วิธีป้องกันฟ้าผ่า

สายฟ้าคืออะไร?

ในบางครั้งที่ฝนตกหนักคุณอาจเห็นแสงวาบบนท้องฟ้าและแน่นอนคุณควรอยู่บ้านอย่างปลอดภัย นอกจากแสงแฟลชแล้วคุณยังสามารถได้ยินเสียงฟ้าร้องขนาดใหญ่ แสงวาบนี้ไม่ใช่อะไรนอกจากการปล่อยกระแสไฟฟ้าหรือการทำให้สว่างขึ้นอย่างที่เราเรียกกันว่า มาดูกันว่าอะไรทำให้เกิดฟ้าผ่าผลกระทบและวิธีป้องกันเครื่องใช้ไฟฟ้าของเราไม่ให้เสียหาย

ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร?

เมื่อพื้นผิวโลกร้อนขึ้นจะทำให้อากาศด้านบนร้อนขึ้น เมื่ออากาศร้อนนี้สัมผัสกับแหล่งน้ำใด ๆ มันจะทำให้น้ำร้อนขึ้นซึ่งจะกลายเป็นไอและเมื่ออากาศลอยขึ้นพร้อมกับไอน้ำส่วนหลังจะเย็นตัวลงและก่อตัวเป็นเมฆ เมื่อเมฆลอยตัวขึ้นไปขนาดของมันจะเพิ่มขึ้นและเมื่ออนุภาคของเหลวในเมฆขึ้นสู่ระดับความสูงที่สูงขึ้นจะถูกจับเป็นอนุภาคน้ำแข็ง เมื่ออนุภาคน้ำแข็งและอนุภาคของเหลวเหล่านี้ชนกันจะถูกประจุไฟฟ้ามีขั้วบวก อนุภาคน้ำแข็งที่เล็กกว่าจะได้รับประจุบวกในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่จะมีประจุลบและถูกดึงลงมายังพื้นโลกเนื่องจากแรงดึงดูดของโลก ดังนั้นจึงเกิดสนามไฟฟ้าระหว่างประจุทั้งสองนี้ เมื่อความเข้มของสนามไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจะมีจุดเกิดขึ้นเมื่อไฟฟ้าสถิตเริ่มไหลผ่านเส้นสนามไฟฟ้าส่งผลให้เกิดประกายไฟระหว่างพวกเขา ฟ้าผ่าสามารถอยู่ภายในก้อนเมฆระหว่างอนุภาคที่มีประจุบวกที่ด้านบนและอนุภาคที่มีประจุลบที่ด้านล่าง ฟ้าผ่ายังสามารถอยู่ระหว่างเมฆที่มีประจุลบและสิ่งที่มีประจุบวกบนพื้นดินเช่นมนุษย์ต้นไม้หรือตัวนำอื่น ๆ ดังนั้นเมื่อประจุไฟฟ้าไหลระหว่างก้อนเมฆและคนที่อยู่บนพื้นเขา / เธอจะได้รับความตกใจ นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนองจึงไม่แนะนำให้ออกไปข้างนอกหรือยืนใต้ต้นไม้หรือสัมผัสวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเช่นแท่งเหล็กสำหรับหน้าต่างของคุณ นอกจากนี้อุณหภูมิของสายฟ้าอาจอยู่ในช่วงอุณหภูมิที่สูงขึ้นที่ 27000 องศาเซลเซียสซึ่งสูงกว่าที่ผิวดวงอาทิตย์ประมาณหกเท่า เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านอากาศจะเพิ่มอุณหภูมิของอากาศในช่วงเวลาสั้น ๆ และหลังจากนั้นสักครู่อากาศก็จะเย็นลง เมื่ออากาศร้อนขึ้นมันจะขยายตัวและเมื่ออากาศเย็นลงก็จะหดตัว การขยายตัวและการหดตัวของอากาศนี้ทำให้เกิดการผลิตคลื่นเสียง

เนื่องจากแสงเดินทางเร็วกว่าเสียงเราจึงเห็นฟ้าแลบก่อนแล้วจึงได้ยินเสียงพายุฝนฟ้าคะนอง

สายฟ้าส่งผลต่อระบบจ่ายไฟฟ้าที่บ้านอย่างไร

วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับระหว่างขั้วดินและขั้วกลางในปลั๊กสามขาในบ้านของคุณ ทุกคนจะต้องประหลาดใจที่พบว่ามีความแตกต่างกันตั้งแต่ 1 ถึง 50 โวลต์หรือมากกว่านั้น ตามหลักการแล้วควรเป็นศูนย์ Earth open จะแสดงศูนย์ซึ่งเป็นอันตรายด้วย ถ้าอย่างนั้นเราจะทำยังไงให้ปลอดภัย? การทำให้โลกสั้นและเป็นกลางเป็นสิ่งที่อันตรายและไม่เคยทำ

ทำไมฟ้าผ่าทำให้ระบบไฟฟ้าของคุณเสียหาย?

เป็นกลางที่สถานีย่อยที่ให้อาหารในบ้านของคุณมีความต้านทานที่แน่นอนกล่าวว่า 1 โอห์มตามพื้นดิน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าไม่สมดุลใน 3 ph กระแสจึงไหลในความต้านทานนี้ กระแสนี้อาจเป็น 1 A ถึง 50 A หรือมากกว่าก็ได้ ดังนั้น IR จึงแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 V ถึง 50 โวลต์ ดังนั้นที่บ้านของคุณระหว่างโลกถึงเป็นกลางแรงดันไฟฟ้าเดียวกันจะปรากฏขึ้นโดยที่คุณไม่สามารถควบคุมได้ สิ่งที่เลวร้ายที่สุดจะเกิดขึ้นหากเกิดฟ้าผ่าที่สถานีย่อยซึ่งสามารถบังคับกิโลแอมป์ผ่านแนวต้านนี้ได้ ลองนึกภาพแรงดันไฟฟ้านั้น สิ่งนี้ทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สายดินของสายไฟในบ้านด้วย บริษัท ต่างๆต้องสูญเสียเงินหลายล้านรูปีในอดีตจนกว่าจะมีการแก้ไขปัญหาดังกล่าว เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านเช่นทีวีคอมพิวเตอร์ ฯลฯ มักจะได้รับความเสียหายจากไฟฟ้าแรงสูงที่เกิดขึ้นในสายไฟ แรงดันไฟฟ้าสูงมากและชั่วขณะเกิดขึ้นในช่วงเสี้ยววินาทีในสายจ่ายเมื่อเกิดฟ้าผ่า เดือยไฟฟ้าแรงสูงในระยะเวลาสั้น ๆ ดังกล่าวจะถูกกำหนดให้กับสายไฟมากเกินไปเมื่อเปิดหรือปิดโหลดความจุสูง นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นเมื่อไฟฟ้ากลับมาทำงานอีกครั้งหลังจากไฟฟ้าดับเนื่องจากสนามแม่เหล็กสูงในหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย กระแสไฟฟ้าไหลเข้าอย่างหนักจะไหลเมื่อไฟฟ้ากลับมาทำงานอีกครั้งหลังจากไฟฟ้าดับ เนื่องจากการสร้างสนามแม่เหล็กสูงในหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายไฟฟ้า สิ่งนี้อาจทำให้อุปกรณ์เช่นทีวีพังทันทีหากมีการเปิดสถานะไว้ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ ดังนั้นส่วนใหญ่แนะนำให้ปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ แม้ว่าเหล็กแหลมจะสั้นเกินไปในช่วงเวลาสั้น ๆ แต่ก็อาจทำให้อุปกรณ์เสียหายถาวรได้

ป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่าได้อย่างไร?

ทางออกที่ดีที่สุดคือการที่เราสามารถลัดวงจรของโลกไปยังตัวกลางที่แยกได้โดยใช้หม้อแปลงแยกที่มีอัตราส่วนหลักต่อรอง 1: 1 โปรดทราบว่าเราไม่สามารถลัดวงจรสารที่เป็นกลางที่จัดหาโดย บริษัท ยูทิลิตี้ไปยังแผ่นดินบ้านของคุณได้

2 วิธีในการป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าของคุณไม่ให้เสียหายเนื่องจากฟ้าผ่า

1. การใช้ MOVs (Varistor ของโลหะออกไซด์)

สามารถเพิ่ม MOV ได้ไม่กี่ตัวในแผงสวิตช์ที่มีอยู่เพื่อป้องกันเครื่องใช้ไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าสูง หากกระแสไฟหนักเกิดขึ้น MOV ในวงจรจะลัดวงจรสายไฟและฟิวส์ / MCB ในบ้านจะระเบิด

วาริสเตอร์

การป้องกัน MOV:

Metal Oxide Varistor (MOV) ประกอบด้วยมวลเซรามิกของเม็ดสังกะสีออกไซด์ในเมทริกซ์ของออกไซด์ของโลหะอื่น ๆ เช่นบิสมัทโคบอลต์แมงกานีส ฯลฯ จำนวนเล็กน้อยคั่นกลางระหว่างแผ่นโลหะสองแผ่นซึ่งเป็นขั้วไฟฟ้า รอยต่อระหว่างเมล็ดพืชแต่ละเมล็ดและเพื่อนบ้านเป็นจุดเชื่อมต่อไดโอดซึ่งทำให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กหรือปานกลางกับขั้วไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยที่เกิดจากการรั่วไหลย้อนกลับผ่านทางแยกของไดโอด

เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ทางแยกของไดโอดจะพังลงเนื่องจากการรวมกันของการปล่อยความร้อนและการขุดอุโมงค์อิเล็กตรอนและการไหลของกระแสไฟฟ้าจำนวนมาก วาริสเตอร์สามารถดูดซับส่วนหนึ่งของไฟกระชาก ผลกระทบขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และรายละเอียดของ Varistor ที่เลือก

Varistor ยังคงไม่นำไฟฟ้าในฐานะอุปกรณ์โหมดปัดระหว่างการทำงานปกติเมื่อแรงดันไฟฟ้ายังคงต่ำกว่า 'แรงดันไฟฟ้าหนีบ' หากชีพจรชั่วคราวสูงเกินไปอุปกรณ์อาจละลายไหม้กลายเป็นไอหรือได้รับความเสียหายหรือถูกทำลาย

ที่นี่มีการใช้ MOV สามตัวโดยตัวหนึ่งอยู่ระหว่างเฟสและเป็นกลางอีกตัวหนึ่งระหว่างเฟสกับโลกและอีกตัวที่สามระหว่างฟิวส์เป็นกลางและโลก 10 แอมป์หรือ MCB สามารถให้ได้ทั้งในสายเฟสและสายกลางเพื่อการป้องกันทั้งหมด การตั้งค่านี้สามารถจัดเรียงไว้ในแผงสวิตช์ที่มีอยู่ซึ่งเครื่องได้รับพลังงาน

2. ชะลอการสลับเวลาของรีเลย์

แนวคิดพื้นฐานคือการชะลอเวลาในการเปลี่ยนรีเลย์ซึ่งเป็นสวิตช์แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อเปิดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

วงจรง่ายๆนี้ช่วยแก้ปัญหาได้ จะให้พลังงานแก่อุปกรณ์หลังจากเวลาผ่านไปสองนาทีเมื่อเปิดเครื่องหรือเปิดเครื่องต่อหลังจากไฟฟ้าดับ ในช่วงเวลานี้แรงดันไฟหลักจะคงที่

โดยทั่วไปการสลับของรีเลย์จะถูกควบคุมโดย SCR ซึ่งสวิตช์จะถูกควบคุมโดยอัตราการชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุ

วงจรทำงานเหมือนกับวงจรหน่วงเวลาในตัวปรับเสถียรภาพ ใช้ส่วนประกอบเพียงไม่กี่ชิ้นและสามารถประกอบได้อย่างง่ายดาย ทำงานบนหลักการของการชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุที่มีค่าสูง C1 ใช้เพื่อหน่วงเวลาที่ต้องการ เมื่อเปิดเครื่อง C1 จะชาร์จอย่างช้าๆผ่าน R1 เมื่อชาร์จเต็มแล้ว SCR จะทริกเกอร์และรีเลย์จะเปิดขึ้น จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ผ่านทาง NO (เปิดตามปกติ) และหน้าสัมผัสทั่วไปของรีเลย์ ดังนั้นเมื่อรีเลย์ทริกเกอร์อุปกรณ์จะเปิด SCR มีคุณสมบัติในการล็อค นั่นคือมันทริกเกอร์และกระแสจะไหลจากแอโนดไปยังแคโทดเมื่อเกตได้รับพัลส์บวก SCR ยังคงทำงานต่อไปแม้ว่าแรงดันเกตจะถูกลบออกไป SCR จะปิดเฉพาะเมื่อกระแสขั้วบวกถูกลบออกโดยการปิดวงจร

มีไฟ LED เพื่อระบุการเปิดใช้งานรีเลย์ ตัวต้านทาน R3 จำกัด กระแส LED และตัวต้านทาน R2 ปล่อยตัวเก็บประจุ

วิธีการตั้งค่า

การตั้งค่าวงจรทำได้ง่าย ประกอบเข้ากับ PCB ทั่วไปและใส่ไว้ในเคส แก้ไขซ็อกเก็ต AC ในเคส เชื่อมต่อสายเฟสเข้ากับหน้าสัมผัสทั่วไปของรีเลย์และหน้าสัมผัส NO เข้ากับซ็อกเก็ต AC เส้นกลางควรตรงไปที่พินอื่น ๆ ของซ็อกเก็ต ดังนั้นสายเฟสจะดำเนินต่อไปเมื่อหน้าสัมผัส NO ของรีเลย์ทำให้หน้าสัมผัสกับหน้าสัมผัสทั่วไป