Napetostni sunek

Napetost je populistično ime za različne vrste padcev in napetosti v oskrbovalni mreži. Izraz ne najdemo v znanstveni in strokovni literaturi.

Splošne informacije

Izpadi napajanja običajno niso nevarni, vzponi se upoštevajo v literaturi. Izraz »skok« pomeni hitre spremembe. Vizualno se to odraža v utripanju žarnic. Naprave za osvetlitev z LED in plinsko razelektritvijo napajajo gonilniki in ne kažejo sprememb v zmogljivosti po spremembah napetosti. Ali pa je to vsaj izrazito šibkejše.

Zato v sedanjem obdobju izraz, da napetostni skoki ne bi nastali. Močan učinek je opazen v garažnih zadrugah, kjer se posamezni varilni stroji uporabljajo v nasprotju z normami. Iz omrežja porabijo veliko energije. Lokalna zmogljivost transformatorja je omejena, do napake pride. Praviloma se žalostne posledice ne dogajajo,

se spopada s pojavom, povečanje napetosti pa povzročajo različni dejavniki. Potencialna razlika raste tako hitro, da se včasih pokvari električna izolacija. Fenomen se ne imenuje val, temveč preobremenitev. Glede na dejavnike, ki so povzročili situacijo, se razlikujejo naslednji dejavniki:

1. Notranji prenapetosti, ki se pojavijo ob vklopu in izklopu opreme. To še posebej velja za induktivne obremenitve, ki omogočajo shranjevanje velike količine energije: motorje, transformatorje. Kompenzacijski bloki kondenzatorja povzročajo tudi prenapetost ali potop. Pri uravnavanju reaktance je opazna ostra absorpcija ali vračanje energije.
2. Atmosferske prenapetosti povzročajo na progah strele, obločni izpusti, ki dosežejo milijone voltov. Res je, v kratkem času - več deset mikrosekund. Notranje prenapetosti so precej daljše - 50-100 ms.

Notranji prenapetosti ne presegajo nominalnega več kot 2,5 - 3,5-krat.

Thunderstorms

Še danes ni enotne teorije o tem, kaj se dogaja v nevihtnem oblaku.Študija je vključevala več Benjamina Franklina in Lomonosova. Intenzivnost zemeljske atmosfere je 100 V / m. Značilnost Zemlje je povečanje števila prostih nosilcev naboja z višino. To je razloženo s kozmičnim sevanjem, ki izhaja celo iz sonca. Na nadmorski višini 80 km je prevodnost zraka, kljub svoji nizki gostoti, 3 milijarde krat višja kot na površini planeta. To je primerljivo s sladko vodo.

Fiziki predstavljajo Zemljo kot velik sferični kondenzator. Ena obloga postane površina zemlje, vsaj prevaja električni tok, drugi - ionosfera. Dielektrik je atmosferski sloj zraka. Vesolje, ki polni sile narave s to ogromno zmogljivostjo, sproži številne procese, ki se odvijajo na različnih višinah.

Med tlemi in višino 80 km napetost doseže 200.000 V, kar je malenkost v primerjavi s tisto, kar dosežemo z gromom ob elektrifikaciji. Nenehno je med nebom in zemljo tok 1400 A, vendar je gostota nizka zaradi velikega območja planeta.Če pomnožimo dve količini, poiščimo komponento moči 300 MW.

Med trenjem se v gromih oblakih nabirajo prosti naboji. Pod vplivom zemeljskega polja so stratificirani. To se dogaja v elektrofore.Če zrak vodi malo po malo, se čista izhlapevana voda šteje za izolator s koeficientom prepustnosti 81. Nastane rahlo oblak, podoben prevodniku v električnem polju. Poraba na njeni površini se porazdeli z namenom uravnoteženja zunanje izpostavljenosti.

Veter prične pihati, vlaga se dvigne iz tal, nastane veliko majhnih kapljic. Velika krivina oblike na svoji površini ustvarja povečano napetost, ki povzroči, da pozitivni naboji tečejo na površino planeta, negativni pa v smeri ionosfere. Kondenzator je napolnjen, njegova energija pa se pomnoži z uporabo dielektrika v obliki oblaka. Posledično napetost na površini oblaka doseže 30 kV / cm. To je več deset tisočkrat več od normalne vrednosti.

Oblak je pretežak za vzpon in v stiku z ionosfero, glavni šok prejme Zemlja. Ionizacija se začne na površini oblaka, nato se lok premakne po naključni poti v smeri manjšega upora. Dokler je oblak dielektrik, je pot večinoma zaprta, strela pade na tla.

Vrhovi ozemljenih objektov nimajo ničelnega potenciala, pogosto postajajo tarča. Mokro drevo opravlja dobro polnjenje in zato služi kot najverjetnejša točka stika. Nastala lok in korak napetosti uničijo vse, kar je v bližini. Pogosto postaja tarča pol ali strelovod. Elektromagnetna polja neverjetne moči ustvarjajo močne pickupove v liniji, kar povzroča prenapetost. Zato je potrebno izklopiti elektroniko med nevihtami.

Atmosferska prenapetost

Kvalitativni opis udara strele

Oblika nevihtnega toka ima obliko trikotnika s strmo naraščajočo sprednjo stranjo in sorazmerno rahlim padcem. Celoten proces traja ducate mikrosekund. Tokovni impulz ima lahko amplitudo 200 kA, kar povzroči redno naraščanje napetosti v obremenitvi sorazmerno z velikostjo uporov teh odsekov.

Linija in potrošnik tvorita uporovni delilnik. Glede na razmerje njihovih uporov se izračuna skupni učinek. Na primer, z negativnim napetostnim transformatorjem bo tok tekel v njegovi smeri, ker je potencial neba višji od kateregakoli napetostnega razreda, ki ga uporablja človeštvo. Odvod strele je sestavljen iz niza hitrih impulzov, vključno s tremi deli:

1. Razmeroma majhen, dolg, gladko naraščajoč tok vodila.
2. Glavni impulz, kratek, močan.
3. Segment za naknadno bledenje. Predstavlja postopno zmanjšanje toka na nič, postane odsev vodilnega dela vzdolž časovne osi.

Impulzi v snopu so lahko do 20, vendar pogosteje - dva ali tri, amplituda se postopoma zmanjšuje. Ko je oblak dielektrik, se razelektritev strele pojavi kot tok elektronov na zemljo. Po prvem vrhu se njihova gostota površinsko močno zmanjša, nosilci hitijo iz drugih delov oblaka. Potencial ponovno narašča, po sveži poti ioniziranega zraka se spet spušča. To se zgodi, dokler napetost oblaka ne pade na mejo, kjer razelektritev obloka ni mogoča.

Lightning poteka istočasno na dveh mestih. Ko se tok elektronov začne premikati navzdol, naelektrira zemljo z vplivom, posledična potencialna razlika pa ionizira zrak blizu tal. Hkrati se dva voditelja premikata drug proti drugemu:

• je dol - negativen;
• navzgor - pozitivno.

Razpršilo je praviloma minimalno glede na določeno višino: les, jambor, gorski vrh. Odtok teče točno tukaj. Možnost je slabo razporejena z dielektriki, strela zadene dobro zaščitene objekte, ki so pod potencialom zemlje. To pojasnjuje dejstvo, da izpust redko doseže strateško pomembne objekte, kot so naftna jezera. Ker je naravno gorivo dielektrično, lahko nabira naboj, vendar ga slabo vodi.

Lightning pogosto udari v ocean. Morska voda velja za odličen elektrolit, vodnih teles pa ni mogoče obravnavati v okviru nafte. Sedaj lahko bralci zlahka zamislijo, kaj bo povzročila oljna madež na vodi. Pravijo, da je nafta še slabša: njena plast je potonila vzdolž poti Gulf Stream in je zdaj sredi oceana.

Impulzi, prikazani na sliki, niso simetrični. Njihova fronta je bolj strma kot recesija. Parametri impulzov so prikazani v tabeli, pogosto opazovani in največja odstopanja v obeh smereh. Po statističnih podatkih le 2% tokov strele doseže vrednost 100 kA, od tega je polovica na območju do 18 kA.

Posledice udara strele

Ugotovljeno je bilo, da lahko razelektritev tali žice komunikacijskih vodov ali majhnih varovalk. Kljub kratkemu trajanju impulzi nosijo veliko energije. Prenapetosti, ki jih povzroča strela, so razdeljene v dve kategoriji:

1. Neposredna stavka.
2. inducirani tok.

Velikost prenapetosti je odvisna od toka strele in strmosti sprednje strani. Z neposrednim vplivom na Ohmov zakon je mogoče najti napetost. Recimo, da je upor linije 10 ohmov, vhodna impedanca televizorja pa je 500 ohmov. Pri tokovnem impulzu 20 kA dobimo napetost pri obremenitvi U = 500 x 20.000 / 510 = 19.6 kV.Jasno je, da takšna grožnja ni zanemarjena, saj so na električnih vodih žice zaščitene s strelovodi. Glede na napetostni razred dogodka so različni.

Poleg neposrednega udarca je potencialno drsenje posledica pojava napetosti stopnice.Žica je običajno povezana z zemljo preko nevtralne enote, vsak steber električnega voda je ozemljen. Tako nastajajo mostovi, skozi katere teče tok v kovinske dele opreme. Zato je pol opremljen z nizom izolatorjev. Vendar pa previdnostni ukrepi ne varčujejo, in Arago-Foucaultovi tokovi so inducirani v črti, kar vodi do sunkov moči. Vrednost se izračuna po formuli, ki je prikazana na sliki( v števcu, tok strele in višina vzmetne linije, v imenovalcu, razdalja od točke udarca do poti polaganja električnega voda).

Da bi še dodatno zmanjšali škodo, je priporočljivo vzeti valovno impedanco linije iz ene žice, ki je enaka 400 ohmom, in podvojiti( razcepitev faz) - 250. Nato z opazovanimi karakteristikami praznjenja strele njegova oslabitev na reaktivnih uporih izgleda največja, industrijska frekvenca 50 Hzprehaja z majhnimi izgubami. Značilna impedanca se izračuna kot kvadratni koren razmerja induktivnega dela impedance in kapacitivnosti.

Pri prekinitvi linije se val, ki ga generira strela, seva v vesolje.Če je na koncu kabel z impedanco 50 ohmov, se bo nekaj energije odbilo. Preostali val bo podvržen refrakciji na poti do potrošnika. Zakonitosti refleksije in loma so opisane skozi impedance( valovne impedance linij).Da bi zagotovili frekvenco 50 Hz( ali drugo območje), se uporabljajo naprave za ujemanje.

Prenapetost, ki jo povzroča strela, najbolj nevarna in pomembna v amplitudi. Upoštevanje drugih napetostnih sunkov v praksi se ne izvaja. Pod pogojem, da ima linija ustrezno izolacijo žic za zaščito pred udari strele, so bili sprejeti drugi obvezni ukrepi. Dielektrična trdnost dielektrika je določena z maksimalno poljsko jakostjo.

Tukaj je velik paradoks: nevarnost je višja pri nizkih tokovih. Majhna ukrivljenost žic močno poveča električno polje. Izolatorji iz različnih materialov, ki se uporabljajo v večplastnih strukturah, so zasnovani tako, da imajo čim večjo zmogljivost. V nasprotnem primeru bo prišlo do znatne pristranskosti( glej serijsko povezavo kondenzatorjev).Kaj zmanjša skupno napetost, prenese večslojni izolator brez okvare.