10.5. Молниезащита

10.5. Молниезащита

От удара молнии в мире в среднем ежегодно погибает около 3000 человек, причем есть случаи одновременного поражения нескольких человек.

Различают два вида воздействия молнии: первичное, связанное с прямым ударом, и вторичное, вызываемое электромагнитной и электростатической индукцией. При прямом ударе могут возникать пожары, взрывы, разрушение конструкций, поражения людей, перенапряжения на проводах электрической сети. Сила тока в канале молнии достигает 200 кА, напряжение – 150 MB, длина искры молнии составляет сотни и тысячи метров, температура достигает 6000-10 000 °C.

Линейная молния характеризуется очень большими величинами токов, напряжений и температуры разряда, поэтому воздействие молнии на человека, как правило, завершается очень тяжелыми последствиями, обычно – смертью. Разряд молнии проходит по пути наименьшего электрического сопротивления. Так как между высоким объектом и грозовым облаком расстояние и электрическое сопротивление меньше, то молния, как правило, ударяет в высокие объекты. Удар молнии в землю или в расположенный на ней объект зависит от электропроводности грунта. Молния значительно чаще ударяет в глинистые и влажные участки, чем в сухие и песчаные, так как первые обладают большей электропроводностью.

Молния чаще поражает лиственные деревья (дуб, тополь, вербу, ясень), так как они содержат много крахмала. Липа, грецкий орех, бук, хвойные деревья (ель, пихта, лиственница) содержат много масел, поэтому оказывают большее электрическое сопротивление и поражаются молнией реже. Статистика показывает, что из 100 деревьев молнией поражаются 27 % тополя, 20 % груши, 12 % липы, 8 % ели и только 0,5 % кедра.

При ударе молнии дерево расщепляется по следующему механизму: древесный сок и влага на участке прохождения разряда мгновенно испаряются и расширяются; при этом создаются огромные давления, разрывающие древесину. Аналогичный эффект, сопровождающийся разлетом щепок, может иметь место при ударе молнии в стену деревянного строения. Поэтому нахождение под высоким деревом во время грозы опасно.

Человек может быть поражен молнией не только при прямом попадании. Опасно шаговое напряжение, возникающее при растекании в земле тока разряда молнии. Радиус поражающего действия шагового напряжения достигает 30 метров. Опасны также перескоки разрядов молнии и индуцированные заряды. Перескоки разрядов происходят от объектов, в которые попала молния, на объекты, расположенные рядом. Например, может произойти перескок разряда с высокого дерева на человека, стену дома и т. д., если последние расположены рядом с деревом. Заряды наводятся на хорошо проводящие предметы (например, металлические фермы, изгороди и т. д.) под действием электрического поля грозового облака. Таким образом, нахождение человека во время грозы вблизи высоких деревьев, мачт, металлических предметов больших размеров, глинистых и влажных участков земли представляет опасность.

Молния часто поражает людей, работающих в поле, туристов. Опасно находиться во время грозы на воде или вблизи нее, так как вода и участки земли у воды имеют большую электропроводность и часто поражаются молнией.

Во время грозы в городе менее опасно, чем на открытой местности, так как стальные конструкции и высокие здания выполняют функцию молниеотводов. Нахождение во время грозы внутри железобетонных зданий, металлических строений (например, металлических гаражей) безопасно для человека. Пассажиры внутри автомобиля с цельнометаллическим кузовом, трамвая, троллейбуса, вагона поезда находятся во время грозы в безопасности, пока не будут выходить наружу и открывать окна.

Природа шаровой молнии до сих пор не полностью ясна, ее поведение не всегда находит объяснение, поэтому надежные методы и правила защиты от нее отсутствуют. Она может неожиданно появляться где угодно, в том числе в закрытых помещениях. Достаточно часто проникает в здания через трубы, открытые окна и двери. Размеры шаровой молнии могут быть от нескольких сантиметров до нескольких метров. Обычно она легко парит или катится над землей, иногда подскакивает. Шаровая молния реагирует на ветер, сквозняк, восходящие и нисходящие потоки воздуха. Шаровая молния может появиться и исчезнуть, не нанеся вреда человеку или помещению. Всякий контакт с молнией приводит к тяжелым травмам, ожогам, а в большинстве случаев к смертельному исходу. Шаровая молния часто взрывается. Возникающая при этом воздушная волна может травмировать человека или привести к разрушениям. Считается, что шаровая молния имеет температуру около 5000 °C и может вызвать пожар.

Молниезащита представляет собой комплекс защитных мер от разрядов атмосферного статического электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от возгораний, взрывов и разрушений. Вероятность удара молнии в наземный объект тем больше, чем выше объект.

Одна из основных мер защиты от молний – устройство молниеотводов. Возвышаясь над объектами, они принимают разряды грозового облака на себя. Молниеотводы создают зону защиты – пространство, внутри которого не возникают молнии. Молниеотвод состоит из молниеприемника, токоотвода, обеспечивающего прохождение по нему разрядного тока к заземляющему устройству, и заземляющего устройства. Различают несколько видов молниеотводов: стержневые, сетчатые, тросовые; одиночные, двойные, многократные; отдельно стоящие; изолированные от объекта и неизолированные. Стержневые и тросовые молниеотводы устанавливают либо на отдельно стоящих опорах, либо на опорах, связанных с конструкцией объекта. Сетчатые молниеотводы укладывают на крыше здания.

Если молниеотвод закреплен на крыше здания, то в качестве токоотводов могут использоваться металлические конструкции и арматура здания, например, металлические лестницы, расположенные с внешней стороны здания и ведущие на крышу. Токоотводы должны быть надежно соединены с молниеприемником и заземлителем.

Заземлители являются важнейшим элементом в системе молниезащиты. Они обеспечивают достаточно малое сопротивление растеканию тока молнии в грунт. В качестве заземлителя можно использовать зарытые в землю на глубину 2–2,5 м металлические трубы, плиты, мотки проволоки и сетки, куски металлической арматуры.

Молниеотводами защищаются все общественные здания, постройки для хранения материальных ценностей, одиночные строения, расположенные на возвышенностях, исторические и культурные ценности. Особое внимание уделяют молниезащите хранилищ пожаро– и взрывоопасных материалов, горючих жидкостей и газов.

Учащиеся и работники ОУ должны быть ознакомлены с мерами предосторожности от поражения молнией. При наличии явных грозовых признаков или предупреждений Гидрометеослужбы лучше воздержаться от поездок в лес, в поле или на водоем, желательно не удаляться далеко от дома.

Необходимо соблюдать основные правила поведения во время грозы, подробно описанные в специальной литературе, а также практически во всех учебниках по курсу БЖ.

В случае поражения молнией пострадавшему необходимо немедленно оказать такую же помощь, как при поражении электрическим током (см. раздел 10.4).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.