|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Dông, tĩnh và ăng-ten. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Ăng ten. Học thuyết Các vấn đề về hoạt động an toàn của ăng-ten và thiết bị kết nối với chúng trong thời kỳ hoạt động của giông bão đôi khi được thảo luận trong tài liệu vô tuyến nghiệp dư. Tuy nhiên, khi tạo một đài phát thanh nghiệp dư, các nhà khai thác đài phát thanh sóng ngắn và sóng cực ngắn chú ý đến những vấn đề này sau cùng, dường như hy vọng vào câu nói nổi tiếng của Nga "có thể nó sẽ tiếp tục." Nhưng điều này về cơ bản là sai, bởi vì ... Theo thống kê, ở Trung Âu, trung bình có từ 100 đến XNUMX vụ sét đánh trên mỗi kmXNUMX mỗi năm. Nói cách khác, về cơ bản, bạn có thể chắc chắn rằng sét đánh sẽ xảy ra trong vòng XNUMXm tính từ ăng-ten của bạn vài năm một lần (ở miền Nam và vùng núi, xác suất này cao hơn ở miền Bắc và vùng đồng bằng). Và nếu vậy, sẽ hợp lý hơn nhiều nếu bạn chuẩn bị trước cho nó hơn là tính toán tổn thất sau này - trong các bộ thu phát bóng bán dẫn, không chỉ các mạch đầu vào của máy thu mà cả các bóng bán dẫn đầu ra của máy phát thường "bay ra ngoài". Những nguy hiểm cho thiết bị nghiệp dư mang theo giông bão là gì? 1. Điện thế tĩnh tích lũy từ từ và những thay đổi đột ngột của nó khi phóng điện ở xa ăng ten (vài trăm mét trở lên). Nếu ăng-ten, hoặc một nửa của nó, được cách ly DC với mặt đất (ví dụ: GP hoặc lưỡng cực đối xứng), thì điện thế tĩnh cao có thể tích tụ trên nó trước và trong cơn giông bão. Hãy xem xét một ví dụ như vậy. Ở độ cao hai km, một đám mây giông có điện thế 2 MB (megavolt!) lơ lửng và điện thế gần mặt đất trong trường hợp này bằng không. Tụ điện khổng lồ này có cường độ điện trường tĩnh là 1 kV/m. Tức là trên một ăng-ten cách ly với mặt đất, chẳng hạn như một lưỡng cực hoặc LW, treo ở độ cao 10 m, sẽ xuất hiện một điện thế tĩnh khoảng 10 kV. Khi nó chảy xuống, nó tạo ra những tiếng răng rắc và sột soạt trong máy thu. Khi một đám mây được phóng điện (sang một đám mây khác hoặc xuống mặt đất cách xa ăng-ten đang được xem xét), tiềm năng của đám mây và do đó, của ăng-ten sẽ giảm đột ngột gần như bằng không. Một xung có biên độ 10 kV được hình thành trên ăng-ten là quá đủ để vô hiệu hóa bộ thu phát. 2. Nếu sét đánh xuống đất xảy ra không xa nhà bạn (có điều kiện - vài chục mét), thì những mối nguy hiểm mới sẽ nảy sinh, không chỉ liên quan đến ăng-ten mà còn liên quan đến mạng cấp điện và mạch nối đất. Ngoài sự thay đổi mạnh về cường độ trường và sự thay đổi liên quan đến tiềm năng của tất cả các dây dẫn gần đó, dòng điện cảm ứng xuất hiện. Dòng phóng điện trong kênh sét bị ion hóa trong 1...10 µs đầu tiên đạt giá trị 20...500 nghìn ampe và sau đó giảm xuống 200 trong 1000...0,001 µs. Những dòng điện khổng lồ này tạo ra điện áp thứ cấp trong tất cả các dây dẫn gần đó. Một cái gì đó giống như một máy biến áp được hình thành, trong đó cuộn sơ cấp là kênh thu lôi và cột thu lôi, còn cuộn thứ cấp là các dây xung quanh. Hệ số truyền của máy biến áp này, phụ thuộc vào khoảng cách đến dây, về nguyên tắc là rất nhỏ. Nhưng ngay cả với tỷ số truyền là XNUMX, các xung dòng điện trong các vòng dây kín xung quanh (ví dụ: vòng nối đất) có thể đạt tới hàng trăm ampe và làm hỏng các thiết bị được kết nối với các vòng này. Nếu