A feszültségcsúcs hatása és következményei
A feszültség ugrás egy populista név a különböző feszültségcsúcsok és feszültségnövekedések között. A kifejezést nem találjuk a tudományos és szakmai irodalomban.
Általános információk
A feszültségcsúszások általában nem olyan veszélyesek, ezért a szakirodalom szerint a felemelkedések. Az "ugrás" kifejezés valószínűleg gyors váltást jelent. Ugrás, ugrás, ne álljon meg. Vizuálisan ez tükröződik az izzólámpák villogásában. A LED- és gázkisüléses világítóberendezéseket a járművezetők hajtják, és a feszültségváltozások után nem mutatnak változást a működésük során. Vagy legalábbis sokkal gyengébb lesz.
Következésképpen a jelenlegi korszakban aligha merülhet fel az a kifejezés, hogy a feszültség ugrik valahol. Különösen a hatás érvényesül a garázsos szövetkezetekben, ahol minden normát megszegve egyedi hegesztőgépeket használnak. Sok energiát fogyasztanak a hálózatból. És mivel a helyi transzformátor képességei korlátozottak, van egy feszültséghiba. Rendszerint a szomorú következmények nem fordulnak elő, ezért a jelenséget össze kell egyeztetni
A feszültség emelkedését számos tényező okozhatja. A potenciális különbség olyan gyorsan növekszik, hogy néha áttöri az elektromos szigetelést. Ezt a jelenséget nem túlfeszültségnek, hanem túlfeszültségnek nevezik. A jelenséget okozó tényezők szerint megkülönböztetik a következőket:
- Belső túlfeszültségek, amelyek a készülék be- és kikapcsolásakor jelentkeznek. Ez különösen igaz az induktív terhelésre, amely jelentős mennyiségű energiát tárolhat: motorok, transzformátorok. A kompenzáló kondenzátor bankok túlfeszültséget vagy süllyedést is okozhatnak. A reaktancia szabályozásakor élesen felszívódik vagy felszabadul az energia.
- Az atmoszférikus túlfeszültségeket általában a villámcsapások okozzák, ívkisülések és több millió feszültség elérése következtében. Igaz, nagyon rövid ideig - tízmásodperc. A belső túlfeszültségek sokkal hosszabbak - 50 és 100 ms között.
A belső túlfeszültségek általában nem haladják meg a 2,5-3,5-szeres névleges értéket.
Mostanáig nem létezik egységes elmélet arról, hogy mi történik a thundercloudokban. Bár a problémát még mindig Benjamin Franklin és Lomonosov foglalták. A Föld légkörének intenzitása kb. 100 V / m. A Földre jellemző sajátosság, hogy a szabad magasságú töltőállomások száma növekszik. Ez a kozmikus sugárzással magyarázható, beleértve a Napból eredő sugárzást is. 80 km-es tengerszint feletti magasságban a légvezetés alacsony sűrűsége ellenére 3 milliárdszor nagyobb, mint a bolygó felszínén. Ez hasonlítható az édesvíz által kimutatott adatokhoz.
A fizikusok elképzelik a földgömböt, mint egy nagy gömb kondenzátort. Az egyik lemez a talaj felszíne, legalábbis vezetőképes elektromos áram, a második - az ionoszféra. A dielektrikum a levegő légköri rétege. A természet erõinek felhalmozódása ezzel a hatalmas kapacitással, az univerzum sokféle folyamatot provokál különböző magasságoknál.
Súrlódás a thundercloudokban, felszabadul a díj. A Föld mező tevékenysége alatt rétegzettek. Körülbelül az elektroforumban. Ha a levegő egy kicsit egyszerre áramlik, akkor a tiszta elpárologtatott víz egy dielektrikum, 81 permeabilitási tényezővel. Amikor egy felhő alakul ki és még mindig laza, úgy viselkedik, mint egy elektromos mezőben lévő vezető. A felszíni feltöltéseket úgy osztják ki, hogy a külső hatásokat kiegyenlítsék.
