Атмосферное электричество

На земном шаре за сутки происходит более 40 тысяч гроз. В южных районах Европейской части России среднее годовое число грозовых часов превышает 100, в средней полосе — от 60 до 80, а в северных районах — менее 10 ч.

Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках, образованных из мелких водяных частиц, находящихся в жидком или твердом состоянии. Чаще всего нижняя часть облаков имеет отрицательный заряд, а верхняя — положительный, но облака могут нести и заряд одного знака. Молния — это разряд между электрически заряженным облаком и землей, между разноименно заряженными частями облаков или между облаками. Во время грозового разряда за короткий промежуток времени при токе молнии порядка 100...200 кА в канале молнии развивается температура до 20000°С. Из-за быстрого расширения нагретого воздуха возникает взрывная волна (гром) с мощным звуковым импульсом. Удар молнии может явиться прямой или косвенной причиной гибели людей, привести к механическим разрушениям зданий, сооружений, скал, деревьев, вызвать пожары и взрывы.

Причиной механического разрушения является мгновенное превращение воды и вещества в пар высокого давления на пути протекании тока молнии в объектах.

Первичным воздействием атмосферного электричества является прямой удар молнии.

К вторичному воздействию относятся: электростатическая, электромагнитная индукция и занос высоких потенциалов в здания и сооружения. Сущность электростатической индукции заключается в следующем. Заряженное облако наводит заряд противоположного знака на оборудование внутри и вне зданий, металлические крыши, провода ЛЭП и радиосети. Они релаксируют путем электрического разряда на ближайшие заземленные предметы, что может вызвать электротравматизм людей, воспламенение горючих смесей и взрывы. Явление электромагнитной индукции является следствием протекания в канале молнии изменяющегося во времени тока, который создает переменное магнитное поле. Это поле индуцирует в металлических контурах электродвижущую силу. В местах сближения контуров могут происходить электрические разряды, способные воспламенить горючие смеси и вызвать электротравматизм. Занос высоких потенциалов в здание происходит в результате прямого удара молнии в коммуникации, расположенные вне здания, но входящие в него. К таким коммуникациям относятся рельсовые пути, водопроводы, газопроводы, провода ЛЭП и др. Этот процесс сопровождается электрическими разрядами на заземленное оборудование, что может привести к воспламенению горючих смесей и электротравматизму людей.