Внимание!

Текст вебинара. Страница 2

Быстрая навигация по слайдам:

 

Численное моделирование динамики роста искровых каналов

Численное моделирование динамики роста искровых каналов

Первая вещь кажется, вот какой, кажется, что эти каналы – это очень хорошая штука. Почему? Потому что за счёт канала изменяется длина электрода, который кроме металлических электродов добавляются эти плазменные электроды, по которым растекается ток. В результате этого дела, посмотрите, сопротивление заземления очень сильно меняется во времени. Например, металлический электрод обеспечивал сопротивление заземления в 42 Ом, а когда выросли восемь каналов, которые вы видели на фотографии, то сопротивление заземления снизилось примерно до 5 Ом, то есть в восемь раз. Вроде очень хороший и очень замечательный эффект, и наверное, и есть смысл этот эффект использовать как-то.

Влияние амплитуды тока молнии

Влияние амплитуды тока молнии

Но дело заключается вот в чём, дело заключается в том, что для меня важнее сейчас не допустить эти каналы к объектам, которые я защищаю. Почему? Потому что я поставил молниеотводы, я увожу ток молнии по этим молниеотводам из той зоны, которая для меня опасна. А тут получается вот какая вещь, растут искровые каналы, растут на очень приличную длину. И в результате того что они растут на очень приличную длину, у меня получается вот какая вещь: ток молнии, минуя молниеотводы, в обход этих молниеотводов, он по каналам, длина которых, смотрите, как она меняется в зависимости от амплитуды тока. Если у меня хороший грунт с удельным сопротивлением 200 Ом*м, если у меня растёт четыре канала, то при токе 100 кА, длина таких каналов вырастает на 20 метров. И это значит, если у меня молниеотвод стоит на расстоянии 20 метров от какого-то горючего или взрывоопасного объекта, то у меня этот молниеотвод работает без толку, потому что канал всё равно дотянется до этой самой длины.

 

 

График

График

А теперь второй вопрос: а полезность есть? Что значит полезность? Полезность эта значит следующее: у меня каналы уменьшают сопротивление заземления и вроде это полезное явление. Но вопрос заключается вот в чём: а когда мне нужно, чтобы сопротивление заземления снизилось? Смотрите, важно, чтобы сопротивление заземления успело снизиться до амплитуды тока молнии. А какие амплитуды у токов молнии? Вообще говоря, самая большая амплитуда отрицательной молнии – это примерно 20 мкс, больше не бывает. И за эти 20 мкс при токе 100 кА канал вырастает всего лишь на всего на 6 – 7 метров, а при токе 30 кА всего лишь на 2 – 3 метра. В результате сопротивление заземления при этих временах снижается очень не сильно, в лучшем случае оно снижается всего лишь в два раза. Для большинства практических задач это не так уж и принципиально.

Динамика роста канала

Динамика роста канала

Есть ещё один момент, это момент вот какой: а как все это дело меняется в высокоомном грунте? Точно такое же решение я сделал для грунта с удельным сопротивлением в 1000 Ом*м – это плохой грунт, это песок, суглинок какой-нибудь суховатый. И вот оказывается, что в таких грунтах канал снова вырастает всего лишь примерно на 5 метров при очень большом токе, при 2,5 метров при слабом токе в 30 кА, а сопротивление заземления снижается снова очень несильно всего лишь на десятки процентов. Происходит это из-за того, что высокоомных грунтах текут небольшие токи и эти каналы растут медленнее. Они рады бы вырасти, они бы выросли, но для этого нужно очень большое время.

 

 

При расчёте длины искровых каналов

При расчёте длины искровых каналов

И если говорить о том, что этот канал прорывается к объекту, он может прорываться сколько угодно времени. А если говорить о том, как снижается сопротивление заземления, то важно только то снижение сопротивление заземления, которое происходит на фронте импульса. А здесь этот медленный процесс не успевает ничего путного сделать. Вот какова ситуация.

Новейшие экспериментальные исследования

Новейшие экспериментальные исследования

Теперь я буду говорить ещё об одной сказке, которая существовала до самого последнего времени. Я говорил о том, что почти сто лет тому назад об этих искровых каналах знали, знали об их существовании. Их регистрировали. Например, в Норвегии был зарегистрирован в скальном грунте такой канал длиной в 200 метров. Но говорили: «Ребята, зря вы беспокоитесь! Если у вас грунты хорошие, если они низкоомные эти самые грунты, то ничего страшного нет. Потому что в низкоомных грунтах вообще эти каналы не развиваются». Была такая идея, что это именно так. И все были уверены, что это было именно так, и никто в этом не сомневался. Несколько лет тому назад, объединенная команда из трех институтов: ТРИНИТИ – это Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований и объединенного института высоких температур и нашего энергетического института имени Кржижановского решили сделать генератор, на котором можно было бы в реальности посмотреть токи молнии и посмотреть, как они растекаются. Генератор, которая сделала эта объединённая команда – это генератор с рекордными параметрами. Два элемента каждый напряжением 1,2 МВ, этот элемент стоит на земле. Энергия, которая запасается – 2 МДж – это примерно энергия на уровне 1 кг взрывчатки.

 

 

Результаты измерений

Результаты измерений

И когда эти генераторы начали испытывать в полевых условиях, а их начали испытывать в полевых условиях совершенно сознательно, имея в виду грунты очень высокой проводимости, то оказалась вот какая вещь, что в грунтах очень высокой проводимости даже 100 Ом*м – это чернозём, сопротивление за счёт таких каналов меняется приблизительно в 5 раз. И этот миф о том, что если у вас хорошие грунты и никаких искровых каналов у вас не будет, и плюйте на это дело, этот миф исчез. Он больше не существует, такие грунты, они, оказывается, действуют в отношении искровых каналов совершенно одинаково. И в высокоомных и в низкоомных грунтах могут формироваться такие искровые каналы.

Управление каналом скользящего разряда

Управление каналом скользящего разряда

А теперь возникает совершенно резонный вопрос: а что с ними делать? С ними ведь надо как-то бороться. Эти искровые каналы надо уменьшать. Как их уменьшать? Первая вещь, которая приходит на ум сразу – это взять и понизить ток молнии, но мы не можем ослабить ток молнии. Зато мы можем разбросать этот ток по нескольким заземлителям. Но оказывается, что эффект, который в этом случае будет достигнут, не такой уж и хороший. Потому что при токе в 10 кА, то есть ток молнии в 100 кА разделен по десяти путям.

 

 

<< Предыдущая страница
слайды с 1 по 8

Следующая страница >>
слайды с 17 по 22 + блок вопросов и ответов


Смотрите также: