Kaj je strela?
Včasih, ko pride do močnega deževja, ste morda na nebu videli blisk svetlobe in seveda vam vedno svetujemo, da ostanete na varnem doma. Skupaj z bliskavico lahko slišite tudi močan grmenje. Ta svetlobni blisk ni nič drugega kot praznjenje električne energije ali razsvetljava, kot temu pravimo. Poglejmo torej, kaj dejansko povzroča strelo, njene učinke in kako lahko preprečimo, da bi se naše električne naprave poškodovale.
Kaj povzroča strele?
Ko se zemeljska površina segreje, segreje zrak nad njo. Ko pride ta vroč zrak v stik s katerim koli vodnim telesom, segreje vodo, ki upari, in ko se zrak dviguje z vodno paro, se ta ohladi in tvori oblake. Ko se oblaki še dvigujejo, se njihova velikost povečuje in ko delci tekočine v oblaku dosežejo večjo nadmorsko višino, zmrznejo do ledenih delcev. Ko ti ledeni delci in delci tekočine trčijo med seboj, se napolnijo s pozitivno polarnostjo. Manjši ledeni delci se pozitivno napolnijo, večji pa se negativno napolnijo in zaradi zemeljskega gravitacijskega vlečenja povlečejo na zemljo. Tako med tema dvema nabojema tvori električno polje. Ko se ta intenzivnost električnega polja povečuje, pride do točke, ko začne statična elektrika teči skozi vodnike električnega polja, kar povzroči iskrico med njimi. Strela je lahko v oblaku med pozitivno nabitimi delci na vrhu in negativno nabitimi delci na dnu. Strela je lahko tudi med negativno nabitim oblakom in pozitivno nabitimi stvarmi na tleh, kot so ljudje, drevesa ali kateri koli drugi vodniki. Ko torej električni naboj teče med oblakom in osebo na tleh, dobi / jo šok. To je razlog, zakaj med nevihto svetujemo, da ne greste ven, ne stojite pod drevesom in se ne dotikate prevodnih materialov, kot so železne palice za vaše okno. Tudi temperatura strele je lahko v višjem temperaturnem območju 27000 stopinj Celzija, kar je približno šestkrat več kot na površini sonca. Ko ta elektrika prehaja skozi zrak, v kratkem času poveča temperaturo zraka in čez nekaj časa se zrak ohladi. Ko se zrak segreje, se razširi in ko se ohladi, se skrči. Ta širitev in krčenje zraka povzroča nastanek zvočnih valov.
Ker zdaj svetloba potuje hitreje kot zvok, lahko najprej vidimo strelo in nato slišimo nevihto.
Kako strela vpliva na sisteme za oskrbo z elektriko v domovih
Izmerite izmenično napetost med zemljo in nevtralnim priključkom v tripolnem vtiču v vaši hiši. Vsi bodo presenečeni, ko bodo ugotovili, da se ta giblje od 1 do 50 voltov ali več. V idealnem primeru bi moralo biti nič. Zemlja odprta bo pokazala tudi nič, kar je nevarno. Kaj naj potem storimo, da smo na varni strani? Skrajšati zemljo in nevtralno je nevarno in tega ni nikoli storiti.
Zakaj strela poškoduje vaš električni sistem?
Nevtralno v podstanici, ki napaja vašo hišo, ima določen upor, recimo 1 ohm glede na tla. Zaradi neuravnotežene napetosti v 3 ph teče tok v tej upornosti. Ta tok je lahko 1 A do 50 A ali več. Torej se IR spreminja od 1 V do 50 voltov. Tako se pri vas doma med zemljo in nevtralno prikaže enaka napetost, na katero nimate nadzora. Najhuje se zgodi, če na podstanico udari strela, ki lahko skozi ta upor prisili kilo ampere. Predstavljajte si to napetost. To povzroči katastrofalno škodo na elektronskem vezju, ki uporablja tudi ozemljitev hišne napeljave. Podjetja so v preteklosti izgubila milijone rupij, dokler ni bila uvedena rešitev. Domači električni aparati, kot so televizor, računalnik itd., Se pogosto poškodujejo zaradi visokonapetostnih konic, ki se pojavijo v daljnovodih. Ko pride do strele, se v napajalnih vodih za delček sekunde razvijejo zelo visokonapetostni konici in prehodni pojavi. Takšni kratkotrajni visokonapetostni konici se močno naložijo na omrežje tudi, ko so vklopljeni ali izklopljeni obremenitve z visoko nosilnostjo. Prav tako se to zgodi, ko se napajanje nadaljuje po izpadu električne energije zaradi visokega magnetnega polja v distribucijskem transformatorju. Močan vklopni tok teče, ko se po izpadu električne energije nadaljuje napajanje. To je posledica ustvarjanja visokega magnetnega polja v distribucijskem transformatorju distribucijskega sistema moči. To lahko povzroči takojšnjo okvaro naprav, kot je televizor, če med izpadom električne energije ostane vklopljen. Zato je večinoma priporočljivo izklopiti naprave med izpadom električne energije. Čeprav so konice v kratkem času prekratke, lahko na napravah trajno poškodujejo.
Kako preprečimo škodo zaradi strele?
Najboljša rešitev je, če lahko z izolacijskim transformatorjem razmerja med primarnim in sekundarnim razmerjem 1: 1 kratek stik ozemljimo z izoliranim nevtralnim sistemom. Upoštevajte, da ni mogoče nevtralizirati nevtralnega priključka, ki ga komunalno podjetje dobavi na hišno zemljo.
2 načina za zaščito električnih naprav pred poškodbami zaradi udarcev strele
1. Uporaba MOV-jev (Varistor kovinskega oksida)
V obstoječo stikalno ploščo je mogoče dodati nekaj MOV-jev, da zaščitite naprave pred visokonapetostnimi konicami. Če se v omrežju razvijejo težki prehodni pojavi, bo MOV v tokokrogu kratek stik napeljal in varovalka / MCB v hiši bo izgorela.
Varistor
Zaščita pred MOV:
Varistor kovinskega oksida (MOV) vsebuje keramično maso zrn cinkovega oksida v matriki drugih kovinskih oksidov, kot so majhne količine bizmuta, kobalta, mangana itd., Stisnjene med dve kovinski plošči, ki tvori elektrode. Meja med posameznim zrnom in sosedom tvori diodni spoj, ki omogoča tok toka samo v eno smer. Ko na elektrode deluje majhna ali zmerna napetost, teče le majhen tok, ki je posledica povratnega puščanja skozi diodne spoje.
Ko je uporabljena velika napetost, se diodni spoj pokvari zaradi kombinacije termionske emisije in elektronskega tuneliranja ter velikih tokov. Varistor lahko absorbira del prenapetosti. Učinek je odvisen od opreme in podrobnosti izbranega Varistorja.
Varistor med običajnim delovanjem ostane neprevoden kot naprava za ranžiranje, ko napetost ostane precej pod njegovo 'vpenjalno napetostjo'. Če je prehodni impulz previsok, se lahko naprava stopi, opeče, upari ali kako drugače poškoduje ali uniči.
Tu se uporabljajo tri enote MOV, ena med fazo in nevtralno, druga med fazo in zemljo ter tretja med nevtralno in zemljo. 10 Amperske varovalke ali MCB lahko zagotovite tako v fazni kot nevtralni liniji za popolno zaščito. To nastavitev lahko uredite v obstoječi stikalni plošči, s katere se naprava napaja.
2. Zakasnitev preklopnega časa relejev
Osnovna ideja je, da se čas vklopa relejev, ki so elektromagnetna stikala, odloži za vklop elektronskih naprav.
To preprosto vezje reši problem. Napravo napaja šele po dveh minutah zakasnitve, ko je vklopljena, ali se napajanje nadaljuje po izpadu električne energije. V tem intervalu se bo omrežna napetost stabilizirala.
V bistvu preklapljanje releja nadzoruje SCR, katerega preklop pa nadzira hitrost polnjenja in praznjenja kondenzatorja.
Vezje deluje kot zakasnilni krog v stabilizatorjih. Uporablja le nekaj komponent in ga je mogoče enostavno sestaviti. Deluje na principu polnjenja in praznjenja kondenzatorja. Za pridobitev zahtevane časovne zakasnitve se uporablja kondenzator visoke vrednosti C1. Pri vklopu se C1 počasi polni skozi R1. Ko se popolnoma napolni, se sproži SCR in rele se vklopi. Napajanje naprave poteka prek NO (normalno odprto) in skupnih kontaktov releja. Torej, ko se rele sproži, se naprava vklopi. SCR ima lastnost zaskočitve. To pomeni, da se sproži in tok teče od svoje anode do katode, ko vrata dobijo pozitiven impulz. SCR še naprej deluje, tudi če je njegova napetost na vratih odstranjena. SCR se izklopi le, če se njegov anodni tok odstrani z izklopom vezja.
LED indikator je prikazan za vklop releja. Upor R3 omejuje tok LED in upor R2 izprazni kondenzator.
Kako nastaviti
Nastavitev vezja je enostavna. Sestavite ga na skupni PCB in zaprite v ohišje. V ohišju pritrdite vtičnico za izmenični tok. Fazni vod priključite na skupni kontakt releja in kontakt NO na vtičnico AC. Nevtralna črta naj gre neposredno na drugi zatič vtičnice. Torej se fazna črta nadaljuje, ko NO kontakt releja vzpostavi stik s skupnim kontaktom.
