Aumento de potencia

El aumento de potencia es un nombre popular para varios tipos de caídas y picos de voltaje en la red de suministro. El término no se encuentra en la literatura científica y profesional.

Información general

Los cortes de energía generalmente no son peligrosos, los ascensos se consideran en la literatura. El término salto más bien significa cambio rápido. Visualmente, esto se refleja en el parpadeo de las bombillas. Los dispositivos de iluminación de descarga de gas y LED son alimentados por los conductores y no muestran cambios en el rendimiento luego de las variaciones de voltaje. O al menos, esto se expresa mucho más débil.

En consecuencia, en la era actual, la expresión de los saltos de tensión no habría surgido. Se observa un fuerte efecto en las cooperativas de garaje donde las máquinas de soldadura individuales se utilizan en violación de las normas. Consumen considerable poder de la red. La capacidad del transformador local es limitada, se produce una falla de voltaje. Como regla general, las tristes consecuencias no ocurren,

soporta el fenómeno. El aumento en el voltaje es causado por diferentes factores. La diferencia de potencial crece tan rápidamente que a veces rompe el aislamiento eléctrico. El fenómeno no se llama una oleada, sino un exceso de tensión. De acuerdo con los factores que causaron la situación, se distinguen los siguientes factores:

1. Sobretensiones internas que ocurren cuando se enciende y apaga el equipo. Esto es especialmente cierto de las cargas inductivas capaces de almacenar una cantidad significativa de energía: motores, transformadores. Los bloques de compensación del condensador también causan sobretensión o hundimiento. Al regular la reactancia, se nota una fuerte absorción o retorno de energía.
2. Las sobretensiones atmosféricas se producen en las líneas por rayos, descargas de arco y alcanzan millones de voltios. Es cierto, en poco tiempo - decenas de microsegundos. Las sobretensiones internas son mucho más largas - 50-100 ms.

Las sobretensiones internas no exceden el nominal más de 2.5 a 3.5 veces.

Tormentas eléctricas

Incluso hoy en día no hay una teoría única de lo que está sucediendo en las nubes de tormenta. El estudio involucró a más Benjamin Franklin y Lomonosov. La intensidad de la atmósfera terrestre es de 100 V / m. Una característica inherente a la Tierra es el aumento en el número de portadores de carga libre con altura. Esto se explica por la radiación cósmica, incluso que emana del sol. A una altitud de 80 km, la conductividad del aire, a pesar de su baja densidad, es 3 mil millones de veces más alta que en la superficie del planeta. Esto es comparable al agua dulce. Los físicos de

representan a la Tierra como un gran condensador esférico. Un revestimiento se convierte en la superficie del suelo, al menos en la corriente eléctrica conductora, y el segundo, la ionosfera. El dieléctrico es una capa atmosférica de aire. Al cargar las fuerzas de la naturaleza con esta gigantesca capacidad, el universo provoca numerosos procesos que tienen lugar en diferentes alturas.

Entre el suelo y la altura de 80 km, la tensión alcanza los 200,000 V, que es un poco en comparación con lo que se logra en una nube de trueno por electrificación. Constantemente hay una corriente de 1400 A entre el cielo y la tierra, pero la densidad es baja debido a la gran área del planeta. Multiplicando dos cantidades, encuentre el componente de potencia de 300 MW.

Durante la fricción, las cargas gratuitas se acumulan en las nubes tormentosas. Bajo la influencia del campo de la tierra, se estratifican. Esto sucede en el electróforo. Si el aire conduce poco a poco, el agua pura evaporada se considera un aislante con un coeficiente de permeabilidad de 81. Se forma una nube suelta, similar a un conductor en un campo eléctrico. Las cargas en su superficie se distribuyen para equilibrar la exposición externa aplicada.

El viento comienza a soplar, la humedad se eleva desde el suelo y se forman muchas gotas pequeñas. En su superficie, la gran curvatura de la forma crea una mayor tensión, lo que hace que las cargas positivas fluyan a la superficie del planeta y las negativas se eleven en la dirección de la ionosfera. El condensador está cargado y su energía se multiplica por el uso de un dieléctrico en forma de nube. Como resultado, la tensión en la superficie de la nube alcanza los 30 kV / cm. Esto es decenas de miles de veces el valor normal.

La nube es demasiado pesada para escalar y en contacto con la ionosfera, el choque principal es recibido por la Tierra. La ionización comienza en la superficie de la nube, luego el arco se mueve a lo largo de una trayectoria aleatoria en la dirección de una menor resistencia. Mientras la nube sea dieléctrica, el camino está casi cerrado, los rayos caen al suelo.

Las partes superiores de los objetos conectados a tierra tienen un potencial cero, a menudo se convierten en un objetivo. Un árbol mojado conduce una buena carga, y por lo tanto sirve como el punto del golpe más probable. El arco resultante y el voltaje de paso matan todo lo que está cerca. A menudo, el objetivo se convierte en un polo o un rayo conductor. Los campos electromagnéticos de increíble fuerza crean fuertes recolecciones en la línea, causando sobretensión. Por lo tanto, es necesario apagar la electrónica durante las tormentas eléctricas.

Sobretensión atmosférica

Descripción cualitativa de la caída de rayos

La forma de un pulso de corriente de tormenta tiene la forma de un triángulo con un frente claramente ascendente y una pendiente relativamente suave. Todo el proceso toma docenas de microsegundos. El pulso de corriente puede tener una amplitud de 200 kA, lo que provoca un aumento de voltaje regular en la carga en proporción al tamaño de las resistencias de estas secciones.

La línea y el consumidor forman un divisor resistivo. Dependiendo de la relación de sus resistencias, se calcula el efecto total. Por ejemplo, con un transformador de voltaje negativo, la corriente fluirá en su dirección, porque el potencial del cielo es mayor que cualquiera de las clases de voltaje utilizadas por la humanidad. La descarga de rayos consiste en una serie de pulsos rápidos, que incluyen tres partes:

1. Una corriente del líder relativamente pequeña, larga y que aumenta suavemente.
2. El impulso principal, corto, potente.
3. Segmento de resplandor. Representa una disminución gradual de la corriente a cero, se convierte en un reflejo de la parte principal a lo largo del eje del tiempo. Los pulsos

en un paquete pueden ser de hasta 20, pero más a menudo, dos o tres, la amplitud disminuye gradualmente. Una vez que una nube es un dieléctrico, la descarga de un rayo aparece como un flujo de electrones a la tierra. Después del primer pico, la densidad de su superficie disminuye bruscamente, los transportistas se precipitan desde otras partes de la nube. El potencial está creciendo de nuevo, a lo largo de la nueva ruta de aire ionizado que de nuevo se precipita hacia abajo. Esto sucede hasta que el voltaje de la nube cae al límite donde la descarga del arco es imposible.

El rayo se produce simultáneamente en dos lugares. Cuando el flujo de electrones comienza a moverse hacia abajo, electrifica la tierra con influencia, y la diferencia de potencial resultante ioniza el aire cerca del suelo. Al mismo tiempo, dos líderes se están moviendo uno hacia el otro:

• está abajo: negativo;
• arriba - positivo.

Como regla general, el espacio de la chispa es mínimo en relación con una cierta altura: madera, mástil, pico de montaña. La descarga fluye exactamente aquí.El potencial está mal distribuido por los dieléctricos, los rayos caen en los objetos bien protegidos que se encuentran bajo el potencial del suelo. Esto explica el hecho de que la descarga rara vez golpea objetos estratégicamente importantes como los lagos de petróleo. Al ser un dieléctrico, el combustible natural puede acumular una carga, pero la conduce de manera deficiente.

Los rayos a menudo golpean el océano. El agua de mar se considera un excelente electrolito, los cuerpos de agua no pueden considerarse en el contexto del petróleo. Ahora los lectores pueden imaginar fácilmente a qué les llevará la mancha de aceite en el agua. Dicen que el petróleo es aún peor: su capa se ha hundido a lo largo de la trayectoria de la Corriente del Golfo y ahora está en medio del océano.

Los pulsos que se muestran en la figura no son simétricos. Su frente es más inclinado que una recesión. Los parámetros de los pulsos se dan en la tabla, a menudo observados y las desviaciones máximas en ambas direcciones. Según las estadísticas, solo el 2% de las corrientes de rayo alcanzan un valor de 100 kA, la mitad de las cuales se encuentra en el área de hasta 18 kA.

Consecuencias de las descargas de rayos

Se ha establecido que una descarga puede fundir líneas de comunicación o fusibles pequeños. A pesar de la corta duración, los pulsos llevan una considerable energía. Las sobretensiones inducidas por rayos se dividen en dos categorías:

1. Golpe directo.
2. Corriente Inducida.

La magnitud de la sobretensión se ve afectada por la corriente del impulso del rayo y la inclinación del frente. Con un impacto directo en la ley de Ohm, es posible encontrar un voltaje. Supongamos que la resistencia de la línea es de 10 ohmios y la impedancia de entrada del televisor es de 500 ohmios. Con un pulso de corriente de 20 kA, obtenemos el voltaje en la carga U = 500 x 20.000 / 510 = 19.6 kV.Está claro que tal amenaza no se descuida, en los cables de alimentación los cables están protegidos por conductores de rayos. Dependiendo de la clase de voltaje del evento son diferentes.

Además del impacto directo, la deriva potencial es causada por el fenómeno del voltaje escalonado. El cable generalmente está conectado a tierra a través de un neutro, cada pilar de la línea eléctrica está conectado a tierra. Como resultado, se forman puentes a través de los cuales la corriente fluye hacia las partes metálicas del equipo. Es por eso que el polo se suministra con una cadena de aisladores. Sin embargo, la precaución no ahorra, y las corrientes de Arago-Foucault se inducen en la línea, lo que lleva a sobretensiones. El valor se calcula de acuerdo con la fórmula que se muestra en la figura( en el numerador, la corriente del rayo y la altura de la suspensión de la línea, en el denominador, la distancia desde el punto de impacto hasta la trayectoria de la instalación de la línea eléctrica).Fórmula

Para reducir aún más el daño, se recomienda tomar la impedancia de onda de una línea de un cable igual a 400 ohmios, y se duplicó( división de fase) - 250. Luego, con las características observadas de descarga del rayo, su atenuación en las resistencias reactivas parece la mayor, la frecuencia industrial 50 HzPasa con pequeñas pérdidas. La impedancia característica se calcula como la raíz cuadrada de la relación de la parte inductiva de la impedancia a la capacitancia.

En la discontinuidad de una línea, una onda generada por un rayo se irradia hacia el espacio. Si al final hay un cable con una impedancia de 50 ohmios, se reflejará parte de la energía. La onda restante sufrirá refracción en el camino hacia el consumidor. Las leyes de reflexión y refracción se describen a través de impedancias( impedancias de onda de las líneas).Para garantizar la frecuencia de 50 Hz( u otro rango), se utilizan dispositivos de coincidencia.

Sobretensión causada por un rayo, la más peligrosa y significativa en amplitud. La consideración de otras sobretensiones de voltaje en la práctica no se realiza. Siempre que la línea tenga el aislamiento adecuado de los cables para protegerse contra los rayos, se han tomado otras medidas obligatorias. La resistencia dieléctrica de la dieléctrica está determinada por la intensidad de campo máxima.

Aquí hay una gran paradoja: el peligro es mayor en las líneas de baja corriente. La pequeña curvatura de los cables aumenta considerablemente el campo eléctrico. Los aisladores de diferentes materiales utilizados en estructuras multicapa están diseñados para tener la misma capacidad, si es posible. De lo contrario, habrá una importante desviación( consulte la conexión en serie de los condensadores).Lo que disminuye el voltaje total, resiste un aislante multicapa sin descomposición.