Mi a villám?
Időszakban, amikor heves esőzések fordulnak elő, láthatta, hogy villanás villan az égen, és természetesen mindig azt tanácsolják, hogy otthon maradjon biztonságban. A fényvillanással együtt nagy mennydörgési hangot is hallhat. Ez a fényvillanás nem más, mint az áram kisütése vagy a villámlás, ahogy mi hívjuk. Lássuk tehát, mi okozza valójában a villámlást, annak hatásait, és hogyan tudjuk megakadályozni, hogy elektromos készülékeink megsérüljenek.
Mi okozza a villámlást?
Amikor a földfelület felmelegszik, felmelegíti a fölötte levő levegőt. Mivel ez a forró levegő bármilyen víztesttel érintkezik, felmelegíti a gőzölgő vizet, és ahogy a levegő a vízgőzzel együtt emelkedik, az utóbbi lehűl és felhőket képez. Ahogy a felhők tovább emelkednek, méretük növekszik, és amikor a felhőben lévő folyékony részecskék eljutnak a nagyobb magasságba, jégrészecskékké fagynak. Amikor ezek a jégrészecskék és folyékony részecskék ütköznek egymással, pozitív polaritással töltődnek fel. A kisebb jégrészecskék pozitív töltésűek, míg a nagyobb részecskék negatívan töltődnek fel, és lehúzódnak a földre a föld gravitációs vonzata miatt. Így elektromos mező képződik e két töltés között. Amint ez az elektromos tér intenzitása növekszik, eljön az a pont, amikor a statikus elektromosság elkezd áramlani az elektromos tér vezetékein, és szikra keletkezik közöttük. A villám felhőn belül lehet a pozitív töltésű részecskék felül és a negatív töltésű részecskék között alul. A villám lehet a negatív töltésű felhő és a földön lévő pozitív töltésű dolgok között is, például emberek, fák vagy bármilyen más vezető. Így amikor a felhő és a földön tartózkodó személy között elektromos töltés áramlik, sokkot kap. Ez az oka annak, hogy zivatar idején azt javasoljuk, hogy ne menjen ki, ne álljon egy fa alá, és ne érjen olyan vezető anyaghoz, mint az ablak vasrudai. A villám hőmérséklete magasabb, 27000 Celsius-fokos hőmérsékleti tartományban lehet, ami körülbelül hatszor nagyobb, mint a nap felszínén. Amint ez az elektromosság áthalad a levegőn, rövid időn belül megemeli a levegő hőmérsékletét, és egy idő után a levegő lehűl. Ahogy a levegő felmelegszik, kitágul, és lehűlve összehúzódik. A levegő ezen tágulása és összehúzódása hanghullámok keletkezését okozza.
Mivel a fény gyorsabban halad, mint a hang, először láthatjuk a villámokat, majd meghallhatjuk a zivatart.
Hogyan hat a villám az otthoni elektromos ellátórendszerekre
Mérje meg az AC feszültséget a föld és a semleges kivezetés között a ház három tűs csatlakozójában. Mindenki meglepődve tapasztalja, hogy 1 és 50 volt közötti, vagy még egyenletesebb tartományban van. Ideális esetben nullának kell lennie. A nyitott föld nulla értéket is mutat, ami veszélyes. Akkor mit tegyünk, hogy biztonságban lehessünk? A föld és a semleges rövidzárlata veszélyes, és soha nem történik meg.
Miért károsítja a villám az elektromos rendszert?
A házát tápláló alállomás semleges határozott ellenállással rendelkezik, mondjuk 1 ohm talajjal szemben. A 3 ph-ban kiegyensúlyozatlan feszültség miatt az áram ebben az ellenállásban áramlik. Ez az áram lehet 1 A és 50 A közötti, vagy még egyenletesebb. Tehát az IR 1 V és 50 V között változik. Így otthonában a föld és a nulla között ugyanaz a feszültség jelenik meg, amelyet nem tud vezérelni. A legrosszabb akkor következik be, ha villám csap be az alállomásra, amely kiló ampereket képes átvenni ezen az ellenálláson keresztül. Képzelje el azt a feszültséget. Ez katasztrofálisan károsítja az elektronikus áramkört, amely a ház vezetékének földjét is használja. A vállalatok korábban milliónyi rúpiát veszítettek, amíg erre nem került sor megoldásig. A háztartási elektromos készülékek, például a tévé, a számítógép stb., Gyakran megsérülnek a tápvezetékekben megjelenő nagyfeszültségű tüskék miatt. Nagyon nagy feszültségű tüskék és tranziensek alakulnak ki a tápvezetékekben a másodperc töredékéig, amikor villámlik. Az ilyen rövid időtartamú nagyfeszültségű tüskék akkor kerülnek szünetre a hálózatra, ha a nagy kapacitású terheléseket be- vagy kikapcsolják. Ez akkor is megtörténik, amikor az áramellátás az elosztótranszformátor nagy mágneses tere miatt bekövetkező áramkimaradás után újra bekapcsol. Az erős bekapcsolási áram akkor áramlik, amikor az áramellátás áramkimaradás után újraindul. Ez annak köszönhető, hogy nagy teljesítményű mágneses mező keletkezik az áramelosztó rendszer elosztó transzformátorában. Ez az eszközök, például a tévékészülék azonnali meghibásodását okozhatja, ha áramkimaradáskor bekapcsolt állapotban tartják. Ezért főleg áramkimaradás esetén ajánlatos kikapcsolni a készülékeket. Annak ellenére, hogy a tüskék rövid időn belül túl rövidek, maradandó károsodást okozhatnak a készülékekben.
