Удар молнии

- Главная » Статьи » Удар молнии

---

Удар молнии представляет собой электрический заряд, который возникает либо между облаками, либо облаком и поверхностью земли.

Второй вариант является опасным и разрушительным для человека и сооружений.

Для электрического разряда молнии характерны:

• длины, несколько километров;
• диаметры, десятки сантиметров;
• длительность, десятые доли секунды.

Молнии возникают в больших кучево-дождевых облаках.

 Ударам молнии сопутствуют следующие факторы:

•  гром;
•  ливни;
•  шквалистый ветер;
•  град.

Процесс образования молний

При определенных погодных условиях в облаках образовываются мелкие частички льда. Они накапливают положительные или отрицательные заряды. Положительно заряженные кристаллики накапливаются в верхней части грозового облака, а отрицательно заряженные — в нижней. Достигнув определенной концентрации и набрав критическую массу, между разноименными зарядами происходит мощнейший искровой разряд. Под действием электрического поля в облаке, отдельные свободные заряды устремляются к земле и запускают процесс ударной ионизации. Они сталкиваются с молекулами воздуха и ионизируют их. Вследствие этого возникают стримеры (проводящие каналы). Они образовывают яркий канал с высокой проводимостью (лидером).

Лидер устремляется к земной поверхности со скоростью (50 тыс. км/с). Однако, его движение неравномерно. В среднем, лидер достигает поверхности земли со скоростью 200 км/с. По мере приближения лидера к земле напряженность поля на его острие стремительно растет. Под ее воздействием, из выступающих над землей предметов, расположенных ближе всего к лидеру, выбрасывается нить встречного стримера, которая сливается с лидером.

По образовавшемуся ионизованному каналу снизу вверх проходит основной (обратный) удар молнии. Начальная его скорость достигает 100 тыс. км/с. Ток разряда возрастает до десятков и даже сотен тысяч ампер. Температура достигает 27 000 °С. Это в пять раз больше, чем на поверхности Солнца. Весь этот процесс занимает десятые доли секунды.

Место удара молнии

По данным NASA каждую секунду на планете Земля возникает около 40–50 молний. В год эта цифра составляет примерно 1 400 000 000 электрических разрядов. Две трети этих молний происходят в атмосфере, и только четверть (350 000 000) бьёт вниз, достигая земли.

Молнии бьют в возвышающиеся места, которыми являются всевозможные строения и конструкции. Электрический разряд во время грозы сходит по линии наименьшего сопротивления и ударяет в самую высокую точку на поверхности земли.

Удары молний принимают на себя следующие объекты:

• деревья;
• металлические вышки;
• столбы;
• трубы;
• крыши домов;
• водоемы;
• люди и животные.

Воздействия ударов молнии на объекты

Воздействия ударов молний принято подразделять на две основные группы:

1. первичные — возникают вследствие прямого удара молнии(ПУМ);
2. вторичные — возникают в процессе заноса высоких импульсов токов молнии по протяжённым металлическим коммуникациям.

Первичные проявления – это прямой удар молнии (ПУМ), который вызывает следующие воздействия на объекты:

• Электрические – поражение людей или животных током молнии и появление импульсов перенапряжений на поврежденных элементах;
• Термические – выделение тепла при прямом контакте канала молнии с объектом. Ток молнии, который протекает через объект, создает опасность воспламенения и взрыва;
• Механические – ударная волна и электродинамические силы заряда молнии приводят к деформации тонких металлических трубок, расщеплению древесины и трещинам в бетоне.

Вторичные проявления молнии связаны с действием на объект электромагнитного поля близких разрядов. Удары молнии могут быть особо опасны для информационных систем, систем управления, контроля и электроснабжения. Большую опасность разряд молнии несет для электронной и бытовой техники с низкой электрической прочностью.

Разновидности ударов молний и их последствия

• Прямой удар – возникает при непосредственном прохождении тока молнии через тело человека или животного. Такой удар молнии наиболее вероятен при нахождении на открытом пространстве.

Решение – использование мачтовой системы молниезащиты.

• Контактное поражение – происходит в момент прикосновения к объекту, через который проходит ток молнии. Например, человек прикоснулся к водопроводному крану в момент распространения молнии по водосточной трубе, стоя на земле.

Решение – установка элементов внутренней молниезащиты УЗИП.

• Боковая вспышка. При прохождении через какой-либо объект, к примеру дерево, молния может «перепрыгивать» на рядом стоящего человека или животное. Это происходит когда внутреннее сопротивление объекта, через который проходит молния, превышает внутреннее сопротивление тела человека или животного. Дистанция пробиваемого воздушного промежутка, таким образом составляет 4 – 5 метров.

Решение – монтаж системы токоотводов и грамотно рассчитанной системы низкоомного заземления.

• Шаговое напряжение.  Потенциал, который возникает в грунте в момент удара молнии на разном удалении от места разряда молнии будет различным. Все это приведет к возникновению разности потенциалов в точках соприкосновения конечностей с землей. Больше этот эффект выражен у животных, у которых расстояние между передними и задними ногами больше, чем между правой и левой ногой человека. Однако это нисколько не снижает опасности поражения током молнии.

Решение – установка системы выравнивания потенциалов.

К клиническим последствиям ударов молнии относят:

• остановка дыхания и кровообращения;
• поражение сердечно-сосудистой системы;
• поражения нервной системы;
• поражения кожи;
• поражения органов слуха;
• поражения органов зрения;
• психические нарушения;
• выкидыши и преждевременные роды.

Способы защиты человека объектов от удара молнии

Молниезащита включает в себя:

• установку молниеприемников (громоотводов);
• укладку молниеприемной сетки;
• монтаж токоотводов;
• установку заземления;
• монтаж устройств защиты от перенапряжений (УЗИП).

---

Вы можете заполнить данную форму и мы свяжемся с вами в ближайшее время