Miksi valokaari etenee syötön suuntaan?

maamies pellollansa

Kuva: http://calm.iki.fi/tcdn/P4200057.JPG

Kuvassa on PAS-johtoon asennetut valokaarisuojat (PAS= päällystetty avojohto suurjännitteelle).

Valokaari syntyy, kun salama iskee ilmajohtoon tai sen läheisyyteen ja indusoi siihen ylijännitteen. Ylijännite on suunnilleen saman suuruinen kaikissa vaiheissa. Vaiheen ja maan välillä ylijännite voi nousta useisiin satoihin kilovoltteihin. Salaman suora isku johtoon on suhteellisen harvinainen.

Ylijännite purkautuu lähimmällä pylväällä sytyttäen valokaaren orren ja johtimen välille.

Ylijännitteen purkautumisen jälkeen verkko syöttää valokaaren synnyttämään oikosulkuun käyttötaajuisen oikosulkuvirran, joka on suuruudeltaan normaalisti useita kiloampeereita. Suuruus riippuu verkon oikosulkutehosta ja etäisyydestä sähköasemaan.

Valokaaren johtimen puoleinen pää pyrkii etenemään sähkön syöttösuuntaan.

Tavallisella avojohdolla ylijännitteen siirtyminen tapahtuu vapaasti, mutta PAS-johdolla päällyste muodostaa esteen vapaalle etenemiselle. Valokaari polttaa syttyessään eristeeseen pienen reiän ja jää palamaan paikallaan, kunnes johdin vaurioituu tai palaa poikki. Asemasuojat eivät toimi riittävän nopeasti.

Vaurioiden estämiseksi PAS-johdin on suojattava asentamalla valokaarisuojat sopiviin kohtiin. Niiden tehtävänä on tarjota valokaarelle turvallinen purkautumistie johdinta vaurioittamatta.

Kysymys: mikä fysiikan tai sähköopin tekijä aiheuttaa sen ilmiön, että valokaaren johtimen puoleinen pää etenee juuri sähkön syöttösuuntaan?

23

190

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Kollimaattori

      En tunne juuri tuon asian likaisia yksityiskohtia, mutta maailmankaikkeudessa ja fysiikassa vallitsee pienimmän vastuksen laki: Kaikki tapahtuu ja purkautuu helpoimman kautta.

      • 5+14

        Kollipaska taas täälä mölisee. Parempi olisi, kun pysyisit siellä ilmastonmuutospalstalla.

    • luuloatämämutta

      Valokaari etenee siis kuorman puolelle. Syötön puolella on pienempi impedanssi kuin kuorman puolella, ja näinollen maasulkujännite on sillä puolella pienempi kuin kuorman puolella. Itse verkkohan on maasta erotettu tai (yleisemmin) sammutettu (Pedersenin kela eli sammutuskuristin).

      • luuloatämämutta

        Siis Petersenin kela, ei Pedersenin...

    • inssinoeri

      No elektronithan liikkuu päinvastaiseen suuntaan kuin virta. Ettekö pöljät sitä edes tienneet.

      • Kollimaattori

        Outoa, ettei joku tiedä suurjännitettäkin Suomessa yleensä siirrettävän vaihtovirralla.

      • 5+6
        Kollimaattori kirjoitti:

        Outoa, ettei joku tiedä suurjännitettäkin Suomessa yleensä siirrettävän vaihtovirralla.

        Outoa, että kollipaska tännekin on ehtinyt. Pysy vaan siellä haukkumassa sähhköteurista.

      • 14+7
        5+6 kirjoitti:

        Outoa, että kollipaska tännekin on ehtinyt. Pysy vaan siellä haukkumassa sähhköteurista.

        Vai oletko kännissä, kun tulet turhia mölisemään, kun et mistään mitään tajua.

      • 23+8
        14+7 kirjoitti:

        Vai oletko kännissä, kun tulet turhia mölisemään, kun et mistään mitään tajua.

        Tai ehkä olet kenties skitsiofreenikkokin.

      • 35+6
        23+8 kirjoitti:

        Tai ehkä olet kenties skitsiofreenikkokin.

        Ehkä kännissä kirjoittelen itsellenikö.

    • EikösNäin

      Valokaarisuojia ilmeisesti aletaan asentamaan myös pienjänniteverkkoon, eli asuntoihin yms kohteisiin.

      "Valokaarivikasuojat ovat olleet Yhdysvalloissa ja Kanadassa uudisrakennuksissa pakollisia makuuhuoneiden ryhmäjohdoissa vuosituhannen alusta asti, ja vuonna 2014 Yhdysvalloissa pakollisuus laajeni käytännössä kaikkiin asuinhuoneisiin. Saksassa laitteet tulivat uudisasennuksissa pakollisiksi vuonna 2016."

      http://www.etn.fi/index.php/13-news/6066-valokaarivikasuojaa-suositellaan-estamaan-tulipaloja

      Tämä asia tuli mieleen kun äskettäin on kerrottu Venäjällä tapahtuneista asuntojen kaasuräjähdyksistä. Sähköenergia tuntuisi olevan helpompi ratkaisu suojalaitteiden kannalta. Uudessa rakennuksessa voisi siis olla kolmenlaiset sähkösuojat: varokkeet (~sulakkeet ~ylivirtasuojat), vikavirtasuojat sekä valokaarisuojat.

      • Anonyymi
      • Anonyymi
    • normipäivä

      Kerran olen nähnyt valokaaren. Se tapahtui, kun syksyllä satoi räntää ja yllättäen alkoi tulla taivaalta rukkasia taivaan täydeltä. Mietin juuri, että pitääkö pysähtyä, kun näkyvyyttä ei ollut kuin konepellille, maata ei näkynyt. Sitten välähti melkein yläpuolella! Kirkasta kuin päivällä n. 2 sekuntia ja sitten meni koko kylä pimeäksi. Olin juuri ajanut linjan alta, eli oisko ollut rukkasten ja savukaasujen yhteisvaikutus?.
      Valokaari tarvitsee muodostuakseen ionisoitunutta kaasua, jota pitkin sitten muodostuu purkauskanava. Tämän jälkeen tilanne on paljon vakaampi, kun kanava on muodostunut, sitä pitää koossa lähinnä plasmaksi lämmennyt kaasu. 50Hz:n nollakohdat ei ehdi sitä sammuttamaan yleensä, kun lämmitystehoa on aika reilusti.

    • valokaaren.suunta

      Valokaaren etenemissuunta johtuu virrankuljettajien ja magneettikentän välisestä vuorovaikutuksesta. Magneettikenttä aiheuttaa virralliseen johtimeen kohdistuvan voiman. Tuo voima on olemassa myös silloin, kun johtimena toimii valokaari.

      Virralliseen johtimeen kohdistuvan voiman suunta on virran suunnan ja magneettikentän suunnan ristitulo. Sen suunta on kohtisuorassa sekä magneettikenttää että virran suuntaa vastaan. Sääntö on että i x j = k eli x-akselin suuntaisen vektorin ristitulo y-akselin suuntaisen vektorin kanssa tuottaa z-akselin suuntaisen vektorin.

      Suora virrallinen johdin tuottaa magneettikentän, joka kiertää johdinta (oikean käden sääntö) eli kun peukalo osoittaa virran suuntaan niin sormet osoittavat miten magneettikenttä kiertää johdinta.

      Oletetaan että virta kulkee vaakatasossa olevassa johtimessa vasemmalta oikealle ja virran lähde on vasemmalla. Tällöin magneettikenttä kiertää johdinta niin, että oikeasta päästä johdinta katsottuna (virta tulee kohti katsojaa) magneettikenttä kiertää johdinta vastapäivään.

      Jos nyt syttyy valokaari johtimesta ulospäin niin valokaaressa kulkevan virran ja valokaaren kohdalla suorasta johtimesta aiheutuvan virran ristitulo kertoo valokaareen vaikuttavan voiman suunnan. Se on poispäin virran lähteestä. Kun valokaari ei ole sidottu paikalleen alkaa se voiman vuoksi liikkua poispäin virran lähteestä. Sama ilmiö saa valokaaren kiemurtelemaan.

      Myös virralliseen johtoon aiheutuu voima, josta syystä virrallinen johdin valokaaren syttyessä heilahtaa voimakkaasti poispäin valokaaren suunnasta.

      • sdsdsda

        Aloituksessa 'maamies...' kirjoitti että valokaari pyrki kulkemaan virran syöttösuuntaan ja tässä edellä osoitettiin että se pyrkii poispäin. Todistus kyllä oli vakuuttava, mutta mistä tuo 'maamies...' oli tuon suuntansa saanut?

      • kotinurkilla
        sdsdsda kirjoitti:

        Aloituksessa 'maamies...' kirjoitti että valokaari pyrki kulkemaan virran syöttösuuntaan ja tässä edellä osoitettiin että se pyrkii poispäin. Todistus kyllä oli vakuuttava, mutta mistä tuo 'maamies...' oli tuon suuntansa saanut?

        Kyllä maamiellä on varmaan sen verran paikallistuntemusta että tietää missä suunnassa on paikallinen sähköasema.

      • poispäin.lähteestä
        sdsdsda kirjoitti:

        Aloituksessa 'maamies...' kirjoitti että valokaari pyrki kulkemaan virran syöttösuuntaan ja tässä edellä osoitettiin että se pyrkii poispäin. Todistus kyllä oli vakuuttava, mutta mistä tuo 'maamies...' oli tuon suuntansa saanut?

        Minä ymmärtäisin aloituksen niin, että valokaari kulkee virran syöttösuuntaan eli samaan suuntaan kuin mihin virtaa syötetään. Virran syöttöpisteestä eli tehonlähteestä poispäin siis kuten tuossa juuri arvioitiin.

      • valokaarisuojasarvi
        sdsdsda kirjoitti:

        Aloituksessa 'maamies...' kirjoitti että valokaari pyrki kulkemaan virran syöttösuuntaan ja tässä edellä osoitettiin että se pyrkii poispäin. Todistus kyllä oli vakuuttava, mutta mistä tuo 'maamies...' oli tuon suuntansa saanut?

        Lueppa uusiksi ajatuksella tuo selitys jonka "valokaaren.suunta" kirjoitti.

      • tiedähäntä

        Kuinka nuo valokaarisuojat oikein käytännössä toimivat?
        Sarviosat ovat ilmeisesti metallisessa kosketuksessa johtimen metalliin, ja sarvi lisäjohtimella kytketty toiseen sarveen eristenupin toisella puolella.
        Ideana on ilmeisesti ottaa ylijännitepulssi hallitusti eristeen läpi sarveen ja paljaaseen yhdysjohtimeen. Ylijännite purkautuisi sitten sarvista ja yhdysjohtimesta orteen ja pylvään kautta maahan. Sitten tuo takaviistoon suunnattu sarvi "heittäisi" valokaaren/oikosulun sammuksiin.
        Tämän mukaan ylijännitevalokaari palaisi ehkä näyttävämmin sillä puolella mistä ylijännitepulssi saapuu? Toisaalta verkon oikosulkuvirtaa esiintyisi vain teholähteen puolelta?

      • nostetta_ilmassa

        Mietipä hetki jaakobin tikapuita. Taitaa olla sama periaate kyseessä? Em. vehkeessä kulkee aavistuksen verran virtaa ilmaan terävistä kärjistä, mutta eipä se juuri vaikuta tähän. Pääasiassa kuumentuva ilmamassa nousee tässä ylöspäin ja saa valokaaren venymään, kun sekin joutuu nousemaan ilmamassan mukana.

      • sdsdsda
        valokaarisuojasarvi kirjoitti:

        Lueppa uusiksi ajatuksella tuo selitys jonka "valokaaren.suunta" kirjoitti.

        Ymmärsin varmaan tuon 'syöttösuunta' sanan väärin. Ajattelin että se on suunta mistä virta syötetään, mutta onkin ilmeisesti suunta mihin syötetään.

      • sarvet_tanassa

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Takaisin ylös

    Luetuimmat keskustelut

    1. Mielessäni vieläkin T

      Harmi että siinä kävi niinkuin kävi, rakastin sinua. Toivotan sulle kaikkea hyvää. Toivottavasti löydät sopivan ja hyvän
      Ikävä
      36
      1506

    2. Nellietä Emmaa ja Amandaa stressaa

      Ukkii minnuu Emmaa ja Amandaa stressaa ihan sikana joten voidaanko me koko kolmikko hypätä ukin kainaloon ja syleilyyn k
      Isovanhempien jutut
      6
      1311

    3. Ei luottoa lakko maahan

      Patria menetti sovitun ksupan.
      Suomen Keskusta
      8
      1247

    4. Nähtäiskö ylihuomenna taas siellä missä viimeksikin?

      Otetaan ruokaöljyä, banaaneita ja tuorekurkkuja sinne messiin. Tehdään taas sitä meidän salakivaa.
      Ikävä
      1
      1245

    5. Persut petti kannattajansa, totaalisesti !

      Peraujen fundamentalisteille, vaihtkaa saittia. Muille, näin sen näimme. On helppo luvata kehareille, eikä ne ymmärrä,
      Maailman menoa
      2
      1218

    6. Pupuhuhdasta löytyi lähes sadan kilon miljoonalasti huumeita

      Pupuhuhdasta löytyi lähes sadan kilon miljoonalasti huumeita – neljä Jyväskylän Outlaws MC:n jäsentä vangittu: "Määrät p
      Jyväskylä
      41
      1218

    7. Sinäkö se olit...

      Vai olitko? Jostain kumman syystä katse venyi.. Ajelin sitten miten sattuu ja sanoin ääneen siinä se nyt meni😅😅... Lis
      Ikävä
      0
      1204

    8. Housuvaippojen käyttö Suomi vs Ulkomaat

      Suomessa housuvaippoja aletaan käyttämään vauvoilla heti, kun ne alkavat ryömiä. Tuntuu, että ulkomailla housuvaippoihin
      Vaipat
      1
      1180

    9. Hyvää yötä ja kauniita unia!

      Täytyy alkaa taas nukkumaan, että jaksaa taas tämän päivän haasteet. Aikainen tipu madon löytää, vai miten se ärsyttävä
      Tunteet
      2
      1160

    10. Lepakot ja lepakkopönttö

      Ajattelin tehdä lepakkopöntön. Tietääkö joku ovatko lepakot talvella lepakkopöntössä ´vai jossain muualla nukkumassa ta
      Hämähäkit, kotilot ja hyönteiset
      1
      1136
    Aihe
    TietosuojaselosteKäyttöehdotEvästeasetuksetSäännöt