Lásd még: Ultra-fényes LED
De a szél elkezd fújni, és a nedvesség felemelkedik a földről, ami miatt sok apró csepp alakul ki. A felszínükön az alak nagy görbülete megnöveli a feszültséget, ami pozitív töltést eredményez a bolygó felszínén, és negatívak - az ionoszféra irányába emelkednek. A kondenzátort feltöltik, és energiáját megszorozzák egy dielektrikum alkalmazásával felhő formájában. Végül a felhő felszíni intenzitása eléri a 30 kV / cm-t. Ez a rendes érték több tízezer alkalommal.
A felhő túl nehéz ahhoz, hogy felmenjen és kapcsolatba léphessen az ionoszférával, így a Föld a fő csapás maga. Az ionizáció a felhő felszínén kezdődik, majd az ív egy véletlenszerű pályán halad, kisebb ellenállás irányában. Mivel a felhő dielektrikum, így többnyire zárva van, és a villám a földre esik.
Mivel a földelt tárgyak teteje nulla potenciállal rendelkezik, gyakran a célpontok. A nedves fa a töltést jól viseli, és ezért a legvalószínűbb találat egyik pontjaként szolgál. Ezután az ív és a lépcsőfeszültség megöli mindazt, ami történt a közelben. Gyakran a cél egy pillér vagy villámhárítója. A hihetetlen teljesítményű elektromágneses mezők erőteljes pickupokat hoznak létre a sorban, túlfeszültséget okozva. Ez az egyik oka annak, hogy villámlás közben ki kell kapcsolnia az elektronikát.
Légköri túlfeszültség
A villámcsapás minőségi leírása
A villámáram túlfeszültségének alakja háromszög alakú, meredeken emelkedő elülső részével és viszonylag gyengéd cseppkel. Az egész folyamat több tízmásodpercig tart. Az aktuális impulzus amplitúdója 200 kA-os sorrendben van, ami a terhelés rendszeres feszültségeloszlását okozza a szakaszok ellenállásának méretében.
A pulzus aktuális jellemzői
A vonal és a fogyasztó egy ellenálló osztót alkot. És az ellenállások arányától függően a teljes hatás kiszámításra kerül. Például a transzformátor negatív feszültségével az áram még mindig az irányába fog áramolni, mert az égpotenciál magasabb, mint az emberiség által használt stresszosztályoké. A villámcsapás több gyors impulzusból áll, melyek mindegyike három részből áll:
- Viszonylag kicsi, de folyamatos, egyenletesen növekvő jelenlegi vezető.
- A fő impulzus, rövid, de nagyon erős.
- Az utófény egy része. Az áram fokozatos csökkenése nullára, a vezető rész tükrözi az idő tengely mentén.
Impulzusok egy csomagban legfeljebb 20, de gyakrabban - kettő vagy három, amplitúdója fokozatosan csökken. Mivel a felhő úgy viselkedik, mint egy dielektrikum, a villámcsapás úgy képzelhető el, mint az elektronok áramlása a földre. Az első csúcs után a felület sűrűsége élesen csökken, melynek következtében a felhő minden más részéről jönnek a hordozók. A potenciál ismét nő, és egy új ionizált levegővel folytatódik. Ez mindaddig történik, amíg a felhő feszültsége olyan pontig esik, ahol az ívkisülés nem létezhet.
A légköri potenciálkülönbség villámgyorsulása
Villám egyidejűleg történik két helyen. Amikor az elektron áramlása lefelé mozog, akkor a föld villog, és a keletkező potenciális különbség ionizálja a levegőt a talaj közelében. Ezzel egyidejűleg két vezető halad egymás felé:
- le - negatív;
- pozitív.
Általában a szikraosztás minimális a magassághoz képest: fa, árboc, hegycsúcs. Ezért a folyadék áramlik itt. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a potenciál rosszul különbözik a dielektrikumokban, a villámok jól védett objektumokat találnak, amelyek a talaj potenciálja alatt vannak. Ez magyarázza azt a tényt, hogy a kibocsátás ritkán olyan stratégiailag fontos tárgyakat talál, mint az olajvizek. Mivel a dielektromos, természetes üzemanyag felhalmozhatja a töltést, de nem végzi jól.
