Prudký nárůst

Výboj je populistický název pro různé druhy poklesů a napěťových špiček v napájecí síti. Termín se nenachází ve vědecké a odborné literatuře.

Všeobecné informace

Výpadky elektrické energie nejsou obvykle nebezpečné, výstupy jsou v literatuře považovány. Termín skok znamená spíše rychlou změnu. Vizuálně se to projevuje v blikání žárovek. Zařízení pro osvětlení LED a výbojky plynů jsou poháněny řidičem a nezobrazují změny ve výkonu po změnách napětí.Nebo přinejmenším je to mnohem slabší.

V důsledku toho by v současné době neměla vzniknout výrazné napětí.Silný efekt je zaznamenán v garážových družstvech, kde se jednotlivé svářecí stroje používají v rozporu s normami. Spotřebují značnou sílu ze sítě.Místní kapacita transformátoru je omezená, dochází k výpadku napětí.Zpravidla se smutné důsledky nestane,

se s fenoménem vyrovná. Zvýšení napětí je způsobeno různými faktory. Potenciální rozdíl roste tak rychle, že někdy přerušuje elektrickou izolaci. Tento jev není nazýván nárůstem, ale překážkou. Podle faktorů, které způsobily situaci, se rozlišují následující faktory:

  1. Vnitřní přepětí, ke kterým dochází při zapnutí a vypnutí zařízení.To platí zejména pro indukční zátěže, které jsou schopné uchovávat značné množství energie: motory, transformátory. Bloky kompenzace kondenzátoru také způsobují přepětí nebo potopení.Při regulaci reaktance je viditelná výrazná absorpce nebo návrat energie.
  2. Atmosférické přepětí jsou na linkách způsobeny bleskem, výboji oblouků a dosahují milionů voltů.Je pravda, že v krátké době - ​​desítky mikrosekund. Interní přepětí jsou mnohem delší - 50-100 ms.

Vnitřní přepětí nepřesahují nominální hodnotu více než 2,5 - 3,5krát.

Bouřky

I dnes neexistuje žádná teorie o tom, co se děje v bouřkových mracích. Studie zahrnovala více Benjamina Franklina a Lomonosova. Intenzita zemské atmosféry je 100 V / m. Funkcí vlastní Zemi je nárůst počtu nosičů s volným nábojem s výškou. To je vysvětleno kosmickým zářením, které vychází ze slunce. V nadmořské výšce 80 km je vzduchová vodivost navzdory nízké hustotě 3 miliardykrát vyšší než na povrchu planety. To je srovnatelné s čerstvou vodou.

Fyzici reprezentují Zem jako velký sférický kondenzátor. Jedna podšívka se stává povrch půdy, přinejmenším vodivý elektrický proud a druhá - ionosféra. Dielektrikum je atmosférická vrstva vzduchu. Nabíjející síly přírody touto obrovskou kapacitou, vesmír provokuje četné procesy, které se odehrávají v různých výškách.

Mezi zemí a výškou 80 km dosahuje napětí 200 000 V, což je drobnost ve srovnání s tím, co je dosaženo při bouřce elektrifikací.Neustále existuje proud 1400 A mezi nebem a zemí, ale hustota je nízká díky velké ploše planety. Vynásobením dvou veličin najděte výkonovou složku 300 MW.

Během tření se volné náboje hromadí v bouřce. Pod vlivem pole Země jsou stratifikovány. To se děje v elektroforé.Pokud se vzduch poněkud pohybuje, čistá odpařená voda se považuje za izolátor s koeficientem propustnosti 81. Vytvoří se volný oblak, podobný vodiči v elektrickém poli. Poplatky na jeho povrchu se rozdělují tak, aby vyvažovaly aplikovanou vnější expozici.

Vítr začne foukat, vlhkost stoupá ze země, tvoří se spousta malých kapiček. Na jejich povrchu vytváří velké zakřivení tvaru zvýšené napětí, které způsobuje, že kladné náboje proudí na povrch planety a záhyby vznikají ve směru ionosféry. Kondenzátor je nabitý a jeho energie je vynásobena použitím dielektrika ve formě mraku. Výsledkem je napětí na povrchu oblačnosti dosahující 30 kV / cm. Jedná se o desítky tisícinásobku běžné hodnoty.

Oblak je příliš těžký na to, aby vyšplhal nahoru a v kontaktu s ionosférou, hlavní šok přijal Zem. Ionizace začíná na povrchu oblaku, pak se oblouk pohybuje po náhodném směru ve směru menšího odporu. Pokud je oblak dielektrikum, cesta je většinou uzavřena, blesk padá na zem.

Vrchy uzemněných objektů mají nulový potenciál, často se stávají cílem. Mokrý strom vede dobrý náboj, a proto slouží jako bod nejpravděpodobnějšího zásahu. Výsledné obloukové a krokové napětí zabíjejí vše, co je v blízkosti. Cíl se často stává stožárem nebo bleskem. Elektromagnetické pole s neuvěřitelnou pevností vytvářejí silné snímače v řadě a způsobují přepětí.Proto je nutné během bouřky vypnout elektroniku.

Atmosférické přepětí

Kvalitní popis bleskurychlosti

Tvar proudového impulzu bouře má tvar trojúhelníku s ostře stoupající přední částí a relativně jemným poklesem. Celý proces trvá desítky mikrosekund. Proudový impuls může mít amplitudu 200 kA, což způsobuje pravidelný nárůst napětí napříč zatížením v poměru k velikosti odporů těchto sekcí.

Charakteristika proudového impulsu

Linka a spotřebič tvoří odporový dělič.V závislosti na poměru jejich odporů se vypočítá celkový efekt. Například s negativním napěťovým transformátorem protéká proud ve svém směru, protože potenciál oblohy je vyšší než jakákoli třída napětí používaná lidstvem. Výboj blesku se skládá ze série rychlých impulzů, které zahrnují tři části:

  1. Poměrně malý, dlouhý, plynule se zvyšující proud vedoucího.
  2. Hlavní impuls, krátký, výkonný.Segment
  3. pro zvětšení.Představuje postupné snížení proudu na nulu, stává se odrazem přední části podél časové osy.

Impulzy ve svazku mohou být až 20, ale častěji - dvě nebo tři, amplituda postupně klesá.Jakmile je oblak dielektrikum, výboj blesku se objeví jako proud elektronů na Zemi. Po prvním špičce se jejich hustota povrchu prudce snižuje, dopravci vytekají z jiných částí oblaku. Potenciál opět narůstá, podél čerstvé cesty ionizovaného vzduchu se znovu roztáhne. Dochází k tomu, dokud napětí oblaku nedosáhne hranice, kdy není obloukové výboje možné.

Diagram vzniku rozdílu atmosférického potenciálu blesku

Blesky se objevují současně na dvou místech. Když se proud elektronů začne pohybovat směrem dolů, elektrizuje zem s vlivem a výsledný rozdíl potenciálu ionizuje vzduch blízko země.Zároveň se dva vůdci pohybují směrem k sobě:

  • je dolů - negativní;
  • nahoru - pozitivní.

Sparková mezera je zpravidla minimální vzhledem k určité výšce: dřevo, stožár, vrchol hory. Výtok proudí přesně zde. Potenciál je špatně distribuován dielektrikem, blesk zasáhne dobře chráněné objekty, které jsou pod potenciálem půdy. To vysvětluje skutečnost, že výtlak vzácně zasahuje strategicky významné objekty, jako jsou olejové jezera. Jelikož je dielektrikum, přírodní palivo je schopno nahromadit náboj, ale špatně ho vede.

Lightning často zasáhne oceán. Mořská voda je považována za vynikající elektrolyt; vodní útvary nelze považovat za kontaminované ropy. Nyní si čtenáři mohou snadno představit, co olejové skvrny na vodě povedou.Říká se, že ropa je ještě horší: jeho vrstva se potopila podél trajektorie Golfského potoka a nyní je uprostřed oceánu.

Vodič v elektrickém poli

Impulsy zobrazené na obrázku nejsou symetrické.Jejich front je strmější než recese. Parametry impulsů jsou uvedeny v tabulce, často pozorované a maximální odchylky v obou směrech. Podle statistik dosahuje pouze 2% bleskových proudů hodnotu 100 kA, z čehož polovina je v oblasti do 18 kA.

Graf procentních podílů případů

Důsledky úderů blesku

Bylo zjištěno, že výboj je schopen tavit komunikační vedení nebo malé pojistky. I přes krátké trvání impulzy nesou značnou energii. Přepětí vyvolané bleskem jsou rozděleny do dvou kategorií: přímý úder

  1. .
  2. indukovaný proud.

Velikost přepětí je ovlivněna proudem bleskového impulsu a strmostí fronty. S přímým dopadem na zákon Ohm je možné najít napětí.Předpokládejme, že impedance vedení je 10 ohmů a vstupní impedance televizoru je 500 ohmů.Při proudovém impulzu 20 kA získáme napětí při zatížení U = 500 x 20.000 / 510 = 19.6 kV.Je zřejmé, že taková hrozba není zanedbávána, na elektrických vedeních jsou dráty chráněny bleskovými vodiči. V závislosti na třídě napětí události jsou různé.

Navíc k přímému nárazu je potenciální smyk způsoben fenoménem krokového napětí.Vodič je obvykle spojen se zemí neutrálním, každý sloup elektrického vedení je uzemněn. V důsledku toho se vytvářejí mosty, kterými proud proudí do kovových částí zařízení.To je důvod, proč se tyč dodává s řadou izolátorů.Nicméně prevence nešetří a Arago-Foucault proudy jsou indukovány v linii, což vede k přetížením napájení.Hodnota se vypočítá podle vzorce uvedeného na obrázku( v čitateli, blesky proudu a výška zavěšení lana, v jmenovateli, vzdálenost od bodu nárazu k dráze ustavení vedení).

Vzorec pro výpočet hodnoty

Aby se dále snížilo poškození, doporučuje se impedance vln impedance linky z jednoho drátu rovnat 400 ohmů a zdvojnásobit( fázové dělení) - 250. Poté s pozorovanými charakteristikami bleskového výboje vypadá jeho útlum reaktivních odporů největší průmyslovou frekvenci 50 Hzprochází malými ztrátami. Charakteristická impedance se vypočte jako druhá odmocnina poměru indukční části impedance k kapacitě.

Při diskontinuitě linky vyzařuje vlna generovaná bleskem do vesmíru. Pokud na konci je kabel s impedancí 50 ohmů, část energie se odráží.Zbývající vlna podléhá reflexi na cestě k spotřebiteli. Zákony reflexe a refrakce jsou popsány v podmínkách impedancí( vlnové impedance linek).Pro zajištění frekvence 50 Hz( nebo jiného rozsahu) se používají odpovídající zařízení.

Přepětí způsobené bleskem, nejnebezpečnější a významnější v amplitudě.Zvažování jiných přepětí v praxi se neprovádí.Za předpokladu, že linka má správnou izolaci drátů k ochraně před bleskem, byla přijata další závazná opatření.Dielektrická pevnost dielektrika je určena maximální intenzitou pole.

Tam je obrovský paradox: nebezpečí je vyšší na silnoproudých linkách. Malé zakřivení drátů značně zvyšuje elektrické pole. Izolátory různých materiálů používané v vícevrstvých konstrukcích jsou navrženy tak, aby měly stejnou kapacitu. V opačném případě dochází k významnému zkreslení( viz sériové připojení kondenzátorů).Co snižuje celkové napětí, vydrží vícevrstvý izolátor bez poruchy.

Zanulenie

ZanulenieEncyklopedie

Zanulenie je opatření, které zabraňuje úrazu elektrickým proudem elektrickým proudem, který spočívá v kombinaci vodičů instalace, které nejsou v normálním stavu pod napětím s neutrálem. Zákl...

Přečtěte Si Více
Tepelné relé

Tepelné reléEncyklopedie

Termické relé je zařízení, které uzavírá a otevírá obvod pod vlivem signálů z jednotek pracujících ze změn okolní teploty. Ohřev vodičů s elektřinou si vědci všimli, zákon Joule-Lenz dává kvantit...

Přečtěte Si Více
Tyristor

TyristorEncyklopedie

Tyristory - zařízení pro nastavení přenášeného výkonu elektrické energie pomocí vypínače ve struktuře tyristoru. Slouží ke změně otáček motoru, přístroje osvětlovací výkon jasové a jiné účely.Přehl...

Přečtěte Si Více