Virtajännite

Virtajännite on populistinen nimi erilaisille putkille ja jännitehuippuille syöttöverkossa. Termiä ei ole tieteellisessä ja ammatillisessa kirjallisuudessa.

Yleistä

Virrankatkaisut eivät yleensä ole vaarallisia, nousuja tarkastellaan kirjallisuudessa. Termi hypätä tarkoittaa pikemminkin nopeaa muutosta. Visuaalisesti tämä näkyy lamppujen vilkkumisessa. LED- ja kaasupurkausvalaisulaitteita käyttävät kuljettajat eivätkä näytä suorituskyvyn muutoksia jännitevaihtelujen jälkeen. Ainakin tämä ilmaistaan ​​paljon heikommaksi.

Niinpä nykyisessä aikakaudessa ilmaisu, jonka mukaan jännityshyppyjä ei olisi syntynyt. Vahva vaikutus havaitaan autotalliosuuskunnissa, joissa yksittäisiä hitsauskoneita käytetään normeja rikkomalla. Ne kuluttavat huomattavaa tehoa verkosta. Paikallinen muuntajan kapasiteetti on rajoitettu, jännitehäiriö tapahtuu. Yleensä epäonnea seurauksia ei tapahdu,

sietää ilmiön, jännitteen nousu johtuu erilaisista tekijöistä.Mahdollinen ero kasvaa niin nopeasti, että se joskus katkeaa sähköeristyksen kautta. Ilmiötä ei kutsuta ylivuotoksi, vaan ylikierrokseksi. Tilanteen aiheuttaneiden tekijöiden mukaan erotellaan seuraavat tekijät:

  1. Sisäiset ylijännitteet, jotka ilmenevät, kun laite kytketään päälle ja pois. Tämä koskee erityisesti induktiivisia kuormia, jotka pystyvät tallentamaan huomattavan määrän energiaa: moottorit, muuntajat. Kondensaattorin kompensointilohkot aiheuttavat myös ylijännitettä tai uppoamista. Reaktanssin säätelyssä havaitaan voimakas absorptio tai energian paluu.
  2. Ilmakehän ylijännitteet aiheutuvat linjoista salaman, kaaren purkautumisen, miljoonien volttien kautta. Totta, lyhyessä ajassa - kymmeniä mikrosekuntia. Sisäiset ylijännitteet ovat paljon pidempiä - 50-100 ms.

Sisäiset ylijännitteet eivät ylitä nimellisarvoa yli 2,5 - 3,5 kertaa.

Ukkosta

Nykyään ei ole olemassa yhtä teoriaa siitä, mitä ukkosmyrskyissä tapahtuu. Tutkimukseen osallistui enemmän Benjamin Franklinia ja Lomonosovia. Maan ilmakehän intensiteetti on 100 V / m. Maapallolle ominainen piirre on korkeiden maksullisten kantoaaltojen lukumäärän kasvu. Tämä selittyy kosmisen säteilyn avulla, joka on peräisin myös auringosta.80 km: n korkeudessa ilmanjohtavuus on matalasta tiheydestään huolimatta 3 miljardia kertaa suurempi kuin planeetan pinnalla. Tämä on verrattavissa makeaan veteen.

Fyysikot edustavat maata suurena pallomaisena kondensaattorina. Yksi vuori tulee maaperän pintaan, ainakin sähköä johtavalla sähkövirralla, ja toinen - ionosfääri. Dielektrinen aine on ilmakehän kerros. Lataamalla luonnonvoimat tämän jättimäisen kapasiteetin avulla maailmankaikkeus herättää lukuisia prosesseja, jotka tapahtuvat eri korkeuksilla.

Maapallon ja 80 km: n korkeuden välillä jännite nousee 200 000 V: iin, mikä on hiukan pienempi verrattuna siihen, mitä on saavutettu ukkosilmalla sähköistämällä.Jatkuvasti on taivaan ja maan välillä 1400 A, mutta tiheys on alhainen planeetan suuren alueen vuoksi. Kerro kahdesta määrästä, etsi teho-komponentti 300 MW.

Kitkan aikana ilmaiset maksut kerääntyvät ukkospilviin. Maapallon kentän vaikutuksesta ne on kerrostettu. Tämä tapahtuu elektroforeissa. Jos ilma kulkee vähitellen, puhdasta haihdutettua vettä pidetään eristeenä, jonka läpäisevyyskerroin on 81. Löysää pilvi, joka on samanlainen kuin sähkökentän johdin. Sen pinnalla olevat maksut jaetaan, jotta tasapainotetaan sovellettu ulkoinen altistus.

Tuuli alkaa puhaltaa, kosteus nousee maasta, muodostuu paljon pieniä pisaroita. Muodon suuri kaarevuus muodostaa niiden pinnalla lisääntyneen jännityksen, joka saa positiiviset varaukset virtaamaan planeetan pintaan ja negatiiviset nousevat ionosfäärin suuntaan. Kondensaattori ladataan, ja sen energia kerrotaan käyttämällä dielektristä pilven muodossa. Tämän seurauksena pilvipinnan jännitys saavuttaa 30 kV / cm. Tämä on kymmeniä tuhansia kertoja normaaliarvoa.

Pilvi on liian raskas kiivetä ylös ja kosketuksessa ionosfäärin kanssa, päähyökkäys tulee maapallolle. Ionisaatio alkaa pilven pinnalta, sitten kaari liikkuu satunnaisen reitin varrella pienemmän vastuksen suuntaan. Niin kauan kuin pilvi on dielektrinen, polku on enimmäkseen suljettu, salama putoaa maahan.

Maadoitettujen objektien yläosissa on nolla-potentiaali, josta tulee usein kohde. Märkä puu suorittaa hyvän varauksen ja toimii siten todennäköisimmän osuman pisteenä.Tuloksena oleva kaari- ja askeljännite tappaa kaiken, mikä on lähellä.Tavoitteesta tulee usein napa tai salama. Uskomatonta voimaa tuottavat sähkömagneettiset kentät luovat vahvat poimut linjaan, mikä aiheuttaa ylijännitteen. Siksi on välttämätöntä sammuttaa elektroniikka ukkosmyrskyjen aikana.

ilmakehän ylijännite

Lightning Strike

: n laadullinen kuvaus Myrskyn virran pulssin muoto on kolmion muotoinen, jossa on voimakkaasti nouseva etuosa ja suhteellisen lempeä kaltevuus. Koko prosessi kestää kymmeniä mikrosekuntia. Virran pulssin amplitudi voi olla 200 kA, mikä aiheuttaa säännöllisen jännitteen nousun kuorman yli suhteessa näiden osuuksien vastusten kokoon.

Virran pulssin ominaisuudet

Linja ja kuluttaja muodostavat resistiivisen jakajan. Riippuen niiden vastusten suhteesta lasketaan kokonaisvaikutus. Esimerkiksi negatiivisella jännitteellä muuntajan virta virtaa hänen suuntaansa, koska taivaan potentiaali on korkeampi kuin mitä tahansa ihmiskunnan käyttämää jänniteluokkaa. Salaman purku koostuu joukosta nopeita pulsseja, mukaan lukien kolme osaa:

  1. Suhteellisen pieni, pitkä, tasaisesti kasvava virta johtajalle.
  2. Tärkein impulssi, lyhyt, voimakas.
  3. Afterglow -segmentti. Esittää virran asteittaisen vähenemisen nollaan, tulee heijastukseksi johtavasta osasta ajan akselia pitkin.

Pulssin pulssit voivat olla jopa 20, mutta useammin - kaksi tai kolme, amplitudi vähitellen pienenee. Kun pilvi on dielektrinen, salaman purkautuminen näkyy elektronien virtauksena maahan. Ensimmäisen piikin jälkeen niiden pintatiheys pienenee jyrkästi, kantajat kiirehtivät muita pilven osia. Potentiaali kasvaa uudelleen, ja ionisoidun ilman tuore reitti kulkee jälleen. Tämä tapahtuu, kunnes pilven jännite putoaa rajaan, jossa kaaren purkaus on mahdotonta.

Kaavio ilmakehän mahdollisen eron muodostumisesta salamannossa

Salama tapahtuu samanaikaisesti kahdessa paikassa. Kun elektronien virtaus alkaa liikkua alaspäin, se sähköistää maapallon vaikutusvaltaa, ja tuloksena oleva potentiaalinen ero ionisoi ilman lähellä maata. Samalla kaksi johtajaa liikkuu toisiaan kohti:

  • on alaspäin - negatiivinen;
  • ylös - positiivinen.

Sytytystaajuus on pääsääntöisesti tiettyyn korkeuteen nähden minimaalinen: puu, masto, vuorenhuipu. Poisto virtaa täällä.Dielektriset mahdollisuudet jakautuvat huonosti, salama osuu hyvin suojattuihin kohteisiin, jotka ovat maaperän potentiaalin alaisia. Tämä selittää sen, että vastuuvapaus vaikuttaa harvoin strategisiin tiloihin, kuten öljyjärviin. Koska dielektrinen, luonnollinen polttoaine kykenee kertymään varauksen, mutta se johtaa huonosti.

Salama usein osuu merelle. Meriveden katsotaan olevan erinomainen elektrolyytti, vesistöjä ei voida pitää öljyn yhteydessä.Nyt lukijat voivat helposti kuvitella, mitä öljyn tahra vedessä johtaa. He sanovat, että öljy on vieläkin pahempi: sen kerros on upposi Gulf Stream -reitin varrella ja on nyt meren keskellä.

Johdin sähkökentässä

Kuvassa esitetyt pulssit eivät ole symmetrisiä.Niiden etuosa on jyrkempi kuin taantuma. Pulssien parametrit on esitetty taulukossa, usein havaitut ja suurimmat poikkeamat molempiin suuntiin. Tilastojen mukaan vain 2% salamavirroista saavuttaa 100 kA: n arvon, josta puolet on alueella 18 kA.

Kaavio

-tapausten prosenttiosuudesta Salamaniskun seuraukset

On todettu, että purkaus voi sulata tietoliikenneyhteyksien tai pienten sulakkeiden johdot. Lyhyestä kestosta huolimatta pulsseilla on huomattavaa energiaa. Salaman aiheuttamat ylijännitteet jaetaan kahteen ryhmään:

  1. Suora lakko.
  2. -indusoitu virta.

Ylijännitteen suuruuteen vaikuttaa salaman impulssivirta ja etuosan jyrkkyys. Suoralla vaikutuksella Ohmin lakiin on mahdollista löytää jännite. Oletetaan, että linjan impedanssi on 10 ohmia ja television tuloimpedanssi on 500 ohmia. Kun virta on 20 kA, saadaan jännite kuormalla U = 500 x 20 000/510 = 19,6 kV.On selvää, että tällaista uhkaa ei ole laiminlyöty, sähköjohtoilla johdot suojataan salamanjohtimilla. Tapahtuman jänniteluokan mukaan ne ovat erilaisia.

Suoran vaikutuksen lisäksi potentiaalinen ajoitus johtuu askeljännitteen ilmiöstä.Johto on yleensä kytketty maahan neutraalin läpi, jokainen voimajohdon pilari on maadoitettu. Tämän seurauksena muodostetaan siltoja, joiden läpi virta virtaa laitteen metalliosiin. Siksi napa on varustettu eristeillä.Varotoimia ei kuitenkaan tallenneta, ja Arago-Foucault-virrat aiheutuvat linjasta, mikä johtaa virrankehitykseen. Arvo lasketaan kuvassa esitetyn kaavan mukaisesti( laskurissa, salamavirrassa ja linjan jousikorkeudessa nimittäjässä etäisyydellä iskukohdasta virtalinjan asettamisen polulle).

Kaava

: n arvon laskemiseksi Vahingon vähentämiseksi on suositeltavaa ottaa linjan impedanssi yhdestä johdosta yhtä suureksi kuin 400 ohmia ja kaksinkertaistui( vaiheen halkaisu) - 250. Sitten havaittujen salaman purkautumisominaisuuksien vaikutuksesta reaktiivisten vastusten vaimennus näyttää suurimmalta, teollisuuden taajuudelta 50 Hzkulkee pienillä häviöillä.Ominaisimpedanssi lasketaan impedanssin induktiivisen osan ja kapasitanssin välisen suhteen neliöjuurena.

Linjan katkeamisen aikana salaman tuottama aalto säteilee avaruuteen. Jos lopussa on kaapeli, jonka impedanssi on 50 ohmia, osa energiasta heijastuu. Jäljelle jäävä aalto joutuu taittumaan matkalla kuluttajalle. Heijastuksen ja taittumisen lakeja kuvataan impedanssien( viivojen impedanssit) suhteen.50 Hz: n( tai muun alueen) taajuuden varmistamiseksi käytetään vastaavia laitteita.

Salaman aiheuttama ylijännite, vaarallisin ja merkittävin amplitudissa. Muita jännitevirtoja ei käytännössä käytetä.Muilla pakollisilla toimenpiteillä on edellyttäen, että johdolla on asianmukainen eristys suojattua salamaiskuja vastaan. Dielektrisen dielektrisen voimakkuuden määrää kenttävoimakkuus.

Tässä on valtava paradoksi: vaara on pienempi virransäästöjohdoissa. Lankojen pieni kaarevuus lisää suuresti sähkökenttää.Monikerroksisissa rakenteissa käytettävien eri materiaalien eristimet on suunniteltu siten, että niillä on mahdollisimman suuri kapasiteetti. Muussa tapauksessa tulee olemaan merkittävä bias( katso kondensaattoreiden sarjaportti).Mikä vähentää kokonaisjännitettä, kestää monikerroksisen eristimen ilman rikkoutumista.

häviämässä

häviämässäTietosanakirja

Zanulenie on toimenpide, jolla estetään henkilön sähkönsyöttö sähköiskulla, joka koostuu sellaisten laitteiden johtimien yhdistämisestä, jotka eivät ole normaalitilassa jännitteessä, neutraalilla...

Lue Lisää
Lämpörele

LämpöreleTietosanakirja

Lämpörele on laite, joka sulkee ja avaa piirin ympäristön lämpötilan muutoksista johtuvien yksiköiden signaalien vaikutuksesta. Tutkijat huomasivat sähköjohtimien lämmityksen, Joule-Lenzin laki a...

Lue Lisää
Thyristor

ThyristorTietosanakirja

Tyristori - laite lähetystehon säätämiseen sähköenergian käyttäen triac virta suunnittelu. Käytetään muuta moottorin pyörimisnopeuden, teho kirkkaus valaistuksen laitteita ja muita tarkoituksia var...

Lue Lisää