Lásd még: Aktuális lekapcsolás
Sokan észrevehetik, hogy a villám gyakran sztrájkolja az óceánt. De a tengervíz kiváló elektrolit, ezért nem tekintheti a víztesteket ugyanolyan körülmények között, mint az olaj. Most az olvasók könnyedén el tudják képzelni, mi vezet az olajfolthoz a vízen. Azt mondják, hogy az olaj még rosszabb: a réteg elsüllyedt az Öböl-patak pályáján, és most az óceán vastagsága lesz.
Elektromos térvezető
Az ábrán látható impulzusok nem szimmetrikusak. Az első meredekebb, mint a recesszió. Az impulzus paramétereket a táblázatban adjuk meg, mind a leggyakrabban megfigyelt, mind a határértékeket mindkét irányban. A statisztikák szerint a villámáramok mindössze 2% -a eléri a 100 kA értéket, a fele körülbelül 18 kA-ig terjed.
Az esetek százalékos aránya
A villámcsapások következményei
A túlfeszültség nagyságát a villámimpulzus áramlása és az elülső meredekség befolyásolja. Az Ohm törvénye szerint közvetlen hatással lehet a stressz. Tételezzük fel, hogy a vonalimpedancia 10 ohm, és a TV bemeneti impedanciája 500 ohm. 20 kA áramimpulzus esetén az U = 500 × 20 000/510 = 19,6 kV terhelésnél a feszültséget kapjuk. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen veszélyt nem lehet figyelmen kívül hagyni, ezért a vezetékeken a vezetékeket villámhárítóval védik. Attól függően, hogy a stressz osztály, a tevékenységek nagyon különbözőek.
A közvetlen hatás mellett a potenciál eltolódását az úgynevezett lépésfeszültség jelensége okozhatja. A huzalt rendszerint a talajon keresztül kapcsolják a semleges, és minden oszlop az áramvonal földelt. Ennek eredményeképpen hidak keletkeznek, amelyek felett az áram a berendezés fémrészeire szivároghat. Ezért minden pillér szigetelőkötényekkel van ellátva. De még ez sem ment, és Arago-Foucault áramok indukálódnak a sorban, ami feszültség ugrásokhoz vezet. Az érték kiszámítása az ábrán megadott képlet szerint történik (a számlálóban a villámáram és a felfüggesztési vonal magassága, valamint a nevezőben) - az ütközési helytől az erőátviteli vonalig terjedő távolság.
Az érték kiszámításához használt képlet
, Ajánlott, hogy a hullám ellenállása egy vezetékes 400 ohm, és a kettős (fázis hasítás), hogy tovább gyengíti a Kész - 250. Ezután, amikor a megfigyelt csillapítási jellemzőit villám a reaktancia lesz a legnagyobb, mivel az ipari frekvenciája 50 Hz halad kis veszteséggel . Az impedancia az impedancia induktív részének a kapacitív részarányának négyzetgyökéig számítható.
A vonalszakaszon a villám által generált hullám a térbe kerül. Ha a vég egy 50 ohm hullámimpedanciájú kábel, az energia egy része tükröződik. A fennmaradó hullám visszaverődik a fogyasztó felé vezető úton. A reflexió és a fénytörés törvényeit impedanciákon (teljes vonalimpedanciák) írják le. Az 50 Hz (vagy más tartomány) frekvencia átjárhatóságának biztosítása érdekében megfelelő illesztő eszközöket használnak.
A villám által okozott túlfeszültségek általában a legveszélyesebbek és az amplitúdójúak. Ezért más feszültségcsúcsokat a gyakorlatban nem kell elvégezni. Feltéve, hogy a vonal megfelelő módon szigetelt vezetékekkel védett a villámcsapások ellen, és egyéb kötelező intézkedéseket kell tenni. A dielektromos erő a mező maximális erősségéből adódik.
Itt van, hogy megfigyelhetjük a legnagyobb paradoxont: az alacsony áramvonalakon, a veszély magasabb. Mivel a vezetékek kis görbülete nagyban növeli az elektromos tér erősségét. A többrétegű szerkezetekben használt különböző anyagok szigetelőinek, ha lehetséges, ugyanolyan kapacitással rendelkeznek. Ellenkező esetben jelentős torzulás következik be (lásd a kondenzátorok soros csatlakoztatását). Minél alacsonyabb a teljes feszültség, amelyet egy többrétegű szigetelő tart fenn bontás nélkül.