Différence entre la foudre et les parafoudres dans les systèmes électriques 

La foudre est un processus naturel qui se produit dans des temps orageux. La foudre produit non seulement une lumière énorme, mais elle possède également une énorme quantité de gradient de potentiel (10kv/cm) et de courant dans la plage de 10kA à 90kA. Mais techniquement, nous pouvons définir l'éclair comme "Une décharge électrique n/b nuage et terre, entre les nuages ​​ou entre les centres de charge du même nuage est connue sous le nom d'éclair".

La foudre est un processus naturel qui produit une énorme étincelle dans les nuages ​​lorsque les nuages ​​sont chargés jusqu'à un gradient de potentiel élevé par rapport à la terre et un nuage voisin dont la force moyenne est détruite. Il y a tellement de théories qui tournent autour de la foudre. Mais ici nous discuterons de la théorie qui est la plus acceptée. Lorsque l'air chaud s'engouffre dans le ciel, le frottement entre l'air et les minuscules particules d'eau provoque la formation de charges. Lorsque les gouttes d'eau se forment, la grosse goutte devient chargée positivement et la plus petite goutte devient chargée négativement.

Ces gouttes s'accumulent sur les nuages, de sorte que le nuage peut posséder des charges positives ou négatives. La charge sur un nuage peut devenir si importante qu'elle peut se décharger sur un autre nuage ou sur la terre et nous appelons ce phénomène la foudre.

Mécanisme de décharge de foudre

Parlons maintenant de la manière dont la décharge de foudre se produit. Lorsqu'un nuage chargé passe au-dessus de la terre. Il induit des charges égales et opposées sur la terre en dessous. Lorsque le gradient potentiel atteint jusqu'à 5kv/cm à 10kv/cm pour décomposer l'air ambiant et le coup de foudre commence.

1. Dès la panne d'air par le nuage, un streamer appelé leader streamer part du nuage vers la terre et emporte la charge avec lui. Si le gradient de potentiel n'est pas maintenu, la flûte principale s'arrête et la charge est dissipée sans formation d'un coup complet. Comme le montre la figure (a).

2. Dans de nombreux cas, le streamer leader continue son voyage vers la terre, jusqu'à ce qu'il entre en contact avec la terre ou un objet sur la terre. On peut noter que les banderoles de tête ont une luminosité suffisante et cela donne lieu à la première décharge visuelle. Comme le montre la figure (b).

3. Le chemin du streamer principal est le chemin de l'ionisation. Par conséquent, une rupture complète de l'isolation se produit. Le leader descendant ayant une charge négative et lorsque ce leader entre en contact avec la terre, la flûte de retour suit le même chemin, se déplaçant vers le haut avec une charge positive. Ce processus de neutralisation provoque une étincelle soudaine appelée éclair. Comme le montre la figure (c).
   

Découvrez ce que sont les parafoudres et leurs types :

Le blindage de terre et les fils de terre aériens offrent une protection suffisante contre les coups de foudre directs, mais ils ne fournissent souvent pas de protection contre les ondes progressives, qui peuvent atteindre l'appareil. Les parafoudres ou parafoudres assurent la protection nécessaire des appareils contre ces surtensions.

La figure ci-dessus montre la forme de base d'un parafoudre. Il est clair qu'il est constitué d'un éclateur en série avec une résistance non linéaire. Une extrémité du déviateur est connectée à la partie protégée de l'appareil et l'autre extrémité est mise à la terre. Dans des conditions normales, le parasurtenseur reste hors ligne et ne conduit aucun courant. Mais lors de l'apparition d'un coup de foudre, l'isolation d'air b/w l'éclateur s'ionise et il conduit un courant élevé vers le sol.

Types de parafoudre :

• Rod Gap P :C'est la forme la plus simple de parafoudre. Il se compose de deux tiges de 1,5 cm qui sont pliées à angle droit avec un espace en n/b. Une tige est reliée à la ligne et l'autre est reliée à la terre. La distance entre l'entrefer et l'isolant ne doit pas être inférieure à 1/3 de la longueur de l'entrefer afin que l'arc n'atteigne pas l'isolant et l'endommage. Comme le montre la figure suivante.                  

• Corne Gap Arrester : Ce type de parasurtenseur est composé de deux métal A et B en forme de corne séparés par un petit entrefer. Ces cornes sont construites de manière à ce que la distance entre elles augmente progressivement vers le haut, comme indiqué sur la figure. Ces cornes sont montées sur un isolateur en porcelaine. Une extrémité est connectée à la ligne avec la résistance série R et la bobine d'arrêt L tandis que l'autre extrémité est connectée à la terre de manière efficace.

• Parafoudre multi-entrefer :ce type de parafoudre est constitué d'une série de cylindres métalliques isolés les uns des autres et séparés par de petits entrefers. A partir de la figure le premier cylindre A est relié à la ligne et l'autre à la masse par une série de résistances. Relier les lacunes avec le sol à l'aide d'une série de résistances est de diminuer l'effet des ondes progressives. De tels parafoudres peuvent être installés là où la tension du système ne dépasse pas 33kv.

• Parafoudre à expulsion : ce type de parafoudre est couramment utilisé dans les systèmes où la tension du système peut atteindre 33 kV. Ce type de parafoudre est aussi appelé « tube protecteur ». Les pièces de base du parafoudre à expulsion sont représentées sur la figure. Initialement, le parafoudre est constitué d'un interstice de tige en série avec un deuxième interstice enfermé dans un tube en fibre. L'espace dans le tube de fibre est formé par deux électrodes. L'extrémité supérieure est reliée au capuchon de tige et l'autre extrémité est reliée au sol. Le parafoudre à expulsion peut effectuer le nombre limité de  opérations car à chaque opération, une partie de la matière fibreuse est utilisée.

• Parafoudre à valve :le type de parafoudre le plus important et le plus efficace est le parafoudre à valve. Il est constitué de deux ensembles 1) éclateurs en série 2) disques de résistances non linéaires en série (en tyrite ou metrosil). Les résistances non linéaires sont connectées en série avec les éclateurs. Les deux assemblages sont enfermés dans un récipient en porcelaine étanche, comme indiqué dans la figure ci-dessous.

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