Вебинар "Будущее отечественной молниезащиты (оптимистический вариант)." Страница 1

Текст вебинара. Страница 1

Быстрая навигация по слайдам:

Примерное время чтения: 55 минут.

Будущее отечественной молниезащиты

— Коллеги, всем добрый день или доброе утро! Будем начинать. Эдуард Меерович, добрый день!

— Добрый день, Анатолий!

— У нас сегодня вебинар на тему «Будущее отечественной молниезащиты (оптимистический вариант)». Сегодня у нас заключительный вебинар, который будет проводить Эдуард Меерович в этом году. Следующий вебинар Эдуарда Мееровича состоится предварительно в феврале и в марте, будет он на тему «Особенности молниезащиты в горной местности». Как только мы определимся с датами и с анонсом вебинара, мы опубликуем информацию на сайте и соответственно проинформируем вас, чтобы вы смогли зарегистрироваться. Также напомню, что следующий вебинар из серии вебинаров по BIM проектированию, он же заключительный вебинар этой серии и вообще заключительный вебинар в 2018 году, который мы будем проводит, состоится 18 декабря. Ссылку на этот вебинар я отправлю в чат, чтобы вы могли зарегистрироваться, если ещё этого не сделали. Соответственно регистрируйтесь и приходите на следующий вебинар. Также узнавать о новых мероприятиях вы можете в группах социальных сетях, ссылки на них я также отправляю в чат («Вконтакте» https://vk.com/zazemlenie, «Facebook» https://www.fb.com/zazemlenie/). Кто еще не в наших группах, также заходите, подписывайтесь, мы регулярно публикуем информацию и о мероприятиях, и о расчётах, и другие интересные новости в социальных сетях. Ссылки в чате, переходите. Несколько организационных моментов: вебинар у нас сегодня продлится 60 минут плюс ответы на вопросы. Призываю вас быть активными, задавать вопросы и оставлять свои комментарии в чате. Ваши вопросы я прошу писать во вкладке «Вопросы» и при написании указывать слайд или фразу лектора, к которой они относятся. Также сразу отвечу на вопрос про видеозапись вебинара, она обязательно будет, мы её опубликуем сразу после обработки на нашем сайте и на нашем канале «YouTube», ссылку, если кому-то нужно также отправляю в чат. На этом вступительная часть завершена, я передаю слово лектору. Эдуард Меерович?

— Анатолий, можно я чуть-чуть добавлю про будущие семинары? Я прошу своих коллег, не относится к тому, что я буду рассказывать о том, как защищать от молний на Памире, на Тянь-Шане или на Эвересте. Речь пойдёт вот о чём, речь пойдёт о неровной местности, причём эти неровности созданы либо природой, либо человеком, то есть когда вокруг объекта есть какие-то неравномерности лесные или строительные, или какие-то холмы. Вот об этом пойдет речь. Вопрос этот не до конца ясный, но разбираться с ним обязательно нужно. Это первый момент. А теперь я прошу, чтобы слушатели не считали меня современным Жюль Верном. Я вовсе не претендую на то, чтобы рассказать какое будущее будет у молниезащиты, когда-нибудь послезавтра, речь пойдёт о том, что нужно делать на самом деле вчера для того, чтобы сегодня мы жили более или менее благополучно и никакого желания и даже возможности на далёкий прогноз у меня быть не может. Я прожил от начала до конца научно техническую революцию и прекрасно понимаю, какая это жестокая штука хотя бы далекого прогноза. Вы знаете, я вспоминаю себя в тринадцатилетнем возрасте, когда я стоял на стуле, прислонив ухо к чёрному громкоговорителю. Рядом на таком же стуле стояла моя бабушка Екатерина Фёдоровна, которая к другой стороне этого громкоговорителя прислонила ухо, и мы с ней слушали радиопередачу из МХАТа и восхищались тем, что мы, находясь в подмосковном маленьком городе в собственном доме, благодаря техническому прогрессу фактически сидим в этом самом театре. Понимаете? И нам было замечательно хорошо. А ещё через пять лет я помню себя сидящим с молодой красивой девушкой, с которой мы прожили шестьдесят с лишним лет, в этой комнате было полно народу, на нас никто не обращал внимания, мы могли хоть целоваться, потому что все устремились глазами в маленькое светящееся пятно. Это был телевизор КВН, на котором пел Радж Капур песню про бродягу, и все восхищались тем, как можно сидеть дома смотреть совершенно новое кино.

