Ochrona przed piorunami. Postanowienia ogólne. Schemat, opis

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Elektryk

Ochrona przed piorunami. Postanowienia ogólne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochrona odgromowa

Jak wiadomo nie ma grzmotu bez błyskawicy, a błyskawica jest najczęstszym niezależnym iskrowym wyładowaniem elektrycznym, które występuje, gdy wzrasta napięcie między elektrodami w ośrodku gazowym i ma bardzo dużą moc. Dlatego rozmowa o elektryczności w ogóle bez wzmianki o burzy będzie niepełna.

Pojedyncze chmury burzowe mogą przenosić ładunki o różnych znakach, dlatego gdy zbliżają się chmury o przeciwnych ładunkach, następuje między nimi wyładowanie elektryczne - błyskawica. Niektóre chmury mogą przenosić zarówno ładunki dodatnie, jak i ujemne. Ładunki dodatnie są zwykle skoncentrowane w dolnej części chmury, gdzie koncentrują się większe krople wilgoci.

Chmury takie w wyniku indukcji elektrostatycznej indukują potencjały na powierzchni ziemi i obiektach naziemnych. W rezultacie chmura i powierzchnia ziemi tworzą niejako dwie płyty gigantycznego kondensatora z masami dielektryka - powietrza między nimi. Gdy natężenie pola elektrycznego naładowanej chmury osiąga wartość krytyczną, słabo świecący kanał (ruch elektronów) zaczyna rosnąć w kierunku ziemi, zwany liderem. Po przejściu lidera przez część przestrzeni powietrznej następuje pauza, podczas której wzrasta nagromadzenie ładunków elektrycznych i dopiero po tym następuje wznawianie natarcia lidera na ziemię, potem znowu pauza itp. Gdy tylko lider dotrze do ziemi powierzchni ziemi lub obiektów wznoszących się nad ziemią, następuje wyładowanie elektryczne.

Co więcej, wyładowanie nie zależy od człowieka i nie jest przez człowieka kontrolowane, nie jest to sztuczne wyładowanie atmosferyczne stworzone w laboratorium do badania tego naturalnego zjawiska, a nawet tam można spodziewać się niespodzianek od wyładowania atmosferycznego. Napięcie między chmurami a ziemią może wynosić 100 000 000 V, natężenie prądu w momencie wyładowania piorunowego sięga 500 000 A, czas działania wynosi 10-6 s - te dane są określane eksperymentalnie.

W piorunach nie ma nic ściśle tajnego. Jednak wiedza zdobyta w trakcie badania tego zjawiska wcale nie zmniejszyła niebezpieczeństwa wyładowania atmosferycznego dla życia ludzkiego, ale pomogła nauczyć człowieka, jak się przed nim chronić. Pierwsze urządzenie do ochrony budynków przed uderzeniem pioruna, piorunochron, zostało zaprojektowane w połowie XVIII wieku przez Georga Richmanna, profesora uniwersytetu w Petersburgu. Podczas testowania tego urządzenia zginął sam projektant, ale zasady, które ustanowił przy projektowaniu piorunochronu, nie tylko nie zostały zapomniane, ale także służą ludziom przez wiele lat, ratując rocznie ponad tysiąc osób przed śmiercią. Wszystko, co genialne, jest proste: naukowiec uziemił piorun, pokazując mu najkrótszą i najłatwiejszą drogę do ziemi - wzdłuż metalowego pręta.

Zdecydowana większość wyładowań atmosferycznych (około 95%) ma biegunowość ujemną. Podczas burzy w pobliżu powierzchni ziemi powstaje silne pole elektryczne, którego intensywność jest szczególnie duża na końcach spiczastych przedmiotów. Podczas burzy na takich iglicach pojawia się widoczna poświata.

Wyładowania atmosferyczne o biegunowości dodatniej są rzadkie. Charakteryzują się bardzo dużą wytrzymałością prądową - do 200 000 A. Długość drogi wyładowania liniowego może sięgać kilku kilometrów.

Oprócz liniowego, w przyrodzie występuje piorun kulisty, który jest kulą ognia o średnicy 10-30 cm, powoli poruszającą się w powietrzu (z prędkością około 2 m/s) w kierunku wiatru. Ruchowi pioruna towarzyszy gwizd lub syk. Piorun kulisty może istnieć od kilku sekund do 4 minut. Piorun kulisty zwykle znika po cichu, ale czasami może dojść do eksplozji. Piorun kulisty wpada do pomieszczenia przez otwarte okna, otwory wentylacyjne, drzwi, kominy pieców, a nawet przez szczeliny. W kontakcie z człowiekiem powoduje poważne oparzenia, często prowadzące do śmierci. Gdy wybucha piorun kulisty, uwalniana jest duża ilość ciepła, co często prowadzi do pożarów.

Piorunochrony, stosowane do ochrony budynków i budowli przed bezpośrednimi wyładowaniami liniowymi, są nieskuteczne w przypadku wyładowań atmosferycznych. Aby zapobiec przedostawaniu się piorunów kulowych do pomieszczeń podczas burzy, okna, drzwi, kominy powinny być dobrze zamknięte, a otwory wentylacyjne wyposażone w metalową siatkę o oczkach 3-4 cm2. Taka siatka jest wykonana z okrągłego drutu miedzianego lub stalowego o średnicy 2-2,5 mm i jest niezawodnie uziemiona. Piorun najczęściej uderza w miejsca, w których wody gruntowe wypływają na powierzchnię, na styku skał ziemnych o różnej przewodności elektrycznej, gazów spalinowych i dymu z rur (ze względu na zwiększoną jonizację powietrza), a także w najbardziej wyniesione części budynków i budowli nad ziemią.

Piorun uderza również w miejsca o dużej rezystywności elektrycznej, na przykład w ziemię, gdzie układane są metalowe rurociągi lub kable, gdzie znajdują się wtrącenia gleby dobrze przewodzącej prąd (np. glina). Ochrona odgromowa przed bezpośrednimi uderzeniami pioruna to zespół urządzeń ochronnych zaprojektowanych w celu zapewnienia bezpieczeństwa ludzi, bezpieczeństwa budynków i budowli przed możliwymi wybuchami, pożarami i zniszczeniami, które występują pod wpływem wyładowania atmosferycznego.

Urządzenie, które wykrywa bezpośrednie uderzenie pioruna i kieruje prąd pioruna do ziemi, nazywa się piorunochronem. Piorunochron to metalowe urządzenie, które unosi się nad chronionym obiektem. Składa się z piorunochronu, konstrukcji nośnej, przewodu odprowadzającego i elektrod uziemiających.

Autor: Korshevr N.G.

Zobacz inne artykuły Sekcja Ochrona odgromowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Tkanina słyszy dźwięk 30.03.2022

Naukowcy z Singapuru stworzyli inteligentną tkaninę, która działa jak mikrofon, przekształcając dźwięk najpierw w wibracje mechaniczne, a następnie w sygnały elektryczne, podobnie jak robią to ludzkie uszy. Nanomateriał jest w stanie nie tylko słyszeć jak bije serce, ale także np. odbierać telefony i SMS-y.

Włókno jest wykonane z materiału piezoelektrycznego, który podczas zginania lub mechanicznego odkształcania generuje sygnał elektryczny, umożliwiając tkance przekształcanie drgań dźwiękowych w sygnały elektryczne. Tkanina może odbierać dźwięki w zakresie decybeli i określać dokładny kierunek, z którego dochodzą.

„W odzieży akustycznej można przez nią rozmawiać, odbierać telefony i komunikować się z innymi ludźmi” — mówi główny autor Wei Yan, adiunkt na Uniwersytecie Technologicznym Nanyang w Singapurze.

Włókna inteligentne mogłyby być również wykorzystywane do rejestrowania wypowiadanych słów, które później byłyby wykrywane i rozpoznawane przez inną próbkę takiej tkanki. Rodzaj telepatii, tylko w kluczu technologicznym.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Ustanowić rekord prędkości

▪ Inteligencja i klimat

▪ Helikopter Airbus na zielonym paliwie

▪ Roboty zbudują gigantyczny teleskop na Księżycu

▪ Dynamiczne głowice wykorzystujące bambusowy i opalowy analog

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Warsztat domowy. Wybór artykułów

▪ artykuł Jean-Francois Lyotarda. Słynne aforyzmy

▪ artykuł W ciele jakich zwierząt znaleziono analogi kół zębatych tworzących przekładnię zębatą? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Lekarz seksuolog. Opis pracy

▪ artykuł Tnie i spawa wodę. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Regulowana przetwornica napięcia dla LDS. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn