Energie puternică

Surge de putere este un nume populist pentru diferite tipuri de scufundări și vârfuri de tensiune în rețeaua de alimentare. Termenul nu se regăsește în literatura științifică și profesională.

Informații generale

Întreruperile de curent nu sunt de obicei periculoase, ascendentele sunt considerate în literatură.Termenul salt înseamnă mai degrabă o schimbare rapidă.Din punct de vedere vizual, acest lucru se reflectă în clipirea becurilor. Dispozitivele de iluminare cu LED-uri și dispozitive de evacuare a gazelor sunt alimentate de către șoferi și nu prezintă modificări în performanță după variațiile de tensiune. Sau, cel puțin, acest lucru este exprimat mult mai slab.

În consecință, în epoca actuală, expresia că sarele de tensiune nu ar fi apărut. Un efect puternic este remarcat în cooperativele de garaj în care mașinile individuale de sudare sunt folosite în încălcarea normelor. Ei consumă o putere considerabilă din rețea. Capacitatea locală a transformatorului este limitată, se produce o întrerupere a tensiunii. De regulă, consecințele trist nu se întâmplă,

a pus cu acest fenomen. Creșterea de tensiune este cauzată de diferiți factori. Diferența potențială crește atât de rapid încât uneori se rupe prin izolarea electrică.Fenomenul nu este numit un val, ci o suprasolicitare.În funcție de factorii care au cauzat situația, se disting următorii factori:

1. Supratensiuni interne care apar atunci când echipamentul este pornit și oprit. Acest lucru este valabil mai ales pentru sarcini inductive capabile să stocheze o cantitate semnificativă de energie: motoare, transformatoare. Blocurile de compensare ale condensatoarelor cauzează, de asemenea, supratensiunea sau scufundarea. Atunci când se reglează reactanța, se observă o absorbție bruscă sau o întoarcere a energiei.
2. Supratensiunile atmosferice sunt cauzate de linii de trăsnet, descărcări cu arc, ajungând la milioane de volți. Este adevărat, într-un timp scurt - zeci de microsecunde. Supratensiunile interne sunt mult mai lungi - 50-100 ms.

Supratensiunile interne nu depășesc valoarea nominală mai mare de 2,5 - 3,5 ori.

Furtuni

Chiar și astăzi nu există o singură teorie a ceea ce se întâmplă în nori de furtună.Studiul a implicat mai mult Benjamin Franklin și Lomonosov. Intensitatea atmosferei pământului este de 100 V / m. O caracteristică inerentă Pământului este creșterea numărului de încărcătoare gratuite cu înălțime. Acest lucru se explică prin radiații cosmice, chiar provenind de la soare. La o altitudine de 80 km, conductivitatea aerului, în ciuda densității scăzute, este de 3 miliarde de ori mai mare decât la suprafața planetei. Acest lucru este comparabil cu apa proaspătă.

Fizicienii reprezintă Pământul ca un condensator sferic mare. O căptușeală devine suprafața solului, cel puțin conducând electricitatea, iar a doua - ionosfera. Dielectricul este un strat atmosferic de aer.Încărcarea forțelor naturii cu această capacitate gigantică, universul provoacă numeroase procese care au loc la diferite înălțimi.

Între sol și înălțimea de 80 km, tensiunea atinge 200.000 V, ceea ce reprezintă o mică problemă în comparație cu ceea ce se realizează într-un tunet prin electrificare. Există constant un curent de 1400 A între cer și pământ, dar densitatea este scăzută datorită zonei mari a planetei.Înmulțind două cantități, găsiți componenta de putere de 300 MW.

În timpul frecarii, se acumulează taxe libere în tunete. Sub influența câmpului Pământului, ele sunt stratificate. Acest lucru se întâmplă în electrophore. Dacă aerul conduce puțin câte puțin, apa evaporată pură este considerată un izolator cu un coeficient de permeabilitate de 81. Se formează un nor vag, asemănător cu un conductor dintr-un câmp electric.Încărcările de pe suprafața sa sunt distribuite pentru a echilibra expunerea externă aplicată.

Vântul începe să sufle, umiditatea se ridică de la sol, se formează o mulțime de picături mici. Pe suprafața lor, curbura mare a formei creează o tensiune crescută, ceea ce face ca încărcăturile pozitive să curgă spre suprafața planetei, iar cele negative să se ridice în direcția ionosferei. Condensatorul este încărcat și energia sa este înmulțită cu ajutorul unui dielectric sub forma unui nor. Ca urmare, tensiunea pe suprafața norului atinge 30 kV / cm. Aceasta este de zeci de mii de ori valoarea normală.

Norul este prea greu să urce în sus și în contact cu ionosfera, șocul principal este primit de către Pământ. Ionizarea începe pe suprafața norului, apoi arcul se deplasează de-a lungul unei traiectorii aleatorii în direcția unei rezistențe mai reduse. Atâta timp cât norul este un dielectric, calea este aproape închisă, fulgerul cade la pământ.

Vârfurile de obiecte împământate au potențial zero, devenind adesea o țintă.Un copac umed are o încărcătură bună și, prin urmare, servește drept punctul cel mai probabil lovit. Tensiunea rezultată a arcului și a tensiunii pasului ucide tot ce se află în apropiere. Adesea ținta devine un pol sau un conductor de trăsnet. Câmpurile electromagnetice de tărie incredibilă creează semnale puternice în linie, provocând supratensiune. Prin urmare, este necesar să opriți electronica în timpul furtunilor.

Supratensiune atmosferică

Descrierea calitativă a fulgerului

Forma unui impuls de curent furtun are forma unui triunghi cu o creștere bruscă față și un declin relativ ușor.Întregul proces durează zeci de microsecunde. Pulsul curent poate avea o amplitudine de 200 kA, ceea ce determină o creștere constantă a tensiunii peste sarcină proporțional cu mărimea rezistențelor acestor secțiuni.

Linia și consumatorul formează un separator rezistiv.În funcție de raportul dintre rezistențele lor, se calculează efectul total. De exemplu, cu un transformator de tensiune negativ curentul va curge în direcția lui, deoarece potențialul cerului este mai mare decât oricare dintre clasele de tensiune folosite de omenire. Descărcarea de trăsnet constă dintr-o serie de impulsuri rapide, incluzând trei părți:

1. Un curent relativ mic, lung, fără efort, al liderului.
2. Impulsul principal, scurt, puternic.
3. Segmentul de zgomot. Reprezintă o scădere treptată a curentului la zero, devine o reflectare a părții principale de-a lungul axei timpului.

Pulses într-un pachet poate fi de până la 20, dar mai des - două sau trei, amplitudinea scade treptat. Odată ce un nor este un dielectric, descărcarea unui fulger apare ca un flux de electroni pe pământ. După primul vârf, densitatea lor de suprafață scade brusc, transportatorii se grăbesc din alte părți ale norului. Potențialul este din nou în creștere, de-a lungul traseului proaspăt de aer ionizat, din nou, se rupe în jos. Acest lucru se întâmplă până când tensiunea norii scade până la limita unde descărcarea arcului este imposibilă.

Lightning-ul apare simultan în două locuri. Când fluxul de electroni începe să se deplaseze în jos, el electrifică pământul cu influență, iar diferența de potențial care rezultă ionizează aerul aproape de sol.În același timp, doi lideri se mișcă unul către celălalt:

• este în jos - negativ;
• sus - pozitiv.

De regulă, distanța de scânteie este minimă în raport cu o anumită înălțime: lemn, catarg, vârf de munte. Descărcarea curge exact aici. Potențialul este slab distribuit prin dielectric, fulgerul atinge obiectele bine protejate care sunt sub potențialul solului. Acest lucru explică faptul că descărcarea rar atinge obiecte strategice importante precum lacurile de petrol. Fiind un dielectric, combustibilul natural este capabil să acumuleze o sarcină, dar o conduce prost.

Lightning adesea lovește oceanul. Apa de mare este considerată un electrolit excelent; corpurile de apă nu pot fi luate în considerare în contextul petrolului. Acum, cititorii își pot imagina cu ușurință ce va duce pata de ulei pe apă.Ei spun că uleiul este și mai rău: stratul său sa scufundat de-a lungul traiectoriei fluxului Golfului și se află acum în mijlocul oceanului.

Impulsurile prezentate în figură nu sunt simetrice. Fata lor este mai abruptă decât o recesiune. Parametrii impulsurilor sunt arătați în tabel, adesea observate și deviații maxime în ambele direcții. Potrivit statisticilor, doar 2% din curenții de trăsnet ating o valoare de 100 kA, jumătate din care se află în zona de până la 18 kA.

Consecințe ale loviturilor de trăsnet

S-a stabilit că descărcarea poate topi firele de linii de comunicații sau siguranțe mici.În ciuda duratei scurte, pulsurile poartă energie considerabilă.Supratensiunile induse de trăsnet sunt împărțite în două categorii:

1. Grevă directă.
2. Induced Current.

Mărimea supratensiunii este afectată de curentul de impuls de trăsnet și de abrupta frontului. Cu un impact direct asupra legii lui Ohm, este posibil să găsim o tensiune. Să presupunem că impedanța liniei este de 10 ohmi, iar impedanța de intrare a televizorului este de 500 ohmi. Cu un impuls de curent de 20 kA, obținem tensiunea la sarcina U = 500 x 20.000 / 510 = 19.6 kV.Este clar că o asemenea amenințare nu este neglijată, iar liniile electrice sunt protejate de conductorii de trăsnet.În funcție de clasa de tensiune a evenimentului sunt diferite.

În plus față de impactul direct, potențialul de derapare este cauzat de fenomenul de tensiune pas. Sârmă este de obicei conectat la sol printr-un neutru, fiecare stâlp al liniei electrice este legat la pământ. Ca urmare, se formează punți prin care curentul curge în părțile metalice ale echipamentului. De aceea, polul este livrat cu un șir de izolatoare. Cu toate acestea, precauția nu salvează, iar curenții Arago-Foucault sunt induse în linie, ducând la supratensiuni. Valoarea se calculează conform formulei prezentate în figură( în numerotator, curentul de trăsnet și înălțimea de suspendare a liniei, în numitor, distanța de la punctul de impact până la traiectoria liniei electrice).

Pentru a reduce în continuare daunele, se recomandă să se ia impedanța de undă a unei linii de la un fir egal cu 400 ohmi și să se dubleze( faza de divizare) - 250. Apoi, cu caracteristicile de descărcare de trăsnet observate, atenuarea rezistențelor reactive arată cea mai mare frecvență industrială 50 Hztrece cu mici pierderi. Impedanța caracteristică este calculată ca rădăcină pătrată a raportului dintre partea inductivă a impedanței și capacitatea.

La discontinuitatea unei linii, un val generat de fulgere radiază în spațiu. Dacă la sfârșit există un cablu cu o impedanță de 50 ohmi, o parte din energie va fi reflectată.Valul rămas va suferi refracție pe calea către consumator. Legile reflexiei și refracției sunt descrise în termeni de impedanțe( impedanțe de undă ale liniilor).Pentru a asigura o frecvență de 50 Hz( sau alt domeniu), se utilizează dispozitive de potrivire.

Presiunea cauzată de fulgere, cea mai periculoasă și semnificativă în amplitudine. Nu se ia în considerare alte valuri de tensiune în practică.Cu condiția ca linia să aibă o izolație corespunzătoare a firelor pentru a proteja împotriva loviturilor de trăsnet, au fost luate alte măsuri obligatorii. Puterea dielectrică a dielectricului este determinată de puterea maximă a câmpului.

Există un paradox imens: pericolul este mai mare pe liniile cu curent scăzut. Micșorarea curburii firelor crește foarte mult câmpul electric. Izolatoarele din diferite materiale utilizate în structurile cu mai multe straturi sunt proiectate să aibă aceeași capacitate posibilă.În caz contrar, va exista o prejudecată semnificativă( a se vedea conexiunea serială a condensatoarelor).Ceea ce scade tensiunea totală, rezistă unui izolator multistrat fără defecțiune.