हवा में वोल्टेज चाप कितनी दूर हो सकता है?

Question

मुझे आश्चर्य है कि एक साधन वोल्टेज सर्किट बोर्ड को मिलाते समय और आश्चर्यचकित था कि निशान एक साथ कितने करीब थे। यह बिजली के प्लग के डिजाइन में स्पष्ट प्रभाव है, और तारों की निकटता जब साधन वोल्टेज के साथ कुछ भी करना है।

मैंने खोज इंजन को "1 वातावरण में कितनी दूर 240V चाप" और "कितनी दूर बिजली कूद सकता है" जैसे समझदार प्रश्न पूछने की कोशिश की है, लेकिन मुझे कोई आसान जवाब नहीं मिला है। यह कैलकुलेटर बताता है कि यह केवल 400 और 3000VDC के बीच वोल्टेज लेता है।

यह प्रश्न पूछकर, मुझे आशा है कि भविष्य के लोग जल्दी और सरलता से उत्तर पा सकेंगे।

मेरा शोध बताता है कि arcing की दूरी मध्यम और दबाव पर निर्भर है, इसलिए मान लें कि 1 वायुमंडल या 1.01325 बार पर वायु (~ 79% नाइट्रोजन, ~ 20% ऑक्सीजन, ~ 1% आर्गन और कुछ अन्य चीजें) हैं।
एक उत्तर ने भी तापमान और आर्द्रता के प्रभाव पर मेरा ध्यान आकर्षित किया है। यह मानते हुए कि उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता दोनों संभव arcing दूरी को बढ़ाते हैं, चलो 40 डिग्री सेल्सियस और 95% आर्द्रता जैसे कुछ कठोर चुनें।

यूके में 230VAC के एक मुख्य वोल्टेज को देखते हुए, उनके बीच एक चाप बनने से पहले दो बिना तार वाले तांबे के तारों (उदाहरण के रूप में) के कितने करीब होना चाहिए?

क्या यह एक सर्किट बोर्ड, या एक प्लग में पिन पर निशान के लिए अलग है?

बोनस अंक के लिए, 120VAC के लिए भी उत्तर दिए जा सकते हैं? क्या 240V की तुलना में 240V चाप काफी दूर होगा? 120V की तुलना में 110V के बारे में कैसे?

मैं काफी संक्षिप्त उत्तरों की तलाश कर रहा हूं, लेकिन शायद इसका कारण यह है कि मुझे एक सरल उत्तर नहीं मिला क्योंकि एक नहीं है ...

यह सवाल अभी जिज्ञासा से बाहर है। मैं मेन फिक्स्चर को फिर से शुरू करने या किसी भी समय जल्द ही 240V सर्किट बोर्ड डिजाइन करने नहीं जा रहा हूं।

Comments

किसी ने एक बार मुझे बताया था, पृथ्वी पर एक सामान्य नियम के रूप में, हर 1000volts पर 1mm है ..

— Piotr Kula

@ppumkin: इसलिए एक रेखीय स्केल दिया गया है, जिसका अर्थ होगा कि 240V हवा के माध्यम से 0.24 मिमी के बारे में चाप कर सकता है, लेकिन किसी भी उत्तर ने अभी तक यह आंकड़ा नहीं दिया है।

— M_M

आदर्श परिस्थितियों में शायद। लेकिन समस्या आर्किंग प्रक्रिया को शुरू करने की है, क्योंकि अगर कोई कम प्रतिरोधक मार्ग है, जैसे कि पीसीबी ट्रेस करता है तो आर्किंग की संभावना कम होती है। यदि कोई अन्य मार्ग नहीं है और इलेक्ट्रॉनों को पीसीबी मार्ग पर चरमराया जा रहा है तो वे संभवत: इन परिस्थितियों में माइक्रो'एआरसी कर सकते हैं। लेकिन पीसीबी इंसुलेशन एक और अवरोध है (चूँकि इन्सुलेशन अब एयर गैप के रूप में नहीं गिना जाता) आप इन पीसीबी निशान के अलावा कितनी दूर के बारे में बात कर रहे हैं? और क्या वोल्टेज वहाँ जा रहा है।

— पायोत्र कुला

Answer 1

आर्द्रता, दबाव और तापमान में परिवर्तन के कारण हवा का टूटना वोल्टेज काफी भिन्न होता है। हालांकि, एक मोटा गाइड यह है कि यह 1 kV प्रति मिलीमीटर लेता है।

चूँकि जहाँ आर्क्स होता है, आप एक वास्तविक परिपथ में उसके समीप होना चाहते हैं। एक सर्किट बोर्ड पर, आपको सतह के साथ चालन पर भी विचार करना होगा। यही कारण है कि आप अक्सर एक ही चर्चा में निकासी और creapage की बात करते हैं ।

दो कंडक्टरों के बीच क्लीयरेंस सबसे सीधा रास्ता है। यह वह जगह है जहाँ arcing के लिए 1 kV / mm का मोटा गाइड लागू होता है।

Creapage एक सतह के साथ कंडक्टर के बीच सबसे छोटी दूरी है। Creapage के लिए ब्रेकडाउन ग्रेडिएंट निकासी के लिए कम है क्योंकि गंदगी सतहों पर जमा हो सकती है। कुछ गंदगी अपने आप ही आंशिक रूप से प्रवाहकीय होती है, लेकिन कई चीजें कुछ आर्द्रता को भिगोने के बाद रिसाव मार्ग प्रदान कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, चिकित्सा बिजली की आपूर्ति के लिए चश्मा पर एक नज़र डालें, और आपको कम रिसाव धाराओं की गारंटी देने के लिए बड़ी न्यूनतम creapage आवश्यकताओं को देखना होगा।

वहाँ विभिन्न सुरक्षा मानक हैं जिनके लिए आवेदन, वोल्टेज और कभी-कभी पर्यावरणीय मापदंडों के अनुसार न्यूनतम निकासी और creapage दूरी की आवश्यकता होती है। अधिकांश साधारण उपभोक्ता उपकरणों के लिए, 5 मिमी क्लीयरेंस उपयोगकर्ता-सुलभ भागों और 120 V AC पावर के बीच पर्याप्त अलगाव है। हालांकि, आपको वास्तव में प्रासंगिक मानकों को देखना चाहिए, खासकर यदि आप सामान्य से कुछ कर रहे हैं।

Comments

मैंने बार-बार DRY AIR arcs को चिकनी सपाट प्लेटों के बीच 3,000 वोल्ट प्रति मिलीमीटर पर पढ़ा है।

— analogsystemsrf

शायद ध्यान दें कि कोटिंग और पॉटिंग आवश्यक दूरी को काफी कम कर सकते हैं। कोटिंग कभी-कभी किसी को विषय से परिचित नहीं होने के लिए स्पॉट करना मुश्किल हो सकता है, इसलिए दूरियां भयानक रूप से करीब लग सकती हैं।

— आर्सेनल

आपके जानकारीपूर्ण उत्तर के लिए धन्यवाद। लता पर जानकारी बहुत दिलचस्प है, और मैं देख सकता हूं कि सर्किट बोर्ड पर निशान लगाने के दौरान यह कैसे विचार के योग्य है। हालांकि यह वह निशान था जो मुझे सोच रहा था, प्रश्न वास्तव में हवा ( Given a mains voltage of 230VAC in the UK, how close would two uninsulated copper wires [...] need to be before an arc could form between them?) के माध्यम से उत्पन्न होने के बारे में है । यह मानते हुए कि एक उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता दोनों दूरी को बढ़ाते हैं, चलो 40 डिग्री सेल्सियस और 95% आर्द्रता जैसे काफी कठोर उदाहरण चुनते हैं। मैं प्रश्न संपादित करूंगा।

— M_M

Answer 2

यूके में 230VAC के एक मुख्य वोल्टेज को देखते हुए, उनके बीच एक चाप बनने से पहले दो बिना तार वाले तांबे के तारों (उदाहरण के रूप में) के कितने करीब होना चाहिए?

उत्तर है, यह निर्भर करता है। वातावरण से वायु, दाब, ऊँचाई, आर्द्रता, और गंदगी सहित कई कारक हैं जो सभी दूरी को प्रभावित करते हैं जो एक चाप दो कंडक्टरों के बीच बन सकते हैं।

अंतर्राष्ट्रीय मानक बोर्ड (अर्थात् आईपीसी, और आईईसी) अछूता कंडक्टरों के बीच न्यूनतम दूरी के साथ आए हैं। उत्पादों में उपयोग के लिए अनियंत्रित कंडक्टर सुरक्षित नहीं हैं, इसलिए वे दूरी प्रदान नहीं की जाती हैं। पीसीबी या कनेक्टर्स में अनइंस्टाल्ड कंडक्टर तालिका के निकासी अनुभाग में शामिल हैं। ये चश्मा आग लगाने या किसी भी तरह के आग के खतरे को रोकने के लिए हैं। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि वास्तविक ऐनक को देखने के लिए आपको उन्हें IEC (जैसे IEC 61010-1 ) से खरीदना होगा , लेकिन वेब पर उपलब्ध इन विशिष्टताओं की सामग्री के बारे में बहुत सारी जानकारी है।

स्रोत: http://www.pcbtechguide.com/2009/02/creepage-vs-clearance.html

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि दूरी पर्यावरण (प्रदूषण की डिग्री) के आधार पर बदलती है, ऐसा वातावरण जो अधिक गंदगी / आर्द्रता देखता है, उसमें थोड़ी दूरी होगी। ऊपर दी गई तालिका में दूरियां एक प्रदूषण डिग्री 2 के लिए हैं, जो संभवत: अधिकांश डिजाइनों को कवर करेगी, यदि नहीं, तो प्रदूषण की डिग्री के लिए अपनी डिजाइनिंग के लिए एक तालिका (या कल्पना खरीदें) खोजें।

स्रोत: http://www.ni.com/white-paper/2871/en/

क्या यह एक सर्किट बोर्ड, या एक प्लग में पिन पर निशान के लिए अलग है?

हाँ। पहली तालिका में, अनिवार्य रूप से पीसीबी कंडक्टरों के लिए दूरी दोगुनी हो जाती है।

बोनस अंक के लिए, 120VAC के लिए भी उत्तर दिए जा सकते हैं? क्या 240V की तुलना में 240V चाप काफी दूर होगा? 120V की तुलना में 110V के बारे में कैसे?

उपरोक्त तालिका में, यदि केवल 120V के लिए डिजाइनिंग दूरी कम है।

Answer 3

गैस में एक विद्युत चाप को आरंभ करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज को Paschen's Law द्वारा वर्णित किया जाता है ।

बड़े अंतराल पर यह दूरी पर लगभग रैखिक रूप से निर्भर करता है, और गैस की संरचना, तापमान और दबाव पर भी निर्भर करता है। मानक तापमान पर हवा के लिए और यह लगभग 3.3MV / m है। चूंकि एक स्पार्क बनाने के लिए गैप बहुत छोटा होता है, इसलिए वास्तव में फिर से बढ़ जाता है। चिंगारी मुक्त इलेक्ट्रॉनों के कारण होती है जो हवा के अणुओं से अन्य इलेक्ट्रॉनों को खटखटाते हुए वोल्टेज द्वारा त्वरित होती हैं। यदि अंतर बहुत छोटा है, तो वे सकारात्मक इलेक्ट्रोड से टकराने से पहले एक अन्य इलेक्ट्रॉन को बंद करने के लिए पर्याप्त रूप से भाग नहीं सकते हैं। इसका मतलब यह है कि सामान्य वायु में 7.5 inm पर 327V का न्यूनतम स्पार्किंग वोल्टेज है।

240VAC में चोटी का वोल्टेज ~ 340V है, इसलिए आप इसे 7.5 gapm के करीब अंतराल के साथ चोटी के पास संक्षेप में स्पार्क करने में सक्षम हो सकते हैं। 120VAC हवा में स्पार्क नहीं करेगा।

वास्तविक दुनिया में क्षणिक अतिवृद्धि, संदूषक, संघनन आदि हो सकते हैं। आपको सुरक्षा उद्देश्यों के लिए उपरोक्त पर भरोसा नहीं करना चाहिए।

Comments

यह किसी ने अभी तक उल्लेख नहीं किया है, लेकिन क्या एक बिंदु डिस्चार्ज को शुरू करना आसान होगा, उदाहरण के लिए, तार के एक आवारा तार के बिंदु को एक सुचारू कंडक्टर के समान दूरी दी गई है? यह बिजली की छड़ के संचालन का सिद्धांत है जहां विद्युत तनाव टिप पर केंद्रित है।

— ट्रांजिस्टर

पासचेन का नियम एकसमान क्षेत्रों के लिए है, और क्षेत्र की ताकतें वास्तव में वक्रता वाले छोटे त्रिज्या वाली सतहों पर अधिक हैं। मुझे एक गैर-वर्दी क्षेत्र में ब्रेकडाउन वोल्टेज की गणना करने का एक आसान तरीका नहीं पता है, लेकिन वही भौतिक प्रभाव जो न्यूनतम का कारण बनता है वह अभी भी लागू होगा। व्यावहारिक स्तर पर, यहां तक ​​कि एक सिलाई सुई में एक टिप है जो कि 10 मी के पार है, इसलिए 7.5lesm द्वारा अलग किए गए दो सुइयों के बीच का क्षेत्र अभी भी काफी समान होगा। मुझे उम्मीद है कि न्यूनतम वोल्टेज को दृढ़ता से प्रभावित करने के लिए आपको वास्तव में असामान्य रूप से तेज कुछ चाहिए।

— patstew