إنتاج الجهد العالي ومعايير السلامة الخاصة به

الجهد العالي هو إمكانات كهربائية كبيرة بما يكفي للتسبب في إصابة أو تلف. في بعض الصناعات ، يشير الجهد العالي إلى الجهد فوق عتبة معينة. تتطلب المعدات والموصلات التي تحمل الفولتية العالية متطلبات وإجراءات سلامة خاصة.الجهد العالي لتوزيع الطاقة ، وأنابيب أشعة الكاثود ، وتوليد الأشعة السينية وعوارض الجسيمات ، وتوليد أقواس كهربائية ، لإشعال الإشعال ، والأنابيب الضوئية ، وأنابيب مكبر الصوت عالية الطاقة ، والتطبيقات الصناعية والعسكرية والعلمية الأخرى.

تعريف

يعتمد التعريف العددي للجهد العالي على السياق. العوامل التي يتم النظر فيها عند تصنيف الجهد على أنها الجهد العالي هي القدرة على التسبب في شرارات في الهواء ، ومخاطر الصدمة إذا تم لمسها أو اقترابها.تحدد اللجنة الدولية للتكنولوجيا الكهربائية ونظرائها الوطنيين (IET ، IEEE ، VDE ، إلخ) الجهد العالي كما AC أعلى من 1000V و DC على الأقل 1500 فولت.في الولايات المتحدة ، يحدد معهد المعايير الوطني الأمريكي (ANSI) تصنيفات الجهد الاسمية لنظم كهربائية 60 هرتز فوق 100 فولت على وجه التحديد ، ANSI C84.1-2020 يعرّف الجهد العالي إلى 115 كيلو فولت إلى 230 كيلو فولت ، فائقة الجهد العالي بـ 345KV إلى 765 كيلو فولت ، والجهد العالي فائقة مثل 1100 كيلو فولت المعيار البريطاني BS 7671: 2008 يعرّف الجهد العالي كما بين الموصلات أعلى من 1000 فولت فور أو 1500 فول V لا يتم الانتعاش المباشر.في بعض الولايات القضائية ، لا يجوز ترخيص الكهرباء إلا لبعض فئات الجهد من بين 30 فولت ، قد لا يُسمح له بالعمل على دوائر الجهد الكهربائي. قد ينظر عامة الناس في أن دوائر الطاقة المنزلية (100 إلى 250 فولت ستة) هي الأعلى.غالبًا ما تتسبب الفولتية التي تتجاوز حوالي 50 فولت في تدفق كميات خطيرة من التيار من خلال شخص يلمس نقطتين على الدائرة ، لذلك تكون معايير السلامة أكثر تقييدًا لمثل هذه الدوائر.في هندسة السيارات ، يتم تعريف الجهد العالي على أنه الفولتية في حدود 30 إلى 1000 فولت فور أو 60 إلى 1500 VDC.يعتمد تعريف الجهد العالي الإضافي (EHV) أيضًا على السياق. في هندسة نقل الطاقة ، يتم تصنيف EHV على أنها جهد في المدى 345،000-765،000 V. يمكن وصف إمدادات طاقة الجهد العالية للغاية ، وغالبًا ما يتم استخدامها في تجارب الفيزياء. يمكن وصف الجهد المتسارع لأنبوب أشعة الكاثود التلفزيوني على أنه جهد عالي أو جهد عالي إضافي (EHT) مقارنة بمصادر الجهد الأخرى داخل الجهاز. يتراوح إمدادات الطاقة من 5 كيلو فولت إلى حوالي 30 كيلو فولت.

