние на предпазители, които се раздуват, когато няма състояние на претоварване (ток на натоварване по-малко от 200 ампера), а също и защо свързването на предпазители паралелно като това обикновено не е добра идея.

Открий отговор Открий отговора

Ето електрическо изчисление, което ви помага да обясните проблема с раздуването на предпазителите. Изчислете тока през всеки резистор в тази схема:

Забележки:

Помолете учениците си да обяснят какво се случва с тока във верига, когато се разклонява от един път на два или повече паралелни пътеки. Обсъдете как пропорционалността на сегашното "разделяне" между тези пътища зависи от относителните съпротивления на тези два пътя.

Дори ако вашите ученици все още не са учили сегашните схеми за делители, този въпрос предоставя отлична възможност за проучване на концепцията.

Между другото, често е известно, че някои производители на жилищни електроразпределителни съоръжения прекъсват заедно прекъсвачите на "банди" паралелно за допълнителен капацитет на претоварване. Тази инженерна практика е съмнителна по същата причина, че е съмнително с предпазителите в този сценарий: всяко количество корозия или друга проникване на електрическо съпротивление в едно от паралелните "крака" компенсира разделянето на тока между паралелните устройства за защита от пренапрежение, принуждавайки един от тях да се справи с непропорционално голям дял от общия ток (и следователно да пътува по-рано).

Въпрос 7

Два 150-amp прекъсвачи са свързани паралелно, за да се получи обща амбалаж от 300 ампера за електрически моторни услуги. Системата работи добре за няколко години, но след това и двете прекъсвачи започват да измамливо пътуване:

Един електротехник измерва тока на мотора, като използва амперметър за захващане, и открива, че токът на двигателя не е повече от 228 ампера при пълно механично натоварване. Опишете какво може да е погрешно, което причинява прекъсване на прекъсвачите.

Открий отговор Открий отговора

Един от прекъсвачите вероятно е развил повече съпротива в паралелния си клон, отколкото другия (контактно съпротивление, съпротивление на свързващите точки и т.н.). Ще ви позволя да обясните защо това води до фалшиви пътувания.

Забележки:

Това е много практичен проблем, който се занимава пряко с паралелните съпротивления. За съжаление, аз видях жилищни прекъсвачи панели нови от производителя, оборудвани с паралелни прекъсвачи! Лоша идея .,, baaaaaad идея.

Нещо полезно да се отбележи, че е възможно причината за отпадането, е фалшив двигателен проблем. Вероятно верижните прекъсвачи споделят ток равномерно в края на краищата, но моторът понякога рисува повече от 300 ампера на ток! Само защото един електротехник измервал по-малко от 300 ампера при пълен товар не означава, че двигателят никога не привлича повече от 300 ампера. Може да има още един проблем. Обсъдете това с вашите ученици и ги питайте как биха идентифицирали такъв проблем, след като са установили, че двете прекъсвачи работят правилно.

Въпрос 8

Големият промишлен електрически двигател се захранва чрез двойка предпазители:

Един ден двигателят изведнъж спира да работи, въпреки че ключът все още е в положение "включено". Електрик е призован за отстраняване на неизправността на мотора и този човек решава да извърши някои измервания на напрежението, за да определи дали един от предпазителите е "разперен", преди да направи нещо друго. Измерванията, направени от електротехникът, са такива (с превключвателя в положение "включено"):

• Между A и земята = 120 волта AC
• Между B и земята = 120 волта AC
• Между C и земята = 120 волта AC
• Между D и земята = 120 волта AC

Въз основа на тези измервания електротехникът реши, че и двата предпазителя са все още в добро състояние и че проблемът е на друго място в схемата. Съгласни ли сте с тази оценка "# 8"> Откриване на отговор Скриване на отговора

Докато превключвателят все още е в положение "включено" при извършване на тези измервания, един от предпазителите все още може да бъде взривен!

Последващ въпрос: какви измервания на напрежението ще проверят окончателно състоянието на двата предпазителя?

Забележки:

Наистина съм виждал опитен електротехник да направи тази грешка в работата! Помолете учениците си да обяснят как може да се измерва пълното напрежение в точки С и D, по отношение на земята, дори и с една от взриваните предпазители.

Въпрос 9

Обяснете значението на тази крива на предпазителя :

Открий отговор Открий отговора

Ще ви позволя да разберете какво означава тази графика!

