УЛАШТУВАННЯ БЛИСКАВКОЗАХИСТУ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД

Природне явище виникнення атмосферного електричного розряду – бли­скавка, - є небезпечним для біосфери та техногенної сфери. Щогодини на Землі виникає в середньому 350-400 тис розрядів, не кожний з них досягає землі в зонах населеної біосфери, однак і те, що досягає складає значну загрозу.

Блискавка – це велетенський іскровий розряд між хмарами чи між хмарою і землею, який виникає внаслідок зростання різниці потенціалів між об’єктами. При русі грозового фронту від тертя повітря між землею і хмарами утворюється величезна різниця потенціалів. Явище чимось схоже на гігантський природний конденсатор, що накопичує енергію. Тому метеочутливим людям може стати погано перед грозою, навіть якщо вона пройшла поруч, в роботі тонких електроприладів можуть спостерігатися електричні перешкоди, а радіосигнал може не проходити крізь грозовий фронт.

Блискавки бувають лінійними, кульовими, чітковими (коли по лінії блискавки спостерігається ряд кулястих чи подовгастих тіл). Найчастіше ми спостерігаємо лінійні блискавки.

Природа виникнення блискавки наступна. В точці найбільшої концентрації потенціалу виникає іскровий розряд – лідер, який ступенево просувається в напрямі точки концентрації потенціалу протилежного знаку. Довжина ступені лідера 20-100 м, а паузи між ступенями 50-100 мікросекунд. Коли головка лідера сягає своєї «точки призначення», виникає іонізований канал розряду блискавки, який сягає в перетині 10-25 см, а довжина до декількох км. Розряд статичної електроенергії звичайно проходить по шляху найменшого електричного опору – вздовж іонізованого каналу, прокладеного “біжучим лідером”. Оскільки між найвищим предметом і купчастою хмарою відстань найменша, відповідно меншим буде і електричний опір. Отже, в першу чергу блискавка вразить високий предмет (щоглу, дерево і т.п.). В цей час відбувається миттєвий багаторазовий електричний розряд, по одному каналу може відбутися послідовно кілька розрядів (блискавка миготить), до 20 розрядів з інтервалами 0,01-0,05 с. Основний канал блискавки має кілька відгалужень довжиною 2-3 км. Діаметр каналу блискавки складає від 10 до 45 см. Блискавка уснує десяті частки секунди, її середня швидкість руху 150 км/с. Сила струму всередині каналу блискавки доходить до 200 000 Ампер.

Вплив розряду блискавки поділяють на первинний і вториний :.

Первинні прояви блискавки, зумовлені ударом є наступні:

- Електричні - аналогічні дії електричного струму великої сили.

- Термічні, зумовлені різким виділенням тепла на шляху протікання струму через об’єкт. Енергія розряду дуже велика, в 95 % блискавок складає до 5,5 Дж на опір 1 ом. Це перевищує в десятки і сотні разів мінімальну енергію спалаху газо-повітряних сумішей. Температура в каналі розряду досягає 27000⁰

- Механічні, зумовлені ударною хвилею, що йде від каналу блискавки та електродинамічними силами, зумовленими дією струмів блискавки на провідники в електричному полі. Удар блискавки може утворювати отвори в бетонних, камяних, деревяних плитах.

Вторинні прояви блискавки зумовлюються явищами, які характерні для дії поля високої напруги на замкнуті контури провідників – явищами електромагнітної та електростатичної індукції.

Електромагнітний імпульс блискавки (ЕМІБ) - електромагнітні ефекти від струму блискавки, які супроводжуються як перехідними хвильовими процесами так і ефектами випромінюючого електромагнітного поля.

Таким чином, зрозуміло, що необхідно захищати промислові об’єкти та місця перебування людей від блискавки.