Состояние молниезащиты определяется

Я считаю, что состояние нашей молниезащиты определяется тремя позициями. Первая позиция, она более или менее понятна – это уровень разработки технически средств, которыми можно управлять молниями. Причём я сразу оговорюсь, речь идёт о мало энергетических воздействиях, потому что большую энергетику применять для молниезащиты это просто бессмысленно. А две другие вещи кажутся совсем не очень доказанными. Во-первых, речь идёт о нашей отечественно нормативной базе, а во-вторых, речь идёт о достоверности данных молний, которые собранны в мире. Если рассмотреть эти три момента, то можно понять, куда пойдет молниезащита, если она куда-нибудь пойдёт, или это не исключено, она будет топтаться на месте. Вот именно эту задачу я перед собой ставлю и именно эту задачу я хочу попытаться вместе с вами решить.

Активные воздействия на молнию

Первый вопрос такой: а в принципе можно ли слабыми энергетическими воздействиями управлять молнией? Ответ на этот вопрос однозначный и он положительный. Откуда есть такие основания? Они достаточно простые. Представьте себе башню, которая стоит на земле, например, пусть это будет телевизионная вышка высотой 250 – 300 метров, это стандартная телевизионная вышка областных городов. Все знают, что в эту вышку за грозовой сезон попадёт максимум 3 – 4 удара молнии. Хотя грозовая деятельность в этом районе это не меньше 40 грозовых часов. А теперь известные опыты: берётся метеоракетка, запускается эта метеоракетка вертикально вверх, она тащит с собой заземлённую проволочку, когда эта ракетка поднимается до высоты 200 – 250 метров, происходит удар молнии. За 5 секунд полёта с надёжностью примерно 70%. В чём разница? Разница только в одном, перед башней за счёт коронного разряда от её вершины есть облако объёмного заряда, который экранирует башню.

Управляющее напряжение

А теперь давайте говорить о какой-то конкретике. Если говорить о конкретности, то первое, что прилетает на ум всем без исключения, это следующая вещь: у меня есть молниеотвод, раньше он был заземлён, а теперь я на этот молниеотвод относительно земли подам высокое напряжение. Вообще говоря, на этом принципе построены все активные молниеотводы и сомнений нет, что такая система будет работать. Вопрос заключается только в другом: сколько надо подавать и в течение какого времени? На этот вопрос есть однозначный ответ. Ответ следующий: подавать надо напряжение по порядку величины близкой к миллиону, максимум полмиллиона вольт, и держать это напряжение надо хотя бы полмиллисекунды для того чтобы благодаря этому напряжению от вершины электрода вырос проводящий плазменный канал – лидер. И этот плазменный канал, пробив слой объёмного заряда, приблизился бы к молнии и начал тащить её на себя. Этот способ хорошо известен и он не вызывает ни малейших сомнений. Вопрос заключается только в одном: почём он обойдется? И поэтому людям почему-то кажется, что этот метод может быть далеко не очень подходящий. Вот уж другое дело взять и вместо высокого напряжения ударить лазером. Таким лазером, который в системе СОИ, вот уж этот лазер сделает искру, будь здоров, какую и она наверняка притянет к себе молнию.

Лазерное инициирование

Японцы в конце прошлого века пошли на такие расходы. На холме они поставили пятидесятиметровую башню, рядом с этой башней смонтировали лазер CO₂, по мощности соответствующий примерно лазеру СОИ. И кроме того по этому лазеру ещё светили и ультрафиолетовым лазером. Зачем? Дело вот в чём, лазерная плазма образуется холодной. В холодной плазме очень быстро прилипают и исчезают электроны, а нужно успеть вырастить проводящий канал, этот канал должен успеть поляризоваться в электрическом поле. А на это требуется время в секунды, а за секунды в холодной плазме все электроны прилипнут и превратятся в почти неподвижные отрицательные ионы. Вот чтобы эти ионы разрывать и возвращать электроны назад в плазму, светили кроме CO₂ лазером, светили ещё и ультрафиолетовым лазером. И занимались этим японцы примерно 2 года. Я читал научный отчёт японцев, написанный по-английски, и прочитал следующее: у них есть некоторая уверенность, что за два года такой работы, они притянули к этой башне, может быть, два удара молнии. Теперь посчитайте материальные затраты, посчитайте сложность технического обслуживания и подумайте, что можно с этим сделать.

