কেন একটি বজ্রপাত ধর্মঘট বাজ রড নষ্ট করে না?

Question

বজ্রপাত ধর্মঘট ব্যাপক পরিমাণে ক্ষতির কারণ হিসাবে পরিচিত হয় । একটি বাজ বল্টু পরিসংখ্যান আছেন:

বর্তমান স্তরগুলি কখনও কখনও ৪০০ কেএরও বেশি, তাপমাত্রা ৫০,০০০ ডিগ্রি এফ, এবং গতির এক তৃতীয়াংশ আলোর গতিতে পৌঁছে

এগুলি প্রচুর সংখ্যা, তবে বিদ্যুৎ সুরক্ষা সিস্টেমগুলি সেই বিল্ডিং বা কাঠামোটি সুরক্ষা দিচ্ছে সেগুলি থেকে দূরে সরিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে। বাজ সুরক্ষা সিস্টেমগুলি কেবল কেবিলিং (ডাউনকন্ডাক্টর) এর মাধ্যমে ভূমির সাথে সংযুক্ত বিদ্যুত রড হিসাবে ভাবা যেতে পারে।

বাজ সুরক্ষার জন্য NOAA নির্দিষ্টকরণের জন্য বজ্রের রডগুলি কমপক্ষে 0.5in (13 মিমি) ব্যাসের হতে হবে। ডাউনকন্ডাক্টরটি একই আকারের তামা কেবল ( 4/0 এডাব্লুজি বা 12 মিমি )। ধ্রুবক বর্তমানের জন্য এই ধরণের তারের জন্য অনুমোদিত অ্যাম্পিয়ারেজ প্রায় 250A । আমি বুঝতে পারি যে এটি তাত্ক্ষণিক বর্তমান ক্ষমতা সীমাটির চেয়ে তাপের সীমা বেশি।

বাজ সুরক্ষার এই কাগজ থেকে (পৃষ্ঠা 28):

একটি বজ্র সুরক্ষা সিস্টেমের অপারেশন সম্পর্কে ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া খুব কমই ডকুমেন্টেড হয় এবং প্রায়শই এটি লক্ষ্য করা যায় না। কেবলমাত্র কিছু বিরল ক্ষেত্রেই এটি ডকুমেন্ট করা যায় যে কোনও বিদ্যুৎ সুরক্ষা ব্যবস্থা যদি এটি সঠিকভাবে কাজ করে এবং কোনও ক্ষতি না হয় তবে তা আঘাত করা হয়েছে। ধর্মঘটের অবসান স্থলে কখনও কখনও প্রমাণ পাওয়া যায় যা যত্ন সহকারে পরিদর্শনকালে লক্ষ করা যায়, তবে এইরকম সতর্কতার সাথে পরিদর্শন করার জন্য প্রয়োজনীয় দক্ষতা অর্জন করা বাজ সুরক্ষা ব্যবস্থার মালিকের পক্ষে খুব কম ব্যয়বহুল।

পুরোপুরি বিনষ্ট না হয়ে কীভাবে আপাতদৃষ্টিতে ছোট্ট 0.5in (13 মিমি) টুকরো টুকরো টানা সামান্য বা কোন দৃশ্যমান ক্ষয়ক্ষতি সহ একটি বিদ্যুতের হরতাল পরিচালনা করতে পারে?

Comments

একটি শক্ত আধা ইঞ্চি রড প্রচুর বর্তমান এবং তাপ সহ্য করতে পারে!

— পল

Answer 1

কোনও তারের বর্তমান সীমাবদ্ধতার সীমাবদ্ধতা বর্তমানের উত্তাপের ফলে সীমাবদ্ধ হয়ে যায় এবং খুব গরম হওয়ার আগে তারের কতটা তাপ ছড়িয়ে দিতে পারে। "খুব গরম" পরিস্থিতিগুলির উপর নির্ভর করে। বৈদ্যুতিন কোড বাড়ির ইনস্টলেশনগুলির জন্য মঞ্জুরি দেয় এমন চেয়ে বেশি ধরণের ওয়্যারের জন্য চ্যাসিস ওয়্যারিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আপনি উচ্চতর রেটিংগুলি দেখতে পাবেন। এটি বেশিরভাগ গরমের কারণেও হয়। চরম অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য চূড়ান্ত সীমাটি হল কন্ডাক্টর গলে না। এর কাছাকাছি যে কোনও জায়গায় তাপমাত্রা কোনও বাড়ির দেয়ালের অভ্যন্তরে কাঠের সমর্থন সহ চলমান সুরক্ষিত হবে।

আপনি যেমনটি বলছেন, তারটি 250 A ধারাবাহিকের জন্য রেট করা হয়েছে । বজ্রপাত স্থিরভাবে সিদ্ধান্ত নেওয়া হয় না। মূল বজ্রপাতের সময়টির জন্য 1 এমএস "দীর্ঘ"। একটি ইভেন্টে বেশ কয়েকটি স্ট্রোক হতে পারে, তবে মোট সময় এখনও কম, এবং অন্যান্য অ-প্রধান স্ট্রোকের উল্লেখযোগ্যভাবে কম বর্তমান থাকবে।

অংকটি কর. আপনি বলছেন তারটির ব্যাস 12 মিমি, সুতরাং 113 মিমি = 113x10 ^-6 m² এর ক্রস-বিভাগীয় অঞ্চল রয়েছে ² 20 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড কপারের প্রতিরোধকতা 1.68x10 ^-8 Ωm হয়। এই তারের একটি 1 মিটার দৈর্ঘ্যের একটি প্রতিরোধের রয়েছে has

(1.68x10 ^-8 Ωm) (1 মিটার) / (113x10 ^-6 m²) = 149

এই প্রতিরোধের মাধ্যমে 400 কেএ সহ শক্তিটি তখন:

(400 কেএ) ² (149 µΩ) = 23.8 মেগাওয়াট

বর্তমান প্রয়োগের 1 এমএস টাইমের সময় থেকে শক্তি পাওয়া যায়:

(23.8 মেগাওয়াট) (1 এমএস) = 23.8 কেজে

তামার ঘনত্ব 8.93 গ্রাম / সেন্টিমিটার এবং আমাদের 1 মিটার দৈর্ঘ্য 113x10 ^-6 m³, যা 113 সেন্টিমিটার হয় ³

(১১৩ সেমি³) (8.93 গ্রাম / সেমি³) = 1010 গ্রাম মোট তামা

তামা নির্দিষ্ট তাপমাত্রা 0.386 জে / গ্রাম ° সে।

(23.8 কেজে) / (0.386 জে / জি ° সেঃ) (1010 গ্রাম) = 61 ° সে

এর অর্থ হল 1 মিমি জন্য 12 মিমি ব্যাসের তামার তারের মাধ্যমে 400 কেএ স্থাপনের ফলে তাপমাত্রা 61 ডিগ্রি সেলসিয়াস বৃদ্ধি পাবে। এটি বাজ ধর্মঘটের জন্য বরং চূড়ান্ত মান। মূল স্ট্রোকটি সাধারণত 1 এমএসের চেয়ে কম হয় এবং অন্যান্য স্ট্রোকগুলি যথেষ্ট কম বর্তমান হয়। যাইহোক, এই সংখ্যার সাথে এটি এটি দেখায় যে তারের অবশ্যই কিছু সময়ের জন্য মজাদার হয়ে উঠবে, এটি কোনও কাঠামোগত ব্যর্থতা ছাড়াই তারের দক্ষতার মধ্যে রয়েছে।

Comments

উল্লেখযোগ্য যে লক্ষণীয় যে কেবলটির বর্তমান ক্ষমতার সীমাবদ্ধ ফ্যাক্টরটি সাধারণত নিরোধকের ব্যর্থতা হয় - কন্ডাক্টর নয়। এটি বলেছিল, কেবল ইনসুলেশনটি নিয়মিত 75 বা 90 ডিগ্রি সেলসিয়াস রেট করা হয় । তামা তাত্ক্ষণিকভাবে কার্যকরভাবে গরম হয়ে যাবে এবং উত্তাপটি উত্তাপের পরে ছড়িয়ে যাবে।

— ডেল এম

@ ড্যালেম, ডাউন সংযোগকারীরা সাধারণত নিরোধক হয়? এখানে যুক্তরাজ্যে তারা প্রায়শই ইনসুলেশনবিহীন সমতল তামা স্ট্রিপগুলি 25 × 6 মিমি বলে, এক্ষেত্রে নিরোধক তাপমাত্রার রেটিং কোনও সমস্যা নয়।

— ক্রিস এইচ

@ ক্রিশ হ্যাঁ, এটি একটি পদ্ধতি method উচ্চ-উত্থিত বিল্ডিংগুলির জন্য আপনি অন্তত অস্ট্রেলিয়ায় অন্তরকৃত একক ডাউন কন্ডাক্টর সহ একটি আকর্ষকও ব্যবহার করতে পারেন।

— ডেল এম

@ ড্যালেম যথেষ্ট ন্যায্য - আমি কোনও বিশেষজ্ঞ নই এবং আমি যাইহোক উচ্চতর বাড়ির বিল্ডিংয়ের কথা ভাবছিলাম না।

— ক্রিস এইচ

Answer 2

[এটি উত্তর হিসাবে শুরু হয়েছিল। তবে গণনাটি 3 মাপের সংখ্যার সংক্ষিপ্ত আকারে শেষ হয়েছে।
সুতরাং, এটি একটি মন্তব্য বেশি, আমার ধারণা। ]

একটি একক বিদ্যুতের বল্টে সীমাবদ্ধ শক্তি ^{1 থাকে} । বলপার্ক নম্বরটি , যা পেট্রোল ² এর 145 এল এর সমান । $5 \cdot 10^9 \text{J}$

আসুন ধরে নেওয়া যাক বিদ্যুতের বল্টের সমস্ত শক্তি রডে ছড়িয়ে পড়ে। ধরা যাক যে 12 মিমি ব্যাস এবং 10 মিটার লম্বায় বিদ্যুতের রডটি আউট। তামা ঘনত্ব 8960 কেজি / মি ³ ,
তাই আমাদের যষ্টি ভর । তামা নির্দিষ্ট তাপ হয়। তামার রডটি 25 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড থেকে তামার গলনাঙ্কে গরম করতে কত শক্তি লাগে না, যা ? এটা । তামা জন্য লয় তাপ হয়। আমাদের ছিলে গলে যেতে কত শক্তি লাগে? এটা ।0.385 $10.13 \text{ kg}$
1083° সে4.05⋅105জে213$\text{0.385} \frac{\text{kJ}}{\text{kg °C}}$$1083 \text{°C}$$4.05 \cdot 10^5 \text{J}$
2.13⋅106$\text{213} \frac{\text{kJ}}{\text{kg}}$$2.13 \cdot 10^6 \text{J}$

আমি একটি ধারণা নিয়েছি যে বিদ্যুতের সমস্ত শক্তি রডে নষ্ট হয়ে যায়। তবে, আমি জানি না এটি একটি বুদ্ধিমান ধারণা um

¹ _{যদিও এটির উচ্চ উচ্চ শিখর শক্তি এবং স্রোত রয়েছে।}
² _উত্স
³ _{প্রিস এবং ওেন্ডারডনক কে ছিলেন? প্রারম্ভিক (1880, 1928) সম্পর্কে নিবন্ধটি স্রোতগুলি বর্ণনা করে যা তারের গলে যাওয়ার কারণ হিসাবে বর্ণনা করে।}

Comments

আমি মনে করি একটি বজ্রপাতের মোট শক্তি কেবলমাত্র খুব সামান্য ভগ্নাংশ রডে বিলীন হয়ে যায়। বিদ্যুৎ বরাবর সর্বত্র স্রোত একই রকম, তাই প্রতিটি স্থানে বিলুপ্ত শক্তি কন্ডাক্টরের প্রতিরোধের আনুপাতিক হবে। আয়নযুক্ত বায়ুর কয়েকটি মাইল কয়েক দশক মিটার তামা তারের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি প্রতিরোধের হওয়া উচিত।

— অলিন ল্যাথ্রপ

শক্তির বেশিরভাগ অংশ মাটিতে স্রাব হয়।

— ডেল এম