Тема 2. Атмосферное электричество 2. 1. Молниезащита зданий и сооружений

Молния – искровой разряд статического электричества, аккумули­рованного в грозовых облаках. Энергия искрового разряда молнии и воз­никающие при этом токи представляют опасность для человека, зданий и сооружений.

Для защиты от прямых ударов молний применяют молниеотводы (рис. 25).

Рис. 25. Молниеотвод: 1 – молниеприемник; 2 – токовод; 3 – заземление; 4 – мачта

Разряды атмосферного электричества – молнии могут явиться при­чиной взрывов, пожаров и поражения людей.

Различают проявления молнии:

1) прямой удар;

2) вторичные проявления;

3) занос высоких потенциалов.

Под прямым ударом молнии понимают непосредственный контакт мол­нии с объектом, сопровождающийся протеканием через него тока молнии.

Прямой удар молнии вызывает следующие воздействия на объект:

– электрические, связанные с поражением людей электрическим то­ком и появлением перенапряжений на пораженных элементах.

– термические, связанные с резким выделением теплоты при прямом контакте канала молнии с объектом и протеканием через объект тока мол­нии. При протекании тока молнии по тонким проводникам создается опас­ность их расплавления и разрыва.

– механические, обусловленные ударной волной, распространяю­щейся от канала молнии, и электродинамическими силами, действующими на проводники с токами молнии.

Вторичные проявления, при которых во время разряда молнии на изолированных от земли металлических предметах вследствие электро­магнитной индукции возникают электротоки высокого напряжения. Эти электротоки в местах разрыва металлоконструкций могут вызвать искры, достаточные для инициирования взрыва газов или паров взрывоопасных веществ. Вторичные проявления молнии проявляются в виде электроста­тической и электромагнитной индукции.

Электростатическая индукция. Образовавшийся электростатиче­ский заряд облака наводит (индуцирует) заряд противоположного знака на предметах, изолированных от земли. Эти заряды сохраняются и после уда­ра молнии. Они релаксируют обычно путем электрического разряда на ближайшие заземленные предметы, что может вызвать электротравматизм людей, воспламенение горючих смесей и взрывы.

Электромагнитная индукция. В канале молнии протекает очень мощный и быстро изменяющийся во времени ток. Он создает мощное пе­ременное во времени магнитное поле, которое индуцирует в металличе­ских контурах электродвижущую силу разной величины. В местах сбли­жения контуров между ними могут происходить электрические разряды, способные воспламенить горючие смеси.

Занос высоких потенциалов в здание происходит в результате пря­мого удара молнии в металлоконструкции, расположенные вне зданий, но входящие внутрь зданий. Занесенные внутрь здания высокие потенциалы разряжаются на заземленное оборудование.