Возбуждение молнии вертикальным проводником

А теперь давайте пойдём дальше. Такой момент, а нельзя ли сделать такую вещь, нельзя ли в пространстве перед молниеотводом навстречу движущемуся грозовому фронту делать какие-то проводящие образования? Самое простое – это выбрасывать какие-то металлические предметы, а если выбрасывать эти предметы сложно, то можно, например, выбросить пиропатрон, который зажжёт и сделает горячую плазму. И спрашивается: таким образом можно перехватывать разряд молнии на себя? Можно это делать? Можно! Какой длины нужны эти плазменные образования? Оказывается, что длина этих плазменных образований зависит от того, в какое грозовое электрическое поле вы забросите эту самую проводящую палку или плазменное образование, которое вы сделаете пиропатроном. Если это поле на уровне того поля, которое у земли, скажем 0,5 кВ на 1 см или около 1 кВ на 1 см, то такую палку нужно выбрасывать длиной примерно 100 метров. Если у вас поле становится более сильным, скажем 2 – 4 кВ на 1 см, то в этом случае палка такая в размерах сокращается, но меньше 10, 20, 30 метров она всё равно не получается.

Всё перечисленное не годится для молниезащиты

А самое главное есть ещё вот какой момент. Самое главное заключается в том, что выбрасывать эту палку, в общем, нужно достаточно быстро. Такая палка должна двигаться со скоростью никак не меньше, чем 20 метров за секунду. Если вы это выбросите, то вы сможете перехватить молнию, а если вы будете палку двигать медленно, то она обрастёт заряженными частицами за счёт короны и палка будет заэкранирована объёмом заряда, и у вас ничего путного не получится. Всё что я сказал, к сожалению, я могу применить при исследованиях молнии. Но в практической молниезащите ничего из сказанного применить фактически нельзя. Почему? Об этом стоит очень серьёзно поговорить. Знаете, мой учитель профессор Разевиг, читая нам лекцию, как-то сказал такую вещь, что для современной науки проблемы нет, например, воду Тихого океана можно поменять на воду Атлантического океана, но возникает только два вопроса: во-первых, кому это надо, а во-вторых, почём обойдётся? Так вот: почём это обойдётся? Устройство в полмиллиона вольт почём оно обойдётся? Оно обойдётся в сотни раз дороже самого обыкновенного стержневого молниеотвода. Но самое главное это то, что всё равно это устройство для какого-то очень ответственного объекта применять не будут. Не из-за высокой стоимости. Ладно, стоимость у нас государство съест, если надо. Вот в чём дело, надёжность этого устройства очень низкая. Почему? Нам надо не просто подать напряжение когда-нибудь, нам надо подать напряжение тогда, когда на нас надвигается разряд молнии. То есть работу своего источника высокого напряжения я должен синхронизовать с той молнией, которая на меня движется. И в нужный момент, когда это будет действительно для меня опасно, в этот момент подать это высокое напряжение на молниеотвод. Как я могу синхронизировать свое устройство? Только по одному – по электрическому полю. Но суть зарядов, которые отличаются на пару порядков величины, и проблема синхронизации будет невероятно сложной, и она наверняка будет промахиваться. А надёжность, которая мне нужна – это надёжность, по крайней мере, в 0,99, то есть из ста моих воздействий 99 должно быть нормальным. Это первая проблема. Вторая проблема связана вот с чем: как быстро мое устройство должно быть подготовлено к следующему действию? Вроде бы никакой проблемы нет, потому что на 1 км² поверхности земли в среднем попадает 3 – 4 удара молнии в год. Ничего подобного. Вспомните, пожалуйста, такую вещь, что по сегодняшней статистике, по крайней мере, 80% разрядов молнии многокомпонентные. То есть в одной молниевой вспышке одна за другой идут пять, а то и шесть, а то и десять, а то и двадцать компонентов. И эти компоненты очень часто идут не по одной и той же траектории, а по разным. И паузы между этими компонентами меньше 100 мс, меньше 0,1 с. И значит, моё устройство должно срабатывать на каждую компоненту. Но если оно будет работать на каждую компоненту, то оно должно заряжаться за десятую долю секунды как минимум. Если я добьюсь такой скорости, моё устройство окажется, во-первых, мощным в энергетическом отношении, а во-вторых, чёрт знает каким дорогим. И наконец, последнее, а где найти квалифицированный персонал, который будет управлять всеми этими вещами?

Вебинар "Программное обеспечение для расчёта надёжности молниезащиты любого объекта за 30 минут." Страница 3 Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 1 Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 2 Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 3