• Webdien.com - Cầu nối dân điện


    1. [HOT] - Webdien đang tuyển các vị trí quản lý cao cấp

      ntech.com.vn

  • Kết quả 1 đến 2 của 2
    1. #1
      Tham gia
      27-05-2011
      Địa chỉ
      HCM
      Bài viết
      97
      Cảm ơn
      14
      Được cảm ơn 54 lần, trong 30 bài

      Mặc định Hệ thống phân tán điện tích (ngăn ngừa sét)

      Vào tháng 11 năm 2011, tờ Power Quality đã đăng bài viết của Donald Zipse với tiêu đề “ngăn chặn sét đánh với hệ thống chuyển năng lượng” (hệ thống phân tán điện tích) Bài viết mô tả một hệ thống bao gồm những tuyên bố của tác giả có thể ngăn chặn sét đánh trực tiếp. Kể từ thời điểm Benjamin Franklin chứng minh sự hiệu quả của thanh chống sét (lightning rods) trong việc ngăn ngừa hay làm giảm đáng kể thiệt hại do sét đánh trực tiếp, đã có rất nhiều “ma thuật” về hệ thống chống sét trên thị trường, cái mà không thể đáp ứng được như những tuyên bố của nhân viên bán hàng. Hệ thống này được tiếp thị bởi những nhà bán hàng chuyên nghiệp, lôi cuốn, và họ “xác minh” những tuyên bố của họ từ những bằng chứng về sự hài lòng của khách hàng, nhưng không có bất kỳ bằng chứng khoa học mạnh mẽ hay thực nghiệm nào chứng minh cho hiệu quả về hệ thống của họ.
      Trong những năm gần đây, có hai hệ thống có thị phần cao trên thị trường là “hệ thống phân tán điện tích – Charge Transfer System” (CTS) và hệ thống “phát thải sớm – Early Streamer Emission” (ESE). CTS tuyên bố là ngăn chặn sét đánh vào một khu vực được bảo vệ, trong khi đó ESE chỉ cần một kim thu sét sẽ thu tất cả sét trong một bán kính đặc biệt lớn (thường là 100m). Nhưng khi chịu sự xem xét kỹ lưỡng thì cả hai hệ thống đều không đáp ứng được như những tuyên bố của họ.

      Trong những năm 1970, NASA đã tìm kiếm phương pháp để bảo vệ các tàu con thoi và các loại tàu thám hiểm khác tại bệ phóng tên lửa của họ. NASA đã thực hiện một nghiên cứu mở rộng về CTS. Họ đã nghiên cứu rất nhiều các tòa nhà, một số được trang bị hệ thống CTS và một số không được trang bị CTS. Các nghiên cứu đã cho thấy rằng tần số sét đánh vào các tòa nhà có và không có CTS là không khác biệt đáng kể (sự khác biệt không có ý nghĩa). Trong ngắn hạn, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một CTS đã không ngăn ngừa hay làm giảm đáng kể xác xuất sét đánh vào một tòa nhà. Và NASA đã quyết định bảo vệ các con tàu của mình bằng hệ thống dây ở trên đầu các con tàu. Kể từ nghiên cứu của NASA cũng đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện và cho kết quả tương tự. Tương tự như vậy, phòng thí nghiệm và nghiên cứu về ESE cũng đã được thực hiện bởi các tổ chức nghiên cứu độc lập. Các nghiên cứu cho thấy thiết bị đầu cuối ESE đáp ứng sét đánh trong cùng một cách, và mang đến vùng bảo vệ giống như một kim thu sét cổ điển – một thanh kim loại nhọn và rẻ tiền.
      Các lý thuyết cơ bản của hệ thống CTS được mô tả trong bài viết của Zipse là không có ý nghĩa khoa học. Hầu hết các miêu tả về hiện tượng dông sét là sai (VD: các giọt mưa mang theo một lượng năng lượng không đáng kể xuống đất trong suôt một trận dông sét), và các miêu tả này được xem như lý thuyết cơ bản cho hệ thống CTS. Các bài viết tuyên bố rằng một CTS sẽ bơm một lượng lớn điện tích dương vào không khí phía trên cấu trúc được bảo vệ, và năng lượng này sẽ trung hòa đường sét tiệm cận đầu tiên. Hình 3 của bài viết này trình bày các phương pháp để tính số N cần thiết để cung cấp năng lượng trên:

      Q là tổng của nguồn năng lượng cần phát ra để trung hòa tia sét, Ip là tổng của vần hòa quang - http://en.wikipedia.org/wiki/Corona - (thường gọi là St.Elmo’s fire) do một điểm duy nhất phát ra trong một trận sấm sét, và t là tổng thời gian cần thiết để tích lũy Q. Các con số trong công thức hàm ý rằng, để cung cấp một nguồn năng lượng Q = 2,5C để trung hòa dòng sét đầu tiên, hệ thống (CTS) cần N = 1500 điểm với mỗi điểm phát ra 170µA trong 10s (giây). Điều này là không thể về mặt vật lý vật chất. Và sẽ được diễn dải tại phần dưới đây.
      Ngồn tạo ra đường hào quang từ một điểm trong một trận mưa dông là điện từ (thường là) âm trong các đám mây dông. Trường điện từ trên mặt đất thường là 2000 đến 5000 V/mét. (trường lớn nhất đã đo được là 30.000 V/mét nhưng rất hiếm). Khi điện trường trong một trận mưa dông đạt tới 1000V/mét các vật sắt nhọn bằng kim loại bắt đầu phát ra đường hào quang (corona). Nguồn năng lượng từ đường hào quang không phải là các hạt điện tích tự do, mà chúng có thể di chuyển nhanh chóng khỏi CTS , nhưng các ion, thường bị ion hóa khi va chạm với các phân tử oxygen và nitrogen trôi chậm chạp trong bầu khí quyển. Dưới áp lực của điện trường dưới mặt đất, những ion này di chuyển với tốc độ khoảng 10 mét/s. Vì vậy, trong 10s, các ion này có thể di chuyển lên khoảng 100m so với vị trí của CTS. Dòng hào quang hiện tại sẽ không thể tiếp tục sau khi điện trường giảm xuống dưới 1000V/mét – là giá trị tối thiểu để bắt đầu phát xạ dòng hào quang. Tổng năng lượng lớn nhất mà một CTS có thể phát ra là tổng năng lượng cần thiết để giảm điện trường xuống dưới mức 1000V/mét. Điện trường từ nguồn năng lượng này được tính bởi công thức:

      Để tạo ra một trường điện từ 4000V/mét (đủ để giảm một trường điện từ điển hình trong một trận mưa dông từ 5000V/mét xuống 1000V/mét) ở khoảng cách 100m (khoảng cách tối đa mà dòng corona của CTS có thể di chuyển được trong 10s) sẽ yêu cầu một năng lượng 4.4×10-3 (coulombs), nhỏ hơn một nghìn lần so với nguồn năng lượng cần trung hòa của tia sét là 2.5 coulombs.
      Một CTS không thể tạo ra một năng lượng tại bất cứ nơi nào một nguồn năng lượng như bài báo của Zipse đã tuyên bố. Tuy nhiên, công thức trong phương trình một lại chỉ ra rằng nó hoàn toàn có thể. Vậy điều gì sai trong phương trình (1)? Có hai điều sai: một không quan trọng và một rất quan trọng. Lỗi không quan trọng là Eq. (1) chỉ ra rằng một điểm duy nhất sẽ phát ra một năng lượng 170µA dưới một trận mưa dông. Các phép đo đã được thực hiện trên các dòng hào quang trong các trận mưa dông, và kết quả cho thấy dòng hiện tại chỉ vào khoảng 10µA. Thay đổi Ip thành 10µA trong công thức tính Eq. (1) sẽ thay đổi số điểm N thay vì 15000 mà là 25000, vì vậy người ta cần tạo một mảng (của CTS) bao gồm ít nhất là 25000 điểm phát xạ ion. Nếu Eq trong (1) là đúng. Vấn đề chính với Eq trong (1) là nó giả định rằng trên một mảng (của CTS) các dòng được phát ra từ các điểm là độc lập và bằng nhau. Điều này là đơn giản là không thể. Hãy xem xét một so sánh đơn giản: trong một đám cháy với một xe chữa cháy, nếu chỉ có một vòi hoạt động thì sẽ có một dòng nước chảy rất mạnh và xa dưới một áp lực cao. Nhưng nếu có nhiều vòi trên xe chữa cháy này cùng mở một lúc, thì với áp lực không đổi dòng nước chảy ra từ các vòi này là yếu hơn và cũng gần hơn so với khi chỉ có một vòi mở. Điều này là bởi vì có những hạn chế vật lý về áp lực và kích thước đường ống nước sẽ giới hạn tổng lượng nước được phóng ra thoong qua hệ thống vòi. Tương tự như vậy, có những hạn chế vật lý sẽ giới hạn dòng được phát ra từ các điểm trên một mảng CTS. Tại một điểm trong các cực trên mảng CTS phát ra năng lượng vào không khí, điện trường từ các cực này phát ra sẽ làm trung hòa điện trường do đám mây dông tạo ra, và làm giảm nguồn năng lượng do chính nó và các cực bên cạnh phát ra. Như tính toán ở phần trên, trong 10s, một mảng cực CTS với điện trường khoảng 100m có thể phát ra tối đa năng lượng 4.4×10-3 coulombs tương ứng với tổng dòng lớn nhất là 4.4×10-4 A. Với 1500 điểm (cực) trên một mảng CTS, dòng phát ra từ mỗi điểm là 0.3µA/điểm. Với 25000 điểm và tổng dòng phát ra như trên thì dòng tại mỗi điểm sẽ là 0.02µA/điểm.
      Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm các mảng phát thải CTS tại phòng thí nghiệm khí quyển Langmuir tại một đỉnh núi của MEXICO. Kết quả các thí nghiệm cho chúng tôi thấy rằng một mảng CTS với 80 điểm phát thải dòng hào quang gấp khoảng 2 lần giá trị của một điểm cô lập phát ra (79 điểm còn lại không phát thải). Sử dụng (1) thì Eq phải lớn hơn 80 so với khi chỉ có duy nhất một điểm phát thải từ CTS, như vậy (1) là sai.
      Liệu hệ thống chống sét CTS có thể hoàn toàn bảo vệ một vùng khỏi sự phá hủy của sét khi không tồn tại “ma thuật – magic”? Với việc ứng dụng thích hợp các nguyên tắc chống sét truyền thống, câu trả lời sẽ là hoàn toàn “có”. Trong suốt 35 năm tại phòng thí nghiệm Langmuir, Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu trong môi trường có mật độ sét cao. Chúng tôi đã xây dựng một kiến trúc đặc biệt (gọi là Kiva II) để thu thập dữ liệu trong suốt quá trình sét đánh vào Kiva II. Bởi vì xác xuất sét tự nhiên đánh vào một điểm cố định nào đó là thấp ngay cả đối với phòng thí nghiệm trên núi của chúng tôi. Do vậy, chúng tôi đã dùng tên lửa nhỏ để mang thiết bị đo đạc của chúng tôi đến gần với sét trong những trận dông sét. Chúng tôi cũng đã đứng trong Kiva II để tiến hành thử nghiệm, trên thực nghiệm và cả trong phòng thí nghiệm đều cho thấy con người và thiết bị đều được bảo vệ khi ở trong Kiva II – lồng Farraday.
      .....
      Hệ thống chống sét cổ điển đã được chứng minh là hiệu quả trong suốt 250 năm qua (thông qua các nghiên cứu thay đổi để phù hợp với hệ thống từ những hệ thống đã thất bại trước đó). Tại Hoa Kỳ, hiệp hội chống cháy đã ban hành tiêu chuẩn chống sét NFPA 780 đầu tiên vào năm 1904.
      Từ khi phát hành vào năm 1904, tiêu chuẩn NFPA đã được cập nhật nhiều lần phản ánh sự nỗ lực không ngừng trong nghiên cứu về sét và chống sét. Như đã nêu trong bài viết của Zipse, tiêu chuẩn NFPA có hiện trạng phát thải là quá chậm nên đã vấp phải hàng loạt những thách thức từ những nhà sản xuất thiết bị ESE (kim thu sét phát tia tiên đạo sớm). Vì những áp lực đó, hội đồng tiêu chuẩn đã quyết định hoãn việc công bố phiên bản sửa đổi của NFPA 780 cho đến khi nhận được một sự chứng minh đầy đủ cơ sở khoa học cho các hệ thống chống sét truyền thống – cổ điển. Để đáp ứng yêu cầu đó, NFPA đã nhận được hai báo cáo của nhóm người dùng chính phủ và từ một nhóm các nhà nghiên cứu về dông sét. Sau khi tổ chức một cuộc điều trần về vấn đề trên tại cuộc họp vào năm 2001, Hội đồng đã bỏ phiếu tán thành việc ban hành phiên bản mới nhất của NFPA 780 và tiếp tục với mục tiêu chống sét của nó.
      Tiêu chuẩn NFPA 780 cung cấp tiêu chuẩn để thiết lập hệ thống chống sét trực tiếp, và nó đề cập rất ít tới việc làm sao để bảo vệ các thiết bị nhạy cảm từ ảnh hưởng điện từ của sét. Thông tin về chủ này có thể tham khảo tại rất nhiều nguồn như tiêu chuẩn IEEE 1100 khuyến cáo về thực hành nguồn điện và tiếp đất cho thiết bị nhạy cảm.
      Mặc dù CTS không có khả năng ngăn chặn sét như sứ mệnh vốn có của nó nhưng nó lại cung cấp một hệ thống dây dẫn có chức năng hấp dẫn sét (tương tự như dây trên không bảo vệ cho tàu con thoi không gian) và kết nối hệ thống tiếp địa. Có lẽ điều này có thể giải thích cho sự hài lòng của khách hàng về sản phẩm của họ (CTS). Tuy nhiên, hệ thống chống sét (LPS) dựa trên tiêu chuẩn NFPA 780 đều có hiệu quả chống sét như nhau, ở một phần nhỏ của chi phí.
      Trong bài viết của mình, Zipse cáo buộc những người phản đối CTS là “dựa vào thông tin lỗi thời hay từ chối xem xét một công nghệ khả thi”. Không thưa Mr. Zipse, chúng tôi phản đối CTS vì lý thuyết cơ bản mà Ông tuyên bố là không có ý nghĩa khoa học, và tất cả các nghiên cứu khoa học độc lập về CTS đều chứng minh rằng chúng không có khả năng ngăn ngừa sét. CTS và ESE có kiểu dáng hiện đại, thiết kế công phu nhưng lại không có bất kỳ bằng chứng độc lập chứng minh khả năng tuyệt vời như tuyên bố. Các nhà sản xuất bán được là do sự khéo léo của người bán hàng biết đánh vào tâm lý lo sợ và khai thác triệt để sự hạn chế về chống sét của khách hàng.

      Trích bài viết “There is no magic to lightning protection: Charge Tranfer Systems Do Not Preven Lightning Strikes” của William Rision (Professor of Electrical Engineering – New Mexico Institute of Mining and Techology)
      Tham khảo thêm bức thư của Charles B. Moore

      chớ nghĩ bao nhiêu chuyện ngoài thân;
      đời người có hạn mặc sức say.

      --------------------------------------------------------------------------------
      Xem bài viết cùng chuyên mục:

      Sửa lần cuối bởi vukhanhdu; 17-11-2011 lúc 19:51.

    2. Những thành viên đã cảm ơn vukhanhdu vì bài viết hữu ích:


    3. #2
      Tham gia
      18-03-2012
      Bài viết
      16
      Cảm ơn
      6
      Được cảm ơn 0 lần, trong 0 bài

      Mặc định Ðề: Hệ thống phân tán điện tích (ngăn ngừa sét)

      bài viết hay quá. like mạnh

    Trả lời với tài khoản Facebook

    Các Chủ đề tương tự

    1. Cần bán - Mành, Rèm nhựa PVC ngăn lạnh, cản bụi, mecivn.com
      Bởi remnhuapvc trong diễn đàn Thiết bị điện khác - Chưa phân loại
      Trả lời: 0
      Bài cuối: 07-05-2014, 01:40
    2. Trợ giúp - ngăn mạch dây quấn
      Bởi thuccdtk6lc trong diễn đàn Động cơ điện
      Trả lời: 23
      Bài cuối: 20-04-2013, 15:23
    3. Trợ giúp - ngăn lộ
      Bởi luyspkt trong diễn đàn Truyền tải & Phân phối điện
      Trả lời: 3
      Bài cuối: 08-04-2013, 23:08
    4. Trợ giúp - Tính ngăn mạch 3 pha
      Bởi Tlee trong diễn đàn CUNG CẤP ĐIỆN
      Trả lời: 6
      Bài cuối: 06-12-2011, 11:56
    5. Trả lời: 1
      Bài cuối: 06-05-2011, 00:49
    Văn Võ Trạng Nguyên
    Hắc Hiệp Đại Chiến Thánh Bài 2
    Đặc Cảnh Diệt Ma
    Khử Ma Đạo Trưởng
    Cương Thi Diệt Tà
    Sự Hình Thành Của Đế Chế Mông Cổ
    NHỮNG KHOẢNH KHẮC ĐÁNG NHỚ CỦA GIẢI GOLF PHÚ MỸ HƯNG 2016