Comment éviter les effets de foudre

Qu'est-ce que Lightning?

Lorsque de fortes pluies se produisent, vous avez peut-être vu un éclair de lumière dans le ciel et bien sûr, il vous est toujours conseillé de rester en sécurité chez vous. En plus du flash de lumière, vous pouvez également entendre un gros bruit de tonnerre. Ce flash de lumière n'est rien d'autre que la décharge d'électricité ou la foudre comme nous l'appelons. Voyons donc ce qui cause réellement la foudre, ses effets et comment nous pouvons éviter que nos appareils électriques ne soient endommagés.

Qu'est-ce qui cause la foudre?

Lorsque la surface de la terre se réchauffe, elle chauffe l'air au-dessus d'elle. Comme cet air chaud entre en contact avec n'importe quelle masse d'eau, il chauffe l'eau qui se vaporise et à mesure que l'air monte avec la vapeur d'eau, cette dernière se refroidit et forme des nuages. Au fur et à mesure que les nuages ​​s'élèvent, leur taille augmente et lorsque les particules liquides dans le nuage atteignent l'altitude plus élevée, elles se figent en particules de glace. Lorsque ces particules de glace et de liquide entrent en collision, elles se chargent de polarité positive. Les plus petites particules de glace se chargent positivement tandis que les plus grosses se chargent négativement et sont attirées vers la terre en raison de l'attraction gravitationnelle de la Terre. Il se forme donc un champ électrique entre ces deux charges. À mesure que l'intensité de ce champ électrique augmente, il arrive un moment où l'électricité statique commence à circuler à travers les lignes de champ électrique, ce qui entraîne une étincelle entre elles. La foudre peut être dans un nuage entre les particules chargées positives en haut et les particules chargées négativement en bas. La foudre peut également se trouver entre le nuage chargé négativement et les objets chargés positivement au sol tels que les humains, les arbres ou tout autre conducteur. Ainsi, lorsque la charge électrique circule entre le nuage et la personne au sol, elle reçoit un choc. C'est la raison pour laquelle pendant un orage, il est conseillé de ne pas sortir ou de se tenir sous un arbre ou de toucher un matériau conducteur comme les tiges de fer de votre fenêtre. De plus, la température de l'éclair peut être dans une plage de températures plus élevée de 27000 degrés Celsius, ce qui est environ six fois plus que celle à la surface du soleil. Lorsque cette électricité passe dans l'air, elle augmente la température de l'air en peu de temps et après un certain temps, l'air se refroidit. Au fur et à mesure que l'air se réchauffe, il se dilate et au fur et à mesure qu'il se refroidit, il se contracte. Cette expansion et cette contraction de l'air provoquent la production d'ondes sonores.

Maintenant que la lumière voyage plus vite que le son, nous pouvons d'abord voir la foudre, puis entendre l'orage.

Comment la foudre affecte les systèmes d'alimentation électrique dans les maisons

Mesurez la tension alternative entre la terre et la borne neutre de la fiche à trois broches de votre maison. Tout le monde sera surpris de constater qu'il varie de 1 à 50 volts voire plus. Idéalement, il devrait être nul. Earth open montrera également zéro, ce qui est dangereux. Alors que devons-nous faire pour être en sécurité? Le court-circuit à la terre et au neutre est dangereux et ne se fait jamais.

Pourquoi la foudre endommage votre système électrique?

Le neutre au niveau de la sous-station alimentant votre maison a une résistance certaine, disons 1 ohm par rapport à la terre. En raison de la tension déséquilibrée en 3 ph, le courant circule dans cette résistance. Ce courant peut être de 1 A à 50 A ou même plus. Ainsi, l'IR varie de 1 V à 50 volts. Ainsi, chez vous, entre terre et neutre apparaît la même tension sur laquelle vous n'avez aucun contrôle. Le pire se produit si un éclair frappe la sous-station qui peut forcer des kilo ampères à travers cette résistance. Imaginez cette tension. Cela cause des dommages catastrophiques à un circuit électronique qui utilise également la terre du câblage de la maison. Les entreprises ont perdu des millions de roupies dans le passé jusqu'à ce qu'une solution soit mise en œuvre. Les appareils électroménagers comme la télévision, l'ordinateur, etc. sont souvent endommagés par les pointes de haute tension qui apparaissent dans les lignes électriques. Des pics de tension et des transitoires très élevés se développent pendant une fraction de seconde dans les lignes d'alimentation lorsque la foudre se produit. De telles pointes de haute tension de courte durée sont également imposées au secteur lorsque des charges de grande capacité sont activées ou désactivées. Cela se produit également lorsque l'alimentation reprend après une panne de courant due à un champ magnétique élevé dans le transformateur de distribution. Le courant d'appel important circule lorsque l'alimentation reprend après une panne de courant. Cela est dû à la génération d'un champ magnétique élevé dans le transformateur de distribution du système de distribution d'énergie. Cela peut provoquer une panne instantanée des appareils tels que le téléviseur s'il reste allumé pendant une panne de courant. Par conséquent, il est généralement conseillé d'éteindre les appareils en cas de panne de courant. Même si les pointes sont trop courtes en peu de temps, elles peuvent causer des dommages permanents aux appareils.

Comment éviter les dommages causés par la foudre?

La meilleure solution est celle où l'on peut court-circuiter la terre vers un neutre isolé en utilisant un transformateur d'isolement d'un rapport primaire / secondaire de 1: 1. Attention, on ne peut pas court-circuiter le neutre fourni par l'entreprise de services publics à la terre de votre maison.

2 façons de protéger vos appareils électriques contre les dommages causés par la foudre

1. Utilisation de MOV (varistance à oxyde métallique)

Peu de MOV peuvent être ajoutés dans le tableau de commutation existant pour protéger les appareils des pointes de haute tension. Si de fortes transitoires se développent dans le secteur, le MOV dans le circuit court-circuitera les lignes et le fusible / disjoncteur de la maison sautera.

Varistance

Protection MOV:

La varistance à oxyde métallique (MOV) contient une masse céramique de grains d'oxyde de zinc, dans une matrice d'autres oxydes métalliques tels que de petites quantités de bismuth, de cobalt, de manganèse, etc. pris en sandwich entre deux plaques métalliques qui forment les électrodes. La frontière entre chaque grain et son voisin forme une jonction de diode, qui permet au courant de circuler dans une seule direction. Lorsqu'une tension faible ou modérée est appliquée aux électrodes, seul un courant minuscule circule en raison d'une fuite inverse à travers les jonctions de diode.

Lorsqu'une tension élevée est appliquée, la jonction de diode se décompose en raison d'une combinaison d'émission thermo-ionique et de tunnellisation d'électrons et de flux de courant importants. La varistance peut absorber une partie d'une surtension. L'effet dépend de l'équipement et des détails de la varistance sélectionnée.

La varistance reste non conductrice en tant que dispositif à mode shunt pendant le fonctionnement normal lorsque la tension reste bien en dessous de sa «tension de serrage». Si une impulsion transitoire est trop élevée, l'appareil peut fondre, brûler, se vaporiser ou être endommagé ou détruit.

Ici, trois MOV sont utilisés, un entre la phase et le neutre, un autre entre la phase et la terre et le troisième entre le neutre et la terre. Des fusibles ou MCB 10 ampères peuvent être fournis à la fois dans les lignes de phase et de neutre pour une protection totale. Cette configuration peut être organisée dans le tableau de commutation existant à partir duquel l'appareil est alimenté.

2. Retarder le temps de commutation des relais

L'idée de base est de retarder le temps de commutation des relais qui sont des interrupteurs électromagnétiques pour alimenter les appareils électroniques.

Ce circuit simple résout le problème. Il ne met l'appareil sous tension qu'après un délai de deux minutes à la mise sous tension ou reprend l'alimentation après une panne de courant. Pendant cet intervalle, la tension secteur se stabilisera.

Fondamentalement, la commutation du relais est contrôlée par le SCR, dont la commutation est à son tour contrôlée par le taux de charge et de décharge du condensateur.

Le circuit fonctionne comme le circuit de retard dans les stabilisateurs. Il n'utilise que quelques composants et peut être assemblé facilement. Il fonctionne sur le principe de la charge et de la décharge du condensateur. Un condensateur C1 de haute valeur est utilisé pour obtenir la temporisation requise. À la mise sous tension, C1 se charge lentement via R1. Lorsqu'il est complètement chargé, le SCR se déclenche et le relais s'allume. L'alimentation de l'appareil est fournie par les contacts NO (normalement ouverts) et communs du relais. Ainsi, lorsque le relais se déclenche, l'appareil s'allume. Le SCR a la propriété de verrouillage. Autrement dit, il se déclenche et le courant circule de son anode à sa cathode lorsque la porte reçoit une impulsion positive. Le SCR continue à conduire, même si sa tension de grille est supprimée. Le SCR ne s'éteint que si son courant d'anode est éliminé en coupant le circuit.

Un indicateur LED est fourni pour indiquer l'activation du relais. La résistance R3 limite le courant de la LED et la résistance R2 décharge le condensateur.

Comment régler

Le réglage du circuit est facile. Assemblez-le sur un circuit imprimé commun et placez-le dans un étui. Fixez une prise secteur dans le boîtier. Connectez la ligne de phase au contact commun du relais et le contact NO à la prise CA. La ligne neutre doit aller directement à l'autre broche de la prise. Ainsi, la ligne de phase continue lorsque le contact NO du relais établit le contact avec le contact commun.