Wzrost mocy

Wzrost mocy jest populistyczną nazwą dla różnego rodzaju spadków i skoków napięcia w sieci zasilającej. Tego terminu nie ma w literaturze naukowej i zawodowej.

Informacje ogólne

Przerwy w zasilaniu zwykle nie są niebezpieczne, zaliczki są uwzględniane w literaturze. Termin "skok" oznacza raczej szybką zmianę.Wizualnie znajduje to odzwierciedlenie w migotaniu żarówek. Urządzenia oświetleniowe LED i wyładowcze są zasilane przez sterowniki i nie wykazują zmian w wydajności po zmianach napięcia. A przynajmniej jest to wyrażone znacznie słabiej.

W związku z tym, w obecnej erze, wyrażenie, że skoki napięcia nie powstały. Silny efekt odnotowano w spółdzielniach garażowych, w których poszczególne urządzenia spawalnicze są stosowane z naruszeniem norm. Spożywają znaczną moc z sieci. Lokalna wydajność transformatora jest ograniczona, występuje awaria napięcia. Z reguły smutne konsekwencje nie zdarzają się,

znosi to zjawisko Wzrost napięcia jest powodowany przez różne czynniki. Różnica potencjałów rośnie tak szybko, że czasami przerywa izolację elektryczną.Zjawisko to nie jest zwane falowaniem, lecz przeciążeniem. Zgodnie z czynnikami, które spowodowały sytuację, rozróżnia się następujące czynniki:

1. Wewnętrzne przepięcia występujące przy włączaniu i wyłączaniu urządzenia. Dotyczy to zwłaszcza obciążeń indukcyjnych zdolnych do magazynowania znacznej ilości energii: silników, transformatorów. Bloki kompensacji kondensatorów również powodują przepięcie lub opadanie. Podczas regulacji reaktancji zauważalne jest gwałtowne pochłanianie lub powrót energii.
2. Przepięcia atmosferyczne powstają na liniach piorunami, wyładowaniami łuku, osiągając miliony woltów. Prawda, w krótkim czasie - dziesiątki mikrosekund. Wewnętrzne przepięcia są znacznie dłuższe - 50-100 ms.

Wewnętrzne przepięcia nie przekraczają wartości nominalnej od 2,5 do 3,5 razy.

Burze z piorunami

Nawet dzisiaj nie ma jednej teorii na temat tego, co dzieje się w chmurach burzowych. W badaniu uczestniczyło więcej Benjamina Franklina i Łomonosowa. Intensywność atmosfery ziemskiej wynosi 100 V / m. Cechą nieodłączną dla Ziemi jest wzrost liczby wolnych nośników ładunku o wysokości. Wyjaśnia to promieniowanie kosmiczne, nawet emanujące ze słońca. Na wysokości 80 km przewodność powietrza, pomimo niskiej gęstości, jest 3 miliardy razy większa niż na powierzchni planety. Jest to porównywalne ze słodką wodą.

Fizycy reprezentują Ziemię jako duży kondensator sferyczny. Jedna wyściółka staje się powierzchnią gleby, przynajmniej przewodzącym prądem elektrycznym, a druga - jonosferą.Dielektryk jest atmosferyczną warstwą powietrza.Ładując siły natury dzięki tej gigantycznej zdolności, wszechświat prowokuje liczne procesy zachodzące na różnych wysokościach.

Między ziemią a wysokością 80 km napięcie osiąga 200 000 V, co jest drobiazg w porównaniu do tego, co osiąga się w burzowej błyskawicy przez elektryzowanie. Ciągle istnieje prąd 1400 A między niebem a ziemią, ale gęstość jest niska ze względu na wielki obszar planety. Mnożąc dwie wielkości, znajdź komponent mocy 300 MW.

Podczas tarcia w chmurach burzowych gromadzą się darmowe ładunki. Pod wpływem pola ziemi są stratyfikowane. Dzieje się to w elektroforze. Jeśli powietrze przewodzi stopniowo, czysta odparowana woda jest uważana za izolator o współczynniku przenikalności 81. Powstaje luźna chmura, podobna do przewodnika w polu elektrycznym.Ładunki na jego powierzchni są rozdzielane w celu zrównoważenia zastosowanej ekspozycji zewnętrznej.

Wiatr zaczyna wieje, wilgoć unosi się nad ziemią, powstaje wiele małych kropelek. Na ich powierzchni duża krzywizna formy tworzy zwiększone napięcie, co powoduje, że dodatnie ładunki przepływają na powierzchnię planety, a ujemne do góry w kierunku jonosfery. Kondensator jest naładowany, a jego energia jest pomnożona przez użycie dielektryka w postaci chmury. W rezultacie napięcie na powierzchni chmur osiąga 30 kV / cm. Jest to dziesiątki tysięcy razy wartości normalnej.

Chmura jest zbyt ciężka, aby wspiąć się i w kontakcie z jonosferą, główny szok jest odbierany przez Ziemię.Jonizacja rozpoczyna się na powierzchni chmury, następnie łuk porusza się po losowej trajektorii w kierunku mniejszego oporu. Dopóki chmura jest dielektrykiem, ścieżka jest w większości zamknięta, piorun spada na ziemię.

Szczyty uziemionych obiektów mają zerowy potencjał, często stając się celem. Mokre drzewo dobrze ładuje i dlatego służy jako punkt najbardziej prawdopodobnego trafienia. Wynikowy łuk i napięcie krokowe zabijają wszystko, co jest w pobliżu. Często cel staje się biegunem lub przewodnikiem błyskawicy. Pola elektromagnetyczne o niezwykłej sile tworzą mocne przetworniki w linii, powodując przepięcie. Dlatego wymagane jest wyłączenie elektroniki podczas burzy.

Przepięcie atmosferyczne

Opis jakościowy Uderzenia pioruna

Kształt burzy z piorunami ma kształt trójkąta z ostro narastającym frontem i stosunkowo łagodnym spadkiem. Cały proces trwa kilkadziesiąt mikrosekund. Impuls prądowy może mieć amplitudę 200 kA, co powoduje regularny wzrost napięcia na obciążeniu proporcjonalnie do wielkości rezystancji tych sekcji.

Linia i odbiornik tworzą dzielnik rezystancyjny. W zależności od stosunku ich odporności obliczany jest całkowity efekt. Na przykład, przy ujemnym napięciu transformatora prąd płynie w jego kierunku, ponieważ potencjał nieba jest wyższy niż jakakolwiek klasa napięć używana przez ludzkość.Wyładowanie wyładowcze składa się z szeregu szybkich impulsów, w tym trzech części:

1. Relatywnie mały, długi, płynnie rosnący prąd lidera.
2. Główny impuls, krótki, mocny.
3. Segment poświaty. Reprezentuje stopniowy spadek prądu do zera, staje się odbiciem wiodącej części wzdłuż osi czasu.

Impulsy w pakiecie mogą mieć do 20, ale częściej - dwa lub trzy, amplituda stopniowo się zmniejsza. Kiedy chmura jest dielektrykiem, wyładowanie pioruna wydaje się być przepływem elektronów do ziemi. Po pierwszym piku ich gęstość powierzchniowa gwałtownie spada, przewoźnicy pędzą z innych części chmury. Potencjał znów wzrasta, gdy świeża droga zjonizowanego powietrza ponownie spływa w dół.Dzieje się tak, dopóki napięcie chmury nie spadnie do granicy, w której wyładowanie łuku jest niemożliwe.

Błyskawica występuje jednocześnie w dwóch miejscach. Kiedy przepływ elektronów zaczyna się przesuwać w dół, elektryzuje ziemię z wpływem, a powstała różnica potencjałów jonizuje powietrze w pobliżu ziemi. W tym samym czasie dwóch liderów zbliża się do siebie:

• jest ujemny;
• w górę - dodatnie.

Z reguły iskiernik jest minimalny w stosunku do pewnej wysokości: drewno, maszt, szczyt górski. Wyładunek płynie właśnie tutaj. Potencjał jest słabo rozprowadzany przez dielektryki, piorun uderza w dobrze chronione obiekty, które znajdują się pod potencjałem gleby. To wyjaśnia fakt, że wyładowanie rzadko trafia na strategicznie ważne obiekty, takie jak jeziora oleiste. Będąc dielektrykiem, naturalne paliwo może gromadzić ładunek, ale kieruje nim słabo.

Błyskawica często uderza w ocean. Woda morska jest uznawana za doskonały elektrolit, a części wód nie można rozpatrywać w kontekście ropy naftowej. Teraz czytelnicy mogą łatwo wyobrazić sobie, do czego doprowadzi plama oleju na wodzie. Mówią, że olej jest jeszcze gorszy: jego warstwa zatonęła wzdłuż trajektorii Prądu Zatokowego i znajduje się teraz w samym środku oceanu.

Impulsy przedstawione na rysunku nie są symetryczne. Ich front jest bardziej stromy niż recesja. Parametry impulsów są pokazane w tabeli, często obserwowane i maksymalne odchylenia w obu kierunkach. Według statystyk, tylko 2% prądów piorunowych osiąga wartość 100 kA, z czego połowa znajduje się na obszarze do 18 kA.

Konsekwencje uderzeń piorunów

Ustalono, że wyładowanie może stopić przewody linii komunikacyjnych lub małe bezpieczniki. Pomimo krótkiego czasu trwania impulsy przenoszą znaczną energię.Przepięcia indukowane przez piorun dzielą się na dwie kategorie:

1. Bezpośrednie uderzenie.
2. Induced Current.

Na wielkość przepięcia wpływa prąd pioruna i stromość frontu. Mając bezpośredni wpływ na prawo Ohma, możliwe jest znalezienie napięcia. Załóżmy, że impedancja linii wynosi 10 omów, a impedancja wejściowa telewizora wynosi 500 omów. Przy impulsie prądowym 20 kA uzyskujemy napięcie przy obciążeniu U = 500 x 20.000 / 510 = 19,6 kV.Oczywiste jest, że takie zagrożenie nie jest zaniedbane, na liniach energetycznych przewody są chronione przez przewody odgromowe. W zależności od klasy napięciowej zdarzenia są różne.

Oprócz bezpośredniego oddziaływania, potencjalne poślizgnięcie jest spowodowane przez zjawisko napięcia krokowego. Drut jest zazwyczaj podłączony do ziemi przez przewód zerowy, każdy słup linii zasilającej jest uziemiony. W wyniku tego powstają mosty, przez które prąd wpływa do metalowych części urządzenia. Dlatego słup jest dostarczany z ciągiem izolatorów. Jednak środki ostrożności nie oszczędzają, a prądy Arago-Foucault są indukowane w linii, co prowadzi do skoków mocy. Wartość jest obliczana zgodnie ze wzorem pokazanym na rysunku( w liczniku, prądzie odgromowym i wysokości zawieszenia linii, w mianowniku, odległość od punktu uderzenia do ścieżki układania linii energetycznej).

W celu dalszego zmniejszenia uszkodzeń zaleca się przyjąć impedancję falową linii z jednego przewodu równą 400 Ohm i podwoić( podział fazowy) - 250. Następnie, przy obserwowanej charakterystyce wyładowania pioruna, jego tłumienie na oporach reaktywnych wygląda na największą, przemysłową częstotliwość 50 Hzprzechodzi z małymi stratami. Impedancja charakterystyczna jest obliczana jako pierwiastek kwadratowy ze stosunku indukcyjnej części impedancji do pojemności.

Przy nieciągłości linii fala generowana przez piorun promieniuje w przestrzeń.Jeśli na końcu jest kabel o rezystancji fali 50 Ohm, część energii zostanie odbita. Pozostała fala ulegnie załamaniu w drodze do konsumenta. Prawa odbicia i załamania są opisane w kategoriach impedancji( impedancje falowe linii).Aby zapewnić częstotliwość 50 Hz( lub inny zakres), stosowane są pasujące urządzenia.

Przepięcie spowodowane przez błyskawicę, najbardziej niebezpieczne i znaczące w amplitudzie. W praktyce nie bierze się pod uwagę innych skoków napięcia. Pod warunkiem, że linia ma odpowiednią izolację przewodów w celu ochrony przed uderzeniami piorunów, inne obowiązkowe środki zostały podjęte. Wytrzymałość dielektryczna dielektryka jest określona przez maksymalną siłę pola.

Istnieje tutaj ogromny paradoks: niebezpieczeństwo jest wyższe na liniach o niskim natężeniu. Mała krzywizna drutów znacznie zwiększa pole elektryczne. Izolatory różnych materiałów stosowanych w konstrukcjach wielowarstwowych mają taką samą pojemność, jeśli to możliwe. W przeciwnym razie wystąpi znaczne obciążenie( patrz szeregowe połączenie kondensatorów).Co zmniejsza całkowite napięcie, wytrzymuje wielowarstwowy izolator bez awarii.