Лекція №6. ЗАХИСТ ВІД ПЕРЕНАПРУГ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ОБ’ЄКТІВ

1. Загальні положення

Блискавка – це особливий вид проходженні електричної плазми через повітряні проміжки. Джерелом виникнення блискавки є атмосферний заряд електрики, накопичений хмарою. Поодинокі грозові хмари можуть нести заряди різних знаків. Тому при наближенні хмар, заряджених різнойменно, між якими виникає електричний розряд – блискавка.

Крім того, проходячи над землею, грозова хмара в результаті(внаслідок) явища електромагнітної індукції наводить потенціали на поверхні землі і на наземних предметах. Хмара і поверхня землі утворюють як би дві обкладинки величезного конденсатора з діелектриком – повітряними масами між ними.

Розряд блискавки на землю – електричний розряд між хмарою і землею – відбувається у певній послідовності і частіше всього від хмар, заряджених негативною електрикою.

Блискавка характеризується такими параметрами:

• напруга між хмарами і землею може становити до 100 млн В;
• струм блискавки – до 100 кА;
• час дії – 10 с;
• діаметр каналу, що світиться (розпечених пзів, що добре проводять електричний струм) –10 – 20 см.

Гази нагріваються до температури 10 тис. Кельвінів і відбувається їх ударне розширення, яке сприймається як розкати грому.

Дія блискавки поділяється на:

• первинну, викликану прямими ударами блискавки;
• вторинну, викликану індукованими розрядами або розрядом, занесеним в об'єкт протяжними металевими конструкціями.

Прямий удар блискавки (ураження блискавки) – безпосередній контакт блискавки з будівлею або спорудою, що супроводжується протіканням через нього струму блискавки.

Прямий удар блискавки викликає:

• електричну дію, що вражає людей і тварин;
• термічну дію, пов’язану з різким виділенням теплоти;
• механічну дію, обумовлену ударною хвилею, що викликаємеханічні руйнування, розщеплення деревини.

Вторинний прояв блискавки – наведення потенціалів на металевих елементах конструкції, обладнання, в незамкнутих металевих контурах, викликана близькими розрядами блискавки і створюють небезпеку іскріння всередині об'єкта, що захищається.

Блискавка найчастіше вдаряє у місця виходу на поверхню ґрунтових вод, у місця випуску газів і диму з труб, а також у високі частини будинків та інших споруд.

Можливість ураження об’єкта блискавкою визначається інтенсивністю грозової діяльності, яка характеризується загальною річною тривалістю гроз за рік у годинах. За даними багаторічних спостережень (1936 – 1998 p.p.) метеорологічних станцій складені карти грозової діяльності на території країн СНД і Балтії, на яких нанесені лінії однакової тривалості гроз.

В Україні прийнята така класифікація районів за інтенсивністю грозової діяльності табл. 1:

Від інтенсивності грозової діяльності залежить середня кількість ударів блискавки на 1 км² земної поверхні за рік табл. 2.

Блискавкозахист– це комплекс захисних пристроїв, призначених для створення безпеки людей і тварин, збереження будівель і матеріалів від вибухів, загоряння та руйнування, що виникають при дії блискавки. 

Занесення високого потенціалу – перенесення наведених блискавкою високих потенціалів в захищається будівлю або споруду із зовнішніх комунікацій (трубопроводи, естакади, кабелю і ін.).

Блискавковідвід – пристрій, що сприймає удар блискавки і відводить її струм в землю. Він складається з блискавкоприймача, струмовідводу, заземлювача і опори (опор). Опорою може служити сама будівля або споруда. Найбільш поширені типи блискавковідводів: стрижневі, тросові (одиночні, подвійні і багаторазові), сітчасті.

Зона захисту блискавковідводу – простір, всередині якого будівля або споруда захищена від прямих ударів блискавки з надійністю, не нижче певного значення. Найменшою постійної надійністю володіє поверхню зони захисту; в глибині зони захисту надійність вище, ніж на її поверхні.

Електростатична індукція – наведення потенціалів на наземних об’єктах в результаті змін електричного поля грозової хмари.

Електромагнітна індукція – наведення потенціалів в незамкнутих між собою металевих контурах в результаті швидких змін струму блискавок.