Se puede utilizar un circuito indicador de fuga a tierra simple que se analiza aquí para obtener resultados muy útiles con respecto a las fugas de corriente desde el cuerpo de un aparato a la clavija de tierra. La idea fue solicitada por el Sr. SS kopparthy.
El circuito del indicador de fuga a tierra propuesto se muestra en la figura siguiente.
Cada una de estas unidades se puede utilizar para aparatos individuales que tengan clavijas de tierra, o se puede colocar un solo circuito cerca del MCB para detectar una posible fuga común de todos los aparatos. El circuito se puede entender con los puntos que se explican a continuación:
Operación del circuito
R2 está posicionado como una resistencia de detección de corriente que debe tener un valor relativamente bajo para que la función de conexión a tierra real no se obstruya debido a su resistencia.
T1 aquí forma una etapa de detección de corriente y amplificador de voltaje. El pequeño voltaje detectado en R2 es rápidamente amplificado por T1 y alimentado al LED dentro de un optoacoplador.
Mientras la fuga no sea relativamente significativa (por debajo de 20mA) el LED dentro del opto no responde, sin embargo, en el momento en que este valor excede el límite establecido, el LED dentro del opto se ilumina encendiendo el correspondiente transistor incorporado, que a su vez activa el LED rojo conectado a través de su colector y cable positivo que indica una posible fuga a tierra.
El suministro para toda la operación se deriva de una pequeña fuente de alimentación sin transformador que utiliza C1, D1, C2 como componentes principales.
El LED rojo puede ser reemplazado por un zumbador piezoeléctrico de 12V para obtener una indicación de audio, o ambos pueden usarse en paralelo para facilitar una indicación de modo dual.
El valor de R2 se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
R = 0,2 / yo. donde I es la fuga de corriente permitida a través del cable de tierra, suponiendo que sea 20 mA, podemos calcularlo como:
R = 0.2 / .02 = 10 ohmios
Dado que la resistencia del colector si T1 es bastante alta, T1 podría activarse con tan solo 0.2 en su base / emisor, esa es la razón por la que se selecciona 0.2 en la fórmula anterior.
La etapa T2 se introduce para monitorear el 'estado' de la conexión a tierra, siempre que esté a la par con el neutro, T2 permanece apagada ya que su base permanece conectada a tierra a través de la buena puesta a tierra, sin embargo en el momento en que se forma una puesta a tierra débil, T2 la base obtiene suficiente voltaje a través de R5 para activarse a sí misma y al opto, que a su vez activa la alarma conectada.
La situación de una conexión a tierra débil o abierta se indica mediante los LED rojo y amarillo juntos, mientras que el LED rojo solo indica una fuga a tierra.
PRECAUCIÓN: EL CIRCUITO NO ESTÁ AISLADO DE LA RED, TODAS LAS PARTES PODRÍAN LLEVAR CORRIENTE ELÉCTRICA LETAL, TENGA MÁXIMA PRECAUCIÓN MIENTRAS SE MANIPULA DESCUBIERTA.
Lista de partes
R1 = 1K ohmios
R2 = ver texto
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1 M
D1 = diodo zener de 15 V 1 vatio
C2 = 100 uF / 25 V
T1, T2 = BC547
C1 = 0,47 uF / 400 V
opto = cualquier tipo estándar de 4 pines
El circuito anterior podría mejorarse agregando algunos componentes más, como se muestra a continuación:
En este circuito hemos agregado un diodo rectificador D1 (1N4007) para una rectificación mejorada.
T1 se ha mejorado con otro transistor BC547 T2 cableado como Darlington para hacer que la detección de fugas a tierra sea aún más sensible y permitir el uso de una resistencia R2 en línea más pequeña para una mejor experiencia de 'conexión a tierra' para los electrodomésticos.
C2 (0.22uF) asegura que T1 / T2 no se vea afectado por perturbaciones eléctricas no deseadas.
Lista de partes
R1 = 1 K
R2 = ver texto
R3, R4 = 22k
R5 = 56K
R6 = 1 M
Z1 = diodo zener de 15 V 1 vatio
D1, D2 = 1N4007
C0 = 0,47 uF / 400 V
C1 = 100 uF / 25 V
C2 = 0,22 uF
T1, T2, T3 = BC547
C1 = 0,47 uF / 400 V
opto = cualquier tipo estándar de 4 pines
Configuración de prueba para los circuitos anteriores:
Indicador de fuga a tierra
El diagrama anterior muestra la configuración de prueba para el circuito indicador de fuga a tierra propuesto.
Se lleva a cabo de la siguiente manera:
El circuito se encendió con una salida de adaptador externo de 12V CA / CC, recuerde que no conecte el circuito a la red eléctrica mientras realiza este procedimiento
En la prueba de configuración, la alimentación de 12 V CA se conecta a los puntos de tierra / electrodomésticos mediante una bombilla de 12 V.
El enlace R5 se mantiene desconectado por el momento.
La implementación anterior debería encender instantáneamente el LED rojo que indica una fuga de corriente a través de R2.
Desconectando la bombilla de 12V, el led rojo también debe apagarse, indicando el paro de la condición de fuga.
Ahora reduzca la carga de la bombilla de 12 V a un valor más bajo, se podría hacer al incluir otra bombilla de 12 V en serie.
Incluso con cargas tan bajas, el LED rojo debería poder indicar las fugas a través de R2 confirmando el funcionamiento correcto del circuito.
Ahora, al quitar la carga anterior, se debe apagar instantáneamente el LED rojo, asegurando un correcto funcionamiento del circuito.
Restaure el circuito a su estado original y ahora está listo para la instalación real cerca de su MCB.
El funcionamiento del LEd amarillo se puede observar después de que se hayan realizado la instalación y las conexiones.
Si comienza a brillar inmediatamente después de la instalación, indicaría una línea de conexión a tierra defectuosa o cableada incorrectamente.
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