Τι είναι το Lightning;
Σε περιόδους που σημειώνονται έντονες βροχές, μπορεί να έχετε δει μια λάμψη φωτός στον ουρανό και φυσικά σας συμβουλεύουμε πάντα να παραμείνετε ασφαλείς στα σπίτια. Μαζί με τη λάμψη του φωτός, μπορείτε επίσης να ακούσετε έναν μεγάλο ήχο βροντής. Αυτή η λάμψη του φωτός δεν είναι παρά η εκκένωση του ηλεκτρικού ρεύματος ή το φως που το αποκαλούμε. Ας δούμε λοιπόν τι προκαλεί πραγματικά τον κεραυνό, τα αποτελέσματά του και πώς μπορούμε να αποτρέψουμε την καταστροφή των ηλεκτρικών συσκευών μας.
Τι προκαλεί κεραυνούς;
Όταν η επιφάνεια της γης θερμαίνεται, θερμαίνει τον αέρα πάνω από αυτήν. Καθώς αυτός ο ζεστός αέρας έρχεται σε επαφή με οποιοδήποτε υδατικό σώμα, θερμαίνει το νερό που εξατμίζεται και καθώς ο αέρας ανεβαίνει με τους υδρατμούς, ο τελευταίος ψύχεται και σχηματίζει σύννεφα. Καθώς τα σύννεφα ανεβαίνουν περαιτέρω, το μέγεθός τους αυξάνεται και όταν τα υγρά σωματίδια στο σύννεφο φτάνουν στο υψηλότερο υψόμετρο καταψύχονται σε σωματίδια πάγου. Όταν αυτά τα σωματίδια πάγου και τα υγρά σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους, φορτίζονται με θετική πολικότητα. Τα μικρότερα σωματίδια πάγου φορτίζονται θετικά, ενώ τα μεγαλύτερα σωματίδια φορτίζονται αρνητικά και τραβιούνται προς τα κάτω λόγω της βαρυτικής έλξης της γης. Έτσι σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ αυτών των δύο φορτίων. Καθώς αυτή η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου αυξάνεται, έρχεται ένα σημείο όταν ο στατικός ηλεκτρισμός αρχίζει να ρέει μέσω των γραμμών ηλεκτρικού πεδίου, με αποτέλεσμα μια σπίθα μεταξύ τους. Ο κεραυνός μπορεί να βρίσκεται μέσα σε ένα νέφος μεταξύ των θετικών φορτισμένων σωματιδίων στην κορυφή και των αρνητικών φορτισμένων σωματιδίων στο κάτω μέρος. Ο κεραυνός μπορεί επίσης να βρίσκεται ανάμεσα στο αρνητικά φορτισμένο σύννεφο και τα θετικά φορτισμένα πράγματα στο έδαφος, όπως οι άνθρωποι, τα δέντρα ή οποιοσδήποτε άλλος αγωγός. Έτσι, καθώς το ηλεκτρικό φορτίο ρέει μεταξύ του σύννεφου και του ατόμου στο έδαφος παίρνει σοκ. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κατά τη διάρκεια της καταιγίδας, συνιστάται να μην βγείτε έξω ή να σταθείτε κάτω από ένα δέντρο ή να αγγίξετε οποιοδήποτε αγώγιμο υλικό όπως οι σιδερένιες ράβδους για το παράθυρό σας. Επίσης, η θερμοκρασία του κεραυνού μπορεί να είναι σε υψηλότερο εύρος θερμοκρασίας 27000 βαθμούς Κελσίου, που είναι περίπου έξι φορές περισσότερο από αυτό στην επιφάνεια του ήλιου. Καθώς αυτή η ηλεκτρική ενέργεια περνά από τον αέρα, αυξάνει τη θερμοκρασία του αέρα σε σύντομο χρονικό διάστημα και μετά από λίγο καιρό ο αέρας κρυώνει. Καθώς ο αέρας θερμαίνεται, διαστέλλεται και καθώς κρυώνει, συστέλλεται. Αυτή η διαστολή και συστολή του αέρα προκαλεί την παραγωγή ηχητικών κυμάτων.
Τώρα, καθώς το φως ταξιδεύει γρηγορότερα από τον ήχο, μπορούμε να δούμε τον κεραυνό πρώτα και μετά να ακούσουμε τη καταιγίδα.
Πώς επηρεάζει ο κεραυνός τα ηλεκτρικά συστήματα τροφοδοσίας στα σπίτια
Μετρήστε την τάση AC μεταξύ της γείωσης και του ουδέτερου ακροδέκτη στο βύσμα των τριών ακίδων στο σπίτι σας. Όλοι θα εκπλαγούν όταν διαπιστώνουν ότι κυμαίνεται από 1 έως 50 volt ή περισσότερο. Στην ιδανική περίπτωση θα πρέπει να είναι μηδέν. Η γη ανοιχτή θα δείξει επίσης μηδέν που είναι επικίνδυνο. Τότε τι πρέπει να κάνουμε για να είμαστε σε ασφαλή πλευρά; Το βραχυκύκλωμα της γης και το ουδέτερο είναι επικίνδυνο και δεν γίνεται ποτέ.
