كيفية منع تأثيرات البرق

ما هو البرق؟

في الأوقات التي تهطل فيها أمطار غزيرة ، ربما تكون قد رأيت وميضًا من الضوء في السماء وبالطبع يُنصح دائمًا بالبقاء آمنًا في المنزل. إلى جانب وميض الضوء ، يمكنك أيضًا سماع صوت رعد كبير. وميض الضوء هذا ما هو إلا تفريغ للكهرباء أو البرق كما نسميه. لذلك دعونا نرى ما الذي يسبب البرق بالفعل ، وتأثيراته وكيف يمكننا منع أجهزتنا الكهربائية من التلف.

ما الذي يسبب البرق؟

عندما يسخن سطح الأرض ، فإنه يسخن الهواء فوقه. عندما يتلامس هذا الهواء الساخن مع أي جسم مائي ، فإنه يسخن الماء الذي يتبخر وعندما يرتفع الهواء مع بخار الماء ، يبرد الأخير ويشكل السحب. مع ارتفاع السحب ، يزداد حجمها وعندما تصل الجزيئات السائلة في السحابة إلى ارتفاع أعلى تتجمد إلى جزيئات الجليد. عندما تتصادم جزيئات الجليد والجسيمات السائلة مع بعضها البعض ، يتم شحنها بقطبية موجبة. تصبح جزيئات الجليد الأصغر مشحونة إيجابًا بينما الجزيئات الأكبر يتم شحنها سلبًا ويتم سحبها إلى الأرض بسبب الجاذبية الأرضية. وبالتالي هناك مجال كهربائي بين هاتين الشحنتين. مع زيادة شدة المجال الكهربائي ، تأتي نقطة تبدأ فيها الكهرباء الساكنة بالتدفق عبر خطوط المجال الكهربائي ، مما يؤدي إلى شرارة بينهما. يمكن أن يكون البرق داخل سحابة بين الجسيمات المشحونة الموجبة في الأعلى والجسيمات المشحونة السالبة في الأسفل. يمكن أن يكون البرق أيضًا بين السحابة سالبة الشحنة والأشياء إيجابية الشحنة على الأرض مثل البشر أو الأشجار أو أي موصلات أخرى. وبالتالي ، عندما تتدفق الشحنة الكهربائية بين السحابة والشخص الموجود على الأرض ، فإنه / تتعرض لصدمة. هذا هو السبب في أنه أثناء العاصفة الرعدية ، يُنصح بعدم الخروج أو الوقوف تحت شجرة أو لمس أي مادة موصلة مثل قضبان الحديد في نافذتك. كما يمكن أن تكون درجة حرارة صاعقة البرق في نطاق درجة حرارة أعلى من 27000 درجة مئوية ، أي حوالي ستة أضعاف درجة حرارة سطح الشمس. عندما تمر هذه الكهرباء عبر الهواء ، فإنها تزيد من درجة حرارة الهواء في فترة زمنية قصيرة وبعد بعض الوقت يبرد الهواء. عندما يسخن الهواء ، يتمدد ، وعندما يبرد ، يتقلص. يؤدي هذا التمدد والانكماش في الهواء إلى إنتاج موجات صوتية.

الآن بما أن الضوء ينتقل أسرع من الصوت ، يمكننا أن نرى البرق أولاً ثم نسمع العاصفة الرعدية.

كيف يؤثر البرق على أنظمة الإمداد الكهربائي في المنازل

قم بقياس جهد التيار المتردد بين الأرض والمحطة المحايدة في القابس ذي الثلاثة دبابيس في منزلك. سوف يفاجأ الجميع عندما يكتشفون أنها تختلف من 1 إلى 50 فولت أو أكثر. من الناحية المثالية يجب أن تكون صفرًا. ستظهر الأرض المفتوحة أيضًا الصفر وهو أمر خطير. ثم ماذا يجب أن نفعل لنكون في الجانب الآمن؟ تقصير الأرض والحياد أمر خطير ولا يتم أبدًا.

لماذا يضر البرق نظامك الكهربائي؟

المحايدة في المحطة الفرعية التي تغذي منزلك لديها مقاومة محددة ، قل 1 أوم فيما يتعلق بالأرض. بسبب الجهد غير المتوازن في 3 ph ، يتدفق التيار في هذه المقاومة. قد يكون هذا التيار من 1 أ إلى 50 أ أو أكثر. لذا فإن الأشعة تحت الحمراء تختلف من 1 فولت إلى 50 فولت. وهكذا في منزلك ، بين الأرض إلى المحايدة يظهر نفس الجهد ، الذي لا يمكنك التحكم فيه. يحدث الأسوأ إذا ضرب البرق على المحطة الفرعية التي يمكن أن تجبر كيلو أمبير من خلال هذه المقاومة. تخيل هذا الجهد. هذا يسبب أضرارًا كارثية للدائرة الإلكترونية التي تستخدم أيضًا الأرض من الأسلاك المنزلية. خسرت الشركات ملايين الروبيات في الماضي حتى تم تنفيذ حل لذلك. غالبًا ما تتلف الأجهزة الكهربائية المنزلية مثل التلفزيون والكمبيوتر وما إلى ذلك من ارتفاعات الجهد العالي التي تظهر في خطوط الطاقة. تحدث طفرات وعابرات الجهد العالي جدًا لجزء من الثانية في خطوط الإمداد عند حدوث البرق. يتم فرض مثل هذه المسامير ذات الجهد العالي قصير المدى بشكل كبير على الشبكات أيضًا عند تشغيل أو إيقاف تشغيل الأحمال عالية السعة. يحدث ذلك أيضًا عند استئناف الطاقة بعد انقطاع التيار الكهربائي بسبب المجال المغناطيسي العالي في محول التوزيع. يتدفق تيار التدفق الثقيل عند استئناف الطاقة بعد انقطاع التيار الكهربائي. هذا بسبب توليد مجال مغناطيسي عالي في محول التوزيع لنظام توزيع الطاقة. يمكن أن يتسبب ذلك في انهيار فوري للأجهزة مثل التلفزيون إذا تم تشغيله أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ومن ثم فمن المستحسن في الغالب إيقاف تشغيل الأجهزة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. على الرغم من أن المسامير قصيرة جدًا في فترة زمنية قصيرة ، إلا أنها قد تسبب تلفًا دائمًا للأجهزة.

كيف يتم منع الضرر من البرق؟

أفضل حل هو حيث يمكن للمرء أن يقصر الأرض إلى محايد معزول باستخدام محول عزل بنسبة 1: 1 أولية إلى ثانوية. ضع في اعتبارك أنه لا يمكن لأحد أن يقصر الدائرة المحايدة التي توفرها شركة المرافق على أرض منزلك.

طريقتان لحماية أجهزتك الكهربائية من التلف بسبب تأثيرات البرق

1. استخدام MOVs (مكثف أكسيد الفلز)

يمكن إضافة عدد قليل من MOVs في لوحة التبديل الحالية لحماية الأجهزة من ارتفاعات الجهد العالي. إذا تطورت عابرات ثقيلة في التيار الكهربائي ، فإن MOV في الدائرة ستقطع دائرة الخطوط وينفجر المصهر / MCB في المنزل.

مكثف

حماية موف:

يحتوي مكثف أكسيد الفلز (MOV) على كتلة خزفية من حبيبات أكسيد الزنك ، في مصفوفة من أكاسيد معدنية أخرى مثل كميات صغيرة من البزموت ، والكوبالت ، والمنغنيز ، وما إلى ذلك ، محصورة بين لوحين معدنيين يشكلان الأقطاب الكهربائية. تشكل الحدود بين كل حبة وجارتها تقاطع الصمام الثنائي ، والذي يسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط. عندما يتم تطبيق جهد صغير أو متوسط ​​عبر الأقطاب الكهربائية ، يتدفق التيار الصغير فقط بسبب التسرب العكسي عبر تقاطعات الصمام الثنائي.

عندما يتم تطبيق جهد كبير ، ينهار تقاطع الصمام الثنائي بسبب مزيج من الانبعاث الحراري ونفق الإلكترون ، وتدفق التيار الكبير. يمكن أن يمتص المكثف جزءًا من الاندفاع. يعتمد التأثير على المعدات وتفاصيل المكثف المحدد.

يظل المكثف غير موصل كجهاز وضع التحويل أثناء التشغيل العادي عندما يظل الجهد أقل بكثير من 'جهد التثبيت'. إذا كانت النبضات العابرة عالية جدًا ، فقد يذوب الجهاز أو يحترق أو يتبخر أو يتلف أو يتلف.

هنا يتم استخدام ثلاث MOVs ، واحد بين المرحلة والمحايدة ، والآخر بين المرحلة والأرض والثالث بين المحايد والأرض. يمكن توفير 10 Amps fuses أو MCBs في كل من خطوط الطور والمحايدة للحماية الكاملة. يمكن ترتيب هذا الإعداد في لوحة التبديل الحالية التي يحصل الجهاز منها على الطاقة.

2. تأخير وقت التبديل من المرحلات

الفكرة الأساسية هي تأخير وقت تبديل المرحلات وهي مفاتيح كهرومغناطيسية لتشغيل الأجهزة الإلكترونية.

هذه الدائرة البسيطة تحل المشكلة. إنه يعطي الطاقة للجهاز فقط بعد تأخير لمدة دقيقتين عند التشغيل أو استئناف الطاقة بعد انقطاع التيار الكهربائي. خلال هذه الفترة ، سيستقر جهد التيار الكهربائي.

يتم التحكم في تبديل التتابع بشكل أساسي بواسطة SCR ، والذي يتم التحكم في تبديله بدوره بواسطة معدل شحن وتفريغ المكثف.

تعمل الدائرة مثل دائرة التأخير في المثبتات. إنها تستخدم مكونات قليلة فقط ويمكن تجميعها بسهولة. يعمل على مبدأ شحن وتفريغ المكثف. يتم استخدام مكثف عالي القيمة C1 للحصول على التأخير الزمني المطلوب. عند التشغيل ، يتم شحن C1 ببطء عبر R1. عندما يتم شحنه بالكامل ، يتم تشغيل SCR ويتم تشغيل التتابع. يتم توفير الطاقة للجهاز من خلال NO (فتح عادة) وجهات الاتصال العامة للترحيل. لذلك عندما يتم تشغيل الترحيل ، سيتم تشغيل الجهاز. يحتوي SCR على خاصية الإغلاق. أي أنه ينطلق ويتدفق التيار من الأنود إلى الكاثود عندما تحصل البوابة على نبضة موجبة. يستمر SCR في العمل ، حتى إذا تم إزالة جهد البوابة. يتم إيقاف تشغيل SCR فقط إذا تمت إزالة تيار الأنود الخاص به عن طريق إيقاف تشغيل الدائرة.

يتم توفير مؤشر LED للإشارة إلى تنشيط المرحل. يحد المقاوم R3 من تيار LED ويقوم المقاوم R2 بتفريغ المكثف.

كيفية التعيين

إعداد الدائرة سهل. قم بتجميعها على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأرفقها في علبة. قم بإصلاح مقبس التيار المتردد في العلبة. قم بتوصيل خط الطور بجهة الاتصال المشتركة للمرحل و NO جهة الاتصال بمقبس التيار المتردد. يجب أن يذهب الخط المحايد مباشرة إلى الدبوس الآخر للمقبس. لذلك يستمر خط المرحلة عندما تقوم جهة اتصال المرحل NO بالاتصال بجهة الاتصال المشتركة.