Overstrømsbeskyttelse

Calling All Cars: The Broken Motel / Death in the Moonlight / The Peroxide Blond (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Overstrømsbeskyttelse

Basic Electricity


Spørgsmål 1

Hvilke farer kan der opstå ved et kredsløb med for stor strøm gennem dets ledere (overdreven som defineret af ledernes ampacitet) "# 1"> Reveal svar Skjul svar

Overbelastede ledninger bliver varme - måske nok til at starte en brand.

En kortere komponent kan forårsage for stor strøm i et kredsløb, men en åben fejl vil resultere i mindre (eller ingen) strøm.

Bemærkninger:

Selvom en overbelastet ledning ikke bliver varm nok til at antænde nærliggende brændbart materiale, er der andre negative virkninger af overbelastning af lederen. Udfordre dine elever til at tænke på nogle andre negative konsekvenser, som kan skyldes leders overbelastning.

Et af målene med dette spørgsmål er, at eleverne skal kunne skelne mellem åbne og korte komponentfejl.

Spørgsmål 2

Forklar konstruktionen og formålet med en elektrisk sikring .

Reveal svar Skjul svar

En sikring er et tyndt stykke metal designet til at smelte ind i to stykker i en overstrømstilstand.

Bemærkninger:

Sikringer kommer i mange forskellige stilarter og størrelser. Det ville være godt at have en række sikringer til rådighed for dine elever at se og holde under diskussionstiden.

Spørgsmål 3

Hvad er forskellen mellem en sikring og en afbryder ?

Reveal svar Skjul svar

En sikring er til engangsbrug, mens en afbryder kan genindstilles og bruges gentagne gange.

Bemærkninger:

Der var engang, da overstrømsbeskyttelse til husholdnings kredsløb primært var tilvejebragt af sikringer. I moderne tid er sikringer imidlertid forældede til kabelføring af husholdningerne - afbrydere har helt taget plads. Diskuter de relative fordele og ulemper ved disse to overstrømsbeskyttelsesteknologier.

Spørgsmål 4

Vis den korrekte placering af sikringen i dette kredsløb, hvor en elektrisk motor vil blive drevet af hjælpeprogrammet (120 volt AC) strøm:

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

Du kan omdirigere dette spørgsmål til en mere generel: Hvis sikringer skal forbindes i serie med belastningen eller parallelt med belastningen "panelpanelets standardpanel"

Spørgsmål 5

Er sikringer og afbrydere placeret på et strømfordelingspanel, der er klassificeret til at beskytte ledningerne fra overstrøm eller for at beskytte lastenhederne fra overstrøm? Forklar dit svar.

Reveal svar Skjul svar

Generelt er fordelingspanelets overstrømsbeskyttelsesanordninger bedømt på en sådan måde, at ledningsskaberne, ikke lasteenhederne, beskyttes.

Opfølgningsspørgsmål: Antag, at en computer med en 300 watt strømforsyning er tilsluttet en beholder, der betjenes af en afbryder, der er bedømt til 15 ampere. Hvor i kredsløbet ville det være bedst at installere en overstrømsbeskyttelsesenhed til at beskytte computeren mod at brænde sig selv i tilfælde af interne fejl?

Bemærkninger:

Denne lektion er meget vigtig for eleverne at lære: at panelmonterede overstrømsbeskyttelsesanordninger er klassificeret til at beskytte ledningerne, de leverer strøm til, og intet andet. Selvfølgelig er der undtagelser fra denne regel i store industrielle elsystemer.

Spørgsmål 6

For at opnå større overstrømsklassifikationer end en enkelt sikring kan give, vælger en ingeniør parallelt to 100 amp sikringer med en samlet rating på 200 ampere:

Efter nogle års drift begynder systemet imidlertid at blæse sikringer, selvom ammeteret registrerer mindre end 200 ampere belastningsstrøm. Efter undersøgelse er det konstateret, at en af ​​sikringsholdere har udviklet korrosion på en klemme, hvor en af ​​ledningen forbinder:

Forklar, hvordan en lille akkumulering af korrosion førte til denne tilstand af sikringer, der blæste, da der ikke var nogen overstrømstilstand (belastningsstrøm mindre end 200 ampere), og også hvorfor tilslutning af sikringer parallelt som dette er generelt ikke en god idé.

