Молниеотвод это: молниеотвод — это… Что такое молниеотвод?

Содержание

типовые схемы, расчет и монтаж

Сначала разберемся в сути понятия. Молниеотвод обозначает одно и тоже, что Грозозащита или Молниезащита и отличается от Громоотвода, которым называют чаще только молниеприемную часть системы защиты зданий и сооружений. То есть молниеотвод – это «молниеприемник + токоотвод + заземление», или внешняя составляющая системы. Если посмотреть на схему любой комплексной молниезащиты, будь то частный дом или здание промышленного, офисно-административного назначения, то это ее часть, которая предназначена именно для защиты от прямых ударов молнии.

Конструкции (виды) молниеотводов

Всего существует 3-и базовые схемы: стержневой (рисунки а, б), тросовый (в) и молниеотвод в виде молниеприемной сетки (или сетчатый) (г). Комбинированная схема предполагает сочетание базовых вариантов.

По количеству одинаковых молниеприемных частей – одиночный, двойной и т.

д.

По характеру и месту установки стержневые делятся на молниеприемные стержни, сборные стержневые, которые могут устанавливаться на фланцах, кронштейнах, специальных опорах или быть отдельно стоящими. Молниеприемные мачты как правило имеют телескопическую конструкцию и метод установки на или в грунт.

  

Тросовый – это трос, натянутый между опорами. Контур может быть любым, в том числе замкнутым. К нему по сути относится и самый простой и дешевый вариант молниеотвода для частного дома или дачи, когда вместо троса на небольшом расстоянии от конька кровли натягивают проводник радиусом 8-10 мм (алюминиевый, стальной или медный в зависимости от материала и цвета кровли) на расстоянии не менее 20 мм от самого конька, выводят его концы за крайние точки на расстояние  примерно 30 мм и загибают немного вверх.

 

Молниеприемная сетка используется на плоских или крышах с незначительным уклоном.

 

Итак, как мы сказали, система внешней молниезащиты может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы – стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие роль естественных молниеотводов), или может быть установлена на защищаемом здании и даже быть его частью.

Расчет молниеотвода

Выбор молниеотводов рекомендуют производить при помощи специальных компьютерных программ, способных на основании габаритов зданий, планов кровли и конструктивных элементов на ней вычислять вероятности прорыва молнии и зоны защиты. Вот почему надежнее обращаться в специализированные организации, которые быстро выдадут Вам различные варианты и конфигурации молниеотводов.

Хотя, если конфигурация защищаемого объекта позволяет обойтись простейшими молниеотводами (одиночным стержневым, одиночным тросовым, двойным стержневым, двойным тросовым, замкнутым тросовым), размеры их можно определить самостоятельно, пользуясь заданными в Инструкциях СО 153-343.21.122-2003 и РД 34.21.122-87 зонами защиты.

Объект считается защищенным, если он целиком попадет в зону защиты молниеприемного устройства, которой присвоен требуемый уровень надежности.

Зона защиты одиночного стержневого молниеприемника (согласно СО 153-34.21.122-2003)

Стандартной зоной защиты в этом случае является круговой конус с вершиной, которая совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Размеры зоны в этом случае определены 2-мя параметрами: высотой конуса h0 и радиусом его основания r0.

В таблице ниже указаны их значения в зависимости от требуемой надежности защиты для молниеотводов высотой до 150 м от уровня земли. Для больших высот необходимо применение специальных программ и методик расчета.

Для других типов и комбинаций молниеотводов вариации расчета зон защиты смотрите в главе 3.3.2 СО 153-343.21.122-2003 и Приложении 3 РД 34.21.122-87.

Теперь, чтобы определить попадает ли ваш объект Х в зону защиты рассчитываем радиус горизонтального сечения rx на высоте hx и откладываем его от оси молниеприемника до крайней точки объекта.

Правила определения зон защиты для объектов высотой до 60 м (согласно МЭК 1024-1-1)

В Инструкции СО есть методика проектирования молниеотводов для обычных сооружений по стандарту МЭК 1024-1-1, которая может быть принята только, если расчеты по ней получаются более «жесткие», чем требования указанной Инструкции.

По ней могут быть применены следующие 3-и способа для разных случаев:

  • метод защитного угла для простых по форме или маленьких частей больших сооружений
  • метод фиктивной сферы для сооружений сложной формы
  • защитная сетка в общем случае и в особенности для защиты поверхностей

В таблице для разных категорий (уровней) молниезащиты (подробнее о категориях или классах здесь) приведены соответствующие значения параметров каждого из методов (радиус фиктивной сферы, предельно допустимые угол защиты и шаг ячейки сетки).

Метод угла защиты для кровельных надстроек

Величина угла выбирается по графику на диаграмме для соответствующей высоты молниеотвода, которая отсчитывается от защищаемой поверхности, и класса молниезащиты здания.

Зона защиты, как уже было сказано выше, – это круговой конус с вершиной в верхней точке стержня молниепремника.

Метод фиктивной сферы

Применяется, когда сложно определить размеры зоны защиты для отдельных конструкций или частей здания по методу защитного угла. Ее границей является воображаемая поверхность, которую очерчивает сфера выбранного радиуса r (см. таблицу выше), если бы ее прокатили по вершине сооружения, обходя молниеотводы. Соответственно объект считается защищенным, если эта поверхность не имеет с ним общих точек пересечения или касания.

Молниеприемная сетка

Это проводник, уложенный сверху на кровлю с выбранным в зависимости от класса молниезащиты здания шагом ячейки. При этом все металлические элементы на крыше (зенитные фонари, вентиляционные шахты, воздухозаборники, трубы и т.п.) обязательно должны быть соединены с сеткой. Иначе для них необходимо смонтировать дополнительные молниеприемники. Более подробно о конструктивных особенностях и вариантах монтажа можно прочитать в материале «Молниезащита на плоской кровле».

Шаг ячейки по российским нормам выбирают исходя из категории молниезащиты здания (может быть меньше, но никак не больше).

Молниеприемная сетка монтируется с соблюдением ряда условий:

  • проводники прокладывают наикратчайшими путями
  • при ударе молнии у тока для отвода к заземлению должна быть возможность выбора хотя бы 2-х разных путей
  • при наличии конька и наклоне кровли более, чем 1 к 10, проводник нужно обязательно проложить по нему
  • никакие части и элементы, выполненные из металла, не должны выступать за внешний контур сетки
  • обязателен внешний контур сетки из проводника, смонтированный по краю периметра крыши, а край крыши должен выступать за габариты здания

Материалы и сечения проводников молниеотвода

В качестве материалов, используемых для производства молниеприемного оборудования и токоотводов используются оцинкованная и нержавеющая сталь, медь и алюминий.

К ним предъявляются требования коррозионной стойкости и механической прочности, если используется защитное покрытие, то оно должно иметь хорошую адгезию с основным материалом.

В таблице указаны требования к профилю проводников и стержней по минимальной площади сечения и диаметра (согласно ГОСТ 62561.2-2014)

Монтаж молниеотвода для частного дома и промышленного здания

Рассмотрим какие же элементы монтажа включают в себя обычно система внешней молниезащиты. На рисунках ниже показаны примеры молниеотвода частного дома и промышленного здания.

Соответсвующими номерами здесь обозначены следующие изделия и их наименования:

Круглые и плоские проводники, тросы

 

 

Компоненты молниезащиты на плоских кровлях, перемычки и компенсаторы

 

Компоненты молниезащиты на скатных кровлях, кровельные держатели проводника

 

Компоненты молниезащиты на металлических кровлях, кровельные держатели проводника

 

Токоотводы, держатели токоотводов

 

Стержни земляного ввода, соединительные проводники, смотровые колодцы, держатели проводников

 

Клеммы для водосточных желобов, клеммы, соединительные компоненты

 

Молниеприемники, компоненты

 

 

Изолированная молниезащита

 

 

Монтаж можно разделить на три этапа: устройство молниеприемной части внешней молниезащитной системы (молниеприемники и их элементы крепления), прокладка токоотводов (кровельная и фасадная часть здания) и земляные работы по устройству заземления.

Как правило у всех компаний стоимость работ составляет некоторый процент от цены материалов.

 Купить молниеотвод, цены на комплектующие

Компания МЗК-Электро предлагает отличные цены на молниеотводы и комплектующие. Ассортимент изделий на нашем складе составляет более 1.500 позиций, закупка осуществляется напрямую по дилерским контрактам у прямых производителей, что предполагает обязательную сертификацию и гарантию. Все изделия имеют необходимые сертификаты качества и гарантию. Мы также занимаемся проектированием и монтажом любых систем молниезащиты зданий и сооружений, как для частных домовладельцев, так и промышленных предприятий. Познакомиться с нашими ценами можно в соответствующем разделе.

Молниеотвод | Энциклопедия по охране труда

МОЛНИЕОТВОД – это устройство для защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии. М. включает в себя четыре основные части: молниеприемник, непосредственно воспринимающий удар молнии; токоотвод, соединяющий молниеприемник с заземлителем; заземлитель, через который ток молнии стекает в землю; несущую часть (опору или опоры), предназначенную для закрепления молниеприемника и токоотвода.

В зависимости от конструкции молниеприемника различают стержневые, тросовые, сетчатые и комбинированные М.

По числу совместно действующих молниеприемников их делят на одиночные, двойные и многократные.

Кроме того, по месту расположения М. бывают отдельно стоящие, изолированные и не изолированные от защищаемого здания. Защитное действие М. основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Благодаря этому свойству более низкое по высоте защищаемое здание практически не поражается молнией, если оно входит в зону защиты М. Зоной защиты М. называется часть пространства, примыкающая к нему и с достаточной степенью надежности (не менее 95%) обеспечивающая защиту сооружений от прямых ударов молнии. Наиболее часто для защиты зданий и сооружений применяют стержневые М.

Тросовые М. чаще всего применяют для защиты зданий большой длины и высоковольтных линий. Эти М. изготавливают в виде горизонтальных тросов, закрепленных на опорах, по каждой из которых прокладывают токоотвод. Стержневые и тросовые М. обеспечивают одинаковую степень надежности защиты.

В качестве молниеприемников можно использовать металлическую крышу, заземленную по углам и по периметру не реже чем через каждые 25 м, или наложенную на неметаллическую крышу сетку из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, имеющую площадь ячеек до 150 мм2, с узлами, закрепленными сваркой, и заземленную так же, как металлическая крыша. К сетке или токопроводяшей кровле присоединяют металлические колпаки над дымовыми и вентиляционными трубами, а в случае отсутствия колпаков – специально наложенные на трубы проволочные кольца.

М. двойной (многократный) – два (или более) М. стержневых или тросовых, образующих общую зону защиты.

М. одиночный – единичная конструкция М. стержневого или тросового.

М. отдельно стоящий – М., опора которого установлена на земле на некотором расстоянии от защищаемого здания, сооружения.

М.-сетка – М., в котором многократные горизонтальные молниеприемники пересекающиеся под прямым углом, укладываются на защищаемое здание, сооружение.

М. стержневой – М. с вертикальным расположением молниеприемника.

М. тросовый (протяженный) – М. с горизонтальным расположением молниеприемника, закрепленного на двух заземленных опорах.

Не рекомендуется название громоотвод.

Молниеотводы, мачты и опоры молниезащиты

Молниеотвод – конструкция, обязательная для большинства обособленных объектов и сооружений, где находятся люди.

Молниеотвод – это устройство, предназначенное для защиты объектов от прямых ударов молнии, приводящих к разрушению, возгоранию, взрыву. Молниеотводы применяются для защиты АЗС, складов с горючими и взрывоопасными материалами, нефтеперерабатывающих заводов, мест добычи жидких и газообразных топливных ресурсов. Аналогичная защита должна обеспечиваться в местах, связанных с массовым пребыванием людей: домах отдыха, санаториях и т.д.

Составными частями молниеотвода являются:

  • Молниеприемник, который преимущественно представлен металлическим стержнем, реже тросом или сеткой. Данная часть непосредственно на себя принимает удар молнии. Молниеприемник должен располагаться выше наиболее высокой части защищаемого объекта.
  • Несущая опора или поверхность (элемент сооружения), на которой расположен молниеприемник.
  • Токоотвод, передающий ток молнии в землю, который выполнен из стальной трубы, полосы или троса.
  • Заземлитель (горизонтальный или вертикальный), обеспечивающий растекание тока, изготовленный из стального стержня или уголка.

Особенности конструктивного исполнения молниеотводов

Молниеотводы могут являться как самостоятельной конструкцией, изготовленной на базе трубчатых и граненых опор или граненых мачт, так и конструкцией, совмещенной с коронами или кронштейнами мачт и осветительных опор.

  • Модели на базе опор, именуемые МОТ и МОГК, имеют высоту от 8 до 40 метров, в том числе высота штыревого молниеприемника, составляет от 1 до 10 метров. Молниеприемник вставлен в верхнюю часть опоры и зажат шпильками (болтами). Установка молниеотводов производится фланцевым способом, то есть фланец опоры совмещается с закладной деталью фундамента, что обеспечивает надежную установку и эксплуатацию. Область их применения: АЗС, нефтебазы, газохранилища, здания. Осветительные приборы могут быть закреплены на стволе молниеотвода с помощью кронштейнов. Сочетание двух функций способствует улучшению эстетического состояния объекта и сокращению общеэксплуатационных расходов.
  • Модель ВГМ оборудована на основе высокомачтовой опоры с мобильной короной и предназначена для защиты объектов, находящихся на больших открытых территориях: резервуары с мазутом, нефтехранилища, аэропорты. Молниеотводы ВГН, изготовленные на базе высокомачтовых опор со стационарной короной, применяются на объектах, используемых для хранения газа, нефти, мазута, легковоспламеняющихся и взрывоопасных химических веществ. Молниеприемник крепится над короной мачт. Высота молниеотводов обеих моделей формируется высотой молниеприемника и высотой ствола опоры и составляет от 20 до 70 метров. Их установка осуществляется на фундамент, состоящий из бетона и закладного элемента. Размер фундамента и тип закладного элемента определяются составом грунта, ветровой нагрузкой и количеством установленных на короне осветительных приборов. Функция защиты объекта сочетается с равномерным освещением большой территории.

Поверхность молниеотводов всех моделей защищена от коррозии методом горячего цинкования, что гарантирует их эксплуатацию в течение не менее 15 лет.

Молниеотводы, оборудованные на базе трубчатых и граненых опор и мачт, не только защищают объекты от прямого попадания молнии, но и обеспечивают защиту от перенапряжения в питающей сети. Данные типы молниеотводов имеют не только типовые решения, но и могут быть изготовлены в соответствии с техническим заданием заказчика.

Многофункциональность конструкций, применяемых для решения определенных технических задач, позволила эффективно сочетать функцию освещения и молниезащиты значимых объектов. Однако не исключены и самостоятельные конструктивные решения.

Как сделать молниеотвод — монтаж молниеотвода

Лишь только в 18 веке люди смогли понять природу молний и изобрести молниеотвод. Благодаря этому, они научились эффективно бороться с буйством грозы и избегать последующих неприятных последствий. Как сделать молниеотвод и защитить свое жилье, вы можете узнать из данной статьи.

Последствия от удара молнии в строение, которое не обустроено молниеотводом, могут быть значительными. Вот небольшой их перечень:

  • пожар в строении;
  • разрушение конструкций и строений;
  • выход из строя бытовой техники;
  • поражение током.

Если у вас есть загородный дом, надо обязательно установить на нем молниезащиту, она обезопасит дом и самое главное всех членов вашей семьи. Для этого вам надо хорошо знать, как сделать молниеотвод и применить эти знания на практике, сделав грамотный монтаж молниеотвода, согласно правилам и рекомендациям.

Из чего сделан

Система защиты от молний

Существует обязательный стандарт, который определяет требования к молниеотводам. Они состоят из следующих обязательных, основных частей:

  • молниеприемника, который принимает на себя удар молнии;
  • токоотвод, по которому ток перемещается к заземлению;
  • заземление, по которому электрический потенциал уходит в землю.

Молниеприемник

Они бывают различной конструкции:

Стержневой молниеприемник
  • Стержневой. Состоит из металлического стержня — это может быть труба, уголок, сечением больше 100 квадратных миллиметров и длиной от 0,5 до 2 метров.
Линейный молниеприемник
  • Линейный. Изготавливается из троса сечением больше 5 мм, который крепится на деревянных стержнях вдоль конька дома на полуметровой высоте. Обычно, такие молниеотводы устанавливаются на строениях с деревянной или шиферной крышей.
Сетчатый молниеприемник
  • Сетчатый, изготавливается из проволоки или арматуры толщиной 12 мм. Крепится такой молниеприемник на высоте 50 см от кровли. Очень важно соединить сетку со всеми металлическими предметами, которые присутствуют на крыше.

Токоотвод

Соединение с токоотводом схема

Токоотвод — это часть молниеотвода, которая отводит заряд молнии к заземлению. Обычно это стальная проволока в 6 мм, ее прикрепляют к молниеприемнику при помощи сварки.

Обратите внимание! Это соединение должно быть очень надежным и выдерживать нагрузку в 200000 ампер.

Токоотвод монтируют на стене, закрепляя скобами, и направляют в почву, где находится контур заземления. Помните, что токоотвод нельзя изгибать.

Заземление

Схема заземления

Заземлители изготавливаются из стержней гладкой арматуры, которые соединяются между собой сваркой.

Обратите внимание! В качестве соединения надо использовать прутья, сделанные из того же материала, что и заземлители, которые затем вбиваются в почву на глубину в 2 метра и пяти метрах от дома.

Токоотвод и заземление соединяются между собой при помощи сварки или болтового соединения.

Обслуживание

Контроль состояния заземления

При наступлении сезона, когда возможны грозы, надо обязательно произвести профилактический осмотр молниеотводов. Проверьте места соединений, а также постоянно контролируйте влажность почвы в месте, где расположено заземление. Оно должно быть влажным, так как сухая почва хуже проводит электрический ток. Если надо, то увлажните грунт. Для этого хорошо использовать соляной раствор.

Внешняя молниезащита

Раз в три года проверяйте контакты токоотвода и заземления. Убирайте с мест соединения ржавчину и грязь. Места, где вы использовали не сварные соединения, изолируйте гидроизоляционным материалом или специальной лентой.

Обратите внимание! Необходимо контролировать состояние заземлителей, под действием ржавчины они могут выйти из строя. Если надо замените их на новые.

Хорошо и грамотно сделанный и установленный молниеотвод будет надежной защитой вашим членам семьи и загородному дому.

Видео

Как осуществляется монтаж молниезащиты, наглядно представлено ниже:

Молниеотвод. Разновидности. Установка. Составляющие элементы %

Молниеотвод – это металлический стержень, установленный в вертикальном положении, который соединяется с
землей с использованием провода. Устройство способно предохранить сооружение от неожиданного удара молнии.

Что подразумевается под молниеотводом?

Молниеотвод (смотрите здесь http://рзск.рф/molnieotvodyi) может принимать заряд молнии, и в дальнейшем отводить его в саму землю.

Конструкция устройства представляется под видом нехитрого механизма. Здесь присутствует только три выше обозначенные простые части. Указанным выше способом устроены полностью все существующие на сегодняшний день молниеотводы. Одновременно с этим, два обозначенных элемента постоянно являются неизменными. Это контур заземления и сам токоотвод. Но, на подбор этих компонентов значительное воздействие оказывает разновидность конструкции выбранного приемника.

Из чего состоит молниеотвод?

В составе устройства присутствуют следующие незаменимые комплектующие элементы:

  1. Молниеприемник. Это металлический элемент, который на несколько метров располагается выше самой крыши.
  2. Заземление. Назначение этого заземляющего контура является достаточно простым. Он отправляет полученный заряд молнии непосредственно в саму землю.
  3. Токоотвод. Это толстая жила из меди и стали, ток по которой перенаправляется в специальный контур, предназначающийся для заземления.

Особенности установки молниеотвода

Молниеприемник устанавливается над защищающимся сооружением. Устройство окажется не лишним дополнением в ситуации, когда дом является одним из наиболее высоких в радиусе до 300 метров. Молниеотвод способен уберечь строение от возникновения не слишком приятной ситуации, а также от достаточно опасных исходов, которые связаны с попаданием молнии в само строение.

Виды молниеотводов

Стержневой молниеприемник – это специальное устройство, которое известно почти любому жителю частного сектора. Изделие представляется под видом простой металлической мачты. Ее можно установить, как на крыше сооружения, так и вблизи строения, вдоль стенки.

Большой популярностью в последнее время пользуется и линейный молниеотвод. Это металлическая проволока, натянутая между несколькими не слишком большого размера мачтами

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Что такое молниезащита, из чего состоит.

Поражение молнией может привести к пожару. К сожалению, далеко не все владельцы индивидуальных домов думают о способах защиты от прямых разрядов молнии. Молния может ударов в любые возвышенности земной поверхности. Также заряд может устремиться к любым высоким объектам. Но наиболее «удобен» для разряда молнии такой объект, который хорошо проводит электричество. Когда случается гроза, то происходит скопление электрических зарядов на земле и в облаках. Эти заряды равны по величине и обратны по знаку. Когда к молнии приближается к земле, происходит сильное изменение электрического поля рядом с землей. Наиболее сильным это изменение является в начальной фазе главного разряда. На различных деталях дома приготовленных из металла, то есть трубах, антеннах, кровле, — значительная разность потенциалов по отношению к земле.

Происхождение и появление молнии, в чем ее опасность?

Разность потенциалов может достигать десятков вольт. Соответственно, есть опасность возникновения искры в воздушном промежутке, длина которого может составлять несколько сантиметров. Если среда взрывоопасная или пожароопасная, может произойти взрыв или пожар. Если крыша жилого дома покрыта металлочерепицей, то процесс возникновения искры особенно опасен. К причинам высокой опасности можно отнести крепление и укладку кровельных листов, отсутствие заземления кровли по поверхности. Соответственно, во время разряда молнии рядом с домом могут возникнуть множественные очаги искрения. Одна из весьма надежных мер защиты — использование стержневых молниеотводов и заземление кровли.

 Рядом с домом или на доме можно установить стержневой молниеотвод. Он способен приблизить разряд прямого удара молнии к дому. В результате этого разряд прямого удара молнии к дому приблизится. Но при этом от защищаемого дома будет удалена зона формирования главного разряда молнии, то есть уменьшится величина шаговых напряжений. Вместе с пассивными можно использовать активные стержневые молниеотводы. Они способствуют образованию в предразрядный период лидеров ионизированного воздуха значительной высоты в направлении к молнии. Это создаст искусственный надземный канал для разряда молнии через молниеотвод.

 На самом деле вероятность поражения молнией жилых домов и хозяйственных построек не так уж велика. Но на практике каждый разряд молнии в здание, не защищенное соответствующим образом, влечет за собой серьезные разрушения. Наиболее опасны разряды молнии для деревянных домов, так как могут возникнуть пожары.

 Ток молнии не опасен для металлических проводников, сечение которых 35 мм кв и более, а также для металлических элементов дома, которые имеют хорошее соединение между собой и с землей. А вот если дом не имеет электрического соединения с землей или построен из непроводящего материала, например кирпича, камня, дерева, бетона и т. д., то при поражении  молнией возникает пробой на участке от точки удара молнии до земли. Возникает канал разряда молнии в толще непроводящего материала.

 Одновременно создается высокое давление и существенно повышается температура. В результате элементы дома, по которым проходит ток, могут быть разрушены. Деревянные или кирпичные стены могут даже расщепляться. Если канал разряда молнии, который имеет очень высокую температуру, соприкоснется с легковоспламеняющимися и горючими материалами или взрывоопасными смесями газов или паров, то может возникнуть пожар или взрыв.

 Если дом не имеет молниезащиты, то разряд молнии внутри него очень опасен для жизни людей, которые в нем находятся. Есть вероятность прохождения разряда через тело человека. Молния может ударить в провода воздушных линий, телефонных, электрических и др. В этом случае в проводах появляются вы потенциалы. Высокие потенциалы могут проникнуть в дома по проводам воздушных вводов, по подземным трубе водам и кабеля.

  Молниеотвод — это устройство, которое возвышается над защищаемым объектом. Через устройство проходит ток молнии, в результате молния минует защищаемый объект и отводится в землю. Молниеотвод состоит из молниеприемника, который принимает разряд молнии, токоотвода

 Принцип действия молниеотводов сравнительно прост. Как мы уже говорили, молния чаще всего поражает самые высокие металлические объекты, которые имеют связь с землей. В разряде молнии на молниеприемнике происходит скопление зарядов. Эти заряды создают высокое напряжение электрического поля на пути между развивающимся лидерным каналам молнии и вершиной заземленного молниеотвода.

Развитие заряда происходит в основном по этому пути. Ионизированный канал возникает и развивается с молниеотвода, что обуславливает разряд молнии в молниеотвод. Дом по высоте ниже, чем молниеотвод. Он оказывается защищенным, так как находится рядом с молниеотводом или под ним.

 Пространство вокруг молниеотвода защищено от удара молнии. У пространства вокруг молниеотвода есть название «зона защиты». Дом должен быть целиком и полностью расположен в зоне защиты молниеотвода. Молниеотводы могут быть отдельно стоящими или закрепленными на доме. По типу молниеприемников существуют стержневые и тросовые молниеотводы. Стержневые молниеотводы — это вертикально установленные стержни, на которых расположены молниеприемники, которые соединяются с заземлителями токоотводами.

Что такое молниеприемник и молниеотвод?

 Тросовые молниеотводы — это горизонтально подвешенные тросы, то есть провода, которые являются молниеприемниками. Трос крепится к опорам. По опорам прокладывают токоотводы. Они соединяют молниеприемник с заземлителем. Тросовые молниеотводы используются сравнительно редко. Их использование целесообразно тогда, когда нет возможности установить нужное количество стержневых молниеотводов. Но стержневые молниеотводы более просты и удобны.

 Как молниеприемники можно также использовать различные конструктивные элементы зданий. К ним можно отнести металлическую кровлю, трубы, отдельные проводники, сетку из стальных проводников, которые прокладываются по крышам домов. Если железная кровля дома соединена токоотводами заземлителем, то дополнительно молниеотводы устанавливать не нужно. В данном случае функцию молниеотводов выполняет металлическая сетка, которая принимает на себя разряды молнии.

 Такую сетку можно использовать для домов и коттеджей из кирпича и железобетона, которые имеют металлическую кровлю из листовых материалов, скрепляемых посредством кровельного шва. Данный способ защиты подходит и для плоской кровли. А вот для покрытия из металлочерепицы подобный способ не подойдет.

 В конце ХХ века стали производить активные молниеотводы. Сначала стержневые активные молниеотводы были оснащены источниками радиоактивного излучения. Считалось, что благодаря радиоактивному излучению над молниеотводом возникает канал ионизированного проводящего воздуха, который увеличивает высоту молниеотвода. И в результате увеличивается зона защиты. Безусловно, такие молниеотводы имели свои преимущества. Однако наличие радиоактивных материалов может быть опасно для жизни человека. Впоследствии в целом ряде стран стали производить и применять активные молниеотводы без радиоактивных материалов.

 Принцип действия молниеотводов основан на создании ионизированного канала воздуха. Ионизированный канал воздуха возникает благодаря электронным устройствам, которые активизируются в предгрозовой период. Электронные устройства обеспечивают канал для разряда молнии на землю через молниеотвод. Высота активного молниеприемника может быть не слишком большой — до 2 м. Молниеприемник устанавливается на коньке крыши. В результате внешний вид здания не страдает.

 Можно ли защититься от проникновения в дом опасных потенциалов по проводам ответвлений от воздушных линий? На воздушных линиях различного назначения, то есть телефонных, электрических и т. д., возникают высокие потенциалы. Они появляются при разрядах молнии в эти линии и вследствие электромагнитной индукции при разрядах молнии рядом с ними, то есть на расстоянии до 0,5-0,7 км. Высокие потенциалы могут проникать в дома по проводам. А это опасно как для людей, так и для электробытовых приборов, которые могут быть выведены из строя.

 В качестве защиты можно заземлить крюки или штыри изоляторов на опорах ВЛ и на стенах при вводе воздушных линий в дом. В этом случае импульсное сопротивление заземления нужно сделать как можно меньше, то есть не выше 20 Ом. Однако если на ближайшей к дому опоре сделать дополнительное заземление крюков и установить разрядниками, тогда  воздушные линии будут менее опасными для людей.

Молниезащита зданий каталог

На здании любого предприятия необходимо выполнить установку системы молниезащиты, которая является необходимым элементом техники безопасности и в случае удара молнии сможет уберечь от людских жертв и больших финансовых убытков. В процессе работы над проектом системы молниезащиты для зданий и сооружений в учёт берутся такие факторы, как предназначение производства, нюансы его конструкции и размещение объекта, для определения частоты гроз.

Молниезащита зданий и сооружений промышленности проектируется в зависимости от вида опасного воздействия, которое проявляется от разряде молнии:

  • Прямой удар молнии несёт термическую и механическую опасность для сооружения.
  • Второстепенное действие приводит к появлению электрического тока в токопроводящих цепях здания (проводка, трубы и т.п.). Это может привести к искрению и нагреву металлических конструкций, что спровоцирует пожар или взрыв.
  • Занос высоких потенциалов через токопроводящие конструкции непосредственно в электрооборудование и вывод его из строя.
Самой большей опасности подвержены высотные объекты на производстве – мачты, опоры ЛЭП и др.


Молниезащита зданий и сооружений с индивидуальным комплексом мер

  • Системы для высотных объектов и металлических сооружений выполняется с использованием заземления всего каркаса не менее чем в двух местах.
  • Системы для открытых сооружений, где высока взрывоопасность, выполняется с использованием стержневого отвода молний, или же молниеотводов монтируемых внутри самих установок.
  • Подстанции, на которых используются устройства распределения от прямого попадания молнии, защищаются с применением молниеотвода из троса или стержня. Если сопротивление конструкции заземления у подстанции менее 1Ом, молниеотвод подключают непосредственно к заземлителю, иначе выполняют монтаж дополнительного молниеотвода.
  • Трубы на заводах и фабриках защищаются молниеотводом из стальных стержней сечением 25мм. Количество стержней молниеотвода зависит от высоты трубы. Для труб более 40 м, монтируют два спуска, менее 40м – достаточно одного.
Для остальных промышленных зданий и сооружений молниезащита проектируется в соответствии с нормативной документацией.

Громоотвод — пассивная защита от молнии

Давайте рассмотрим, составляющие систем пассивной молниезащиты.
Заземление — это система заземлителей и заземляющих проводников, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно, или через промежуточную проводящую среду. Заземление необходимо, для рассеивания электрического тока в грунте.
Молниеотвод это проводник, соединяющий систему заземления с молниеприемником. По нему отводится электрический разряд с молниеприемника в систему заземления.
Молниеприёмник — это устройство, перехватывающее разряд молнии, выполненное из токопроводящих материалов и устанавливаемое на наивысшей точке строения. Основная задача — принять на себя и отвести удар молнии через молниеотвод, тем самым обеспечить сохранность строения и самое главное человеческой жизни.
В зависимости от конструктивных особенностей строений пассивная защита от молнии может быть: стержневая, тросовая или сетка «Фарадея».

Основные формы громоотвода

Стержневая молниезащита имеет форму классической молниезащиты. На самой высокой точке строения устанавливается стержневой молниеприемник. Расчет и проектирование стержневой молниезащиты происходит путем определения угла защиты;

Тросовая защита от молнии представляет собой не что иное как стержневая грозозащита установленная на противоположных сторонах одного и того же здания и соединена между собой тросом. Расчет и проектирование тросовой молниезащиты также происходит путем определения угла защиты;

Сетка «Фарадея» отличается от двух предыдущих систем тем, что на кровле здания устанавливается не стержневой молниеприемник, а по кровле раскладывается горизонтальный молниеприемник в виде сетки, с определенным шагом ячейки и с учетом захвата каждого отдельного выступа на кровле.

Чаще всего при монтаже систем молниезащиты применяется комбинированный подход, и с использованием несколько видов молниезащиты одновременно. Этот подход оптимизирует затраты и дает высокую степень защиты. Область применения пассивной молниезащиты – все здания и сооружения, где живут и работают люди, производственные сооружения, памятники архитектуры, зверофермы т.д.
Защита от молнии – неотъемлемая инженерно-техническая часть любого здания.

Бесплатная доставка по России до объекта при комплексной поставке.  


Lightning Rods — Lightning Rod

Молниеотводы были первоначально разработаны Бенджамином Франклином. Громоотвод очень прост — это заостренный металлический стержень, прикрепленный к крыше здания. Стержень может быть дюйм (2 см) в диаметре. Он подключается к огромному куску медного или алюминиевого провода диаметром около дюйма. Провод подключается к проводящей сети , закопанной в земле поблизости.

Назначение громоотводов часто понимают неправильно. Многие считают, что громоотводы «притягивают» молнию.Лучше сказать, что молниеотводы обеспечивают путь с низким сопротивлением к земле , который может использоваться для проведения огромных электрических токов при возникновении ударов молнии. В случае удара молнии система пытается отвести опасный электрический ток от конструкции и безопасно заземлить. Система способна справляться с огромным электрическим током, связанным с ударом. Если удар касается материала, который не является хорошим проводником, этот материал будет сильно поврежден нагреванием.Система громоотвода является отличным проводником и, таким образом, позволяет току течь на землю, не вызывая теплового повреждения.

Молния может « прыгнуть вокруг » при ударе. Этот «прыжок» связан с электрическим потенциалом поражаемой цели по отношению к потенциалу земли. Молния может ударить, а затем «искать» путь наименьшего сопротивления, прыгая к ближайшим объектам, которые обеспечивают лучший путь к земле. Если удар происходит рядом с системой громоотвода, система будет иметь путь с очень низким сопротивлением и затем может совершить «прыжок», отводя ток удара на землю, прежде чем он сможет нанести какой-либо дополнительный ущерб.

Как видите, громоотвод предназначен не для того, чтобы привлекать молнию — он просто обеспечивает безопасный выбор для удара молнии. Это может показаться немного придирчивым, но это не так, если учесть, что громоотводы становятся актуальными только при ударе или сразу после него. Независимо от того, присутствует ли система громоотвода, удар все равно произойдет.

Если конструкция, которую вы пытаетесь защитить, находится на открытой плоской поверхности, вы часто создаете систему молниезащиты, в которой используется очень высокий громоотвод.Этот стержень должен быть выше конструкции. Если область окажется в сильном электрическом поле, высокий стержень может начать посылать положительные стримеры в попытке рассеять электрическое поле. Хотя не факт, что стержень всегда будет проводить разряд молнии в непосредственной близости, он имеет лучшую возможность, чем конструкция. Опять же, цель состоит в том, чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением к земле в области, которая может получить удар. @ 6k $ @ 8N`MA (‘k5b> u9N9-nC * 26TU%! A24r0BLO + P «CaA2% BNT’25; u;) 9 =! # (DQDg FW ([rRL & 8G: FUt? Ab-aeni [> PM? T / * \ B =) u5KH *) \ K [) — f «1s`nn + Jk.Q] 67E! Z + 9 ~> конечный поток эндобдж 15 0 объект > / ExtGState> >> эндобдж 16 0 объект > ручей rVlfqs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! qu? Kgs8W & ts8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Vf`s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! h3-icoDejjs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! q # C? ks8W-! s8W-! s8W & ss8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s / [email protected] _Da @ s8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W) ts8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8VMOA8e4: s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, / Br7G? = P3ZRs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! p \ Omes8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! R> C4t_dT # 6s8Lp> s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s6P-4 f = ucClMpn_nGE7cs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8UPqnGiOg`) PChb \ Ut = s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! p \ Fd`s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, BTE «rks7U0.s0cB9U]: Aos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s0UJZs8W, # BDV7 _> @ lgos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, jl21M \ s8S_Os8W-! s0uafNn (F5 eGoOJs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! p & 4ger; Zfss8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, m_Pt? Is3o \ omf3 = es8VM! MPU: @Dkt; 1s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s5 (h9 #) ss8W-! Rt%? dqPn5Qec5 [Ls8W -! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8KK ^ F * 5dXK6WRZs8W-! s8STj k5YJ $ A; d / Vs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! qu? QgrVuots8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, * TY> _dY ^ &] is8W-! s8W, RQhCCYmrOq3kl: \ _ s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! duC8T = 208g; @ $ puos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s3% PAs3aGSl * \ h: s8W-! s8W & ls8W-! i: 2qes8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8; `aqu?] rs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, ni:? 6 * s8W + k; «jYOs8W-! s8W-! s8W-! s8Du2LB%; R s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s7H * `Z1 \.s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Tdos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W -! \ uu) 5rVliss8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, T \, ZL.s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, sn, NFfs75 + Js8W-! rggb & s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! p; 6e.s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s7lBhs8W, \ p & G’ls8U9) s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8U-‘rrIrhuE`Vs8W-! s8W-! s8W-! s8W) sr;? Tps8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, (TE «rks8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! pg; qYs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8V3rGlRgD s8W-! s8W-! s8W-! s8W # qrr2rts8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, dB’oWus8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s.? ks8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, mGgV (+ ZN’t) s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s1sT094dr! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8V [8F8rKU; «akgs8W-! s8W-! s8MoprV? Kns8W) us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, DMuWh # 1p? RZs8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s + ness) r2Xs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, us8TP> cN! pU! — \ DBs8W-! s8W-! s8) WmrVccrs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W + o _ # OH7d9ZDEs8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! k $ Ri ^ s8? E5Fs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8V17f) PdMD + FX + s (jLds8W-! s8W-! s8W-! oDAR \ p% \ Ibs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s-D [Es8Ubms8W-! jEge) s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8T, [qZ $ T \) 4: I (s1 & BQs8W-! s8W-! s8W-! q «t! ap \» @ YrVuot s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! nRf) PdMs8Qb-s8W-! s8W-! s8W-! qtpBls8N & us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! nG3 + as2C # u s8W-! s4VPos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, UEA @ `Ss8W-! s8VQNs8W-! s8W-! s8W-! rr) Zmrr) lss8W-! s8W-! s8W-! p> u> C [/ U + * p «o`Kl0 / 0Is8K = es8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s7c9fs8W-! s5% Dfs8Drsr; -; R / Gq7cYi @ SLk5T \ huA \ kq: b38 lh: AYs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, `nGiOgs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s6QNQM1C25KnanjL5 (\ ELY; _- s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Q [jrrs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Q7Bli7 «bs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s6:; Us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! r; QWjrVuots8W-! s8W-! s8W-! fMhb,>)% uJVLuI; S; «% lIu% gPBWPTRU2], ls8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8,> + h> dNTs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s4% OW s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! rVuchrr [HEd] tbBs8W-! s8W-! s8W, uqu6Wq s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! km $ GB7e [A: SW1g].+ s3Xf? qu?] WURI2Bs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8SVHs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8VbMo` * + 2 s8W-! s-] b-BC5a! s8W-! s8W-! s8W-! rquQdrVliss8W-! s8W-! s8W + lX’-VZIJr) s8W-! Y \ Lu> `6NCqjIX6gs8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! HlZqYs8W-! S8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! ejiG19’ZHVs5e0es5rLMC # Ilhli7 «bs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8T + Us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Q [fG!: 9Qs8W + aOSo.WrnlB.i + _QXs8W-! s8W-! rr2oss8W-! s8W-! s8W-! s8W + ffDkmNs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W + k; jC4A s8W-! A # oY0qu> Rs8W-! s8W-! s8N # rrVuot s8W-! s8W-! s8W + aeGoRKs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, J VZ3gIs8W «дБ».$ Des- (DeWj! Ci3p $ CMI? HB4YFY @ D) WoL ?? = Y] 85) NI 92% lN: e4) N: .n / P9h2-Apk [\ GT; S3CSN *; s8Q! T # nq;! Vs8W, fH> 7 & 6 [-k! -E! .ECs8W-! S8W-! QY: ‘ я ! S8W- s1iNbs8Drrr; Х1 & JGlj & n15H && Jq & делают & U & Zs8W — && ч & WrJh2 & JY && QS && s8W & K & NK9 && O_Z && HJrVuots8W & _rr & NipQX && r88u & A2mE &&&&& gQJLBU7 & tGfX0Hd &&&& dLuuSdZqrZ && J & AD3 & ioY3BB2 & sYNfT6 & dVPg & Z & _B_gauN1KKVjP &&&& D & i7BU..CRU & JQU &&&& Xn5L & eMlHP & JZ &&& G & Nb3s4p0dHN & Х &&&& W & QOH & ts8W- & WM & т && Y9 & ms8W- & Ds8Mrrs8W- & ts8W — && us8W- & U & us8W- & Us8W- & URR && D & eGoRKs8W- & ls6tD_ & us8W- & D & urgf && M & O & JVJSh7 & F_u & D85Dg && AgXt-5inN & G & us8W- & qs8W — && Qrr &&& ss4M && us8N && Х6 && р & us8W — && rSs4KOV & Es8W- & м && Q & gjmJm4ds & B & G && rXs8W — && i5r && fDAEW && us8Vons & Jj & п && L7l- & NMg52 & etrh & J && J & ес & Х5 & ts8W- & ss8W- & G && B &&&& Whs8W- & uoCi4 & US8 & U & us8W- & urqQNn && Ys8W — && Ds8W- & us8W & e55s8TZ & US8: & us8W & Ys8W — & us8W — && us8W- & U2 & F & GbaNDcXe & М & e55s8W- & K & us8W — &&& Ys8W- & ss8W- & Whs8W- & ss8W — &: & N && Ys8W- & nQ6 &&& QJ && LPs8W — && у && s2 & us8W & ts8W- & urqlZms5GMSs7uWnqZ & ts8W- & ts8W &&& У &&& р & ts8W- & Ed & L4Fu.J: N & rJqSQ &&&& ИД && г &&& Ю.Г. && J & eYfk & jSMN & T: D & UY.1sKYd1 & e_ & м — && VSqR & C && bD1Id & llOBfoAZ && V: &&& e.akR38HM & sKOPOEK & Au &&&&& mrVlWgq & us8W & ts8W- & ts8W- & URR & us8W- & т & us8W — && RQ & rqZ & us8W & rVuips4 & СРБ & us8W- & fDhmSmXAQ && SJ && us8W- & rrr2rts8W — && us8W- & J & us8W- & J5 & us8W- & EGJ &&&& ts8W- & nmSlrdRZ &: & U && G && B &&& G & I & ANF & ts8T & S-4s8W- & us8W- & ls8W- & s8W — &&& Zs8W — && ч && rXs8W- & Qu & e55s8W — && is8W- & urr2rts7 && YdCs8W- & ts8W- & ss8W- & && Биду & А0 & ts7ZEks8Vups8W- & J &: & В9 & js8W — && D4A7pD & TQ1 && Et: 7A && us8U & Ys8W && s8W- & J &&& us8W — &&&& k7ns8W — && bs8W — &&& Kt & ч && && s8VfFZ & is8W- & PLC.& U & rXs8W- & Y & s8W & U & И. & B & s8W- & WHS &&& O & s8W- & kI_I & ls8W — &&& ss8W- & s8W & SQs7AV5s8W- & s8W- & s8W- & s8W- & K8 & ZFK: & U && TdmVr && MPTX && Bam & && Р & Например, & Х & Q & FcR3 && F & БИФ &&& :: & HM & м & J & охраны труда и промышленной 0fs8w-> 7s8w-> 2>

Громоотвод: кто его изобрел и как работает

Он привязал металлический ключ к своим воздушным змеям и продолжал запускать их в штормовые дни до тех пор, пока 15 июня 1752 г.Электричество шло по струне воздушного змея, пока не достигло ключа. Так он продемонстрировал, что можно притягивать молнии к металлическим конструкциям, тем самым уберегая другие элементы от ударов.

Год спустя, в 1753 году, начали устанавливать первые громоотводы. Металлические стержни от пяти до десяти метров длиной с медным или платиновым наконечником (материалы с высокой электропроводностью). Их постепенная установка на крышах в Соединенных Штатах (а позже и во всем мире) помогла спасти бесчисленное количество жизней и предотвратить пожары.

Как только молния попала в ловушку, металлический стержень продолжился в форме проводящей линии . Эта линия была сделана из металлических стержней или медной проволоки. В любом случае их функция — подводить электричество к земле. Диссипатор , который является не чем иным, как продолжением этой линии, был помещен под землю. Там электричество молнии разбавляется и поглощается, никому не причиняя вреда.

Эволюция оригинальной молнии: Никола Тесла

С тех пор, как Франклин придумал свою великую идею, шел дождь (и гремел).Тем не менее, почти 300 лет спустя по всему миру существует множество громоотводов, которые продолжают использоваться именно так, как он их разработал. Металлический стержень с медным наконечником, проводящая линия также имеет медь и подземный рассеиватель.

Однако эта схема претерпела важные изменения. В 1918 году Никола Тесла , первооткрыватель переменного тока заметно усовершенствовали изобретение. Он понял, что кончик громоотвода ионизирует воздух и по этой причине притягивает молнию.Однако в то же время он преобразовал циркулирующий воздух в проводник, что могло вызвать неконтролируемые повреждения. Так был основан молниеотвод с точкой сбора и достаточным основанием , который был намного безопаснее оригинала.

Позже сочетание новых материалов и новых технологий сделало громоотвод еще более изощренным, особенно в двух направлениях:

  • Деионизирующие молниеотводы с электростатическим зарядом: , которые предназначены для устранения электрических полей в конструкциях, тем самым предотвращая образование на них молнии.Сегодня большинство специалистов считают, что не доказали его эффективность.
  • Молниеотводы с разрядным устройством : они измеряют электростатические заряды облаков, чтобы предсказать, когда будет произведена молния. Обнаружив его, они запускают вверх электромагнитный импульс, который служит для захвата болта на расстоянии. Таким образом уменьшаются возможные повреждения болта при падении на молниеотводы.

Интересные факты и анекдоты про молнии и громоотводы
  • Краны не молниезащиты: принцип действия громоотвода основан на сочетании отрицательного электрического заряда шторма с положительным электрическим зарядом земли.Молния притягивается металлическими проводниками. Это также относится к металлическим конструкциям, таким как краны, которые становятся огромным коллектором молнии.
  • Эйфелева башня была спроектирована как гигантский громоотвод: на самом деле, она была спроектирована как лаборатория для всех типов научных исследований, но особенно для проверки теорий об электричестве и метеорологии. Этот громоотвод высотой более 325 метров получает в среднем 5 ударов молнии в год. В 1902 году впервые фотограф М.Ж. Лоппе увековечил момент, когда буря стала эмблемой Парижа.

Громоотвод: не столь шокирующее изобретение

Питер Хархольдт

Верхняя часть громоотвода , сконструированного Бенджамином Франклином. Этот экземпляр из коллекции Франклиниана Института Франклина в Филадельфии. Предоставлено сайтом, посвященным 300-летию Бенджамина Франклина.

Молния — сила, с которой нужно считаться. Он может ударить со скоростью, равной одной трети скорости света, и при температуре, превышающей 50 000 градусов по Фаренгейту.Мы все видели красивые вспышки света и слышали ревущие ударные волны грома, но у большинства людей нет личного опыта в отношении ущерба, который молния может нанести зданиям, кораблям и многим другим строениям, не говоря уже о травмах и смертельных исходах, которые она может вызвать. людям. За это мы можем поблагодарить гениальное изобретение Бенджамина Франклина — громоотвод.

На протяжении веков молния была загадкой, которую часто считали стихийным бедствием. Многие философы и ученые середины восемнадцатого века подозревали, хотя и не могли доказать, что молния — это электричество.Теперь мы знаем, что молния возникает, когда в облаках накапливается избыточный электрический заряд. Когда заряд становится достаточно большим, его можно выпустить, внезапно прыгнув с облаков на землю. Когда были проведены эксперименты с попыткой «вытянуть искры» из молнии, было окончательно доказано, что грозовые облака наэлектризованы, а молния — это электрический разряд.

Первый эксперимент был проведен под руководством ученого Томаса-Франсуа Далибара, который перевел некоторые книги Франклина с английского на французский.10 мая 1752 года в деревне Марли-ла-Виль недалеко от Парижа они установили высокий железный стержень, изолированный от земли винными бутылками, и сумели получить искры от молнии.

