Paratrăsnet

Fulger arresterEdit

Un paratrăsnet este un dispozitiv folosit pe sisteme electrice de putere și sisteme de telecomunicații pentru a proteja izolația și dirijori de sistemul de efectele nocive ale fulgerului. Descărcătorul tipic de trăsnet are un terminal de înaltă tensiune și un terminal de masă.în telegrafie și telefonie, un dispozitiv de oprire a fulgerului este un dispozitiv plasat în care firele intră într-o structură, pentru a preveni deteriorarea instrumentelor electronice din interior și pentru a asigura siguranța persoanelor din apropierea structurilor., Versiunile mai mici ale descărcătoarelor de trăsnet, numite și protectori de supratensiune, sunt dispozitive care sunt conectate între fiecare conductor electric dintr-un sistem de alimentare sau de comunicații și sol. Ele ajuta la prevenirea curgerii curentului normal de putere sau de semnal la sol, dar oferă o cale pe care fluxurile de curent de înaltă tensiune fulger, ocolind echipamentul conectat. Descărcătoarele sunt utilizate pentru a limita creșterea tensiunii atunci când o linie de comunicații sau de alimentare este lovită de fulger sau este aproape de un fulger.,

Protecția electrice de distribuție systemsEdit

În regie electrice, sisteme de transmisie, una sau două mai ușoare fire la sol poate fi montat la partea de sus a piloni, stâlpi, turnuri sau nu utilizate în mod specific pentru a trimite energie electrică prin rețea. Aceste conductoare, adesea denumite fire „statice”, „pilot” sau „scut” sunt proiectate pentru a fi punctul de terminare a fulgerului în locul liniilor de înaltă tensiune în sine. Aceste conductoare sunt destinate să protejeze conductorii de putere primari de lovituri de trăsnet.,

acești conductori sunt legați la pământ fie prin structura metalică a unui pol sau turn, fie prin electrozi suplimentari la sol instalați la intervale regulate de-a lungul liniei. Ca regulă generală, liniile electrice aeriene cu tensiuni Sub 50 kV nu au un conductor „static”, dar majoritatea liniilor care transportă mai mult de 50 kV o fac. Cablul conductorului de împământare poate suporta, de asemenea, cabluri cu fibră optică pentru transmisia de date.

liniile mai vechi pot utiliza descărcătoare de tensiune care izolează liniile conductoare de legătura directă cu pământul și pot fi utilizate ca linii de comunicații de joasă tensiune., Dacă tensiunea depășește un anumit prag, cum ar fi în timpul unei terminare a fulgerului către conductor, acesta „sare” izolatoarele și trece pe pământ.

protecția stațiilor electrice este la fel de variată ca și paratrăsnetele în sine și este adesea proprietară companiei electrice.

protecția împotriva trăsnetului a radiatoarelor de catargedit

radiatoarele de catarg Radio pot fi izolate de la sol printr-un spațiu de scânteie la bază. Când fulgerul lovește catargul, sare acest decalaj., O mică inductivitate în linia de alimentare dintre catarg și unitatea de reglare (de obicei o înfășurare) limitează creșterea tensiunii, protejând emițătorul de tensiuni periculos de mari.Transmițătorul trebuie să fie echipat cu un dispozitiv pentru monitorizarea proprietăților electrice ale antenei. Acest lucru este foarte important, deoarece o taxă ar putea rămâne după o lovitură de trăsnet, dăunând decalajul sau izolatoarele.