Забележки:

Съществува много повече поведението на предпазител, отколкото една токова оценка, както показва графиката "крива на предпазителите". Обсъдете с вашите ученици значението на такава крива и при какви условия един предпазител може да поддържа ток, по-голям от неговия рейтинг.

Въпрос 10

Магнитните прекъсвачи се изключват от действието на електромагнитна намотка, през която преминава целия натоварващ ток. Когато атрактивната сила на магнитното поле е достатъчно силна, механизъм задейства отварянето на контактите на прекъсвача, като по този начин прекъсва тока на електрическата верига.

Каква би била кривата време-ток за такъв прекъсвач като "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00332x01.png">

Открий отговор Открий отговора

Забележки:

Магнитно-изключващите прекъсвачи са много разпространени в индустрията, но не са подходящи за всички приложения. Обсъдете това с вашите ученици и се опитайте да помислите за приложения, при които такова устройство за защита срещу пренапрежение не би било подходящо.

Въпрос 11

Показана тук е кривата време-ток за двуелементния предпазител. Термомагнитните прекъсвачи на веригата имат подобни криви на време-ток:

Въз основа на тази крива, какво смятате, че целта на "двуелементния" предпазител или "термомагнитния" прекъсвач е "# 11"> Откриване на отговор Скриване на отговор

Такива устройства за защита от свръхток съчетават свойствата на "защита срещу пренапрежение" и "моментално претоварване" в едно устройство, за защита срещу различни видове повреди вследствие на различни видове условия на свръхток.

Забележки:

Очевидно не всички условия на претоварване са еднакви. Помолете студентите си да опишат неизправности в веригата, които биха предизвикали леки свръхток, в сравнение с грешки, които биха причинили прекомерно претоварване във верига и да обсъдят разрушителните последствия от всеки вид състояние.

Въпрос 12

В допълнение към притежаването на първичен рейтинг на тока, предпазителите и прекъсвачите имат и настояща прекъсваща честота, обикновено далеч надвишаваща техните първични оценки. Например типичен 15-битов прекъсвач за жилищна употреба от 120 волта може да има прекъсване с 10 000 ампера (10 кА)! При какви условия такава схема би могла да издържи толкова много ток и защо тази класация е различна от основната тока на прекъсвача от 15 ампера?

Открий отговор Открий отговора

Условията на късо съединение в електрическите системи могат да създадат "преходни" токове с изключителна величина. Устройствата за защита срещу пренапрежение ще бъдат, разбира се, "удар" или "пътуване" при такива условия, но техните прекъсвания нямат нищо общо с тока, на който те се отварят. По-скоро, устройство с прекъсване от 10 000 ампера е сертифицирано, за да може да спре токов ток от такава величина, след като се отвори.

Забележки:

Студентите естествено ще се чудят как изгорелият предпазител или прекъсвачът на прекъсвача не може да спре тока на повреда, тъй като вече не е налице състояние на електрическа непрекъснатост между неговите терминали, след като се отвори. Или има ли? Обсъдете с учениците си как е възможно електрически ток с огромна величина да продължи да се движи чрез издухващ предпазител или прекъсвач на прекъсвач.

Въпрос 13

Намерете един или два истински предпазители и ги донесете в клас за обсъждане. Идентифицирайте колкото се може повече информация за предпазителите си преди обсъждането:

• Настоящ рейтинг
• Напрежение
• Рейтинг за прекъсване
• Крива на предпазителя (характеристики на отваряне: бързодействащ, забавен и т.н.)
• Състояние на предпазителя (изгорял или не)
Открий отговор Открий отговора

Ако е възможно, потърсете листа с данни на производителя за компонентите си (или поне фиш за подобен компонент), за да обсъдите с вашите съученици.

Бъдете готови да докажете състоянието на вашия предпазител в клас, като използвате мултиметъра си!

Забележки:

Целта на този въпрос е да накараме учениците да взаимодействат кинестетично с предмета. Може да изглежда глупаво, че учениците се занимават с упражнение "шоу и разказвай", но установих, че такива дейности много помагат на някои ученици. За тези, които са кинестетични по природа, това е голяма помощ, за да се докоснат до истински компоненти, докато се учат за тяхната функция. Разбира се, този въпрос също така предоставя отлична възможност за тях да практикуват интерпретацията на компонентните маркировки, да използват мултицет, листа с данни за достъп и т.н.

  • ← Предишен работен лист

  • Индекс на работни листове

  • Следващ работен лист →