В знаменитом эксперименте с воздушным змеем в Филадельфии Бенджамину Франклину удалось вытянуть искры из грозовых облаков. Считается, что эксперимент Франклина на самом деле произошел 15 июня 1752 года — после эксперимента в Марли-ла-Виль, но до того, как он получил известие об его успехе. Филип Дрей обсуждает, почему эксперимент Франклина вызывает споры в своей книге Похищение грома Бога: громоотвод Бенджамина Франклина и изобретение Америки .Он заявляет, что Франклин очень скрытно относился к плану и проведению экспериментов, и единственным очевидцем был его сын Уильям, который никогда не давал никаких заявлений по этому поводу. В результате нет конкретных доказательств того, что эксперимент действительно имел место; тем не менее, это общепринято считать правдой. Тайна, которая окружает эксперимент с воздушным змеем, делает его одной из самых любимых историй Америки.

Карриер и Айвз, Библиотека Конгресса

Американская легенда гласит, что Франклин открыл электричество с помощью знаменитого эксперимента с воздушным змеем.Эта версия написана самыми известными литографами XIX века Каррье и Айвсом.

В описании Дреем эксперимента с воздушным змеем «Франклин нес с собой воздушный змей, который он сделал из шелка и кедра. К вершине вертикальной палки он прикрепил заостренную проволоку, которая возвышалась на фут или более над деревом. Шпагат, ведущий вниз от воздушного змея, был привязан к шелковой ленте, а на шелковой ленте болтался ключ. Было важно, чтобы Франклин и Уильям стояли в помещении, потому что шелковая лента должна оставаться сухой… »Лента должна быть сухой, чтобы действовать как электрический изолятор.Без шелка, изолирующего ключ от земли, любой электрический ток проходил бы прямо в землю, а не собирался бы в ключе. Франклин сообщил, что во время ожидания видел отдельные пряди конопли, стоящие дыбом, и поднес костяшку пальца к ключу, получив легкий шок. Как только начался дождь и намочил струну, от ключа к руке Франклина начали вырываться искры.

Убедившись, что молния действительно является электричеством, и зная, что для ее притяжения можно использовать железный стержень, Франклин установил первый громоотвод на крыше своего дома, чтобы продолжить испытания.В своей книге «Эксперименты и наблюдения за электричеством» , он утверждает, что «железный стержень, помещаемый снаружи здания, из самой высокой его части, продолжающийся вниз во влажную землю… получит молнию на своем верхнем конце, так что он привлечет ее. чтобы предотвратить его удар по любой другой части; и, обеспечив ему хорошее проникновение в землю, предотвратит повреждение любой части здания ». Эта книга, изданная в Лондоне в 1751 году, была переведена и распространена по Европе, оказав огромное влияние на мир науки.Осенью 1752 года он опубликовал отрывок в 1753 году Альманах бедного Ричарда , в котором подробно описывалось, как можно защитить свой дом или судно от молнии:

Как обезопасить дома и т. Д. от МОЛНИИ.
Он угодил Богу в Его благости к человечеству, наконец, открыв им средства защиты их жилищ и других построек от бедствий грома и молний. Метод заключается в следующем: предоставьте небольшой железный стержень (он может быть сделан из стержня, используемого гвоздезабами), но такой длины, чтобы один конец находился на трех или четырех футах во влажной земле, а другой — на шести или четырех футах. восемь футов над самой высокой частью здания.К верхнему концу стержня прикрепите около лапки латунной проволоки размером с обычную спицу, заостренную до мелочей; стержень может быть прикреплен к дому несколькими небольшими скобами. Если дом или сарай длинные, на каждом конце может быть стержень и острие, а по хребту — средний провод. Обставленный таким образом Дом не будет поврежден Молнией, поскольку он притягивается Точками и проходит сквозь Металл в Землю, не повреждая ничего. Суда также, имеющие заостренный стержень, закрепленный на вершине их мачт, с проволокой от основания стержня, идущей вниз, вокруг одного из кожухов, к воде, не будут повреждены молнией.

«Современный Прометей», всемирно известный немецкий философ Иммануил Кант по имени Бенджамин Франклин, как записано в историке Х.В. Книга Брэнда Первый американец: Жизнь и времена Бенджамина Франклина . В греческой мифологии Прометей был известен как разумный и гуманный бог, принесший огонь с небес на землю на благо человечества, что, безусловно, отражает вклад Франклина в обеспечение безопасности «небесного огня».

Библиотека Конгресса

Эксперимент с воздушным змеем и полученный из него громоотвод сделали Франклина всемирно известным.Эта японская версия рассказа называется «Фуранкурин то каминари но зу».

Франклин никогда не запатентовал свое изобретение. Дрей говорит, что Франклин «считал, что продукты человеческого воображения не принадлежат ни одному человеку и должны разделяться всеми». Хотя Франклин воздерживался от патентования по моральным соображениям, получить патент в колониальной Америке было непросто. Поскольку не было стандартного национального процесса патентования, приходилось получать отдельный патент от каждой отдельной колонии.

Несмотря на то, что сегодня широко распространено мнение, что громоотводы эффективно уменьшают повреждения конструкций, ведутся споры о том, как именно они должны работать и какая форма лучше всего. Франклин считал, что лучшая форма — это острый заостренный стержень. Похоже, он верил, что, хотя громоотвод действительно действует как канал для молнии, он также может помочь предотвратить удар молнии, отводя часть заряда от облаков на землю. По его собственным словам, «заостренный стержень либо предотвращает удар облака, либо, если удар сделан, безопасно проводит его к земле и к зданию.”

По мере того, как эксперименты продолжались и развивались, теперь считается, что заостренный стержень не предотвращает удара. К. Б. Мур, Г. Д. Олич и Уильям Райсон пришли к заключению в журнале Journal of Applied Meteorology , что «никогда не было представлено достоверных свидетельств того, что молниеотводы разряжают грозовые облака или что они предотвращают нанесение ударов в грозовых облаках». Принято считать, что заостренный стержень на самом деле притягивает молнию, вызывая повышенный заряд в окружающем воздухе.В этом аспекте жезл Франклина был успешным в создании точки контакта для удара молнии, а также в создании безопасного пути для достижения земли.

Служба национальных парков

Франклин установил громоотвод на своем собственном доме на 141 Хай-стрит (ныне Маркет-стрит) в надежде побудить других поступить так же. Это сработало.

Споры о том, какая форма стержня наиболее эффективна, продолжаются и сегодня. Поскольку громоотвод используется исключительно как приемник молнии, были проведены исследования, чтобы проверить, будет ли стержень с круглым наконечником лучше, чем заостренный наконечник.Чарльз Б. Мур из Лаборатории атмосферных исследований им. Ленгмюра при Горно-технологическом институте Нью-Мексико провел полевые исследования, чтобы сравнить эффективность стержней с заостренными и круглыми наконечниками. Заостренные и закругленные стержни размещались в полевых условиях, где оба типа разного размера «соревновались» за удары молнии. По круглым стержням ударяли тринадцать раз, а по острым стержням ударов не производилось. Это соответствовало результатам лабораторных испытаний, и группа, работавшая над проектом, пришла к выводу, что для привлечения ударов молнии лучше использовать закругленный стержень.Тем не менее, споры по-прежнему продолжаются, поскольку некоторые люди по-прежнему считают, что лучше всего использовать остроконечный стержень.

С момента изобретения Франклина люди пытались улучшить громоотвод. Никола Тесла, известный изобретатель и крупный исследователь электротехники, в 1916 году подал патент № 1266175 на громоотвод. В этом патенте он подробно описал стержень странной формы, состоящий из множества металлических стержней, расходящихся наружу от центрального полюса. Он утверждал, что форма была предназначена для эффективного перехвата ударов молнии, не вызывая заряда окружающей среды, что могло бы привлечь больше молний, ​​вызывая опасность.

Теодор Хорыдчак, Библиотека Конгресса

Монумент Вашингтона изображен здесь с громоотводом в стиле Франклина.

Сегодня у нас есть хрупкие электрические системы, которых не было во времена Франклина. Громоотводы помогают предотвратить возгорание и повреждение конструкций, но они не предотвращают «вторичные эффекты» поражения молнией, включая повреждение компьютеров и другого электрического оборудования. В результате люди разработали другие методы защиты от молний.Устройства защиты от перенапряжения могут уменьшить повреждение электрических систем, нейтрализуя скачок напряжения, вызванный ударом молнии. «Детекторы молний», как следует из названия, могут обнаруживать риск ударов молнии, что позволяет пользователю выполнять такие действия, как отключение устаревшего электрического оборудования.

Пока исследования продолжаются, нет споров о важности и необходимости молниезащиты. По оценкам Национального института молниезащиты, «ежегодно в США молния вызывает более 26 000 пожаров с материальным ущербом на сумму более 5-6 миллиардов долларов.«Невозможно представить, какими были бы эти цифры без систем молниезащиты и предупреждения. Хотя более совершенные системы предотвращения молний продолжают развиваться, их корни можно проследить до Бенджамина Франклина и его изобретения.

