Как выбрать молниеприёмник?

Поиск способов предотвращения разрушительных воздействий ударов молнии волнует людей уже давно. На протяжении последних 250 лет одним из наиболее действенных методов молниезащиты считается является установка молниеприёмников. Их использование основано на предположении, что существует большая вероятность удара молнии в самый высокий элемент здания. После чего её канал будет перехвачен заземленным металлическим стержнем или проводом.

Однако в каждом правиле бывают исключения. Что же касается молниеприёмников, то они далеко не всегда могут служить надёжной защитой от ударов молнии. Прорывы молнии к защищаемому объекту всё же случаются. На сегодняшний день основной вопрос, интересующий специалистов по молниезащите сводится разработке действенной методики, при помощи которой можно достоверно оценить число прорывов молнии к защищаемому объекту. Что в свою очередь позволит создать эффективную систему защиты.

Физические аспекты молниезащиты

Причины, по которым молния ударяет в ту или иную точку изучены достаточно хорошо. Изначально, нисходящая от облака молния начинает своё формирование независимо от того, какие процессы, происходят в настоящий момент на поверхности земли. Однако при возникновении каналов встречного лидера, который берёт своё начало в атмосфере, в наивысшей точке наземной постройки, начинается направление молнии. В данном случае источником электрического поля являются заряды грозового облака и заряд, передаваемый им на поверхность земли. Высота молнии определяется в тот момент, когда стартует встречный лидер. Место, в которое ударит молния зависит от прогресса встречных лидеров.

Сложности в проведении расчётов

Произвести точный расчёт места удара молнии, основываясь на подобных идеях крайне сложно. Отсутствуют точные параметры на основе которых он будет производиться. В данном случае нет никакой возможности определить величину электрического потенциала точки в пространстве, с которой возьмёт свой старт нисходящая молния. Это параметр может сильно изменяться под влиянием внешних воздействий.

Помимо этого, нет возможности точно определить траекторию молнии, число образованных ею ветвей и координаты стартующих с наземных сооружений лидеров. Что же касается траектории встречных лидеров, скорости с которой они будут прогрессировать и величины переносимого заряда, то в тут получить точные данные для проведения расчётов вообще не представляется возможным. Таким образом, получить в результате расчётов достоверную информацию о том, насколько эффективной будет молниезащита с использованием молниеприёмников практически невозможно. Результаты подобных расчётов следует считать приблизительными.

Формальный подход к расчёту эффективности молниезащиты

Упрощенные расчётные методики основаны на таком понятии, как зона защиты. Так называется некоторое пространство, находящееся в окрестности молниеприёмника. Считается, что вероятность удара молнии в зоне защиты невелика и зависит от параметров используемого молниеприёмника.

Размеры зон защиты были приняты после проведения ряда лабораторных исследований на небольших моделях. В проводимых опытах в качестве молнии выступала длинная искра. Несмотря на то, что полученные результаты могут сильно изменяться от масштаба используемой модели, упоминания о зонах защиты присутствуют во всех ныне существующих нормативных документах по молниезащите.

По этой причине способы оценки и сопоставление зависимостей полученных результатов от установленных размеров молниеотводов представляет интерес как для практиков, так и для теоретиков.

Материал создан на основе статьи профессора Эдуарда Мееровича Базеляна “Как же все-таки выбирать молниеотводы (введение)?”.

Смотрите также:

Смотрите также: