Stroomstoot

Stroomstoot is een populistische naam voor verschillende soorten dips en spanningspieken in het voedingsnetwerk. De term komt niet voor in wetenschappelijke en professionele literatuur.

Algemene informatie

Stroomuitval is meestal niet gevaarlijk, stijgingen worden in de literatuur beschouwd. De term springen betekent eerder snelle verandering. Visueel wordt dit weerspiegeld in het knipperen van de bollen. LED- en gasontladingsverlichtingstoestellen worden aangedreven door stuurprogramma's en tonen geen veranderingen in prestaties na spanningsvariaties. Of althans, dit wordt veel zwakker uitgedrukt.

Daarom zou in de huidige tijd de uitdrukking dat spanningssprongen niet zouden zijn ontstaan. Een sterk effect wordt opgemerkt in garagecoöperaties waar individuele lasmachines worden gebruikt in strijd met de normen. Ze verbruiken aanzienlijke kracht van het netwerk. Lokale transformatorcapaciteit is beperkt, spanningsuitval treedt op. In de regel gebeuren de ongelukkige gevolgen niet,

sloot aan bij het fenomeen. De stijging van de spanning wordt veroorzaakt door verschillende factoren. Het potentiaalverschil groeit zo snel dat het soms elektrische isolatie doorbreekt. Het fenomeen wordt geen surge genoemd, maar een overspanning. Afhankelijk van de factoren die de situatie hebben veroorzaakt, worden de volgende factoren onderscheiden:

1. Interne overspanningen die optreden wanneer de apparatuur wordt in- en uitgeschakeld. Dit geldt met name voor inductieve belastingen die een aanzienlijke hoeveelheid energie kunnen opslaan: motoren, transformatoren. De condensatorcompensatieblokken veroorzaken ook overspanning of zinken. Bij het reguleren van de reactantie is een scherpe opname of terugkeer van energie merkbaar.
2. Atmosferische overspanningen worden op lijnen veroorzaakt door bliksem, ontladingen van de boog en bereiken miljoenen volt. Dat is waar, in een korte tijd - tientallen microseconden. Interne overspanningen zijn veel langer - 50 - 100 ms.

Interne overspanningen overschrijden de nominale waarde niet meer dan 2,5 - 3,5 keer.

Onweersbuien

Zelfs vandaag bestaat er geen enkele theorie over wat er gebeurt in onweerswolken. De studie omvatte meer Benjamin Franklin en Lomonosov. De intensiteit van de atmosfeer van de aarde is 100 V / m. Een eigenschap die inherent is aan de aarde is de toename van het aantal gratis ladingsdragers met hoogte. Dit wordt verklaard door kosmische straling, zelfs afkomstig van de zon. Op een hoogte van 80 km is de luchtgeleiding, ondanks de lage dichtheid, 3 miljard keer hoger dan aan de oppervlakte van de planeet. Dit is vergelijkbaar met zoet water.

Natuurkundigen vertegenwoordigen de aarde als een grote bolvormige condensator. Eén voering wordt het oppervlak van de grond, op zijn minst geleidende elektrische stroom, en de tweede - de ionosfeer. Het diëlektricum is een atmosferische luchtlaag. Door het laden van de krachten van de natuur met deze gigantische capaciteit, lokt het universum tal van processen uit die zich op verschillende hoogtes afspelen.

Tussen de grond en de hoogte van 80 km bereikt de spanning 200.000 V, wat een kleinigheid is in vergelijking met wat wordt bereikt in een onweerswolk door elektrificatie. Voortdurend is er een stroom van 1400 A tussen hemel en aarde, maar de dichtheid is laag vanwege het grote deel van de planeet. Vermenigvuldig twee hoeveelheden en vind de vermogenscomponent van 300 MW.

Tijdens frictie stapelen zich gratis ladingen op in onweerswolken. Onder invloed van het veld van de aarde zijn ze gestratificeerd. Dit gebeurt in de elektrofoor. Als lucht beetje bij beetje geleid wordt, wordt puur verdampt water beschouwd als een isolator met een permeabiliteitscoëfficiënt van 81. Er wordt een losse wolk gevormd, vergelijkbaar met een geleider in een elektrisch veld. De ladingen op het oppervlak worden verdeeld om de toegepaste externe blootstelling in evenwicht te brengen.

De wind begint te waaien, het vocht stijgt op van de grond, er ontstaan ​​veel kleine druppeltjes. Op hun oppervlak creëert de grote kromming van de vorm een ​​verhoogde spanning, waardoor de positieve ladingen naar het oppervlak van de planeet stromen, en de negatieve naar de richting van de ionosfeer stijgen. De condensator wordt opgeladen en de energie ervan wordt vermenigvuldigd met het gebruik van een diëlektricum in de vorm van een wolk. Als gevolg hiervan bereikt de spanning op het wolkenoppervlak 30 kV / cm. Dit is tienduizenden keren de normale waarde.

De wolk is te zwaar om omhoog te klimmen en in contact met de ionosfeer wordt de hoofdschok door de aarde ontvangen. Ionisatie begint op het oppervlak van de wolk, en vervolgens beweegt de boog langs een willekeurig traject in de richting van minder weerstand. Zolang de wolk een diëlektricum is, is het pad meestal gesloten, bliksem valt op de grond.

De toppen van geaarde objecten hebben geen potentieel en worden vaak een doelwit. Een natte boom voert een goede lading uit en dient daarom als het punt van de meest waarschijnlijke treffer. De resulterende boog- en stapspanning doden alles wat in de buurt is. Vaak wordt het doelwit een paal of bliksemafleider. Elektromagnetische velden met een ongelooflijke sterkte creëren sterke elementen in de lijn, waardoor overspanning ontstaat. Daarom is het vereist om de elektronica tijdens onweer uit te schakelen.

Atmosferische overspanning

Kwalitatieve beschrijving van blikseminslag

De vorm van een onweersbuisspanning heeft de vorm van een driehoek met een sterk oplopende voorkant en een relatief zachte afname. Het hele proces duurt tientallen microseconden. De stroompuls kan een amplitude van 200 kA hebben, wat een regelmatige spanningstoename over de belasting veroorzaakt in verhouding tot de grootte van de weerstanden van deze secties.

De lijn en de consument vormen een resistieve scheidingswand. Afhankelijk van de verhouding van hun weerstanden, wordt het totale effect berekend. Bijvoorbeeld, met een negatieve spanningstransformator stroomt de stroom in zijn richting, omdat de potentiaal van de lucht hoger is dan een van de spanningsklassen die door de mensheid worden gebruikt. De bliksemontlading bestaat uit een reeks snelle pulsen, waaronder drie delen:

1. Een relatief kleine, lange, soepel stijgende stroom van de leider.
2. De hoofdimpuls, kort, krachtig.
3. Afterglow-segment. Vertegenwoordigt een geleidelijke afname van stroom tot nul, wordt een reflectie van het leidende deel langs de tijdas.

Pulsen in een bundel kunnen oplopen tot 20, maar vaker - twee of drie, neemt de amplitude geleidelijk af. Als een wolk eenmaal een diëlektricum is, verschijnt de ontlading van een bliksem als een stroom van elektronen naar de aarde. Na de eerste piek neemt hun oppervlaktedichtheid scherp af, dragers stromen van andere delen van de wolk. Het potentieel groeit weer, langs de frisse route van geïoniseerde lucht weer naar beneden. Dit gebeurt totdat de spanning van de wolk daalt tot de limiet waar de boogontlading onmogelijk is.

Bliksem vindt gelijktijdig op twee plaatsen plaats. Wanneer de stroom van elektronen naar beneden begint te bewegen, elektriseert het de aarde met invloed, en het resulterende potentiaalverschil ioniseert de lucht nabij de grond. Tegelijkertijd gaan twee leiders op weg naar elkaar:

• is down - negatief;
• up - positief.

In de regel is de vonkbrug minimaal ten opzichte van een bepaalde hoogte: hout, mast, bergtop. De afvoer stroomt precies hier. Het potentieel wordt slecht verdeeld door diëlektrica, bliksem raakt de goed beschermde objecten die zich onder de potentie van de grond bevinden. Dit verklaart het feit dat de ontlading zelden strategisch belangrijke objecten zoals oliemeren raakt. Omdat het een diëlektricum is, kan natuurlijke brandstof een lading verzamelen, maar het slecht geleiden.

Bliksemsnel raakt vaak de oceaan. Zeewater wordt beschouwd als een uitstekende elektrolyt, waterlichamen kunnen niet worden beschouwd in de context van olie. Nu kunnen lezers zich gemakkelijk voorstellen wat de olievlek op het water zal veroorzaken. Ze zeggen dat olie nog erger is: de laag is gezonken langs het traject van de Golfstroom en bevindt zich nu midden in de oceaan.

De pulsen in de afbeelding zijn niet symmetrisch. Hun voorkant is steiler dan een recessie. De parameters van de pulsen worden in de tabel weergegeven, vaak waargenomen en maximale afwijkingen in beide richtingen. Volgens de statistieken bereikt slechts 2% van de bliksemstromen een waarde van 100 kA, waarvan de helft in het gebied tot 18 kA ligt.

Gevolgen van blikseminslag

Er is vastgesteld dat een ontlading in staat is tot het smelten van communicatielijnen of kleine zekeringen. Ondanks de korte duur dragen de pulsen aanzienlijke energie. Overspanningen veroorzaakt door bliksem worden onderverdeeld in twee categorieën:

1. Directe aanslag.
2. geïnduceerde stroom.

De grootte van de overspanning wordt beïnvloed door de bliksemimpulsen en de steilheid van de voorkant. Met een directe impact op de wet van Ohm is het mogelijk om een ​​voltage te vinden. Stel dat de lijnimpedantie 10 ohm is en de ingangsimpedantie van de televisie 500 ohm is. Met een stroompuls van 20 kA verkrijgen we de spanning bij de belasting U = 500 x 20.000 / 510 = 19,6 kV.Het is duidelijk dat een dergelijk gevaar niet wordt verwaarloosd, op de hoogspanningskabels worden de draden beschermd door bliksemafleiders. Afhankelijk van de spanningsklasse van de gebeurtenis zijn verschillend.

Naast de directe impact wordt de mogelijke slippen veroorzaakt door het fenomeen van de spanningsstappen. De draad is meestal via een nulleider verbonden met de aarde, elke kolom van de voedingslijn is geaard. Als gevolg hiervan worden bruggen gevormd waardoorheen stroom vloeit in de metalen delen van de apparatuur. Dat is de reden waarom de paal wordt geleverd met een reeks isolatoren. Echter, voorzorg bespaart niet, en de Arago-Foucault-stromen worden in de lijn geïnduceerd, leidend tot stroompieken. De waarde wordt berekend volgens de formule in de afbeelding( in de teller, de bliksemstroom en de hoogte van de lijnophanging, in de noemer, de afstand van het inslagpunt tot het pad van de krachtlijnlegging).

Om schade verder te verminderen, wordt het aanbevolen om de golfimpedantie van een lijn van één draad gelijk aan 400 Ohm te nemen, en verdubbeld( fasesplitsing) - 250. Dan, met de waargenomen bliksemafvoerkarakteristieken, ziet zijn verzwakking op reactieve weerstanden de grootste, industriële frequentie 50 Hzpasseert met kleine verliezen. De karakteristieke impedantie wordt berekend als de vierkantswortel van de verhouding van het inductieve deel van de impedantie tot de capaciteit.

Bij de discontinuïteit van een lijn straalt een door bliksem gegenereerde golf de ruimte in. Als aan het einde een kabel is met een impedantie van 50 ohm, wordt een deel van de energie gereflecteerd. De overblijvende golf ondergaat op weg naar de consument refractie. De wetten van reflectie en breking worden beschreven in termen van impedanties( golfimpedanties van de lijnen).Om de frequentie van 50 Hz( of een ander bereik) te garanderen, worden passende apparaten gebruikt.

Overspanning veroorzaakt door bliksem, de meest gevaarlijke en significant in amplitude. Overweging van andere spanningspieken in de praktijk wordt niet uitgevoerd. Op voorwaarde dat de lijn de juiste isolatie van de draden heeft om te beschermen tegen blikseminslag, zijn andere verplichte maatregelen getroffen. De diëlektrische sterkte van het diëlektricum wordt bepaald door de maximale veldsterkte.

Er heerst hier een enorme paradox: het gevaar is groter bij lage stroomlijnen. De kleine kromming van de draden vergroot het elektrische veld aanzienlijk. Isolatoren van verschillende materialen die in meerlagige structuren worden gebruikt, zijn ontworpen om dezelfde capaciteit te hebben als mogelijk. Anders ontstaat er een aanzienlijke afwijking( zie de seriële aansluiting van condensatoren).Wat de totale spanning vermindert, is bestand tegen een meerlaagse isolator zonder defect.