Источники:
  • Brands, H. W. Первый американец: жизнь и времена Бенджамина Франклина . Нью-Йорк: Doubleday, 2000.
  • .
  • Дрей, Филипп. Похищение грома Бога: громоотвод Бенджамина Франклина и изобретение Америки .Нью-Йорк: Random House, 2005.
  • Финк, Мика. «Дикая планета: смертоносное небо — как образуется молния». ПБС . 17 марта 2010 г. .
  • Франклин, Бенджамин. «О молнии и методе (теперь используемом в Америке) защиты зданий и людей от ее вредных воздействий». Эксперименты и наблюдения электричества, сделанные в Филадельфии в Америке . 4-е изд. Лондон: напечатано для Дэвида Генри и продано Фрэнсисом Ньюбери, 1769.479-85. Franklinpapers.org . Американское философское общество, Йельский университет, Гуманитарный институт Паккарда. 18 марта 2010 г.
  • «Основы молниезащиты — Национальный институт молниезащиты». Национальный институт молниезащиты (NLSI). 25 февраля 2010 г. .
  • Кридер, Э. «Бенджамин Франклин и первые проводники молний.” Meteohistory.org . Международная комиссия по истории метеорологии, 2004 г. 14 марта 2010 г. .
  • «Громоотвод». Британская энциклопедия . 2010. Британская энциклопедия онлайн. 17 марта 2010 г. .
  • Маллик, С. Лабораторное исследование молниеносных характеристик рассеивающих устройств. Дисс. Государственный университет Миссисипи, 2009.
  • Мур, К. Б., Г. Д. Олич и Уильям Райсон. «Обоснование использования молниеотводов с тупым концом в качестве рецепторов удара». Журнал прикладной метеорологии 42,7 (2003): 984.
  • Тесла, Никола. Протектор молнии. Патент 1266175. 14 мая 1918 г.

Учебник по физике: Lightning

Пожалуй, самым известным и мощным проявлением электростатики в природе является гроза. Грозы неизбежны от внимания человечества. Их никогда не приглашали, никогда не планировали и никогда не оставляли незамеченными.Ярость удара молнии разбудит человека посреди ночи. Они отправляют детей бросаться в родительские спальни, взывая к уверенности в том, что все будет в безопасности. Ярость удара молнии способна прервать полуденные разговоры и дела. Они — частая причина отмены игр с мячом и прогулок в гольф. Дети и взрослые одинаково собираются у окон, чтобы наблюдать за отображением молний в небе, трепещущие перед мощью статических разрядов. Действительно, гроза — это самое яркое проявление электростатики в природе.

В этой части Урока 4 мы обсудим два вопроса:

  • Каковы причина и механизм поражения молнией?
  • Как громоотводы защищают здания от разрушительного воздействия удара молнии?

Накопление статического заряда в облаках

Научное сообщество давно размышляет о причинах ударов молнии.Даже сегодня это предмет многочисленных научных исследований и теоретизирования. Детали того, как облако становится статически заряженным, не совсем понятны (на момент написания этой статьи). Тем не менее, есть несколько теорий, которые имеют большой смысл и демонстрируют многие концепции, ранее обсуждавшиеся в этом разделе Физического класса.

Предвестником любого удара молнии является поляризация положительных и отрицательных зарядов внутри грозового облака. Известно, что вершины грозовых облаков приобретают избыток положительного заряда, а низы грозовых облаков приобретают избыток отрицательного заряда.Два механизма кажутся важными для процесса поляризации. Один из механизмов включает разделение заряда посредством процесса, который похож на зарядку трением. Известно, что облака содержат бесчисленные миллионы взвешенных капель воды и частиц льда, которые движутся и кружатся в турбулентном режиме. Дополнительная вода из земли испаряется, поднимается вверх и образует скопления капель по мере приближения к облаку. Эта восходящая влага сталкивается с каплями воды в облаках. При столкновении электроны отрываются от поднимающихся капель, вызывая отделение отрицательных электронов от положительно заряженной капли воды или кластера капель.

Второй механизм, который способствует поляризации грозового облака, связан с процессом замораживания. Повышение влажности сопровождается более низкими температурами на больших высотах. Эти более низкие температуры вызывают замерзание скопления капель воды. Замороженные частицы имеют тенденцию более плотно сгруппироваться и образуют центральные области кластера капель. Замороженная часть скопления поднимающейся влаги становится отрицательно заряженной, а внешние капли приобретают положительный заряд.Воздушные потоки внутри облаков могут оторвать внешние части скоплений и унести их вверх, к вершине облаков. Замороженная часть капель с их отрицательным зарядом имеет тенденцию тяготеть к нижней части грозовых облаков. Таким образом, облака становятся еще более поляризованными.

Считается, что эти два механизма являются основными причинами поляризации грозовых облаков. В конце концов, грозовое облако становится поляризованным: положительные заряды переносятся в верхние части облаков, а отрицательные части тяготеют к нижней части облаков.Не менее важное влияние на поверхность Земли оказывает поляризация облаков. Электрическое поле облака распространяется через окружающее его пространство и вызывает движение электронов на Земле. Электроны на внешней поверхности Земли отталкиваются нижней поверхностью отрицательно заряженного облака. Это создает противоположный заряд на поверхности Земли. Здания, деревья и даже люди могут испытывать накопление статического заряда, поскольку электроны отталкиваются дном облака. С облаком, поляризованным на противоположности, и положительным зарядом, индуцированным на поверхности Земли, все готово для второго акта драмы удара молнии.

Механика удара молнии

По мере увеличения накопления статического заряда в грозовом облаке электрическое поле, окружающее облако, становится сильнее. Обычно воздух, окружающий облако, был бы достаточно хорошим изолятором, чтобы предотвратить разряд электронов на Землю. Тем не менее, сильные электрические поля, окружающие облако, способны ионизировать окружающий воздух и делать его более проводящим.Ионизация заключается в отрыве электронов от внешних оболочек молекул газа. Таким образом, молекулы газа, из которых состоит воздух, превращаются в суп из положительных ионов и свободных электронов. Изолирующий воздух превращается в проводящую плазму . Способность электрических полей грозового облака преобразовывать воздух в проводник делает возможной передачу заряда (в виде молнии) от облака к земле (или даже к другим облакам).

Удар молнии начинается с разработки ступенчатого лидера .Избыточные электроны на дне облака начинают путешествие через проводящий воздух к земле со скоростью до 60 миль в секунду. Эти электроны движутся зигзагообразными путями к земле, разветвляясь в разных местах. Переменные, которые влияют на детали фактического пути, малоизвестны. Считается, что присутствие примесей или частиц пыли в различных частях воздуха может создавать области между облаками и землей, которые обладают большей проводимостью, чем другие области. По мере роста ступенчатого лидера он может освещаться пурпурным свечением, характерным для молекул ионизированного воздуха.Тем не менее, лидер шага — это не настоящий удар молнии; он просто обеспечивает дорогу между облаком и Землей, по которой в конечном итоге будет перемещаться молния.

Когда электроны ступенчатого лидера приближаются к Земле, происходит дополнительное отталкивание электронов вниз от поверхности Земли. Количество положительного заряда, находящегося на поверхности Земли, становится еще больше. Этот заряд начинает мигрировать вверх через здания, деревья и людей в воздух.Этот восходящий положительный заряд — известный как стример — приближается к ступенчатому лидеру в воздухе над поверхностью Земли. Лента может встретиться с лидером на высоте, равной длине футбольного поля. После того, как коса находится в контакте с лидером, намечается полный проводящий путь и начинается молния. Точка контакта между наземным зарядом и облачным зарядом быстро поднимается вверх со скоростью до 50 000 миль в секунду. Целый миллиард триллионов электронов могут пройти этот путь менее чем за миллисекунду.За этим начальным ударом следует несколько последовательных вторичных ударов или скачков заряда. Эти вторичные выбросы разнесены во времени так близко, что могут выглядеть как один удар. Огромный и быстрый поток заряда по этому пути между облаком и Землей нагревает окружающий воздух, заставляя его сильно расширяться. Расширение воздуха создает ударную волну, которую мы наблюдаем как гром.

Молниеотводы и другие средства защиты

Высокие здания, фермерские дома и другие строения, восприимчивые к ударам молнии, часто оснащены громоотводами .Крепление заземленного громоотвода к зданию — это защитная мера, которая предпринимается для защиты здания в случае удара молнии. Первоначально концепция громоотвода была разработана Беном Франклином. Франклин предположил, что молниеотводы должны состоять из заостренного металлического столба, который поднимается вверх над зданием, которое он предназначен для защиты. Франклин предположил, что громоотвод защищает здание одним из двух способов. Во-первых, стержень служит для предотвращения того, чтобы заряженное облако выпустило разряд молнии.Во-вторых, громоотвод служит для безопасного отвода молнии на землю в том случае, если облако действительно разряжает свою молнию с помощью болта. Теории Франклина о работе громоотводов существуют уже пару столетий. И только в последние десятилетия научные исследования предоставили доказательства, подтверждающие, как они действуют для защиты зданий от повреждений молнией.

Первую из двух предложенных Франклином теорий часто называют теорией рассеяния молнии .Согласно теории, использование громоотвода на здании защищает здание, предотвращая удар молнии. Идея основана на том принципе, что напряженность электрического поля вокруг заостренного объекта велика. Сильные электрические поля, окружающие заостренный объект, ионизируют окружающий воздух, тем самым повышая его проводящую способность. Теория диссипации утверждает, что по мере приближения грозового облака между статически заряженным облаком и громоотводом устанавливается проводящий путь.Согласно теории, статические заряды постепенно перемещаются по этому пути к земле, что снижает вероятность внезапного и взрывного разряда. Сторонники теории рассеяния молнии утверждают, что основная роль громоотвода — разрядить облако в течение более длительного периода времени, предотвращая тем самым чрезмерное накопление заряда, характерное для удара молнии.

Вторая из предложенных Франклином теорий о работе громоотвода лежит в основе теории отклонения молнии .Теория отвода молнии утверждает, что молниеприемник защищает здание, обеспечивая проводящий путь заряда к Земле. Громоотвод обычно прикрепляют толстым медным кабелем к заземляющему стержню, который закапывают в землю внизу. Внезапный разряд из облака будет направлен в сторону поднятого громоотвода, но безопасно направлен на Землю, что предотвратит повреждение здания. Громоотвод, присоединенный к нему кабель и заземляющий полюс обеспечивают путь с низким сопротивлением от области над зданием к земле под ним.Отводя заряд через систему молниезащиты, здание избавляется от повреждений, связанных с прохождением через него большого количества электрического заряда.

Исследователи молний в настоящее время в целом убеждены, что теория рассеяния молнии дает неточную модель того, как работают громоотводы. Действительно, кончик громоотвода способен ионизировать окружающий воздух и делать его более проводящим. Однако этот эффект распространяется только на несколько метров над кончиком громоотвода.Несколько метров повышенной проводимости над кончиком стержня не способны разряжать большое облако, простирающееся на несколько километров. К сожалению, в настоящее время нет научно проверенных методов предотвращения молний. Более того, недавние полевые исследования показали, что кончик молниеотвода не нужно резко заострять, как предлагал Бен Франклин. Было обнаружено, что громоотводы с тупым концом более восприимчивы к ударам молнии и, таким образом, обеспечивают более вероятный путь разряда заряженного облака.При установке молниеотвода на здание в качестве меры молниезащиты обязательно, чтобы стержень был приподнят над зданием и соединен проводом с низким сопротивлением с землей.


Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание, чтобы ответить на следующие вопросы. По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. ИСТИНА или ЛОЖЬ:

Наличие громоотводов на крышах зданий не позволяет облаку со статическим зарядом передать свой заряд в здание.

2. ИСТИНА или ЛОЖЬ:

Если вы поместите громоотвод на крышу своего дома, но не заземлите его, то ваш дом все равно будет в безопасности в маловероятном случае удара молнии.

Громоотвод, изобретенный Бенджамином Франклином в 1752 году

Изобретен: Бенджамином Франклином
Изобретен в год: 1752

Громоотвод или молниеотвод представляет собой металлический стержень или проводник, установленный на крыше здания и электрически связанный с землей через провод, чтобы защитить здание в случае возникновения опасности. молнии.Всякий раз, когда молния попадает в здание, она попадает в стержень и проводится на землю через провод, а не проходит через здание, где может вызвать пожар или поражение электрическим током. Громоотвод — это отдельный компонент системы молниезащиты. Громоотвод — это заостренный металлический стержень, прикрепленный к крыше здания. Стержень может быть дюйм (2 см) в диаметре. Он подключается к огромному куску медного или алюминиевого провода диаметром около дюйма. Провод подключается к проводящей сетке, закопанной в земле поблизости.Назначение громоотводов часто понимают неправильно. Многие считают, что громоотводы притягивают молнии, но это мера безопасности в случае молнии. Громоотводы имеют значение не только тогда, когда происходит удар или сразу после него, поскольку независимо от того, присутствует ли громоотвод или нет, удар все равно произойдет.

История

Громоотводы существовали в древние времена, как видно из Шри-Ланки, Королевства Анурадхапура (205 км.к северу от Коломбо), возраст которой насчитывает тысячи лет. Сингальские короли, освоившие строительство ступ и сложных строительных конструкций, установили металлический наконечник из меди на самой высокой точке каждого здания для проведения любого разряда молнии. Возможно, молниеотводы использовались в Невьянской башне, где крышу башни венчает металлический стержень в виде позолоченного шара с шипами. Однако истинная цель и предназначение металлической крыши остаются неизвестными. Поскольку нет никаких записей о том, кто изобрел этот громоотвод, заслуга принадлежит Бенджамину Франклину, который проводил эксперименты в этой области.

В 1746 году американский ученый и изобретатель Франклин впервые наткнулся на электрические эксперименты других ученых в Бостоне, штат Массачусетс. Ему стало интересно узнать больше об электричестве. В 1749 году Бенджамин Франклин изобрел громоотвод. Они также были известны как «Аттракторы молний» или «Род Франклина». Его изобретение было результатом его исследований электричества. К 1750 году Франклин не только хотел доказать, что молния является электричеством, но и задумался о защите людей, зданий и других сооружений от молнии.В то время он заметил, что острая железная игла будет проводить электричество от заряженной металлической сферы. Сначала он предположил, что молнию можно предотвратить, если использовать приподнятый железный стержень, соединенный с землей, для снятия статического электричества с облака. Это переросло в его идею громоотвода. Франклин описал железный стержень длиной около 8 или 10 футов, заостренный на конце. В июне 1752 года Франклин находился в Филадельфии, ожидая завершения строительства шпиля (шпиль служил громоотводом) на вершине Крайст-Черч для своего эксперимента.Он стал нетерпеливым и решил, что воздушный змей также сможет приблизиться к грозовым облакам. Бену нужно было выяснить, чем он будет притягивать электрический заряд; он выбрал металлический ключ и прикрепил его к воздушному змею. Затем он привязал тесьму воздушного змея к изолирующей шелковой ленте на суставах своей руки. При первых признаках того, что ключ получает электрический заряд из воздуха, Франклин понял, что молния — это форма электричества. Франклин начал защищать громоотводы с острыми концами, поскольку они проводят электричество лучше, чем тупой.Вацлав Прокоп Дивиш, чешский священник, теолог и естествоиспытатель, также изобрел громоотвод независимо от изобретения Бенджамина Франклина между 1750 и 1754 годами.

Развитие изобретения громоотвода

Первые молниеотводы на кораблях должны были быть был поднят, когда ожидалось молнии, и имел низкий процент успеха. В 1820 году Уильям Сноу Харрис изобрел успешную систему для установки молниезащиты на деревянные парусные корабли того времени, но, несмотря на успешные испытания, начавшиеся в 1830 году, Британский Королевский флот не принял эту систему до 1842 года, к тому времени Императорский флот России уже приняли систему.

Патент Николы Теслы в США 1266175 был усовершенствован в области молниезащиты. Патент был выдан из-за ошибки в первоначальной теории действия Франклина; заостренный молниеотвод фактически ионизирует воздух вокруг себя, делая воздух проводящим, что, в свою очередь, увеличивает вероятность удара.

В 1990-х годах «точки молний» были заменены в том виде, в котором они изначально были построены, когда была восстановлена ​​статуя Свободы на вершине здания Капитолия Соединенных Штатов в Вашингтоне, округ Колумбия.Статуя была спроектирована с использованием нескольких устройств с платиновым наконечником. Монумент Вашингтона также был оборудован множеством точек молнии, а статуя Свободы в гавани Нью-Йорка поражена молнией, которая оказывается заземленной.

Для защиты зданий разработана система молниезащиты. Обычно он включает в себя сеть проводников на крыше, несколько токопроводящих путей от крыши до земли, соединения с металлическими объектами внутри конструкции и сеть заземления.Громоотвод на крыше представляет собой металлическую полосу или стержень, обычно из меди или алюминия. Системы молниезащиты устанавливаются на строениях, деревьях, памятниках, мостах или водных судах для защиты от поражения молнией. Отдельные молниеотводы иногда называют наконечниками, молниеотводами или устройствами защиты от ударов. Эти стержни можно размещать через равные промежутки времени в самых высоких частях конструкции.

Молниезащита самолета обеспечивается установками на конструкции самолета.Протекторы имеют удлинители через структуру внешней поверхности самолета и внутри статического разрядника.

Установка молниезащиты на гидроцикле состоит из молниезащиты, установленной на верхней части мачты или надстройки, и заземляющего проводника, контактирующего с водой. . Электрические проводники присоединяются к протектору и спускаются к проводнику. Для судна с проводящим (железным или стальным) корпусом заземляющим проводом является корпус. Для судна с непроводящим корпусом заземляющий провод может быть выдвижным, являться частью корпуса или прикреплен к шверту.

Роль изобретения громоотвода в улучшении жизни человека

  • Громоотводы Франклина начали использоваться для защиты многих зданий и домов.
  • Молниеотводы помогли лучше понять молнию и электричество.
  • Изобретение открыло путь для усовершенствованных и других форм системы молниезащиты.

Дом штата Мэриленд — Купол и громоотвод

Громоотвод, который венчает купол, — это уже отдельная история.Это стержень «Франклин», сконструированный и заземленный в соответствии со спецификациями Бенджамина Франклина. В некоторых отношениях использование этого типа громоотвода было также политическим заявлением, выражающим поддержку теорий Франклина о защите общественных зданий от ударов молнии и отказ от противоположных теорий, поддерживаемых королем Георгом III. Заостренный громоотвод на вершине такого важного нового общественного здания был мощным символом независимости и изобретательности молодой нации.

Как архитектор, получивший образование в Лондоне, и его брат, у которого был книжный магазин в Аннаполисе, Кларк был бы знаком с трудами Бенджамина Франклина.Вдобавок Чарльз Уилсон Пил подтвердил замысел Кларка. 14 июля 1788 года он и его брат отправились в Филадельфию, чтобы увидеться с Его Превосходительством доктором Франклином, чтобы узнать его мнение об эффективности громоотводов в здании Государственной резиденции. Они не смогли увидеть Франклина, но увидели Роберта Паттерсона и Дэвида Риттенхауза, выдающихся авторитетов в области физических наук. Пил сообщил, что г-н Риттенхаус придерживался мнения, что «если точки хороши и близки к зданию и части, уходящей в землю так глубоко, чтобы попасть в мягкий грунт, опасности не следует опасаться, но если конец может быть положить в воду колодца, это было бы лучше всего.«

Создание громоотвода и желудя, удерживающего его на месте, представляет собой удивительное достижение. Выступая на 28 футов в воздух, стержень прикреплен снизу к вершине купола. Затем он проходит через пьедестал и желудь, а увенчивается медным флюгером. Желудь и пьедестал служили для стабилизации стержня Франклина и удерживали его на месте более двух веков экстремальных погодных условий в Мэриленде.

Купол, который Кларк спроектировал и построил для Государственного дома, был определяющей достопримечательностью горизонта Аннаполиса на протяжении более 225 лет.Кроме того, в течение многих лет это было популярным местом, откуда можно было полюбоваться городом и Чесапикским заливом за его пределами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.