Como prevenir efeitos de relâmpagos

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O que é relâmpago?

Às vezes, quando ocorrem chuvas fortes, você pode ter visto um flash de luz no céu e, claro, sempre é aconselhado a ficar seguro em casa. Junto com o flash de luz, você também pode ouvir o som de um grande trovão. Este flash de luz nada mais é do que a descarga de eletricidade ou relâmpago, como o chamamos. Portanto, vamos ver o que realmente causa os raios, seus efeitos e como podemos evitar que nossos aparelhos elétricos sejam danificados.

O que causa o relâmpago?

Quando a superfície da terra esquenta, ela aquece o ar acima dela. Ao entrar em contato com qualquer corpo d'água, esse ar quente aquece a água que se vaporiza e, à medida que o ar sobe com o vapor d'água, este esfria e forma nuvens. À medida que as nuvens se elevam, seu tamanho aumenta e quando as partículas líquidas na nuvem atingem a altitude mais elevada ficam congeladas em partículas de gelo. Quando essas partículas de gelo e partículas líquidas colidem umas com as outras, elas são carregadas com polaridade positiva. As partículas menores de gelo ficam carregadas positivamente, enquanto as partículas maiores ficam negativamente carregadas e são puxadas para a terra devido à atração gravitacional da terra. Assim, forma-se um campo elétrico entre essas duas cargas. À medida que a intensidade desse campo elétrico aumenta, chega um ponto em que a eletricidade estática começa a fluir através das linhas do campo elétrico, resultando em uma faísca entre elas. O raio pode estar dentro de uma nuvem entre as partículas carregadas positivas na parte superior e as partículas carregadas negativas na parte inferior. O raio também pode estar entre a nuvem carregada negativamente e as coisas carregadas positivamente no solo, como humanos, árvores ou quaisquer outros condutores. Assim, conforme a carga elétrica flui entre a nuvem e a pessoa no solo, ela recebe um choque. Esta é a razão pela qual durante uma tempestade, é aconselhável não sair ou ficar debaixo de uma árvore ou tocar em qualquer material condutor, como as barras de ferro de sua janela. Além disso, a temperatura do relâmpago pode estar em uma faixa de temperatura mais alta de 27.000 graus Celsius, que é cerca de seis vezes mais do que na superfície do sol. Conforme essa eletricidade passa pelo ar, ela aumenta a temperatura do ar em um curto espaço de tempo e, após algum tempo, o ar esfria. Conforme o ar é aquecido, ele se expande e, conforme é resfriado, ele se contrai. Essa expansão e contração do ar causam a produção de ondas sonoras.




Agora, como a luz viaja mais rápido que o som, podemos ver primeiro o relâmpago e depois ouvir a tempestade.

Como o relâmpago afeta os sistemas de abastecimento elétrico nas residências

Meça a tensão CA entre o terminal terra e neutro no plugue de três pinos em sua casa. Todos ficarão surpresos ao descobrir que ele varia de 1 a 50 volts ou mais. Idealmente, deve ser zero. Terra aberta também mostrará zero, o que é perigoso. Então o que devemos fazer para estar do lado seguro? O curto-circuito da terra e do neutro é perigoso e nunca é feito.



Por que um raio danifica seu sistema elétrico?

O neutro na subestação que alimenta sua casa tem uma resistência definida, digamos 1 ohm em relação ao aterramento. Por causa da tensão desequilibrada em 3 ph, a corrente flui nesta resistência. Esta corrente pode ser de 1 A a 50 A ou mais uniforme. Portanto, o IR varia de 1 V a 50 volts. Assim, em sua casa, entre a terra e o neutro aparece a mesma tensão, sobre a qual você não tem controle. O pior acontecerá se um raio atingir a subestação que pode forçar quilo amperes a passar por essa resistência. Imagine essa voltagem. Isso causa danos catastróficos a um circuito eletrônico que também usa o aterramento da fiação da casa. As empresas perderam milhões de rúpias no passado até que uma solução para isso fosse implementada. Aparelhos elétricos domésticos como TV, computador, etc. costumam ser danificados por picos de alta tensão que aparecem nas linhas de força. Picos e transientes de tensão muito alta se desenvolvem por uma fração de segundo nas linhas de alimentação quando ocorrem relâmpagos. Esses picos de alta tensão de curta duração se sobrepõem à rede elétrica também quando cargas de alta capacidade são ligadas ou desligadas. Também acontece quando a energia é reiniciada após uma falha de energia devido ao alto campo magnético no transformador de distribuição. A forte corrente de pico flui quando a energia é reiniciada após uma falha de energia. Isso se deve à geração de alto campo magnético no transformador de distribuição do sistema de distribuição de energia. Isso pode causar a interrupção instantânea dos dispositivos, como a TV, se ela for mantida ligada durante uma queda de energia. Portanto, é aconselhável desligar os aparelhos durante uma queda de energia. Mesmo que os picos sejam muito curtos em um curto período de tempo, eles podem causar danos permanentes aos aparelhos.

Como os danos causados ​​por raios são evitados?

A melhor solução é onde se pode curto-circuitar a terra para um neutro isolado usando um transformador de isolamento com razão de 1: 1 primário para secundário. Lembre-se de que não se pode causar um curto-circuito no neutro fornecido pela concessionária ao terra de sua casa.


2 maneiras de proteger seus dispositivos elétricos de serem danificados devido aos efeitos de raios

1. Usando MOVs (Varistor de óxido de metal)

Poucos MOVs podem ser adicionados ao quadro de distribuição existente para proteger os aparelhos de picos de alta tensão. Se ocorrerem transientes pesados ​​na rede, o MOV no circuito causará um curto-circuito nas linhas e o fusível / MCB da casa explodirá.

Varistor

Varistor

Proteção MOV:

Varistor de óxido metálico (MOV) contém uma massa cerâmica de grãos de óxido de zinco, em uma matriz de outros óxidos metálicos, como pequenas quantidades de bismuto, cobalto, manganês, etc., imprensada entre duas placas de metal que formam os eletrodos. A fronteira entre cada grão e seu vizinho forma uma junção de diodo, que permite que a corrente flua em apenas uma direção. Quando uma tensão pequena ou moderada é aplicada nos eletrodos, apenas uma pequena corrente flui causada pelo vazamento reverso através das junções do diodo.

Quando uma alta tensão é aplicada, a junção do diodo quebra devido a uma combinação de emissão termiônica e tunelamento de elétrons e grandes fluxos de corrente. O varistor pode absorver parte de um surto. O efeito depende do equipamento e dos detalhes do Varistor selecionado.

O varistor permanece não condutor como um dispositivo de modo de derivação durante a operação normal quando a tensão permanece bem abaixo de sua “tensão de fixação”. Se um pulso transiente for muito alto, o dispositivo pode derreter, queimar, vaporizar ou ser danificado ou destruído de outra forma.

RelâmpagoAqui são usados ​​três MOVs, um entre a Fase e Neutro, outro entre a Fase e Terra e o terceiro entre Neutro e Terra.10 Fusíveis de amperes ou MCBs podem ser fornecidos nas linhas de Fase e Neutro para proteção total. Esta configuração pode ser feita na placa de distribuição existente da qual o aparelho obtém energia.

2. Atrasando o tempo de comutação dos relés

A ideia básica é atrasar o tempo de comutação dos relés que são chaves eletromagnéticas para ligar os dispositivos eletrônicos.

Este circuito simples resolve o problema. Ele fornece energia ao dispositivo somente após um atraso de dois minutos quando ligado ou a energia é reiniciada após uma falha de energia. Durante este intervalo, a tensão da rede se estabilizará.

Basicamente, o chaveamento do relé é controlado pelo SCR, cujo chaveamento é por sua vez controlado pela taxa de carga e descarga do capacitor.

O circuito funciona como o circuito de atraso nos estabilizadores. Ele usa apenas alguns componentes e pode ser montado facilmente. Ele funciona com base no princípio de carga e descarga do capacitor. Um capacitor C1 de alto valor é usado para obter o atraso de tempo necessário. Ao ligar, C1 carrega lentamente através de R1. Quando está totalmente carregado, o SCR dispara e o relé liga. A energia para o dispositivo é fornecida por meio dos contatos NO (Normalmente Aberto) e Comum do relé. Portanto, quando o relé dispara, o dispositivo liga. O SCR tem a propriedade de travamento. Ou seja, ele dispara e a corrente flui de seu ânodo para o cátodo quando a porta recebe um pulso positivo. O SCR continua a conduzir, mesmo se a tensão do gate for removida. O SCR desliga somente se sua corrente anódica for removida desligando o circuito.

Um indicador LED é fornecido para indicar a ativação do relé. O resistor R3 limita a corrente do LED e o resistor R2 descarrega o capacitor.

Delay-On-Relay Como definir

A configuração do circuito é fácil. Monte-o em um PCB comum e coloque em uma caixa. Fixe um soquete CA no caso. Conecte a linha de fase ao contato comum do relé e o contato NA à tomada CA. A linha neutra deve ir diretamente para o outro pino do soquete. Assim, a linha de fase continua quando o contato NA do relé faz o contato com o contato comum.