dispozitivul de monitorizare oprește emițătorul atunci când antena prezintă un comportament incorect, de exemplu ca urmare a unei sarcini electrice nedorite., Când emițătorul este oprit, aceste taxe se disipează. Dispozitivul de monitorizare face mai multe încercări de a porni din nou. Dacă după mai multe încercări antena continuă să prezinte un comportament necorespunzător, posibil ca urmare a deteriorării structurale, emițătorul rămâne oprit.în mod ideal, partea subterană a ansamblului ar trebui să se afle într-o zonă cu o conductivitate ridicată la sol. Dacă cablul subteran este capabil să reziste bine la coroziune, acesta poate fi acoperit cu sare pentru a îmbunătăți conexiunea electrică cu solul., În timp ce rezistența electrică a conductorului de trăsnet între terminalul de aer și Pământ este de interes semnificativ, reactanța inductivă a conductorului ar putea fi mai important. Din acest motiv, traseul conductorului în jos este păstrat scurt, iar orice curbe au o rază mare. Dacă aceste măsuri nu sunt luate, curentul de trăsnet poate arc peste o obstrucție rezistivă sau reactivă pe care o întâlnește în conductor., Cel puțin, curentul arcului va deteriora conductorul de trăsnet și poate găsi cu ușurință o altă cale conductivă, cum ar fi cablarea clădirii sau instalațiile sanitare, și poate provoca incendii sau alte dezastre. Sistemele de împământare fără rezistivitate scăzută la sol pot fi în continuare eficiente în protejarea unei structuri de deteriorarea fulgerului., Atunci când solul solul are conductivitate slabă, este foarte superficial, sau non-existent, un sistem de împământare poate fi augmentată prin adăugarea de sol tije, contragreutate (sol inel) conductor, cablu radiale proiectarea departe de clădire, sau o clădire de beton s-bare de armare poate fi folosit pentru un conductor de împământare (Ufer sol). Aceste adăugiri, în timp ce încă nu reduc rezistența sistemului în unele cazuri, vor permite fulgerului în pământ fără a deteriora structura.,

trebuie luate măsuri suplimentare de precauție pentru a preveni clipirile laterale între obiectele conductoare de pe sau din structură și sistemul de protecție împotriva trăsnetului. Creșterea curentului de trăsnet printr-un conductor de protecție împotriva trăsnetului va crea o diferență de tensiune între acesta și orice obiecte conductive care se află în apropierea acestuia. Această diferență de tensiune poate fi suficient de mare pentru a provoca o aprindere laterală periculoasă (scânteie) între cele două care poate provoca daune semnificative, în special la structurile care adăpostesc materiale inflamabile sau explozive., Cea mai eficientă modalitate de a preveni această potențială deteriorare este asigurarea continuității electrice între sistemul de protecție împotriva trăsnetului și orice obiecte susceptibile la un bliț lateral. Lipirea eficientă va permite ca potențialul de tensiune al celor două obiecte să crească și să scadă simultan, eliminând astfel orice risc de bliț lateral.

sistemul de protecție împotriva Trăsnetuluidit

Material considerabil este utilizat pentru a alcătui sisteme de protecție împotriva trăsnetului, deci este prudent să luați în considerare cu atenție unde un terminal de aer va oferi cea mai mare protecție., Înțelegerea istorică a fulgerului, din declarațiile făcute de Ben Franklin, a presupus că fiecare fulger proteja un con de 45 de grade. Acest lucru a fost dovedit a fi nesatisfăcătoare pentru protejarea structurilor mai înalte, deoarece este posibil ca fulgerul să lovească partea laterală a unei clădiri.un sistem de modelare bazat pe o mai bună înțelegere a vizării terminării fulgerului, numit Metoda Rolling Sphere, a fost dezvoltat de Dr.Tibor Horváth. A devenit standardul prin care sunt instalate sistemele tradiționale de tije Franklin. Pentru a înțelege acest lucru necesită cunoașterea modului în care fulgerul „se mișcă”., În timp ce liderul PAS al unui fulger sare spre pământ, acesta pășește spre obiectele împământate cel mai apropiat de calea sa. Distanța maximă pe care o poate parcurge fiecare pas se numește distanța critică și este proporțională cu curentul electric. Obiectele sunt susceptibile de a fi lovite dacă sunt mai aproape de lider decât această distanță critică. Este o practică standard pentru a aproxima raza sferei ca 46 m aproape de sol.un obiect în afara distanței critice este puțin probabil să fie lovit de lider dacă există un obiect solid împământat în distanța critică., Locațiile care sunt considerate sigure de fulgere pot fi determinate prin imaginarea căilor potențiale ale unui lider ca o sferă care călătorește de la nor la sol. Pentru protecția împotriva trăsnetului, este suficient să se ia în considerare toate sferele posibile, deoarece acestea ating punctele potențiale de lovire. Pentru a determina punctele de grevă, luați în considerare o sferă care se rostogolește pe teren. În fiecare punct, se simulează o poziție potențială de lider. Fulgerul este cel mai probabil să lovească acolo unde sfera atinge solul. Punctele pe care sfera nu le poate traversa și atinge sunt cele mai sigure de fulgere., Dispozitivele de protecție împotriva trăsnetului trebuie amplasate acolo unde vor împiedica sfera să atingă o structură. Un punct slab în majoritatea sistemelor de deviere a fulgerului este transportul descărcării capturate de la paratrăsnet la sol. Paratrăsnetele sunt de obicei instalate în jurul perimetrului acoperișurilor plate sau de-a lungul vârfurilor acoperișurilor înclinate la intervale de 6,1 m sau 7,6 m, în funcție de înălțimea tijei., Atunci când un acoperiș plat are dimensiuni mai mari de 15 m cu 15 m, în mijlocul acoperișului vor fi instalate terminale de aer suplimentare la intervale de 15 m sau mai puțin într-un model de grilă dreptunghiulară.

Rotunjite față de subliniat endsEdit

forma optimă pentru vârful unui paratrăsnet a fost controversat inca din secolul 18., În perioada confruntării politice dintre Marea Britanie și coloniile sale americane, oamenii de știință britanici au susținut că un fulger ar trebui să aibă o minge la capăt, în timp ce oamenii de știință americani au susținut că ar trebui să existe un punct. Din 2003, controversa nu a fost complet resolved.It este dificil de rezolvat controversa, deoarece experimentele controlate adecvate sunt aproape imposibile, dar munca efectuată de Charles B. Moore, et al., în 2000 a aruncat o lumină asupra problemei, constatând că fulgerele cu vârf moderat rotunjite sau blunt acționează ca receptori de lovire marginal mai buni., Drept urmare, tijele cu vârf rotund sunt instalate pe majoritatea sistemelor noi din Statele Unite, deși majoritatea sistemelor existente au încă tije ascuțite. Potrivit studiului,

alculations de forte de câmpurile electrice de mai sus expus în mod similar ascuțite și contondente tije arată că, în timp ce domeniile sunt mult mai puternice la vârful ascuțit rod înainte de orice emisiilor, acestea scad mai rapid cu distanța., Drept urmare, la câțiva centimetri deasupra vârfului unei tije contondente cu diametrul de 20 mm, rezistența câmpului este mai mare decât peste o tijă similară, mai ascuțită, de aceeași înălțime. Deoarece intensitatea câmpului la vârful unei tije ascuțite tinde să fie limitată de formarea ușoară a ionilor în aerul din jur, forțele câmpului peste tijele contondente pot fi mult mai puternice decât cele la distanțe mai mari de 1 cm față de cele mai ascuțite.,
rezultatele acestui studiu sugerează că moderat blunt tije metalice (cu vârful înălțime la vârf raza de curbură raporturi de aproximativ 680 de:1) sunt mai bine fulger receptori mult mai clare tije sau foarte tocite altele.

În plus, înălțimea de protecție de trăsnet în raport cu structura să fie protejate și Pământul în sine va avea un efect.,teoria transferului de Încărcaredit

teoria transferului de încărcare afirmă că o lovitură de trăsnet către o structură protejată poate fi prevenită prin reducerea potențialului electric dintre structura protejată și thundercloud. Acest lucru se face prin transferul de sarcină electrică (cum ar fi de la pământul din apropiere la cer sau invers). Transferul sarcinii electrice de pe pământ pe cer se face prin instalarea de produse proiectate compuse din mai multe puncte deasupra structurii., Este de remarcat faptul că obiecte ascuțite într-adevăr va transfera taxa la atmosfera din jur și că un număr considerabil de curent electric poate fi măsurat prin conductori ca ionizare se produce atunci când un câmp electric este prezent, așa cum se întâmplă atunci când furtună sunt deasupra capului.în Statele Unite, Asociația Națională pentru protecția împotriva incendiilor (NFPA) nu aprobă în prezent un dispozitiv care poate preveni sau reduce loviturile de trăsnet., NFPA Standardele Consiliului, în urma unei solicitări pentru un proiect la adresa de Disipare Matrice și Sisteme de Încărcare Sisteme de Transfer, a respins cererea de a începe formarea standarde pe o astfel de tehnologie (deși Consiliul nu excludă pe viitor dezvoltarea de standarde după surse de încredere care să demonstreze valabilitatea bază tehnologia și știința au fost prezentate).

Timpurie de streamer de emisie (ESE) theoryEdit

teoria timpurie de streamer de emisie propune că dacă un paratrăsnet are un mecanism de a produce ionizare aproape de vârful ei, apoi un fulger o zonă de captare este mult crescut. La început, cantități mici de izotopi radioactivi (radiu-226 sau americium-241) au fost utilizate ca surse de ionizare între 1930 și 1980, ulterior înlocuite cu diverse dispozitive electrice și electronice., Conform unui brevet timpuriu, deoarece majoritatea potențialelor la sol ale protectorilor de trăsnet sunt ridicate, distanța de cale de la sursă la punctul de sol ridicat va fi mai scurtă, creând un câmp mai puternic (măsurat în volți pe unitatea de distanță) și această structură va fi mai predispusă la ionizare și defalcare.AFNOR, organismul național de standardizare francez, a emis un standard, NF C 17-102, care acoperă această tehnologie. NFPA a investigat, de asemenea, subiectul și a existat o propunere de a emite un standard similar în SUA., Inițial, un NFPA terț independent panou declarat că „tehnologia de protecție la trăsnet pare a fi punct de vedere tehnic” și că a existat o „adecvate bază teoretică pentru air terminal concept și design din punct de vedere fizic”.) Același panou a concluzionat, de asemenea, că „sistemul de protecție împotriva trăsnetului recomandat nu a fost niciodată validat științific sau tehnic, iar terminalele de aer Franklin rod nu au fost validate în teste pe teren în condiții de furtună.,”

ca răspuns, Uniunea Geofizică Americană a concluzionat că ” el Bryan Panel revizuit, în esență, nici unul dintre studiile și literatura de specialitate cu privire la eficacitatea și baza științifică a sistemelor tradiționale de protecție la trăsnet și a fost eronată în concluzia sa că nu a existat nici o bază pentru standardul.”AGU nu a încercat să evalueze eficacitatea oricăror modificări propuse la sistemele tradiționale în raportul său., NFPA și-a retras proiectul propus de ediție a standardului 781 din cauza lipsei de dovezi privind eficiența sporită a sistemelor de protecție bazate pe emisiile de fluxuri timpurii asupra terminalelor de aer convenționale.membrii Comitetului științific al Conferinței Internaționale privind protecția împotriva trăsnetului (ICLP) au emis o declarație comună în care își declară opoziția față de tehnologia timpurie a emisiilor de Streamer. ICLP menține o pagină web cu informații legate de ESE și tehnologii conexe., Cu toate acestea, numărul de clădiri și structuri echipate cu sisteme de protecție împotriva trăsnetului ESE este în creștere, precum și numărul producătorilor de terminale de aer ESE din Europa, America, Orientul Mijlociu, Rusia, China, Coreea de Sud, țările ASEAN și Australia.