mạch không được đóng lại và khoảng cách giữa các đầu của nó nhỏ, thì điện áp cảm ứng trong mạch, đạt tới hàng chục kilovolt, có thể xuyên qua mạch. Một ví dụ là kênh sóng phù hợp với gamma hoàn toàn bằng kim loại được gắn trên cột nối đất tốt và được cấp nguồn bằng cáp kéo dài từ cột theo một góc. Trong phòng đài phát thanh, cáp được kết nối với bộ thu phát không có nối đất bổ sung. Thoạt nhìn, có vẻ như điều đó là không cần thiết - cột được nối đất chắc chắn, ăng-ten hoàn toàn bằng kim loại, nối đất tốt được cung cấp qua vỏ cáp. Nhưng... với một cú sét đánh gần trong mạch "cáp nối đất-cáp-thu phát" hở, một điện áp được tạo ra sẽ tìm kiếm một ổ cắm trong phần đứt mạch - giữa bộ thu phát và "mặt đất" gần nhất. . Do đó, lỗi chạm đất sẽ xảy ra thông qua mạng cung cấp 220 V hoặc hồ quang sẽ xảy ra với "điểm nối đất" gần nhất (ví dụ: đường ống sưởi ấm). Rõ ràng là cả tùy chọn này và tùy chọn kia đều không hứa hẹn điều gì tốt cho bộ thu phát. 3. Và cuối cùng, trường hợp hiếm gặp nhất nhưng cũng nghiêm trọng nhất là sét đánh trực tiếp vào ăng-ten hoặc cột thu lôi mà ăng-ten được lắp đặt trên đó. Hãy bắt đầu với thực tế là phải có một cột thu lôi (tức là đường dẫn của dòng sét xuống đất). Khi không có nó, hàng trăm nghìn ampe dòng phóng điện sẽ chảy xuống trái đất dọc theo con đường mà đối với chúng là ngắn nhất. Và nếu cáp thả và thiết bị của bạn gặp nhau trên con đường này, thì chúng sẽ còn lại rất ít. Hãy xem xét hai ví dụ. Ví dụ đầu tiên. Cột thu lôi được chế tạo như một cấu trúc riêng biệt và được nối bằng một sợi dây dày với điểm nối đất chung của ngôi nhà, ăng ten được đặt thấp hơn nhiều so với cột thu lôi. Hãy xem điều gì xảy ra khi sét đánh. Giả sử điện trở nối đất của cột thu lôi là 2 ôm (đây là mức nối đất rất tốt). Trong trường hợp sét đánh với dòng điện cực đại 200 nghìn ampe (giá trị trung bình), điện thế khoảng 400 kV sẽ xuất hiện trên thanh cái mặt đất và trên tất cả các thiết bị được kết nối với nó (bao gồm cả dây trung tính của mạng). Rõ ràng, tại một điểm xa nhà, điện thế tiếp đất sẽ bằng 400 và tất cả XNUMX kV sẽ được áp dụng cho dây trung tính của mạng, làm đứt cầu chì. Đây là tổn thất nhỏ nhất trong một vụ sét đánh trực tiếp. Ví dụ thứ hai. Trên một cột đứng tự do và được nối đất tốt với điện trở đất là 2 ôm, có một kênh dẫn sóng hoàn toàn bằng kim loại. Cáp thả chạy dọc theo cột và sau đó trên mặt đất đến đài phát thanh. Căn phòng có nền tảng chất lượng cao của riêng mình. Khi bị sét đánh với dòng điện cực đại 200 nghìn ampe, điện thế đất ở chân cột sẽ là 400 kV và sẽ giảm ra khỏi cột, tạo thành cái gọi là "phễu điện áp". Tiềm năng mặt đất xung quanh tòa nhà sẽ nhỏ hơn ở chân cột. Giả sử nó trở thành 100 kV. Và 100 kV này sẽ làm điều tương tự như được mô tả trong ví dụ đầu tiên, nhưng vấn đề sẽ không chỉ giới hạn ở điều này. Điện thế của cáp ăng-ten bện sẽ là 400 kV và điện thế đất trong phòng đài phát thanh sẽ chỉ là 100 kV. Một sự khác biệt 300 kV được áp dụng cho cáp. Dây bện của nó, do tiết diện nhỏ, sẽ không thể cho dòng điện cân bằng lớn đi qua và cáp sẽ bị cháy. Sẽ là may mắn nếu mọi thứ chỉ giới hạn ở đây, nếu không, bộ thu phát cũng sẽ bị hỏng. Ngay cả khi cáp (như trong cơn giông bão) bị ngắt kết nối hoàn toàn, nhưng nằm không xa các vật thể nối đất trong phòng, 300 kV này có thể xuyên qua vài chục cm không khí bằng một tia hồ quang. Đó là lý do tại sao tất cả các dây cáp đến từ ăng-ten phải được ngắt kết nối hoàn toàn trong cơn giông bão và được di chuyển đủ xa. Cần lưu ý rằng vùng bảo vệ của cột thu lôi (trong đó bạn không sợ bị sét đánh trực tiếp) là một hình nón có đỉnh ở cuối cột thu lôi và bán kính gần mặt đất khoảng 3 /4 chiều cao cột thu lôi. Làm thế nào để ngăn chặn sự phá hủy? Rõ ràng là ba lý do được nêu trong phần trước đều có khả năng như nhau. Tiềm năng tĩnh là điều mà mọi người sẽ gặp phải nhiều lần. Và không chỉ trong cơn giông bão. Các dòng điện cảm ứng từ một vụ sét đánh gần đó cũng sẽ phải được hầu hết mọi người trải qua trung bình vài năm một lần. Có lẽ số phận sẽ cứu bạn khỏi một cú sét đánh trực tiếp, nhưng tốt hơn hết là đừng dựa vào cơ hội mà hãy suy nghĩ trước về khả năng như vậy. Nó sẽ rẻ hơn! Vì vậy, tốt hơn là bắt đầu cuộc chiến chống lại tiềm năng tĩnh ở giai đoạn thiết kế ăng-ten. Hầu như luôn có thể chọn một thiết kế được đóng hoàn toàn với mặt đất bằng dòng điện một chiều - các lưỡng cực vòng trên đường ngang nối đất, GP vòng, ăng ten có kết hợp gamma và omega, ăng ten J, v.v. Nếu ăng ten không được đóng xuống đất , sau đó cải thiện đáng kể tình huống một (đối với ăng-ten không cân bằng) và hai (đối với điện trở hai watt đối xứng) 100 kOhm, được kết nối giữa tấm ăng-ten và cột nối đất (hoặc dây bện cáp đồng trục). Các điện trở này tạo ra một mạch để loại bỏ tĩnh điện tích tụ từ từ và đáng kể, lên đến vài chục vôn (tùy thuộc vào độ cao và tiềm năng của đám mây giông), giảm điện áp tăng vọt ở đầu vào máy thu trong quá trình phóng điện. Nhưng chỉ đối với các lần phóng điện, đường đi của chúng bị loại bỏ đáng kể khỏi ăng-ten. Với sự phóng tĩnh điện mạnh, nên gắn các bộ chống sét tự chế vào các tấm ăng ten - bu lông M5-M8 được mài sắc ở hai đầu. Đầu bu lông phải vừa khít 1...1,5 mm (có thể điều chỉnh bằng cách vặn bu lông) với tấm tiếp đất. Để ngăn chặn sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng, nên tránh các thanh cái nối đất được làm ở dạng vòng, tất cả các thiết bị phải được kết nối ở dạng hình sao với một điểm chung. Phân tích cẩn thận nền kinh tế dây của bạn để biết sự hiện diện của các mạch kín có diện tích lớn trong đó và loại bỏ chúng. Mối nguy hiểm ở đây không phải là quá nhiều đối với bản thân mạch kín mà là đối với các thiết bị được kết nối với nó. Các điện áp rất đáng kể được tạo ra trong ăng-ten vòng, để loại bỏ các khe hở tia lửa điện phải được lắp đặt tại điểm nguồn, với khe hở nhỏ nhất có thể (1 ... 2 mm) - điện trở ở đây là không đủ. Nếu có thể, tốt hơn là đặt cáp giảm ăng-ten trong ống kim loại hoặc chôn xuống đất. Để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp, phải giải quyết hai nhiệm vụ khác nhau. Đầu tiên là chế tạo cột thu lôi chất lượng cao với khả năng tiếp đất tốt. Bản thân cột thu lôi và dây nối đất của nó phải được làm bằng vật liệu có tiết diện ít nhất là 50 mm2 và không được uốn cong sắc nét. Điều này làm tăng độ tự cảm, và đối với một xung ngắn và cao như tia sét, ngay cả một lượng nhỏ độ tự cảm cũng sẽ làm tăng điện trở. Một điện áp cực lớn sẽ được giải phóng trên một điện kháng cảm ứng cỡ vài ôm ở dòng điện được đo bằng hàng nghìn ampe. Vấn đề thứ hai phát sinh bởi vì, trên thực tế, một người nghiệp dư vô tuyến hiếm hoi sẽ không muốn sử dụng cột thu lôi để đặt ăng-ten của mình (thực tế, khi nào sẽ có sét, và ở đây cột cao không hoạt động!). Và nhiệm vụ này là đảm bảo rằng dòng phóng sét chủ yếu đi qua cột nối đất và tối thiểu qua cáp cung cấp ăng-ten cho thiết bị, tức là cần mở đường cho dòng sét xuống đất với điện trở ít hơn nhiều so với qua Cáp. Đối với điều này, điều rất mong muốn là đỉnh của cột buồm cao hơn 1 ... 1,5 mét so với ăng-ten. Cột có thể được kéo dài bằng một đoạn ống kim loại hoặc một thanh dày (dây điện), sẽ chuyển phần lớn điện khí quyển trực tiếp đến cột với việc nối đất chống sét bắt buộc. Bản thân ăng-ten phải được nối đất đúng cách vào cột. Nếu điều này không thể thực hiện được do các tính năng thiết kế của nó, thì nên lắp đặt các khe hở đánh lửa. Từ cáp nguồn ăng-ten, rẽ vài vòng ngay dưới điểm cấp ăng-ten. Phần dòng điện vẫn sẽ "bay" vào cáp sẽ gặp điện trở cảm ứng của cuộn cảm đồng trục, điều này rất đáng kể đối với một xung ngắn và tạo ra sự sụt giảm điện áp trên nó. Điện áp này sẽ chọc thủng khe hở của bộ chống sét, hồ quang sinh ra sẽ tạo ra đường rò cho dòng điện tới đất qua cột ít bị cản trở hơn so với qua cáp. Nối đất của cột phải được nối bằng một dây riêng có tiết diện lớn (ít nhất 50 mm2) với dây nối đất của ngôi nhà để cân bằng điện thế trên mặt đất trong trường hợp bị sét đánh. Tất cả các biện pháp trên không loại bỏ hoàn toàn các xung điện áp trên thiết bị, nhưng cho phép giảm chúng xuống các giá trị không phá hủy, có thể chấp nhận được. Tuy nhiên, nên thực hiện các biện pháp bảo vệ bổ sung trong chính thiết bị - nên lắp đặt một điện trở có giá trị danh định là 100 ... 200 kOhm ở đầu vào máy thu. Trên đầu nối kết nối ăng-ten có một khe đánh lửa với điện áp đánh lửa tối thiểu (nếu chỉ nó không hoạt động từ tín hiệu của máy phát của chính nó). Khi có SU hoặc LPF, được thực hiện theo sơ đồ vòng lặp P, vai trò này được KPI đầu ra thực hiện thành công với khoảng cách không khí (tối thiểu có thể!). SU hình chữ T, đứng ở đầu ra của hầu hết các máy thu phát công nghiệp trong tình huống này, là không phù hợp - tia lửa phóng điện "bay" qua chúng, đến ngay đầu ra của máy phát. Trong các mạch dây (cáp) để điều khiển hộp số và công tắc đến từ ăng-ten, cần phải lắp đặt các bộ biến trở, hoặc tốt hơn là các bộ chống sét. Và cuối cùng, cần nhớ rằng khi giông bão đến gần, cần phải ngắt kết nối hoàn toàn tất cả các dây cáp ăng-ten khỏi thiết bị và dây sau khỏi mạng! Tác giả: I.Goncharenko
Nồng độ cồn của bia ấm
07.05.2024 Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc
07.05.2024 Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024
▪ Thắt dây an toàn, hành khách ngồi ghế sau ▪ Di truyền học đã tìm ra nguyên nhân hạnh phúc của phụ nữ ▪ Mọi người đều có thể tự phát triển khả năng định vị bằng tiếng vang
▪ phần của trang web Thợ điện. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Và dưới mỗi bụi cây của cô ấy, cả bàn và nhà đã sẵn sàng. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Mắt được làm bằng gì? đáp án chi tiết ▪ bài báo Hoạt động của các cơ sở điều trị. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Bộ điều khiển tốc độ quạt PSU. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này