Reveal svar Skjul svar

Her er en elektrisk beregning, der hjælper med at forklare sikringsproblemet. Beregn strømmen gennem hver modstand i dette kredsløb:

Bemærkninger:

Bed dine elever om at forklare, hvad der sker med strøm i et kredsløb, når det grener fra en vej ind i to eller flere parallelle stier. Diskuter hvordan proportionaliteten af ​​den nuværende "splittelse" mellem disse stier afhænger af de relative modstande af disse to veje.

Selvom dine elever endnu ikke har studeret nuværende divider kredsløb, giver dette spørgsmål en glimrende mulighed for at udforske konceptet.

I øvrigt er det nu almindeligt, at nogle producenter af boligstrømforsyningsudstyr sammenkobler parallelle båndbrydere sammen for at give ekstra overstrømskapacitet. Denne tekniske praksis er tvivlsom af nøjagtig samme årsag, som det er tvivlsomt med sikringerne i dette scenarie: Enhver mængde korrosion eller anden infiltration af elektrisk modstand i en af ​​de parallelle "ben" modvirker strømstrømningen mellem de parallelle overstrømsbeskyttelsesanordninger, tvinger en af ​​dem til at håndtere en uforholdsmæssigt stor andel af den samlede strøm (og derfor tur før).

Spørgsmål 7

To 150-amp-afbrydere er forbundet parallelt for at opnå en total ampacity på 300 ampere for en elmotor service. Systemet virker helt fint i flere år, men så begynder begge breakers at spurre tur:

En elektriker måler motorstrøm ved hjælp af et klemmemåler og opdager motorens strøm er ikke mere end 228 ampere ved fuld mekanisk belastning. Beskriv, hvad der muligvis kunne være forkert, der forårsager begge afbrydere til at rejse.

Reveal svar Skjul svar

En af afbrydere har sandsynligvis udviklet mere modstand i sin parallelle gren end den anden (kontaktmodstand, modstand ved ledningsforbindelsespunkterne osv.). Jeg vil lade dig forklare, hvorfor det medfører falske ture.

Bemærkninger:

Dette er et meget praktisk problem, der direkte beskæftiger sig med parallelle modstande. Desværre har jeg set boligkredsløbspaneler nye fra producenten, udstyret med parallelle breakers! Dårlig idé . . . baaaaaad idé.

Noget værd at bemærke som en mulig årsag til udløsningen er et falskt motorisk problem. Måske bryder strømafbrydere lige nu lige, men motoren trækker lejlighedsvis mere end 300 ampere strøm! Bare fordi en elektriker måles mindre end 300 ampere ved fuld belastning betyder det ikke, at motoren aldrig trækker mere end 300 ampere. Der kan trods alt være et andet problem. Diskuter dette med dine elever og spørg dem om, hvordan de ville identificere et sådant problem efter at have konstateret, at de to afbrydere gjorde deres job korrekt.

Spørgsmål 8

En stor industriel elektrisk motor leveres strøm gennem et par sikringer:

En dag stopper motoren pludselig, selv om kontakten stadig er i "on" -position. En elektriker indkaldes til fejlfinding af den mislykkede motor, og denne person bestemmer sig for at udføre nogle spændingsmålinger for at afgøre, om en af ​​sikringerne er "blæst" eller ej, før du gør noget andet. Målerne taget af elektrikeren er som sådan (med omskifteren i "on" -positionen):

• Mellem A og jord = 120 volt AC
• Mellem B og jord = 120 volt AC
• Mellem C og jord = 120 volt AC
• Mellem D og jord = 120 volt AC

Baseret på disse målinger bestemmer elektrikeren, at begge sikringer stadig er i god stand, og at problemet ligger andre steder i kredsløbet. Er du enig i denne vurdering "# 8"> Reveal svar Skjul svar

Så længe kontakten stadig er i "on" -positionen, når disse målinger blev taget, kunne en af ​​sikringerne stadig blæse!

Opfølgningsspørgsmål: Hvilke spændingsmålinger vil definitivt afprøve tilstanden af ​​begge sikringer?

Bemærkninger:

Jeg har faktisk set en erfaren elektriker gøre denne fejl på jobbet! Bed dine elever om at forklare, hvordan fuld spænding kunne måles ved punkt C og D, med hensyn til jord, selv med en af ​​sikringerne blæst.

Spørgsmål 9

Forklar betydningen af ​​denne sikringskurve :

Reveal svar Skjul svar

Jeg vil lade dig finde ud af hvad denne graf betyder!

Bemærkninger:

Der er langt mere til en sikrings opførsel end en enkelt strøm rating, som denne "sikringskurve" graf illustrerer. Diskuter med dine elever betydningen af ​​en sådan kurve, og under hvilke betingelser kan en sikring opretholde en strøm, der er større end dens vurdering.

Spørgsmål 10

Magnetiske kredsløbsafbrydere tur gennem virkningen af ​​en elektromagnetspole, hvorigennem hele belastningsstrømmen passerer. Når magnetfeltets tiltrækningskraft er stærk nok, udløser en mekanisme for at snappe bryderkontakterne åbne, således at kredsløbsstrømmen afbrydes.

Hvad ville tiden-nuværende kurve for en sådan afbryder ligne "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00332x01.png">

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

Magnetafbryderbrydere er meget almindelige i industrien, men de er ikke egnede til alle applikationer. Diskuter dette med dine elever, og prøv at tænke på applikationer, hvor en sådan overstrømbeskyttelsesenhed ikke ville være hensigtsmæssig.

Spørgsmål 11

Vist her er tids-kurven for en dobbelt-element sikring. Termiske magnetiske afbrydere udviser lignende tidstrømskurver:

På baggrund af denne kurve, hvad mener du, at formålet med en "dual-element" sikring eller "termisk magnetisk" afbryder er "# 11"> Reveal svar Skjul svar

Sådanne overstrømsbeskyttelsesanordninger kombinerer egenskaberne af "time-overcurrent" og "instantaneous overcurrent" -beskyttelse i en enkelt enhed for at beskytte mod forskellige typer skader som følge af forskellige typer af overstrømsbetingelser.

Bemærkninger:

Det er klart, at ikke alle overstrømme betingelser er de samme. Bed dine elever om at beskrive kredsløbsfejl, der ville forårsage svag overstrøm, i modsætning til fejl, der ville forårsage ekstrem overstrøm i et kredsløb og diskutere de ødelæggende konsekvenser af hver type tilstand.

Spørgsmål 12

Ud over at have en primær strøm rating har sikringer og afbrydere også en afbrydelse nuværende rating, normalt langt over deres primære ratings. For eksempel kan en typisk 15 amp afbryder til 120 volt privat brug have en afbrydelsesgrad på 10.000 ampere (10 kA)! Under hvilke omstændigheder kan et sådant kredsløb aldrig bære så meget strøm, og hvorfor er denne bedømmelse anderledes end breakerens primære nuværende rating på 15 ampere?

Reveal svar Skjul svar

Kortslutningsforhold i elektriske systemer kan skabe "forbigående" strømme af ekstraordinær størrelse. Overstrømsbeskyttelsesanordninger vil selvfølgelig enten "blæse" eller "tur" under sådanne forhold, men deres afbrydelsesgrader har intet at gøre med den nuværende, hvor de åbnes. Snarere er en enhed med en afbrydelsesgrad på 10.000 ampere certificeret for at kunne stoppe en fejlstrøm af denne størrelsesorden, når den er åbnet.

Bemærkninger:

Studerende vil naturligvis undre sig over, hvordan en blæst sikring eller en afbrudt strømafbryder ikke kunne stoppe en fejlstrøm, da der ikke længere er en tilstand af elektrisk kontinuitet mellem sine terminaler, når den er åbnet. Eller er der? Diskuter med dine elever, hvordan en elektrisk strøm af enorm størrelse muligvis kan fortsætte med at udføre gennem en sikret sikring eller udløst afbryder.

Spørgsmål 13

Find en eller to ægte sikringer og bring dem med til dig for at diskutere. Identificer så meget information som muligt om dine sikringer før diskussion:

• Nuværende vurdering
• Spændingsvurdering
• Afbrydelsesgrad
• Sikringskurve (åbningsegenskaber: hurtigvirkende, langsomt slag osv.)
• Sikringsstatus (blæst eller ej)
Reveal svar Skjul svar

Hvis det er muligt, skal du finde en fabrikants dataark for dine komponenter (eller i det mindste et datablad for en lignende komponent) for at diskutere med dine klassekammerater.

Vær forberedt på at bevise status for din sikring i klassen ved hjælp af din multimeter!

Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at få eleverne til at kinestetisk interagere med emnet. Det kan måske være fjollet at få eleverne til at deltage i en "show and tell" -øvelse, men jeg har fundet ud af, at aktiviteter som dette i høj grad hjælper nogle studerende. For de elever, der er kinestetiske i naturen, er det en stor hjælp til faktisk at røre virkelige komponenter, mens de lærer om deres funktion. Selvfølgelig giver dette spørgsmål også en glimrende mulighed for at praktisere tolkning af komponentmærkninger, bruge et multimeter, adgangsdatablade mv.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →