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断路报警电路应用和示例分析 电路分析大作业

2023-03-11 10:26 206 1 条评论 小王总博客
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断路报警电路应用和示例分析


当线路发生故障时,若不能及时排除,会引起火灾;如能及时排除,则大幅降低事故发生的概率。因此,在线路发生故障后应尽快查明故障点,以减少火灾和人员伤亡。但目前在电路发生故障后,大都采用自动切断电源的方法来处理。如果不及时切断电源,当断路装置恢复正常时,容易把人们带入危险中去。因此在电气设备的设计中应考虑设置断路报警电路来保证人们安全地使用设备;它可以防止事故的发生和减轻事故造成的危害。
所谓断路报警电路是指当某一部位(如电动机、变压器等)出现故障时,能使该部位的电气设备或线路迅速切断电源(可通过热继电器、断路器等装置)的一种装置。在使用断路报警电路时要注意以下几点:

一、断路报警装置的选择

1、断路报警装置有二种:
a。有时间限制的,如开关的脱扣时间为30秒,后就发出声光报警,要求人员迅速切断电源;
b。无时间限制的,如断路器,只要出现故障时,自动脱扣或跳闸;
2、断路报警装置要和电源中断信号及动作相配合。其作用是:在线路故障时能立即将故障处切断,并发出声光信号;
3、断路报警装置在运行过程中要保持不间断地供电,以确保安全;
4、断路报警装置有两个特性:一是当电网中某一元件发生故障时,自动脱扣机构动作(如断路器)切断电源,使被保护电路停电;二是当电网中某一元件正常供电时(如变压器)将会自动复位并保持不间断供电。所以它一定要与电源中断信号相配合使用才能充分发挥作用。这样才能在电路发生故障后及时地切断电源,使之不至于引起事故。并应避免和电源中断信号同时使用。

三、设置断路报警装置后,当电路发生故障时,如何保护人身安全呢?

当电路发生故障后,首先要查清故障点;查明故障后,如需断电,则应切断电源。如果因触电不能断电或停电时,首先要做好防护工作:
(1)切断电源:此时应使用绝缘工具将电线与导线隔离开;
(2)隔绝空气:切断电源的方法有很多种,如用干燥的木棒、粗布或绝缘胶布等进行隔离。隔离前应将被切断电路附近所有带电部分用绝缘材料封闭起来。
(3)切断电源后,应用绝缘材料对断开的线路进行覆盖保护。
(4)由于触电等原因引起的人身伤害主要是电击引起的。在触电事故中,电击往往是由于电击引起。因此,当触电后应立即对被电击者进行救护。
(5)在火灾发生时,在电器着火后也应先迅速切断电源再灭火;
(6)由于其他原因造成触电事故的处理方法与上述情况相同。
因此要注意电路发生故障后必须采取相应的保护措施来减少危害,保证人身安全。

四、断路报警装置是如何动作的?

断路报警装置在电气控制系统中能及时发现断路故障,并迅速切断电源,避免事故扩大。
断路报警装置一般由电源、断路保护继电器、热继电器或断路器等组成。其工作原理是:
1.当断路器或电源故障时,热继电器或熔断器动作而跳闸,使电流流入在其相对应的电源回路中;
2.当断路保护继电器动作时,热继电器或熔断器断开回路上的电流,并将电弧能量传给熔断器。此时,电源回路中产生电弧(一般为零线回路);
3.电流流过热继电器或熔断器时,会产生热量造成温度上升;
4.温度达到一定值时(即超过额定电流值),过高的温度会使热继电器或熔断器的触头燃烧而烧坏;
5.在进行上述动作的同时也会带动其他装置(如断路器、漏电保护器等)动作。从而起到切断电源和防止电气设备发生火灾等事故。此外若线路发生短路时也可利用此装置实现短路保护。

五、工程实例中断路器的安装位置

工程实例:某建筑工地的水泵房内安装了一台电动机,当时将电源断路器安装在了水泵房外。几个月后,因施工中不慎将水泵电动机烧毁。在处理这起事故时,经过检查发现水泵房的配电柜上有两处未接电源线(当时正处于设计阶段,未考虑到后期运行),因配电柜和水泵的距离太远且没有电源;这时突然想到,如果将备用电源断路器安装在水泵房内该怎么办呢?于是用塑料制成了一套控制开关和两个接线柱。其中控制开关是用来断开非运行负载电源的;接线柱用于连接备用电源和备用电路。由于两个接线柱没有电源线与之相连,故不会产生触电危险,但也不能在操作时随意使用。因此在安装时考虑了以上这些因素。
同时还在配电柜上加装了熔断器用来切断非运行负载的电源;并通过一套控制开关和两个接线柱来实现对泵的控制。这种方案既满足了设计要求又保护了现场设备。

六、简单的断路报警电路分析

用到了一个Q1 8050 npn三极管和一个Q2 8550 pnp三极管,一个100k的电阻,一个10k的电阻,一个电容和8欧姆喇叭
npn三极管Q1的集电极接pnp三极管Q2的基极,构成Q2偏置,Q2的发射极接电源,集电极接8欧姆的小喇叭Bl。100k电阻R1接Q1三极管的集电极构成偏置。1k电阻R2和电容C一头接Q2的集电极,一头接Q1的基极,构成反馈电路
当给电路接通电源,因为有导线L的存在,Q1的基极和发射极同时接地,此时Q1截止,R1上的电压等于电源电压,电路不工作。
当导线L被剪断,Q1的基极不接地发射极接地,Q1导通,Q1的集电极低电位导致Q2导通,此时Q1和Q2都是浅导通,BL喇叭开始得电,BL上端钳点有电压,此电压经R2和C送回到Q1的基极,Q1的偏置得到加强而进一步导通,Q1使得Q2进一步导通,流过BL喇叭的电流进一步加大,BL上端钳点电压进一步升高。如此往复循环,使Q2从浅导通到完全导通到饱和,这个过程使经过BL喇叭的电流由小增大。当Q2饱和后,等于直接将电源电压加在BL喇叭的两端,BL喇叭上的电压就是不变的了
因为电容C由隔离作用,BL喇叭上稳定的电压不会通过R2和C回传给Q1的基极,Q1基极的电压就要下降,Q1的导通程度就会变弱,Q1使得Q2的导通程度也变弱,Q2的导通程度变弱使得BL上的电流变小,BL上的电压降低,BL上端钳点降低的电压经过R2和C回传给Q1的基极,使Q1的基极电压变得更低,Q1导通更弱,使得Q2的导通也更弱,最终导致Q2截止,Q2截止后BL喇叭上没有电压。
两个循环合起来就是一个振荡循环,循环结果就是喇叭上的电路从无到有,从有到大,再由大到小,由小到无。不断循环,喇叭发出声音报警,就通知我们设备被剪断了

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七、在工业中应用断路报警电路有什么启示?

断路报警电路在工业中的应用是一个复杂的问题,涉及到电、机、炉、炉膛、燃料、煤气等工业方面,但就其核心思想就是为了保证电气设备安全可靠运行。从这个意义上来说,断路报警电路应用的关键在于电气设备(或线路)故障时,能及时切断电源或迅速将其恢复到正常工作状态;其实质在于防止电气设备或线路出现事故导致人身事故和财产损失;同时也是防止误操作造成事故。
我国自改革开放以来经济建设有了长足发展,社会生产力水平有了很大提高。但是,随着科学技术的进步,电力事业也不断发展,电气设备故障发生频率增多。据统计全国每年因电气故障而造成的事故就达近十万起;各种人身伤亡事故也有上千起。由于断路报警电路具有可以迅速切断电源的优点,它在许多方面都发挥着重要作用;然而要在工业中推广这种电路并非易事。
从设计角度来讲,断路报警电路的设计不仅要满足其功能要求(即它应该具有断开电源时切断故障线路之功能);而且也要保证断路报警电路的可靠和稳定运行;还要使断路报警电路简单、价格低廉。总之,断路报警电路必须满足上述条件。

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