Hogyan lehet megakadályozni a villám okozta károkat?
A legjobb megoldás az, ha a földet rövidzárlatba lehet hozni egy elszigetelt semlegesre egy 1: 1 primer / szekunder arányú leválasztó transzformátor alkalmazásával. Nem szabad rövidzárlatba hozni a közüzemi vállalat által a ház földjére szállított semlegeset.
2 módja annak, hogy megvédje elektromos eszközeit a villámhatások miatt bekövetkező sérülésektől
1. MOV-ok (fémoxid-varisztor) használata
Néhány MOV hozzáadható a meglévő kapcsolótáblához, hogy megvédje a készülékeket a nagyfeszültségű tüskéktől. Ha a hálózatban súlyos tranziensek alakulnak ki, akkor az áramkörben lévő MOV rövidzárlatot okoz a vezetékekben, és a házban lévő biztosíték / MCB ki fog fújni.
Varistor
MOV védelem:
A fémoxid-varisztor (MOV) cink-oxid szemcsék kerámia tömegét tartalmazza más fémoxidok, például kis mennyiségű bizmut, kobalt, mangán stb. Mátrixában, két fémlemez közé szorítva, amelyek az elektródákat alkotják. Az egyes szemcsék és szomszédaik közötti határ diódacsatlakozást képez, amely az áramnak csak egy irányban folyik. Ha kicsi vagy mérsékelt feszültséget alkalmaznak az elektródákon, akkor a diódacsatlakozásokon keresztüli fordított szivárgás miatt csak apró áram folyik.
Nagy feszültség alkalmazása esetén a diódacsatlakozás a termionos emisszió és az elektroncsatornázás, valamint a nagy áramáramlás kombinációja miatt megszakad. A Varistor képes a túlfeszültség egy részét elnyelni. A hatás a kiválasztott Varistor felszerelésétől és részleteitől függ.
A Varistor sunt üzemmódban nem vezetőképes marad normál üzem közben, amikor a feszültség jóval a „befogási feszültség” alatt marad. Ha a tranziens impulzus túl nagy, a készülék megolvadhat, megéghet, elpárologhat, vagy más módon megsérülhet vagy megsemmisülhet.
Itt három MOV-ot használnak, az egyiket a fázis és a semleges között, a másikat a fázis és a föld között, a harmadikat pedig a semleges és a föld között. A teljes védelem érdekében mind a fázis, mind a semleges vonalakban 10 amperes biztosítékokat vagy MCB-ket lehet biztosítani. Ez a beállítás elrendezhető a meglévő kapcsolótáblán, ahonnan a készülék áramot kap.
2. A relék kapcsolási idejének késleltetése
Az alapgondolat az, hogy késleltesse az elektromágneses kapcsolóként szolgáló relék kapcsolási idejét az elektronikus eszközök bekapcsolására.
Ez az egyszerű áramkör megoldja a problémát. Csak két perc késés után ad energiát a készüléknek, amikor bekapcsol, vagy áramkimaradás után folytatja az áramellátást. Ezen időtartam alatt a hálózati feszültség stabilizálódik.
Alapvetően a relé kapcsolását az SCR vezérli, amelynek kapcsolását viszont a kondenzátor töltési és kisütési sebessége vezérli.
Az áramkör úgy működik, mint a késleltető áramkör a stabilizátorokban. Csak néhány alkatrészt használ, és könnyen összeszerelhető. A kondenzátor töltésének és kisütésének elvén működik. A szükséges késleltetés eléréséhez nagy értékű C1 kondenzátort használnak. Bekapcsoláskor a C1 lassan töltődik át az R1-en keresztül. Amikor teljesen feltöltődik, az SCR kivált és a relé bekapcsol. A készülék áramellátását a relé NO (normál nyitva) és a közös érintkezői biztosítják. Tehát amikor a relé beindul, a készülék bekapcsol. Az SCR rendelkezik a reteszelő tulajdonsággal. Vagyis kivált és az áram az anódjáról a katódra áramlik, amikor a kapu pozitív impulzust kap. Az SCR folytatja a vezetést, még akkor is, ha a kapu feszültsége megszűnik. Az SCR csak akkor kapcsol ki, ha anódáramát az áramkör kikapcsolásával eltávolítják.
A relé működését jelző LED-jelző található. Az R3 ellenállás korlátozza a LED áramát, és az R2 ellenállás kisüti a kondenzátort.
Hogyan állítsuk be
Az áramkör beállítása egyszerű. Szerelje fel egy közös NYÁK-ra, és csatolja egy tokba. Javítson egy hálózati aljzatot a tokba. Csatlakoztassa a fázisvezetéket a relé közös érintkezőjéhez, és a NO érintkezőt a váltóáramú aljzathoz. A semleges vezetéknek közvetlenül az aljzat másik tüskéjébe kell mennie. Tehát a fázisvezeték akkor folytatódik, amikor a relé NO érintkezõje kapcsolatba lép a közös érintkezõvel.
