Такие испытания начали проводить еще в 30-ые годы прошлого века. Использовались воздушные промежутки длиной 1 – 3 м, потом в 60-е годы они выросли примерно до 10 м, а несколько лет назад эксперименты выполнялись при длине воздушных промежутков до 30 метров. Как видите, это давняя история, а строгого решения задачи не получено до сих пор. Пока еще нет однозначного ответа о правилах переноса результатов масштабных экспериментов на реальную молнию. Удивительного здесь мало. Искровому разряду в промежутке длиной в 10 – 30 м всё-таки еще очень далеко до канала молнии протяженностью в километры.
В лабораторных экспериментах использовались не только разные по длине промежутки, но и разные источники напряжения. Первые генераторы импульсных напряжений, как известно, формировали так называемый стандартный грозовой импульс с фронтом 1,2 мкс и длительностью по уровню 0,5 в 50 мкс (1,2/50 мкс). Он до сих пор применяется для типовых испытаний внешней изоляции, хотя имеет очень малое отношение к реальной скорости изменения электрического поля от заряда, транспортируемого к земле лидером нисходящей молнии. На деле это поле у земли нарастает во времени приблизительно как нарастает во времени поле Elid при старте лидера с погонным зарядом 0,5 мКл/м на высоте 3000 м.
По электрическим параметрам это средняя по силе молния. Легко убедиться, что процесс интенсивного роста электрического поля осуществляется на последних 200 – 500 м, пути в миллисекундном временном диапазоне и потому импульс 1,2/50 мкс мало пригоден для лабораторного моделирования. Во всяком случае, результаты лабораторных экспериментов по оценке защитного действия молниеотводов при импульсном напряжении с пологим (~ 1 мс) фронтом получаются принципиально иными. К сожалению, временные параметры импульса напряжения не единственный источник неопределенности лабораторных экспериментов. На их результаты сильно влияет также полярность напряжения, длина промежутка и конфигурация электродов. Вот почему реальные размеры зон защиты молниеотводов не удается извлечь из лабораторных измерений. Нужны расчётные компьютерные модели и достоверные эксплуатационные данные для их тестирования. Очень важно, чтобы эти модели опирались на реальную картину развития молнии и не противоречили накопленным данным о физическом механизме её развития.
Это вторая часть из цикла статей "Всё о зонах защиты молниеотводов". Чтобы прочитать материал полностью необходимо зарегистрироваться на сайте.
У вас есть вопросы по расчётам молниезащиты или заземления? Обращайтесь за помощью в Технический Центр ZANDZ!
Смотрите также: