Was ist Blitz?
In Zeiten starker Regenfälle haben Sie möglicherweise einen Lichtblitz am Himmel gesehen, und natürlich wird Ihnen immer empfohlen, zu Hause sicher zu sein. Neben dem Lichtblitz können Sie auch einen großen Donner hören. Dieser Lichtblitz ist nichts anderes als die Entladung von Elektrizität oder Blitz, wie wir es nennen. Lassen Sie uns sehen, was tatsächlich Blitze verursacht, welche Auswirkungen sie haben und wie wir verhindern können, dass unsere Elektrogeräte beschädigt werden.
Was verursacht Blitze?
Wenn sich die Erdoberfläche erwärmt, erwärmt sie die Luft darüber. Wenn diese heiße Luft mit einem Gewässer in Kontakt kommt, erwärmt sie das verdampfende Wasser und wenn die Luft mit dem Wasserdampf aufsteigt, kühlt sich dieser ab und bildet Wolken. Wenn sich die Wolken weiter nach oben erheben, nimmt ihre Größe zu und wenn die flüssigen Partikel in der Wolke die höhere Höhe erreichen, werden sie zu Eispartikeln gefroren. Wenn diese Eispartikel und flüssigen Partikel miteinander kollidieren, werden sie mit positiver Polarität aufgeladen. Die kleineren Eispartikel werden positiv geladen, während die größeren Partikel negativ geladen werden und aufgrund der Erdanziehungskraft zur Erde hinuntergezogen werden. Somit bildet sich zwischen diesen beiden Ladungen ein elektrisches Feld. Wenn diese elektrische Feldstärke zunimmt, kommt ein Punkt, an dem statische Elektrizität durch die elektrischen Feldlinien fließt, was zu einem Funken zwischen ihnen führt. Der Blitz kann sich innerhalb einer Wolke zwischen den positiv geladenen Partikeln oben und den negativ geladenen Partikeln unten befinden. Der Blitz kann sich auch zwischen der negativ geladenen Wolke und den positiv geladenen Dingen am Boden wie Menschen, Bäumen oder anderen Leitern befinden. Wenn also elektrische Ladung zwischen der Wolke und der Person am Boden fließt, bekommt sie einen Schock. Dies ist der Grund, warum es während eines Gewitters empfohlen wird, nicht unter einen Baum zu gehen oder zu stehen oder leitfähiges Material wie die Eisenstangen für Ihr Fenster zu berühren. Auch die Temperatur des Blitzes kann in einem höheren Temperaturbereich von 27000 Grad Celsius liegen, was etwa sechsmal höher ist als die an der Sonnenoberfläche. Wenn diese Elektrizität durch die Luft strömt, erhöht sie in kurzer Zeit die Lufttemperatur und nach einiger Zeit kühlt sich die Luft ab. Wenn sich die Luft erwärmt, dehnt sie sich aus und wenn sie abgekühlt wird, zieht sie sich zusammen. Diese Expansion und Kontraktion von Luft verursacht die Erzeugung von Schallwellen.
Da sich Licht schneller als Schall ausbreitet, können wir zuerst den Blitz sehen und dann das Gewitter hören.
Wie sich ein Blitz auf die Stromversorgungssysteme zu Hause auswirkt
Messen Sie die Wechselspannung zwischen Erde und Neutralleiter im dreipoligen Stecker Ihres Hauses. Jeder wird überrascht sein, dass es sogar zwischen 1 und 50 Volt oder mehr variiert. Idealerweise sollte es Null sein. Die offene Erde zeigt auch Null, was gefährlich ist. Was sollen wir dann tun, um auf der sicheren Seite zu sein? Das Kurzschließen von Erde und Neutralleiter ist gefährlich und wird niemals durchgeführt.
Warum beschädigt ein Blitz Ihr elektrisches System?
Neutral an der Umspannstation, die Ihr Haus speist, hat einen bestimmten Widerstand, z. B. 1 Ohm in Bezug auf Masse. Aufgrund der unsymmetrischen Spannung in 3 ph fließt Strom in diesem Widerstand. Dieser Strom kann sogar 1 A bis 50 A oder mehr betragen. Die IR variiert also von 1 V bis 50 Volt. So erscheint bei Ihnen zu Hause zwischen Erde und Neutralleiter die gleiche Spannung, auf die Sie keinen Einfluss haben. Das Schlimmste passiert, wenn ein Blitz auf die Unterstation trifft, der Kiloampere durch diesen Widerstand zwingen kann. Stellen Sie sich diese Spannung vor. Dies führt zu einer katastrophalen Beschädigung eines elektronischen Schaltkreises, der auch die Erdung der Hausverkabelung verwendet. Unternehmen haben in der Vergangenheit Millionen Rupien verloren, bis eine Lösung dafür implementiert wurde. Elektrische Haushaltsgeräte wie Fernseher, Computer usw. werden häufig durch Hochspannungsspitzen in den Stromleitungen beschädigt. In den Versorgungsleitungen entstehen für den Bruchteil einer Sekunde sehr hohe Spannungsspitzen und -transienten, wenn ein Blitz auftritt. Solche kurzzeitigen Hochspannungsspitzen werden dem Netz auch dann überlagert, wenn Lasten mit hoher Kapazität ein- oder ausgeschaltet werden. Dies geschieht auch, wenn die Stromversorgung nach einem Stromausfall aufgrund eines hohen Magnetfelds im Verteilungstransformator wieder aufgenommen wird. Der starke Einschaltstrom fließt, wenn die Stromversorgung nach einem Stromausfall wieder aufgenommen wird. Dies ist auf die Erzeugung eines hohen Magnetfelds im Verteilungstransformator des Stromverteilungssystems zurückzuführen. Dies kann zu einem sofortigen Ausfall von Geräten wie Fernsehgeräten führen, wenn diese während eines Stromausfalls eingeschaltet bleiben. Daher ist es meistens ratsam, die Geräte bei Stromausfall auszuschalten. Obwohl die Spikes in kurzer Zeit zu kurz sind, können sie die Geräte dauerhaft beschädigen.
Wie werden Blitzschäden verhindert?
Die beste Lösung besteht darin, die Erde mit einem Trenntransformator mit einem Primär-Sekundär-Verhältnis von 1: 1 zu einem isolierten Neutralleiter kurzzuschließen. Beachten Sie jedoch, dass der vom Versorgungsunternehmen gelieferte Neutralleiter nicht an Ihre Hauserde kurzgeschlossen werden kann.
2 Möglichkeiten, um Ihre elektrischen Geräte vor Beschädigungen durch Blitzeffekte zu schützen
1. Verwenden von MOVs (Metalloxid-Varistor)
In der vorhandenen Schalttafel können nur wenige MOVs hinzugefügt werden, um die Geräte vor Hochspannungsspitzen zu schützen. Wenn im Netz starke Transienten auftreten, schließt der MOV im Stromkreis die Leitungen kurz und die Sicherung / MCB im Haus wird durchbrennen.
Varistor
MOV-Schutz:
Der Metalloxid-Varistor (MOV) enthält eine keramische Masse von Zinkoxidkörnern in einer Matrix aus anderen Metalloxiden wie kleinen Mengen Wismut, Kobalt, Mangan usw., die zwischen zwei Metallplatten angeordnet sind und die Elektroden bilden. Die Grenze zwischen jedem Korn und seinem Nachbarn bildet einen Diodenübergang, durch den Strom nur in eine Richtung fließen kann. Wenn eine kleine oder mäßige Spannung an die Elektroden angelegt wird, fließt nur ein winziger Strom, der durch einen umgekehrten Leckstrom durch die Diodenübergänge verursacht wird.
Wenn eine große Spannung angelegt wird, bricht der Diodenübergang aufgrund einer Kombination aus thermionischer Emission und Elektronentunnelung zusammen und es fließen große Ströme. Varistor kann einen Teil eines Stoßes absorbieren. Der Effekt hängt von der Ausstattung und den Details des ausgewählten Varistors ab.
Der Varistor bleibt während des normalen Betriebs als Shunt-Modus-Gerät nicht leitend, wenn die Spannung deutlich unter seiner „Klemmspannung“ bleibt. Wenn ein transienter Impuls zu hoch ist, kann das Gerät schmelzen, brennen, verdampfen oder auf andere Weise beschädigt oder zerstört werden.
Hier werden drei MOVs verwendet, einer zwischen Phase und Neutral, einer zwischen Phase und Erde und der dritte zwischen Neutral und Erde. 10-Ampere-Sicherungen oder MCBs können sowohl in der Phase- als auch in der Neutralleitung für vollständigen Schutz vorgesehen werden. Diese Einrichtung kann in der vorhandenen Schalttafel angeordnet werden, über die das Gerät mit Strom versorgt wird.
2. Verzögerung Schaltzeit der Relais
Die Grundidee besteht darin, die Schaltzeit der Relais, bei denen es sich um elektromagnetische Schalter handelt, zu verzögern, um die elektronischen Geräte mit Strom zu versorgen.
Diese einfache Schaltung löst das Problem. Das Gerät wird erst nach einer Verzögerung von zwei Minuten beim Einschalten mit Strom versorgt oder nach einem Stromausfall wieder mit Strom versorgt. Während dieses Intervalls stabilisiert sich die Netzspannung.
Grundsätzlich wird das Schalten des Relais vom SCR gesteuert, dessen Schalten wiederum von der Lade- und Entladerate des Kondensators gesteuert wird.
Die Schaltung funktioniert wie die Verzögerungsschaltung in Stabilisatoren. Es verwendet nur wenige Komponenten und kann leicht zusammengebaut werden. Es funktioniert nach dem Prinzip des Ladens und Entladens des Kondensators. Ein Hochwertkondensator C1 wird verwendet, um die erforderliche Zeitverzögerung zu erhalten. Beim Einschalten lädt sich C1 langsam über R1 auf. Wenn es vollständig aufgeladen ist, wird der SCR ausgelöst und das Relais eingeschaltet. Die Stromversorgung des Geräts erfolgt über NO (normalerweise offen) und die gemeinsamen Kontakte des Relais. Wenn das Relais ausgelöst wird, schaltet sich das Gerät ein. Der SCR hat die Verriegelungseigenschaft. Das heißt, es wird ausgelöst und der Strom fließt von seiner Anode zur Kathode, wenn das Gate einen positiven Impuls erhält. Der SCR leitet weiter, auch wenn seine Gate-Spannung entfernt wird. Der SCR schaltet nur ab, wenn sein Anodenstrom durch Ausschalten des Stromkreises entfernt wird.
Eine LED-Anzeige zeigt die Aktivierung des Relais an. Der Widerstand R3 begrenzt den LED-Strom und der Widerstand R2 entlädt den Kondensator.
Wie einstellen
Das Einstellen der Schaltung ist einfach. Montieren Sie es auf einer gemeinsamen Leiterplatte und legen Sie es in einen Koffer. Befestigen Sie eine Steckdose im Gehäuse. Schließen Sie die Phasenleitung an den gemeinsamen Kontakt des Relais und den Schließer an die Netzsteckdose an. Die Neutralleitung sollte direkt zum anderen Stift der Buchse führen. Die Phasenleitung wird also fortgesetzt, wenn der Schließerkontakt des Relais den Kontakt mit dem gemeinsamen Kontakt herstellt.
