Что такое молния?
Иногда, когда случаются проливные дожди, вы могли видеть вспышку света в небе, и, конечно, вам всегда советуют оставаться в безопасности дома. Наряду со вспышкой света вы также можете услышать сильный звук грома. Эта вспышка света - не что иное, как разряд электричества или молнии, как мы это называем. Итак, давайте посмотрим, что на самом деле вызывает молнию, ее последствия и как мы можем предотвратить повреждение наших электроприборов.
Что вызывает молнию?
Когда поверхность земли нагревается, она нагревает воздух над ней. Когда этот горячий воздух соприкасается с любым водным объектом, он нагревает воду, которая испаряется, а когда воздух поднимается вместе с водяным паром, последний охлаждается и образует облака. По мере того, как облака поднимаются дальше, их размер увеличивается, и когда жидкие частицы в облаке достигают большей высоты, они замерзают до частиц льда. Когда эти частицы льда и частицы жидкости сталкиваются друг с другом, они заряжаются с положительной полярностью. Более мелкие частицы льда заряжаются положительно, тогда как более крупные частицы заряжаются отрицательно и притягиваются к Земле из-за гравитационного притяжения Земли. Таким образом, между этими двумя зарядами образуется электрическое поле. По мере увеличения напряженности электрического поля наступает момент, когда статическое электричество начинает течь через силовые линии электрического поля, в результате чего между ними возникает искра. Молния может находиться внутри облака между положительно заряженными частицами вверху и отрицательно заряженными частицами внизу. Молния также может быть между отрицательно заряженным облаком и положительно заряженными объектами на земле, такими как люди, деревья или любые другие проводники. Таким образом, когда электрический заряд протекает между облаком и человеком на земле, он / она получает электрический ток. Это причина, по которой во время грозы не рекомендуется выходить на улицу, стоять под деревом и прикасаться к проводящим материалам, таким как железные прутья окна. Кроме того, температура молнии может быть в более высоком диапазоне температур 27000 градусов Цельсия, что примерно в шесть раз больше, чем на поверхности солнца. Поскольку это электричество проходит через воздух, оно за короткий промежуток времени увеличивает температуру воздуха, и через некоторое время воздух остывает. По мере того, как воздух нагревается, он расширяется, а по мере охлаждения он сжимается. Это расширение и сжатие воздуха вызывает образование звуковых волн.
Теперь, когда свет движется быстрее звука, мы можем сначала увидеть молнию, а затем услышать грозу.
Как молния влияет на системы электроснабжения дома
Измерьте напряжение переменного тока между заземлением и нейтралью в трехконтактной вилке в вашем доме. Все будут удивлены, обнаружив, что оно варьируется от 1 до 50 вольт и даже больше. В идеале он должен быть нулевым. Открытая Земля также покажет ноль, что опасно. Тогда что нам делать, чтобы быть в безопасности? Замыкание на землю и нейтраль опасно, и этого никогда не делают.
Почему молния повреждает вашу электрическую систему?
Нейтраль на подстанции, питающей ваш дом, имеет определенное сопротивление, скажем, 1 Ом по отношению к земле. Из-за несбалансированного напряжения в 3-фазном сопротивлении через это сопротивление течет ток. Этот ток может составлять от 1 А до 50 А или даже больше. Таким образом, IR варьируется от 1 В до 50 вольт. Таким образом, у вас дома между землей и нейтралью появляется такое же напряжение, которое вы не можете контролировать. Худшее случается, если в подстанцию ударит молния, которая может преодолеть это сопротивление в килограммах. Представьте себе это напряжение. Это вызывает катастрофическое повреждение электронной схемы, которая также использует землю домашней проводки. Компании теряли миллионы рупий в прошлом, пока не было найдено решение этой проблемы. Бытовые электроприборы, такие как телевизор, компьютер и т. Д., Часто повреждаются из-за скачков высокого напряжения в линиях электропередач. При возникновении молнии в линиях питания в течение доли секунды возникают всплески и переходные процессы очень высокого напряжения. Такие кратковременные всплески высокого напряжения накладываются на сеть даже при включении или выключении нагрузок большой мощности. Также это происходит, когда питание возобновляется после сбоя питания из-за сильного магнитного поля в распределительном трансформаторе. Сильный пусковой ток протекает, когда питание возобновляется после сбоя питания. Это происходит из-за создания сильного магнитного поля в распределительном трансформаторе системы распределения электроэнергии. Это может вызвать мгновенную поломку таких устройств, как телевизор, если он остается включенным во время сбоя питания. Поэтому в большинстве случаев рекомендуется выключать приборы во время сбоя питания. Даже если шипы слишком короткие за короткий период времени, они могут привести к необратимому повреждению приборов.
Как предотвратить повреждение от молнии?
Лучшее решение - если можно замкнуть землю на изолированную нейтраль, используя изолирующий трансформатор с соотношением первичной и вторичной обмоток 1: 1. Имейте в виду, что нельзя замкнуть нейтраль, поставляемую коммунальной компанией, на землю вашего дома.
2 способа защитить ваши электрические устройства от повреждений из-за воздействия молнии
1. Использование MOV (металлооксидный варистор)
В существующий распределительный щит можно добавить несколько MOV для защиты приборов от скачков высокого напряжения. Если в сети развиваются сильные переходные процессы, MOV в цепи закорачивает линии, и предохранитель / автоматический выключатель в доме перегорает.
Варистор
Защита MOV:
Варистор из оксида металла (MOV) содержит керамическую массу зерен оксида цинка в матрице из оксидов других металлов, таких как небольшое количество висмута, кобальта, марганца и т. Д., Зажатую между двумя металлическими пластинами, образующими электроды. Граница между каждым зерном и его соседом образует диодный переход, который позволяет току течь только в одном направлении. Когда на электроды подается небольшое или умеренное напряжение, протекает только крошечный ток, вызванный обратной утечкой через диодные переходы.
При приложении большого напряжения диодный переход выходит из строя из-за комбинации термоэлектронной эмиссии и электронного туннелирования, и протекает большой ток. Варистор может частично поглотить скачок напряжения. Эффект зависит от оборудования и деталей выбранного варистора.
Варистор остается непроводящим в качестве устройства шунтирующего режима во время нормальной работы, когда напряжение остается значительно ниже своего «напряжения ограничения». Если кратковременный импульс слишком высок, устройство может расплавиться, сгореть, испаряться или иным образом быть повреждено или разрушено.
Здесь используются три MOV: один между фазой и нейтралью, другой между фазой и землей и третий между нейтралью и землей. Предохранители на 10 ампер или автоматические выключатели могут быть предусмотрены как в фазовой, так и в нейтральной линиях для полной защиты. Эта установка может быть размещена в существующем распределительном щите, от которого устройство получает питание.
2. Задержка времени переключения реле.
Основная идея состоит в том, чтобы задержать время переключения реле, которые представляют собой электромагнитные переключатели, для подачи питания на электронные устройства.
Эта простая схема решает проблему. Он подает питание на устройство только после двухминутной задержки при включении или возобновляет питание после сбоя питания. В течение этого интервала напряжение в сети стабилизируется.
В основном переключение реле контролируется SCR, переключение которого, в свою очередь, контролируется скоростью заряда и разряда конденсатора.
Схема работает как схема задержки в стабилизаторах. В нем используется всего несколько компонентов, и его легко собрать. Он работает по принципу зарядки и разрядки конденсатора. Конденсатор большой емкости C1 используется для получения требуемой выдержки времени. При включении C1 медленно заряжается через R1. Когда он полностью заряжен, срабатывает SCR и включается реле. Питание на устройство подается через нормально разомкнутый и общий контакты реле. Таким образом, когда реле срабатывает, устройство включается. SCR имеет свойство фиксации. То есть он срабатывает, и ток течет от его анода к катоду, когда затвор получает положительный импульс. SCR продолжает работать, даже если напряжение на его затворе снято. SCR отключается только в том случае, если его анодный ток снимается отключением цепи.
Светодиодный индикатор предназначен для индикации активации реле. Резистор R3 ограничивает ток светодиода, а резистор R2 разряжает конденсатор.
Как установить
Настройка схемы проста. Соберите его на общей печатной плате и поместите в корпус. Закрепите розетку переменного тока в корпусе. Подключите фазную линию к общему контакту реле, а замыкающий контакт - к розетке переменного тока. Нейтральная линия должна идти прямо к другому контакту розетки. Таким образом, фазовая линия продолжается, когда замыкающий контакт реле входит в контакт с общим контактом.