Γιατί ο κεραυνός καταστρέφει το ηλεκτρικό σας σύστημα;
Ουδέτερο στον υποσταθμό που τροφοδοτεί το σπίτι σας έχει μια ορισμένη αντίσταση, ας πούμε 1 ohm σε σχέση με το έδαφος. Λόγω της μη ισορροπημένης τάσης σε 3 ph, το ρεύμα ρέει σε αυτήν την αντίσταση. Αυτό το ρεύμα μπορεί να είναι 1 Α έως 50 Α ή περισσότερο. Έτσι το IR κυμαίνεται από 1 V έως 50 volt. Έτσι, στο σπίτι σας, μεταξύ γης έως ουδέτερου εμφανίζεται η ίδια τάση, στην οποία δεν έχετε έλεγχο. Το χειρότερο συμβαίνει εάν ένας κεραυνός χτυπήσει στον υποσταθμό που μπορεί να αναγκάσει κιλο ενισχυτές μέσω αυτής της αντίστασης. Φανταστείτε αυτήν την τάση. Αυτό προκαλεί καταστροφικές βλάβες σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που χρησιμοποιεί επίσης τη γείωση της καλωδίωσης του σπιτιού. Οι εταιρείες έχουν χάσει εκατομμύρια ρουπίες στο παρελθόν μέχρι να εφαρμοστεί μια λύση σε αυτό. Οι οικιακές ηλεκτρικές συσκευές όπως η τηλεόραση, ο υπολογιστής κ.λπ. συχνά καταστρέφονται από αιχμές υψηλής τάσης που εμφανίζονται στις γραμμές τροφοδοσίας. Πολύ υψηλές τάσεις και μεταβατικές τάσεις αναπτύσσονται για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου στις γραμμές τροφοδοσίας όταν εμφανίζεται αστραπή. Τέτοιες ακίδες υψηλής τάσης μικρής διάρκειας επιβάλλονται υπερβολικά στο δίκτυο επίσης όταν ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται τα φορτία υψηλής χωρητικότητας. Επίσης συμβαίνει όταν η ισχύς συνεχίζεται μετά από διακοπή ρεύματος λόγω υψηλού μαγνητικού πεδίου στον μετασχηματιστή διανομής. Το βαρύ ρεύμα εισροής ρέει όταν η ισχύς συνεχίζεται μετά από διακοπή ρεύματος. Αυτό οφείλεται στη δημιουργία υψηλού μαγνητικού πεδίου στον μετασχηματιστή διανομής του συστήματος διανομής ισχύος. Αυτό μπορεί να προκαλέσει άμεση βλάβη των συσκευών, όπως η τηλεόραση, εάν διατηρείται σε κατάσταση λειτουργίας κατά τη διακοπή ρεύματος. Ως εκ τούτου, συνιστάται κυρίως να απενεργοποιείτε τις συσκευές κατά τη διακοπή ρεύματος. Παρόλο που οι ακίδες είναι πολύ μικρές σε σύντομο χρονικό διάστημα, μπορούν να προκαλέσουν μόνιμη ζημιά στις συσκευές.
Πώς προλαμβάνεται η ζημιά από κεραυνούς;
Η καλύτερη λύση είναι όπου μπορεί κανείς να βραχυκυκλώσει τη γη σε ένα απομονωμένο ουδέτερο χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή απομόνωσης πρωτεύοντος προς δευτερεύοντος λόγου 1: 1. Δεν πρέπει να βραχυκυκλώσετε το ουδέτερο που παρέχεται από την εταιρεία κοινής ωφέλειας στο σπίτι σας.
2 τρόποι για να προστατέψετε τις ηλεκτρικές συσκευές σας από φθορές λόγω των κεραυνών
1. Χρήση MOVs (Μεταλλικό οξείδιο Varistor)
Λίγα MOVs μπορούν να προστεθούν στον υπάρχοντα πίνακα διακοπτών για την προστασία των συσκευών από αιχμές υψηλής τάσης. Εάν αναπτυχθούν βαριά μεταβατικά στο δίκτυο, το MOV στο κύκλωμα θα βραχυκυκλώσει τις γραμμές και η ασφάλεια / MCB στο σπίτι θα εκραγεί.
Βαρίστορ
Προστασία MOV:
Το Μεταλλικό Οξείδιο Βαρίστορ (MOV) περιέχει μια κεραμική μάζα κόκκων οξειδίου ψευδαργύρου, σε μια μήτρα άλλων μεταλλικών οξειδίων όπως μικρές ποσότητες βισμούθιου, κοβαλτίου, μαγγανίου κ.λπ. Το όριο μεταξύ κάθε κόκκου και του γείτονά του σχηματίζει μια σύνδεση διόδων, η οποία επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει μόνο σε μία κατεύθυνση. Όταν εφαρμόζεται μικρή ή μέτρια τάση στα ηλεκτρόδια, ρέει μόνο μικροσκοπικό ρεύμα που προκαλείται από αντίστροφη διαρροή μέσω των συνδέσμων διόδου.
Όταν εφαρμόζεται μεγάλη τάση, η σύνδεση διόδων διακόπτεται λόγω ενός συνδυασμού θερμιονικής εκπομπής και σήραγγας ηλεκτρονίων και μεγάλων ροών ρεύματος. Το βαρίστορ μπορεί να απορροφήσει μέρος του κύματος. Το εφέ εξαρτάται από τον εξοπλισμό και τις λεπτομέρειες του επιλεγμένου Βαρίστορ.
Το Varistor παραμένει μη αγώγιμο ως συσκευή λειτουργίας διακοπής κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, όταν η τάση παραμένει πολύ κάτω από την «τάση σύσφιξης». Εάν ένας παροδικός παλμός είναι πολύ υψηλός, η συσκευή μπορεί να λιώσει, να κάψει, να εξατμιστεί ή να καταστραφεί ή να καταστραφεί.
Εδώ χρησιμοποιούνται τρεις MOVs, μία μεταξύ της φάσης και του ουδέτερου, άλλου μεταξύ της φάσης και της γης και της τρίτης μεταξύ της ουδέτερης και της γης. 10 Ασφάλειες Amps ή MCBs μπορούν να παρασχεθούν τόσο στις φάσεις όσο και στις ουδέτερες γραμμές για πλήρη προστασία. Αυτή η ρύθμιση μπορεί να κανονιστεί στον υπάρχοντα πίνακα διακοπτών από τον οποίο η συσκευή παίρνει ισχύ.
2. Καθυστέρηση Χρόνος εναλλαγής ρελέ
Η βασική ιδέα είναι να καθυστερήσει ο χρόνος μεταγωγής των ρελέ που είναι ηλεκτρομαγνητικοί διακόπτες για την ενεργοποίηση των ηλεκτρονικών συσκευών.
Αυτό το απλό κύκλωμα λύνει το πρόβλημα. Παρέχει ισχύ στη συσκευή μόνο μετά από καθυστέρηση δύο λεπτών όταν είναι ενεργοποιημένη ή η τροφοδοσία συνεχίζεται μετά από διακοπή ρεύματος. Κατά τη διάρκεια αυτού του διαστήματος, η τάση δικτύου θα σταθεροποιηθεί.
Βασικά η αλλαγή του ρελέ ελέγχεται από το SCR, του οποίου η εναλλαγή ελέγχεται με τη σειρά του από το ρυθμό φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή.
Το κύκλωμα λειτουργεί όπως το κύκλωμα καθυστέρησης στους σταθεροποιητές. Χρησιμοποιεί μόνο λίγα στοιχεία και μπορεί να συναρμολογηθεί εύκολα. Λειτουργεί με την αρχή της φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή. Ένας πυκνωτής υψηλής τιμής C1 χρησιμοποιείται για να πάρει την απαιτούμενη χρονική καθυστέρηση. Κατά την ενεργοποίηση, το C1 φορτίζει αργά μέσω του R1. Όταν φορτιστεί πλήρως, το SCR ενεργοποιείται και το ρελέ ενεργοποιείται. Η τροφοδοσία της συσκευής παρέχεται μέσω του NO (Normally Open) και των κοινών επαφών του ρελέ. Έτσι, όταν ενεργοποιείται το ρελέ, η συσκευή θα ενεργοποιηθεί. Το SCR έχει την ιδιότητα μανδάλωσης. Δηλαδή, ενεργοποιείται και το ρεύμα ρέει από την άνοδο στην Κάθοδο όταν η πύλη παίρνει θετικό παλμό. Το SCR συνεχίζει να διεξάγει, ακόμη και αν αφαιρεθεί η τάση πύλης. Το SCR απενεργοποιείται μόνο εάν το ρεύμα ανόδου του αφαιρεθεί κλείνοντας το κύκλωμα.
Παρέχεται ένδειξη LED για να υποδείξει την ενεργοποίηση του ρελέ. Η αντίσταση R3 περιορίζει το ρεύμα LED και η αντίσταση R2 εκφορτώνει τον πυκνωτή.
Πώς να ρυθμίσετε
Η ρύθμιση του κυκλώματος είναι εύκολη. Συναρμολογήστε το σε ένα κοινό PCB και επισυνάψτε σε μια θήκη. Διορθώστε μια υποδοχή AC στη θήκη. Συνδέστε τη γραμμή φάσης στην Κοινή επαφή του ρελέ και την επαφή ΝΟ στην πρίζα AC. Η ουδέτερη γραμμή πρέπει να πηγαίνει κατευθείαν στον άλλο πείρο της υποδοχής. Έτσι, η γραμμή φάσης συνεχίζεται όταν η επαφή ΟΧΙ του ρελέ κάνει την επαφή με την κοινή επαφή.
