Принцип дії близкавковідводу

Блискавка – одне з непередбачуваних і розповсюджених атмосферних явищ. Щосекунди у Землю вганяється близько ста блискавок, і кожна з них – потужний згусток енергії, сила якого сягає 200 кА. Удар блискавки і грозовий потенціал (до 1000 кВ) здатні знищити усе не своєму шляху: запалити ліси, зруйнувати будинки, призвести до загибелі людей. Навіть у випадку непрямого влучання блискавки хвиля перенапруги розповсюджується через комунікації на значні відстані і може миттєво вивести з ладу усе електрообладнання.

При переміщенні повітряних мас і зміні їх температури у повітряному просторі утворюються вільні носії заряду, віддалені один від одного на значні відстані. Напруженість електромагнітного поля, яке при цьому утворюється, може досягати кількох сотень кВ/м. У таких умовах виникають електричні розряди – блискавки. Вони бувають трьох типів: від хмари до хмари, від хмари до землі, а у деяких випадках, від Землі до хмари. Довжина каналу блискавки досягає 50 км, а діаметр - кілька мм. Час розряду блискавки у Землю становить від 10 до 100 мс, а температура каналу вища, ніж на поверхні Сонця. Повітря нагрівається з такою швидкістю, що його розширення відбувається у формі вибуху, тому звукова хвиля (грім) відчутна на відстані до 20 км.

Удар блискавки – це небезпека для електричного та електронного обладнання. Небезпека полягає у безпосередньому протіканні струму блискавки у електричних колах, а також впливі імпульсів високої напруги. Ці імпульси індукуються електромагнітним полем блискавки, яке протікає по блискавковідводу. Можливі наслідки, залежно від влучання блискавки є такими:

Найбільш руйнівний потенціал мають блискавки типу “хмара-Земля”. Удари блискавки цього типу, залежно від полярності електричного заряду хмари, можна поділити на додатні і від’ємні. Удар блискавки “хмара-Земля” додатної полярності є найбільш критичним за тривалістю імпульсу струму блискавки. Максимальне значення цього струму може досягати кілька десятків кА, а тривалість - перевищувати 2 мс. Удар блискавки “хмара - Земля” від’ємної полярності починається з імпульсу струму, що має максимальну амплітуду порядку декількох десятків кА. Однак, цей удар набагато коротший, тривалість його становить лише 1/10 тривалості імпульсу додатної полярності. Його особливістю є серія послідовних розрядів меншої амплітуди. У результаті загальна тривалість такого удару блискавки може перевищувати 1 с, а загальна величина електричного заряду – 100 А. Внаслідок дії ударів блискавки на електричне і електронне обладнання утворюється резистивний зв’язок.

Резистивний зв’язок. При ударі блискавки спостерігається часткове протікання струму через усі електрично з’єднані елементи конструкції. Це призводить до таких наслідків:

- зростає потенціал до 1000 кВ щодо дальнього заземлення (що є потенціалом усіх установок електроживлення, телефонних ліній і ліній передачі даних);

- відбувається спад напруги на усіх струмопровідних елементах конструкції, зумовлений їх індуктивністю, який також може сягати 1000 кВ;

- відбувається повздовжній спад напруги на екранованих і коаксіальних кабеляхі загальна зміна потенціалу на усьому електронному обладнанні.