Можно ли управлять точкой удара нисходящей молнии? На этот вопрос любой специалист, не задумываясь, даст положительный ответ. Если спросить его об аргументации, наверняка услышите в ответ подробное изложение гипотезы Голда. Из неё следует, что точка удара молнии определяется местом старта от наземного сооружения высоко температурного плазменного канала высокой проводимости. Его называют встречным лидером (рис. 1).
Это он перехватывает канал лидера нисходящей молнии, который опускается к земле от грозового облака. Управление точкой удара фактически сводится к управлению встречным лидером. В момент его старта у вершины наземного сооружения или у вершины молниеотвода нет никаких особо сильных электрических полей, а физические характеристики плазмы в канале мало чем отличаются от характеристик лабораторной искры, длина которой в современных экспериментах уже давно превысила сотню метров. У специалистов есть источники высокого напряжения для инициирования столь длинных искровых разрядов. Их вполне можно применять и для воздействия на условия старта и развития встречного лидера в грозовой обстановке.
Рисунок 1. Нисходящий и встречный лидеры в лабораторном эксперименте
(статическая фотография с малой экспозицией)
Поставьте вопрос в иной плоскости – можно ли управлять точкой удара молнии в интересах практической молниезащиты? Теперь вы вряд ли дождетесь быстрого и однозначного ответа. Слишком много самых различных факторов придется анализировать. Первый из них стоимость. Традиционные затраты на внешнюю молниезащиту обычно исчисляются долями процента от стоимости защищаемого сооружения. Поэтому источник управляющих воздействий должен быть дешёвым. Ещё он должен быть достаточно простым и не нуждаться в эксплуатационном контроле, иначе трудно рассчитывать на массовое применение активных молниеотводов. Наконец, самое главное. Активный молниеотвод должен быть надёжным. Современные технические объекты требуют надёжности защиты от прямых ударов молнии на уровне 0,999. И это при том, что электрические параметры разряда молнии статистически варьируют в пределах двух порядков величины. Ещё источник управляющих воздействий обязан быть достаточно быстродействующим, потому что каналы в многокомпонентных молниях часто развиваются с интервалами менее 0,1 с и нередко идут по совершенно различным траекториям. В молниезащите каждый такой компонент приходится рассматривать как самостоятельную молнию.
Именно с этих позиций надо оценивать все предлагаемые сегодня активные молниеотводы.
Э. М. Базелян, д.т.н., профессор;
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва;
признанный отечественный Эксперт в области заземления и молниезащиты
1. Фазы развития встречного разряда
Молниезащита – одна из тех технических дисциплин, где специалист не может обойтись без отчётливых представлений о физике процесса. В наибольшей степени это касается механизма развития встречного лидера, с которым закономерно связывают поиск простых технических решений по повышению эффективности защиты от прямых ударов молнии.
В разделе дается краткий обзор газоразрядных явлений во встречном разряде, таких как:
2. Энергоёмкость управляющих воздействий на молнию
Приходится сразу отметить сложность технической проблемы, которую должен решать создатель источника управляющих воздействий для активных молниеотводов в крайне ограниченном технологическом объеме. В действительности задача становится еще более серьезной, когда речь пойдёт об источнике в равной степени пригодном для молниеотводов умеренной высоты, скажем, - в 15 – 20 м.
3. Что предлагают фирмы-изготовители активной молниезащиты
Разнообразие конструкций активных молниеотводов объединяет достаточно скупое описание их технических характеристик, особенно тех, что прямо или косвенно определяют эффективность защитного действия. Вам предъявят сертификат, где будет подтверждена способность металлических конструкций молниеотвода выдерживать импульсный ток молнии предельной амплитуды, но вы вряд ли найдете какие-либо данные об экспериментальной проверке защитного действия молниеотводов, их зон защиты с указанием конкретной надёжности.
Раздел посвящён обзору предлагаемых различными производителями активных молниеприёмников.
4. Испытания эффективности активных молниеотводов
В разделе приведён обзор отечесвенных и зарубежных исследований, направленных на оценку ээфективности активных молниеприёмников.
5. Если бы ESE-молниеотводы исправно работали
Полезно хотя бы на время представить, что активный молниеприёмник функционирует в соответсвии с заявленными характеристиками. Каковы будут последствия установки такого молниеотвода на какое-нибудь сооружение?
Как увеличится площадь стягивания, и соответвенно, число ударов в год, читайте в данном разделе.
Смотрите также:
УЗИП и его плавкая вставка
Молниезащита объектов в районах вечной мерзлоты
Молниезащита и заземление для базовых станций стандарта 5G
Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ"