Scurgerea de tensiune este un nume populist pentru diferite tipuri de scufundări și creșteri de tensiune în rețeaua de alimentare cu energie electrică. Termenul nu se regăsește în literatura științifică și profesională.
Informații generale
Tampoanele de tensiune nu sunt, de obicei, atât de periculoase, astfel încât literatura de specialitate să țină cont de acestea. Termenul salt, cel mai probabil înseamnă o schimbare rapidă. Săriți, săriți, nu stați liniștiți. Din punct de vedere vizual, acest lucru se reflectă în clipirile becurilor cu incandescență. Dispozitivele de iluminat cu LED-uri și cu descărcare în gaz sunt alimentate de către șoferi și nu vor prezenta modificări în funcționarea lor după variațiile de tensiune. Sau, cel puțin, va fi mult mai slab.
În consecință, în epoca actuală, s-ar putea ca greu să apară expresia că tensiunea se ridică undeva. Mai ales efectul poate fi observat în cooperativele de garaj, unde în încălcarea tuturor normelor se utilizează mașini de sudura individuale. Ei consumă o mulțime de energie din rețea. Și, deoarece capacitățile transformatorului local sunt limitate, există o defecțiune de tensiune. De regulă, consecințele triste nu apar, astfel încât fenomenul este reconciliat
Creșterea tensiunii poate fi cauzată de o varietate de factori. Diferența potențială crește atât de rapid încât uneori se rupe prin izolare electrică. Acest fenomen nu este numit supratensiune, ci suprasolicitare. Conform factorilor care au cauzat acest fenomen, ei disting:
- Supratensiuni interne care apar atunci când echipamentul este pornit și oprit. Acest lucru este valabil mai ales pentru sarcina inductivă, care poate stoca o cantitate semnificativă de energie: motoare, transformatoare. Compensarea băncilor de condensatori poate provoca, de asemenea, supratensiune sau cadere. La controlul reactanței, există, de asemenea, o absorbție bruscă sau eliberarea energiei.
- Surplusurile atmosferice sunt de obicei cauzate de linii de trăsnet, descărcări cu arc și pot ajunge la milioane de volți. Este adevărat, pentru un timp foarte scurt - zeci de microsecunde. Supratensiuni interne sunt mult mai lungi - de la 50 la 100 ms.
Supratensiuni interne, de obicei, nu depășesc valoarea nominală mai mare de 2,5 - 3,5 ori.
Până acum, nu există o teorie unificată a ceea ce se întâmplă în tunete. Deși problema era încă ocupată de Benjamin Franklin și Lomonosov. Intensitatea atmosferei pământului este de aproximativ 100 V / m. O caracteristică inerentă Pământului este creșterea numărului de transportatori cu taxă liberă cu altitudine. Acest lucru poate fi explicat prin radiații cosmice, inclusiv prin emanarea de la Soare. La o altitudine de 80 km, conducerea aerului, în ciuda densității scăzute, este de 3 miliarde de ori mai mare decât la suprafața planetei. Acest lucru este comparabil cu cel demonstrat de apa proaspata.
Fizicienii își imaginează globul ca un condensator sferic mare. Una dintre plăcile sale este suprafața solului, cel puțin curent electric conductiv, iar cel de-al doilea - ionosfera. Dielectricul este stratul atmosferic de aer. Încărcarea forțelor naturii cu această capacitate imensă, universul provoacă numeroase procese care au loc la diferite înălțimi.
Când frecare în tunete se acumulează taxe libere. Sub acțiunea câmpului Pământului, ele sunt stratificate. Aproximativ cum se întâmplă în electroforum. Dacă aerul curge puțin câteodată, atunci apa evaporată pură este un dielectric cu un factor de permeabilitate de 81. Când un nor se formează și este încă în vrac, se comportă ca un conductor într-un câmp electric. Încărcăturile de pe suprafața sa sunt distribuite astfel încât să echilibreze impactul aplicat extern.
Vezi și: LED ultra-luminos
Dar vântul începe să sufle, iar umiditatea se ridică de la sol, datorită căruia se formează o mulțime de picături mici. Pe suprafața lor, o curbură mare a formei creează o tensiune crescută, care determină încărcături pozitive să curgă pe suprafața planetei, iar cele negative - să se ridice în direcția ionosferei. Condensatorul este încărcat și energia sa este înmulțită prin utilizarea unui dielectric sub forma unui nor. În final, intensitatea pe suprafața norului atinge 30 kV / cm. Aceasta este de zeci de mii de ori valoarea normală.
Norul este prea greu pentru a urca și a lua contact cu ionosfera, astfel încât Pământul este lovitura principală pentru sine. Ionizarea începe pe suprafața norului, iar apoi arcul se deplasează de-a lungul unei traiectorii aleatorii în direcția unei rezistențe mai reduse. Din moment ce norul este un dielectric, acest mod este aproape închis, iar fulgerul cade la pământ.
Deoarece Apexul împământat obiectele au un potențial de zero, atunci ele devin adesea ținte. lemnul umed poate efectua taxa, și astfel servește ca unul dintre punctele cele mai susceptibile de a lovi. Apoi, arcul și tensiunea pasului ucid tot ce sa întâmplat să fie în apropiere. Adesea țintă este un stâlp sau fulgerul său. câmpuri electromagnetice de forță incredibilă creează interferențe puternice în linie, cauzând tulpina. Acesta este unul dintre motivele pentru care este necesar pentru a opri electronica pe furtuna.
Supratensiune atmosferică
O descriere calitativă a loviturii de trăsnet
Forma impulsului de supratensiune a curentului de trăsnet are forma unui triunghi cu o față în creștere bruscă și o scădere relativ ușoară. Întregul proces durează câteva zeci de microsecunde. Pulsul curent poate avea o amplitudine de ordinul a 200 kA, ceea ce provoacă un salt normal al tensiunii pe sarcină proporțional cu mărimea rezistențelor acestor secțiuni.
Caracteristicile pulsului actuale
Linia și consumatorul formează un separator rezistiv. Și, în funcție de raportul dintre rezistențele lor, se calculează efectul total. De exemplu, cu o tensiune negativă a transformatorului, curentul va continua să curgă în direcția sa, deoarece potențialul cerului este mai mare decât oricare dintre clasele de tensiune folosite de omenire. Descărcarea fulgerului constă din mai multe impulsuri rapide, fiecare dintre acestea cuprinzând trei părți:
- Relativ mic, dar continuu crescând ușor liderul actual.
- Impulsul principal, scurt, dar foarte puternic.
- O secțiune a atenuării. Este o reducere treptată a curentului la zero, este reflectarea părții principale de-a lungul axei timpului.
Impulsurile într-un pachet pot fi de până la 20, dar mai des - două sau trei, amplitudinea lor scade treptat. Deoarece norul se comportă ca un dielectric, descărcarea fulgerului poate fi imaginată ca fluxul de electroni către pământ. După primul vârf, densitatea lor de suprafață este redusă drastic, datorită cărora vin aici purtătorii din toate celelalte părți ale norului. Potențialul din nou crește, iar pe o nouă cale de aer ionizat se repetă în mod repetat. Acest lucru se întâmplă până când tensiunea norului scade până la punctul în care descărcarea arcului nu poate exista.
Schema de formare a diferenței de potențial atmosferic în trăsnet
Fulgerul are loc simultan în două locuri. Când fluxul de electroni începe să se deplaseze în jos, pământul se electrifică, iar diferența de potențial care rezultă ionizează aerul aproape de sol. În același timp, doi lideri se mișcă unul către celălalt:
- în jos - negativ;
- up - pozitiv.
De regulă, diferența de scânteie este minimă în raport cu orice înălțime: un copac, un catarg, un vârf de munte. Prin urmare, debitul devine chiar aici. Datorită faptului că potențialul diferă foarte slab în dielectric, fulgere lovesc obiecte bine protejate, care sunt sub potențialul terenului. Acest lucru explică faptul că descărcarea rar întâlnește obiecte de importanță strategică precum lacurile de petrol. Fiind un dielectric, combustibilul natural poate acumula o sarcină, dar nu o conduce bine.
Vezi și: Cutoff curent
Mulți pot observa că fulgerul loveste adesea oceanul. Dar apa de mare este un electrolit excelent, deci nu puteți lua în considerare corpurile de apă în același context cu petrolul. Acum, cititorii își pot imagina cu ușurință ce va duce la o pată de ulei pe apă. Ei spun că uleiul este și mai rău: stratul său sa scufundat de-a lungul traiectoriei Golfului și acum va fi în grosimea oceanului.
Conductor într-un câmp electric
Impulsurile prezentate în figură nu sunt simetrice. Fața este mai abruptă decât recesiunea. Parametrii pulsului sunt prezentați în tabel, ambele deviații cele mai frecvent observate și cele limită în ambele direcții. Potrivit statisticilor, doar 2% din curenții de trăsnet ating o valoare de 100 kA, aproximativ jumătate fiind în zona de până la 18 kA.
Procentul de cazuri
Consecințele loviturilor de trăsnet
Mărimea supratensiunii este afectată de curentul pulsului de fulgere și de panta frontală. Cu un impact direct în conformitate cu legea lui Ohm, se poate găsi stres. 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, se obține tensiunea la sarcina U = 500 × 20,000 / 510 = 19,6 kV. Este clar că o astfel de amenințare nu poate fi lăsată fără atenție, prin urmare, pe liniile electrice firele sunt protejate cu fulgere. În funcție de clasa de stres, activitățile sunt foarte diferite.
Pe lângă impactul direct, deviația potențialului poate fi cauzată de fenomenul așa-numitului tensiune pas. Sârmă este de obicei conectat la sol prin neutru, și fiecare coloană a liniei electrice este împământată. Ca urmare, se formează poduri peste care curentul ar putea fi scos pe părțile metalice ale echipamentului. De aceea, fiecare stâlp este alimentat cu ghirlande de izolatoare. Dar chiar și acest lucru nu salvează, iar curenții Arago-Foucault sunt induși în linie, ceea ce duce la salturi de tensiune. Valoarea se calculează conform formulei date în figura (în numărător curentul de trăsnet și înălțimea liniei de suspensie, iar în numitor - distanța de la locul de impact la traseul liniei electrice).
Formula de calcul a valorii
Se recomandă să luați rezistența val de o linie de sârmă de 400 ohmi, și duală (divizare fază) pentru a slăbi în continuare Done - 250. Apoi, atunci când caracteristicile de atenuare observate fulgere în reactanță său va fi mai mare, în timp ce frecvență industrială de 50 Hz trece cu pierderi mici . Impedanța este calculată ca rădăcină pătrată a raportului dintre partea inductivă a impedanței și cea capacitivă.
La ruperea liniei, un val generat de fulgere este emis în spațiu. Dacă capătul este un cablu cu o impedanță de undă de 50 Ohm, o parte din energie va fi reflectată. Valul rămas va suferi refracție pe calea către consumator. Legile reflexiei și refracției sunt descrise prin impedanțe (impedanțe totale de linie). Pentru a asigura permeabilitatea frecvenței de 50 Hz (sau a altui domeniu), se utilizează dispozitive de potrivire.
Supratensiunile cauzate de fulgere sunt de obicei cele mai periculoase și mai semnificative în amplitudine. Prin urmare, nu se efectuează luarea în considerare a altor vârfuri de tensiune în practică. Cu condiția ca linia să fie bine izolată pentru a proteja împotriva loviturilor de trăsnet, precum și alte măsuri obligatorii. Rezistența dielectrică este determinată de puterea maximă a câmpului.
Aici se observă cel mai mare paradox: pe liniile cu curent scăzut pericolul este mai mare. Deoarece micile curburi ale firelor cresc foarte mult rezistența câmpului electric. Izolatorii din diferite materiale utilizate în structurile cu mai multe straturi ar trebui, dacă este posibil, să aibă aceeași capacitate. În caz contrar, va exista o distorsiune semnificativă (a se vedea conexiunea în serie a condensatoarelor). Cu cât este mai mică tensiunea totală, menținută de un izolator cu mai multe straturi, fără o defecțiune.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: