Lightning là gì?
Vào những lúc có mưa lớn, bạn có thể nhìn thấy một tia sáng trên bầu trời và tất nhiên bạn luôn được khuyên rằng hãy giữ an toàn khi ở nhà. Cùng với ánh sáng lóe lên, bạn cũng có thể nghe thấy một âm thanh sấm sét lớn. Tia chớp sáng này không là gì khác ngoài sự phóng điện hay sự phát sáng như chúng ta vẫn gọi. Vì vậy, chúng ta hãy xem điều gì thực sự gây ra sét, ảnh hưởng của nó và cách chúng ta có thể ngăn ngừa các thiết bị điện của chúng ta bị hư hỏng.
Nguyên nhân gây ra sét?
Khi bề mặt trái đất nóng lên, nó làm nóng không khí bên trên nó. Khi không khí nóng này tiếp xúc với bất kỳ vùng nước nào, nó sẽ làm nóng nước và bốc hơi và khi không khí bốc lên cùng với hơi nước, hơi nước nguội đi và tạo thành mây. Khi các đám mây lên cao hơn nữa, kích thước của chúng tăng lên và khi các hạt chất lỏng trong đám mây lên đến độ cao cao hơn sẽ bị đóng băng thành các hạt băng. Khi những hạt nước đá và hạt chất lỏng này va chạm vào nhau, chúng sẽ mang điện tích cực dương. Các hạt băng nhỏ hơn mang điện tích dương trong khi các hạt lớn hơn mang điện âm và bị kéo xuống trái đất do lực hút của trái đất. Do đó tạo thành một điện trường giữa hai điện tích này. Khi cường độ điện trường này tăng lên, xuất hiện một điểm khi tĩnh điện bắt đầu chạy qua các đường sức của điện trường, tạo ra tia lửa điện giữa chúng. Tia sét có thể nằm trong một đám mây giữa các hạt mang điện tích dương ở trên cùng và các hạt mang điện âm ở dưới cùng. Tia sét cũng có thể ở giữa đám mây tích điện âm và những vật mang điện tích dương trên mặt đất như con người, cây cối hoặc bất kỳ vật dẫn điện nào khác. Do đó, khi điện tích di chuyển giữa đám mây và người trên mặt đất, người đó sẽ bị điện giật. Đây là lý do tại sao trong cơn giông, không nên đi ra ngoài hoặc đứng dưới gốc cây hoặc chạm vào bất kỳ vật liệu dẫn điện nào như thanh sắt cho cửa sổ của bạn. Ngoài ra, nhiệt độ của tia chớp có thể ở khoảng nhiệt độ cao hơn 27000 độ C, gấp khoảng sáu lần so với bề mặt của mặt trời. Khi dòng điện này đi qua không khí, nó làm tăng nhiệt độ của không khí trong một khoảng thời gian ngắn và sau một thời gian không khí nguội đi. Khi không khí nóng lên, nó nở ra và khi nguội đi, nó sẽ co lại. Sự giãn nở và co lại của không khí là nguyên nhân tạo ra sóng âm thanh.
Bây giờ vì ánh sáng truyền đi nhanh hơn âm thanh, chúng ta có thể nhìn thấy tia chớp đầu tiên và sau đó nghe thấy tiếng sấm.
Sét ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống cung cấp điện tại nhà
Đo điện áp xoay chiều giữa Trái đất và đầu cuối trung tính trong phích cắm ba chân trong nhà của bạn. Mọi người sẽ ngạc nhiên khi thấy rằng nó thay đổi từ 1 đến 50 volt hoặc thậm chí hơn. Lý tưởng nhất là nó phải bằng không. Earth mở cũng sẽ hiển thị số 0 là nguy hiểm. Sau đó, chúng ta nên làm gì để được an toàn? Rút ngắn đất và trung tính là nguy hiểm và nó không bao giờ được thực hiện.
Tại sao sét làm hỏng hệ thống điện của bạn?
Trung tính tại trạm biến áp cung cấp cho ngôi nhà của bạn có một điện trở nhất định, ví dụ như 1 ohm đối với đất. Do điện áp không cân bằng trong 3 ph nên dòng điện chạy trong điện trở này. Dòng điện này có thể là 1 A đến 50 A hoặc thậm chí hơn. Vì vậy IR thay đổi từ 1 V đến 50 volt. Vì vậy, tại nhà của bạn, giữa đất đến trung tính xuất hiện cùng một điện áp mà bạn không có quyền kiểm soát. Điều tồi tệ nhất sẽ xảy ra nếu một tia sét đánh vào trạm phụ có thể buộc kilo ampe qua điện trở này. Hãy tưởng tượng điện áp đó. Điều này gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho một mạch điện tử cũng sử dụng đất của hệ thống dây điện trong nhà. Các công ty đã mất hàng triệu rupee trong quá khứ cho đến khi một giải pháp được thực hiện. Các thiết bị điện gia dụng như TV, máy tính, ... thường bị hư hỏng do điện áp cao xuất hiện trong đường dây điện. Các xung điện áp rất cao và quá độ phát triển trong một phần giây trong đường dây cung cấp khi sét xảy ra. Các xung điện áp cao trong thời gian ngắn như vậy cũng được áp đặt lên nguồn điện khi bật hoặc tắt tải công suất cao. Nó cũng xảy ra khi có điện trở lại sau khi mất điện do từ trường cao trong máy biến áp phân phối. Dòng khởi động nặng chạy khi có điện trở lại sau khi mất điện. Đó là do trong máy biến áp phân phối của hệ thống điện phân phối sinh ra từ trường lớn. Điều này có thể gây ra sự cố ngay lập tức cho các thiết bị như TV nếu nó được giữ ở trạng thái bật trong khi mất điện. Do đó, bạn nên tắt các thiết bị khi mất điện. Mặc dù gai quá ngắn trong khoảng thời gian ngắn, chúng có thể gây hư hỏng vĩnh viễn cho thiết bị.
Làm thế nào để ngăn chặn thiệt hại do sét?
Giải pháp tốt nhất là ở đó người ta có thể nối đất ngắn mạch đến trung tính cách ly bằng cách sử dụng một biến áp cách ly có tỷ lệ sơ cấp và thứ cấp 1: 1. Xin lưu ý rằng người ta không thể làm ngắn mạch trung tính do công ty điện nước cung cấp cho trái đất nhà bạn.
2 cách để bảo vệ các thiết bị điện của bạn không bị hư hại do tác động của sét
1. Sử dụng MOVs (Metal oxide Varistor)
Một vài MOV có thể được thêm vào bảng chuyển mạch hiện có để bảo vệ các thiết bị khỏi các xung điện áp cao. Nếu quá độ nặng phát triển trong nguồn điện, MOV trong mạch sẽ làm ngắn mạch đường dây và cầu chì / MCB trong nhà sẽ bị nổ.
Varistor
Bảo vệ MOV:
Metal Oxide Varistor (MOV) chứa một khối lượng gốm gồm các hạt oxit kẽm, trong một ma trận của các oxit kim loại khác như một lượng nhỏ bitmut, coban, mangan, v.v. được kẹp giữa hai tấm kim loại tạo thành các điện cực. Ranh giới giữa mỗi hạt và vùng lân cận của nó tạo thành một điểm tiếp giáp diode, cho phép dòng điện chỉ chạy theo một hướng. Khi một điện áp nhỏ hoặc vừa phải được đặt trên các điện cực, chỉ có dòng điện cực nhỏ chạy qua do rò rỉ ngược qua các điểm nối diode.
Khi một điện áp lớn được đặt vào, điểm nối diode bị phá vỡ do sự kết hợp của phát xạ nhiệt và đường hầm điện tử, và dòng điện lớn chạy qua. Varistor có thể hấp thụ một phần của sự đột biến. Hiệu ứng phụ thuộc vào thiết bị và chi tiết của Varistor đã chọn.
Varistor vẫn không dẫn điện như một thiết bị chế độ shunt trong quá trình hoạt động bình thường khi điện áp vẫn thấp hơn 'điện áp kẹp' của nó. Nếu một xung thoáng qua quá cao, thiết bị có thể bị nóng chảy, cháy, bốc hơi hoặc có thể bị hỏng hoặc phá hủy.
Ở đây ba MOV được sử dụng, một giữa Pha và Trung tính, một cái khác giữa Pha và Trái đất và cái thứ ba giữa Trung tính và Trái đất. 10 Cầu chì Amps hoặc MCB có thể được cung cấp cả trong dòng Pha và Trung tính để bảo vệ toàn diện. Thiết lập này có thể được bố trí trong bảng công tắc hiện có mà từ đó thiết bị được cấp điện.
2. Độ trễ Thời gian chuyển mạch của rơle
Ý tưởng cơ bản là trì hoãn thời gian chuyển đổi của các rơ le là công tắc điện từ để cấp nguồn cho các thiết bị điện tử.
Mạch đơn giản này giải quyết vấn đề. Nó chỉ cấp nguồn cho thiết bị sau hai phút khi được bật hoặc nguồn tiếp tục sau khi mất điện. Trong khoảng thời gian này, điện áp nguồn sẽ ổn định.
Về cơ bản, việc chuyển mạch của rơle được điều khiển bởi SCR, việc chuyển mạch của nó lần lượt được điều khiển bởi tốc độ nạp và xả của tụ điện.
Mạch hoạt động giống như mạch trễ trong các bộ ổn áp. Nó chỉ sử dụng một số thành phần và có thể được lắp ráp dễ dàng. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc tích điện và phóng điện của tụ điện. Một tụ điện giá trị cao C1 được sử dụng để có được thời gian trễ cần thiết. Lúc bật nguồn, C1 tích điện chậm dần qua R1. Khi nó được sạc đầy, SCR sẽ kích hoạt và rơ le sẽ bật. Nguồn điện cho thiết bị được cung cấp thông qua các tiếp điểm NO (Thường mở) và các tiếp điểm chung của rơ le. Vì vậy, khi rơ le kích hoạt, thiết bị sẽ bật. SCR có thuộc tính chốt. Tức là, nó kích hoạt và dòng điện chạy từ Anode sang Cathode của nó khi cổng nhận được một xung dương. SCR tiếp tục dẫn, ngay cả khi điện áp cổng của nó bị loại bỏ. SCR chỉ tắt nếu dòng điện cực dương của nó bị loại bỏ bằng cách tắt mạch.
Một chỉ báo LED được cung cấp để cho biết sự kích hoạt của rơle. Điện trở R3 giới hạn dòng LED và điện trở R2 phóng điện cho tụ điện.
Làm thế nào để thiết lập
Cài đặt mạch rất dễ dàng. Lắp ráp nó trên một PCB thông thường và đặt trong một hộp đựng. Cố định ổ cắm AC trong trường hợp. Nối dây pha với Tiếp điểm chung của rơ le và tiếp điểm KHÔNG với ổ cắm AC. Dòng trung tính nên đi trực tiếp vào chân khác của ổ cắm. Vì vậy dòng pha tiếp tục khi tiếp điểm NO của rơle làm tiếp điểm chung với tiếp điểm.
