Wat is bliksem?
Op momenten dat er hevige regen valt, heb je misschien een lichtflits in de lucht gezien en natuurlijk wordt je altijd geadviseerd om thuis veilig te blijven. Samen met de lichtflits hoor je ook een groot dondergeluid. Deze lichtflits is niets anders dan de ontlading van elektriciteit of bliksem zoals we dat noemen. Dus laten we eens kijken wat bliksem eigenlijk veroorzaakt, de effecten ervan en hoe we kunnen voorkomen dat onze elektrische apparaten beschadigd raken.
Wat veroorzaakt bliksem?
Wanneer het aardoppervlak wordt opgewarmd, verwarmt het de lucht erboven. Aangezien deze hete lucht in contact komt met een waterlichaam, warmt het het water op dat verdampt en als de lucht opstijgt met de waterdamp, koelt deze af en vormt het wolken. Naarmate de wolken verder omhoog komen, neemt hun grootte toe en wanneer de vloeibare deeltjes in de wolk de grotere hoogte bereiken, worden ze bevroren tot ijsdeeltjes. Wanneer deze ijsdeeltjes en vloeibare deeltjes met elkaar in botsing komen, worden ze geladen met een positieve polariteit. De kleinere ijsdeeltjes worden positief geladen, terwijl de grotere deeltjes negatief worden geladen en naar de aarde worden getrokken als gevolg van de zwaartekracht van de aarde. Er vormt zich dus een elektrisch veld tussen deze twee ladingen. Naarmate deze elektrische veldintensiteit toeneemt, komt er een moment dat statische elektriciteit door de elektrische veldlijnen begint te stromen, wat resulteert in een vonk ertussen. De bliksem kan zich in een wolk bevinden tussen de positief geladen deeltjes bovenaan en negatief geladen deeltjes onderaan. De bliksem kan ook tussen de negatief geladen wolk en de positief geladen dingen op aarde zijn, zoals mensen, bomen of andere geleiders. Dus als elektrische lading stroomt tussen de wolk en de persoon op de grond krijgt hij / zij een schok. Dit is de reden waarom het tijdens onweer wordt aangeraden om niet naar buiten te gaan of onder een boom te staan of geleidend materiaal zoals de ijzeren staven voor uw raam aan te raken. Ook kan de temperatuur van de bliksemschicht op een hoger temperatuurbereik liggen van 27.000 graden Celsius, wat ongeveer zes keer zo hoog is als aan het oppervlak van de zon. Omdat deze elektriciteit door de lucht gaat, verhoogt het de temperatuur van de lucht in korte tijd en na enige tijd koelt de lucht af. Als de lucht wordt opgewarmd, zet het uit en als het wordt afgekoeld, wordt het samengetrokken. Deze uitzetting en inkrimping van lucht veroorzaakt de productie van geluidsgolven.
Omdat licht sneller reist dan geluid, kunnen we eerst de bliksem zien en dan het onweer horen.
Hoe bliksem de elektrische voedingssystemen in huizen beïnvloedt
Meet de AC-spanning tussen de aarde en de neutrale aansluiting in de driepolige stekker in uw huis. Het zal iedereen verbazen dat het varieert van 1 tot 50 volt of zelfs meer. Idealiter zou het nul moeten zijn. Earth open zal ook nul laten zien, wat gevaarlijk is. Wat moeten we dan doen om veilig te zijn? Het kortsluiten van aarde en neutraal is gevaarlijk en wordt nooit gedaan.
Waarom beschadigt blikseminslag uw elektrische systeem?
Neutraal bij het onderstation dat uw huis voedt, heeft een duidelijke weerstand, zeg 1 ohm ten opzichte van aarde. Vanwege ongebalanceerde spanning in 3 ph stroomt er stroom in deze weerstand. Deze stroom kan 1 A tot 50 A of zelfs meer bedragen. IR varieert dus van 1 V tot 50 volt. Zo verschijnt bij u thuis, tussen aarde naar nul, dezelfde spanning, waar u geen controle over heeft. Het ergste gebeurt als een bliksem inslaat op het onderstation die kilo-versterkers door deze weerstand kan dwingen. Stel je die spanning voor. Dit veroorzaakt catastrofale schade aan een elektronisch circuit dat ook de aarde van de huisbedrading gebruikt. Bedrijven hebben in het verleden miljoenen roepies verloren totdat daar een oplossing voor werd geïmplementeerd. Elektrische huishoudtoestellen zoals tv, computer, enz. Raken vaak beschadigd door hoogspanningspieken in de hoogspanningsleidingen. Zeer hoge spanningspieken en transiënten ontwikkelen zich gedurende een fractie van een seconde in de voedingslijnen wanneer bliksem optreedt. Dergelijke kortstondige hoogspanningspieken worden super opgelegd aan het lichtnet, ook wanneer belastingen met een hoge capaciteit worden in- of uitgeschakeld. Het gebeurt ook wanneer de stroom terugkeert na een stroomstoring vanwege een hoog magnetisch veld in de distributietransformator. De zware inschakelstroom vloeit wanneer de stroom terugkeert na een stroomstoring. Dit komt door het genereren van een hoog magnetisch veld in de distributietransformator van het stroomdistributiesysteem. Dit kan onmiddellijke uitval van de apparaten zoals tv veroorzaken als deze tijdens stroomuitval ingeschakeld blijft. Daarom is het meestal raadzaam om de apparaten uit te schakelen tijdens stroomuitval. Hoewel de spikes in korte tijd te kort zijn, kunnen ze blijvende schade aan de apparaten veroorzaken.
Hoe wordt schade door blikseminslag voorkomen?
De beste oplossing is waar men de aarde naar een geïsoleerde nulleider kan kortsluiten door een scheidingstransformator te gebruiken met een primaire / secundaire verhouding van 1: 1. Let op, men kan de nulleider die door het nutsbedrijf wordt geleverd niet kortsluiten naar uw huisaarde.
2 manieren om uw elektrische apparaten te beschermen tegen schade door blikseminslag
1. MOV's (Metaaloxide Varistor) gebruiken
Er kunnen maar weinig MOV's worden toegevoegd aan het bestaande schakelbord om de apparaten te beschermen tegen hoogspanningspieken. Als zich zware transiënten in het lichtnet ontwikkelen, zal de MOV in het circuit de leidingen kortsluiten en zal de zekering / MCB in huis doorslaan.
Varistor
MOV-bescherming:
Metaaloxidevaristor (MOV) bevat een keramische massa van zinkoxidekorrels, in een matrix van andere metaaloxiden zoals kleine hoeveelheden bismut, kobalt, mangaan, enz. Ingeklemd tussen twee metalen platen die de elektroden vormen. De grens tussen elke korrel en zijn buur vormt een diodeverbinding, waardoor stroom in slechts één richting kan stromen. Wanneer een kleine of matige spanning over de elektroden wordt aangelegd, vloeit er slechts een kleine stroom die wordt veroorzaakt door omgekeerde lekkage door de diodeovergangen.
Wanneer een grote spanning wordt aangelegd, valt de diode-overgang uit door een combinatie van thermionische emissie en elektronentunneling, en vloeit er grote stroom. Varistor kan een deel van een piek opvangen. Het effect is afhankelijk van de uitrusting en details van de geselecteerde varistor.
De varistor blijft niet-geleidend als een shuntmodus-apparaat tijdens normaal bedrijf wanneer de spanning ver onder zijn 'klemspanning' blijft. Als een tijdelijke puls te hoog is, kan het apparaat smelten, verbranden, verdampen of anderszins worden beschadigd of vernietigd.
Hier worden drie MOV's gebruikt, een tussen de fase en de nulleider, een andere tussen de fase en de aarde en de derde tussen de nul en de aarde. 10 Ampère zekeringen of MCB's kunnen zowel in de fase als de nulleider worden geleverd voor totale bescherming. Deze opstelling kan worden aangebracht in het bestaande schakelpaneel waarvan het toestel stroom krijgt.
2. Vertraging schakeltijd van relais
Het basisidee is om de schakeltijd te vertragen van de relais die elektromagnetische schakelaars zijn om de elektronische apparaten van stroom te voorzien.
Deze eenvoudige schakeling lost het probleem op. Het geeft het apparaat pas stroom na een vertraging van twee minuten wanneer het wordt ingeschakeld of de stroom wordt hervat na een stroomstoring. Gedurende dit interval stabiliseert de netspanning zich.
In wezen wordt het schakelen van het relais bestuurd door de SCR, waarvan het schakelen op zijn beurt wordt bestuurd door de snelheid van opladen en ontladen van de condensator.
Het circuit werkt als het vertragingscircuit in stabilisatoren. Het gebruikt slechts een paar componenten en kan eenvoudig worden gemonteerd. Het werkt volgens het principe van opladen en ontladen van de condensator. Een condensator C1 van hoge waarde wordt gebruikt om de vereiste tijdvertraging te verkrijgen. Bij het inschakelen laadt C1 langzaam op via R1. Wanneer het volledig is opgeladen, wordt de SCR geactiveerd en wordt het relais ingeschakeld. Het apparaat wordt van stroom voorzien via de NO (normaal open) en de gemeenschappelijke contacten van het relais. Dus wanneer het relais wordt geactiveerd, wordt het apparaat ingeschakeld. De SCR heeft de eigenschap latching. Dat wil zeggen, het wordt geactiveerd en de stroom vloeit van zijn anode naar kathode wanneer de poort een positieve puls krijgt. De SCR blijft geleiden, zelfs als de poortspanning wordt verwijderd. De SCR schakelt alleen uit als zijn anodestroom wordt verwijderd door het circuit uit te schakelen.
Er is een LED-indicator voorzien om de activering van het relais aan te geven. Weerstand R3 begrenst de LED-stroom en weerstand R2 ontlaadt de condensator.
Hoe in te stellen
Het instellen van het circuit is eenvoudig. Monteer het op een gewone printplaat en doe het in een doos. Bevestig een AC-stopcontact in de behuizing. Sluit de faseleiding aan op het gemeenschappelijk contact van het relais en het maakcontact op de wisselstroombus. De neutrale lijn moet rechtstreeks naar de andere pin van de socket gaan. De faselijn loopt dus door als het NO-contact van het relais contact maakt met het gemeenschappelijke contact.
