Lynafleder

Lightning arresterEdit

Et lyn arrester er en enhed, der bruges på el-systemer og telekommunikationssystemer til at beskytte isoleringen og ledere af systemet fra de skadelige virkninger af lynnedslag. Den typiske lynafleder har en højspændingsterminal og en jordterminal.

i telegrafi og telefoni er en lynafbryder en enhed, der er placeret, hvor ledninger kommer ind i en struktur for at forhindre skade på elektroniske instrumenter inden for og sikre sikkerheden for enkeltpersoner i nærheden af strukturerne., Mindre versioner af lynafledere, også kaldet overspændingsbeskyttere, er enheder, der er forbundet mellem hver elektrisk leder i et strøm-eller kommunikationssystem og jorden. De hjælper med at forhindre strømmen af den normale strøm eller signalstrømme til jorden, men giver en sti, over hvilken højspændings lynstrøm strømmer, omgå det tilsluttede udstyr. Afledere bruges til at begrænse stigningen i spænding, når en kommunikations-eller kraftledning rammes af lyn eller er tæt på et lynnedslag.,

beskyttelse af elektriske distributionssystemerrediger

i overliggende elektriske transmissionssystemer kan en eller to lettere jordledninger monteres på toppen af pyloner, pæle eller tårne, der ikke specifikt bruges til at sende elektricitet gennem nettet. Disse ledere, der ofte henvises til” statiske”,” pilot “eller” shield ” -ledninger, er designet til at være punktet for lynafslutning i stedet for selve højspændingsledningerne. Disse ledere er beregnet til at beskytte de primære strømledere mod lynnedslag.,

disse ledere er bundet til jorden enten gennem metalstrukturen af en stang eller tårn eller ved yderligere jordelektroder installeret med jævne mellemrum langs linjen. Som en generel regel har luftledninger med spændinger under 50 kV ikke en” statisk ” leder, men de fleste linjer, der bærer mere end 50 kV, gør det. Jordlederkablet kan også understøtte fiberoptiske kabler til datatransmission.

ældre linjer kan bruge overspændingsafledere, der isolerer ledende linjer fra direkte binding med jord og kan bruges som lavspændingskommunikationslinjer., Hvis spændingen overstiger en bestemt tærskel, såsom under en lynafslutning til lederen, “hopper” den isolatorerne og passerer til jorden.

beskyttelse af elektriske understationer er lige så varieret som lynstænger selv og er ofte proprietært for det elektriske selskab.

lynbeskyttelse af mastradiatoreredit

Radiomastradiatorer kan isoleres fra jorden ved hjælp af et gnistgab i bunden. Når lynet rammer masten, springer det dette hul., En lille induktivitet i fødeledningen mellem masten og indstillingsenheden (normalt en vikling) begrænser spændingsforøgelsen, hvilket beskytter senderen mod farligt høje spændinger.Senderen skal være udstyret med en enhed til overvågning af antennens elektriske egenskaber. Dette er meget vigtigt, da en ladning kan forblive efter et lynnedslag, der beskadiger spalten eller isolatorerne.

overvågningsenheden slukker for senderen, når antennen viser forkert opførsel, f.eks. som følge af uønsket elektrisk ladning., Når senderen er slukket, spredes disse ladninger. Overvågningsenheden gør flere forsøg på at tænde igen. Hvis antennen efter flere forsøg fortsætter med at vise forkert opførsel, muligvis som følge af strukturelle skader, forbliver senderen slukket.

lynledere og jordforbindelsesforebyggelserediger

ideelt set bør den underjordiske del af forsamlingen opholde sig i et område med høj jordledningsevne. Hvis det underjordiske kabel er i stand til at modstå korrosion godt, kan det dækkes med salt for at forbedre dets elektriske forbindelse med jorden., Mens den elektriske modstand af lynlederen mellem luftterminalen og Jorden er af stor bekymring, kan lederens induktive reaktans være vigtigere. Af denne grund holdes do .n conductor-ruten kort, og eventuelle kurver har en stor radius. Hvis disse foranstaltninger ikke træffes, kan lynstrømmen bue over en resistiv eller reaktiv obstruktion, som den støder på i lederen., I det mindste vil buestrømmen beskadige lynlederen og kan let finde en anden ledende sti, såsom bygning af ledninger eller VVS, og forårsage brande eller andre katastrofer. Jordsystemer uden lav resistivitet til jorden kan stadig være effektive til at beskytte en struktur mod lynskader., Når jorden jorden er dårlig ledningsevne, er meget lavt eller ikke-eksisterende, en jordforbindelse, kan udvides ved at tilføje jordspyd, modvægt (jorden ring) dirigent, kabel-radialer projektering væk fra bygningen, eller en konkret bygning er armeringsstål kan bruges til en jordforbindelse (Ufer jorden). Disse tilføjelser, mens der stadig ikke reducere modstanden af systemet i nogle tilfælde, vil tillade af lynnedslag i jorden uden skader på strukturen.,

Der skal træffes yderligere forholdsregler for at forhindre sideflammer mellem ledende genstande på eller i strukturen og lynbeskyttelsessystemet. Bølgen af lynstrøm gennem en lynbeskyttelsesleder vil skabe en spændingsforskel mellem den og eventuelle ledende genstande, der er i nærheden af den. Denne spændingsforskel kan være stor nok til at forårsage en farlig sideflash (gnist) mellem de to, der kan forårsage betydelig skade, især på strukturer, der huser brændbare eller eksplosive materialer., Den mest effektive måde at forhindre denne potentielle skade på er at sikre den elektriske kontinuitet mellem lynbeskyttelsessystemet og genstande, der er modtagelige for en sideflash. Effektiv binding vil gøre det muligt for spændingspotentialet for de to genstande at stige og falde samtidigt, hvilket eliminerer enhver risiko for en sideflash.

Lightning protection system designEdit

der bruges betydeligt materiale til at sammensætte lynbeskyttelsessystemer, så det er forsigtigt at overveje omhyggeligt, hvor en luftterminal giver den største beskyttelse., Historisk forståelse af lynnedslag, fra udsagn fra Ben Franklin, antog, at hver lynstang beskyttede en kegle på 45 grader. Dette har vist sig at være utilfredsstillende til beskyttelse af højere strukturer, da det er muligt for lyn at ramme siden af en bygning.

et modelleringssystem baseret på en bedre forståelse af termineringsmålretningen af lyn, kaldet Rolling Sphere-metoden, blev udviklet af Dr. Tibor Horvthth. Det er blevet den standard, hvormed traditionelle Franklin Rod systemer er installeret. For at forstå dette kræver viden om, hvordan lynet ‘bevæger sig’., Når trinlederen af en lynbolt hopper mod jorden, træder den mod de jordede genstande, der er tættest på sin vej. Den maksimale afstand, som hvert trin kan rejse kaldes den kritiske afstand og er proportional med den elektriske strøm. Objekter vil sandsynligvis blive ramt, hvis de er tættere på lederen end denne kritiske afstand. Det er almindelig praksis at tilnærme kuglens radius som 46 m nær jorden.

et objekt uden for den kritiske afstand vil sandsynligvis ikke blive ramt af lederen, hvis der er et solidt jordet objekt inden for den kritiske afstand., Steder, der betragtes som sikre mod lynnedslag, kan bestemmes ved at forestille sig en leders potentielle stier som en kugle, der rejser fra skyen til jorden. For lynbeskyttelse er det tilstrækkeligt at overveje alle mulige sfærer, når de berører potentielle strejkepunkter. For at bestemme strejkepunkter skal du overveje en kugle, der ruller over terrænet. På hvert punkt simuleres en potentiel lederposition. Lyn er mest sandsynligt at strejke, hvor kuglen rører jorden. Punkter, som kuglen ikke kan rulle over og røre ved, er sikreste mod lynnedslag., Lynbeskyttere skal placeres, hvor de forhindrer kuglen i at røre ved en struktur. Et svagt punkt i de fleste lyn omdirigering systemer er i transport af tilfangetagne udledning fra lynaflederen til jorden, selv om. Lyn stænger er typisk installeret omkring omkredsen af flade tage, eller sammen toppene af skrå tage med intervaller på 6,1 m 7,6 m, afhængigt af højden af stangen., Når et fladt tag har dimensioner større end 15 m ved 15 m, installeres yderligere luftterminaler midt på taget med intervaller på 15 m eller mindre i et rektangulært gittermønster.

Afrundede versus pegede endsEdit

Den optimale form for tip af en lynafleder har været kontroversielle siden det 18.århundrede., I perioden med politisk konfrontation mellem Storbritannien og dets amerikanske kolonier fastholdt britiske forskere, at en lynstang skulle have en bold på sin ende, mens amerikanske forskere fastholdt, at der skulle være et punkt. Fra 2003 havde kontroversen ikke været helt resolved.It er svært at løse kontroversen, fordi korrekt kontrollerede eksperimenter er næsten umulige, men arbejde udført af Charles B. Moore, et al., i 2000 har kaste lys over spørgsmålet, at finde, at moderat afrundede eller stump spids lynafledere fungere som marginalt bedre strejke receptorer., Som resultat, rundspidsede stænger er installeret på de fleste nye systemer i USA, selvom de fleste eksisterende systemer stadig har spidse stænger. Ifølge undersøgelsen viser

alculations af de relative styrker af de elektriske felter over tilsvarende udsatte skarpe og stumpe stænger, at mens markerne er meget stærkere ved spidsen af en skarp stang før eventuelle emissioner, falder de hurtigere med afstand., Som et resultat er feltstyrken på et par centimeter over spidsen af en stump stang med 20 mm diameter større end over en ellers lignende, skarpere stang i samme højde. Da feltstyrken ved spidsen af en skærpet stang har en tendens til at være begrænset af den lette dannelse af ioner i den omgivende luft, kan feltstyrkerne over stumpe stænger være meget stærkere end dem i afstande større end 1 cm over skarpere.,
resultaterne af denne undersøgelse antyder, at moderat stumpe metalstænger (med spidshøjde til spids krumningsradiusforhold på omkring 680:1) er bedre lynnedslagsreceptorer end skarpere stænger eller meget stumpe.

derudover vil lynbeskytterens højde i forhold til den struktur, der skal beskyttes, og Jorden selv have en effekt.,

Ladningsoverførselsteoriedit

ladningsoverførselsteorien siger, at en lynnedslag til en beskyttet struktur kan forhindres ved at reducere det elektriske potentiale mellem den beskyttede struktur og tordenkloud. Dette gøres ved at overføre elektrisk ladning (såsom fra den nærliggende jord til himlen eller omvendt). Overførsel af elektrisk ladning fra jorden til himlen sker ved at installere konstruerede produkter sammensat af mange punkter over strukturen., Det bemærkes, at spidse genstande faktisk overfører ladning til den omgivende atmosfære, og at en betydelig elektrisk strøm kan måles gennem lederne, da ionisering forekommer på det punkt, hvor et elektrisk felt er til stede, som det sker, når tordenskyer er overhead.

i USA godkender National Fire Protection Association (NFPA) i øjeblikket ikke en enhed, der kan forhindre eller reducere lynnedslag., Den NFPA Standarder Råd, efter en anmodning om et projekt, der skal løse Effekttab Array Systemer og Opkræve Overførsel Systemer, der afviste anmodningen for at begynde at danne standarder for en sådan teknologi (selv om Rådet ikke udelukke om det fremtidige udvikling af standarder efter pålidelige kilder, der godtgør gyldigheden af den grundlæggende teknologi og videnskab blev indsendt).

Tidligt streamer emission (ESE) theoryEdit

Den teori om tidlig streamer emission foreslår, at hvis en lynafleder er en mekanisme, der producerer ionisering i nærheden af sin spids, så dens lyn fange område er kraftigt forøget. Først blev små mængder radioaktive isotoper (radium-226 eller americium-241) brugt som kilder til ionisering mellem 1930 og 1980, senere erstattet med forskellige elektriske og elektroniske enheder., Ifølge et tidligt patent, da de fleste lyn beskyttere’ jorden potentialer er forhøjet, sti afstand fra kilden til de forhøjede jorden punkt vil være kortere, skabe et stærkere felt (målt i volt per enhed afstand), og denne struktur vil være mere tilbøjelige til at ionisering og opdeling.

AFNOR, det franske nationale standardiseringsorgan, udstedte en standard, NF C 17-102, der dækker denne teknologi. NFPA undersøgte også emnet, og der var et forslag om at udstede en lignende standard i USA., Oprindeligt erklærede et NFPA uafhængigt tredjepartspanel ,at” lynbeskyttelsesteknologien ser ud til at være teknisk forsvarlig”, og at der var et”tilstrækkeligt teoretisk grundlag for luftterminalkonceptet og designet fra et fysisk synspunkt”.) Det samme panel konkluderede også ,at ” det anbefalede lynbeskyttelsessystem aldrig er videnskabeligt eller teknisk valideret, og Franklin rod-luftterminalerne er ikke valideret i feltforsøg under tordenvejrforhold.,”

som svar, American Geophysical Union konkluderede, at “han Bryan Panel gennemgået i det væsentlige ingen af de undersøgelser og litteratur om effektivitet og videnskabelige grundlag af traditionelle lynbeskyttelse-systemer og er fejlagtig i sin konklusion, at der ikke var grundlag for Standarden.”AGU forsøgte ikke at vurdere effektiviteten af eventuelle foreslåede ændringer af traditionelle systemer i sin rapport., NFPA trak sit foreslåede udkast til udgave af standard 781 tilbage på grund af manglende bevis for øget effektivitet af tidlige Streamer-Emissionsbaserede beskyttelsessystemer over konventionelle luftterminaler.

medlemmer af den videnskabelige komit.for Den Internationale Konference om lynbeskyttelse (ICLP) har udsendt en fælles erklæring om deres modstand mod tidlig Streamer-Emissionsteknologi. ICLP vedligeholder en webebside med oplysninger om ESE og relaterede teknologier., Stadig vokser antallet af bygninger og strukturer udstyret med ese lynbeskyttelsessystemer samt antallet af producenter af ESE luftterminaler fra Europa, Amerika, Mellemøsten, Rusland, Kina, Sydkorea, ASEAN-lande og Australien.