إنتاج

الفولتية المشاركة في الإثارة الثابتة ، والتي هي شائعة في ظروف الرطوبة المنخفضة ، تتجاوز دائمًا 700 فولت. على سبيل المثال ، يمكن أن تتضمن شرارة من باب سيارة في فصل الشتاء الفولتية التي تصل إلى 20.000 فولت.يمكن أن تنتج المولدات الإلكتروستاتيكية مثل مولدات Van de Graaff وآلات Wimshurst فولتية تقترب من مليون فولت ، ولكن عادةً ما تنتج التيارات المنخفضة. تنتج التيارات الأعلى من المحركات الإلكتروستاتيكية ، ولكن بسبب عدد الأسلاك المطلوبة لللفات الثانوية ، يضاعف كل مضاعفة لجهد الخرج المطلوب الوزن. لذلك قد يصبح من غير العملي توسيع نطاقها إلى الفولتية العليا عن طريق إضافة المزيد من المنعطفات من الأسلاك. يمكن استخدام مضاعف Cockcroft-Walton لتضاعف الجهد الناتج عن ملف التعريفي. يستخدم مفاتيح الصمام الثنائي لإنشاء طاقة DC لشحن سلم مكثف. تستخدم ملفات Tesla الرنين ، وهي خفيفة الوزن ولا تتطلب أشباه الموصلات.أكبر الشرر هي تلك التي تنتجها البرق بشكل طبيعي. يحمل الترباس البرق السلبي ما بين 30 إلى 50 كيلو باطن ، ويقوم بنقل 5 كولوم من الشحن ، وتبديد 500 ميجاول من الطاقة (أي ما يعادل 120 كيلوغرام من TNT ، أو ما يكفي لإضاءة لمبة ضوء 100 واط لنحو شهرين). ، قد يحمل مسمار البرق الإيجابي المتوسط ​​(من أعلى عاصفة رعدية) من 300 إلى 500 كيلو باطن ، ونقل ما يصل إلى 300 كولومز من الشحن ، ولديه اختلاف محتمل يصل إلى 1 جيجافولت (مليار فولت) ، وقد يتبدد 300 جم من الطاقة (72 طنًا من TNT ، أو طاقة كافية لإضاءة لمبة إضاءة 100 واط لمدة 95 عامًا). عادة ما تدوم ضربات البرق السالبة عشرات فقط من الميكروثانية ، لكن ضربات البرق المتعددة شائعة. ، قد تتدفق التيارات الذروة الأكبر لمئات المللي ثانية مما يجعلها أكثر حيوية من البرق السلبي.

معايير السلامة الكهربائية

السلامة الكهربائية هي نظام من التدابير التنظيمية والوسائل التقنية لحماية العمال من الآثار الضارة والخطيرة للتيارات الكهربائية ، والأقواس ، والحقول الكهرومغناطيسية والكهرباء الثابتة.

حماية البرق وتأمر

تعد أنظمة البرق وحماية الأرض ضرورية لحماية الأشخاص والهياكل وحماية المباني من الأضرار الميكانيكية الناتجة عن تأثيرات البرق ومخاطر الحريق المرتبطة بها وخطوط النقل والمعدات الكهربائية من الصدمة والتيارات الزائدة.

أنظمة حماية التأريض

• نظام TT.

• نظام TN.

• نظام تكنولوجيا المعلومات.

أنظمة حماية البرق

• قضبان البرق (بسيطة أو مع نظام الزناد)

• قائد البرق مع الأسلاك المتوتر.

• موصل البرق مع القفص الشبكي (فاراداي قفص)

الآثار الفسيولوجية للكهرباء

• يمكن أن تسبب الصدمة الكهربائية للبشر إعاقة أو وفاة دائمة. إن حجم وتكرار التيار ومدة التيار تؤثر على الضرر. يمكن أن تؤثر الخصائص أيضًا على نتيجة الصدمة.

• التلامس غير المباشر - يمكن تجنبه عن طريق الانفصال التلقائي لأنظمة TT ، والانفصال التلقائي لأنظمة TN ، والانفصال التلقائي للأخطاء الثانوية في أنظمة تكنولوجيا المعلومات ، أو مقاييس لمنع الاتصال المباشر أو غير المباشر دون فصل تلقائي للطاقة.

• الاتصال المباشر - يمكن تجنبها عن طريق حماية العزل للأجزاء الحية أو حماية الحاجز أو العلبة ، ومقاييس الحماية الجزئية ، وتدابير وقائية خاصة.