İldırım atqılarının təsiri. İldırım atqılarının təsiri
İldırım atqıları (ildırım) təbii mənşəli güclü elektromaqnit müdaxiləsinin ən çox yayılmış mənbəyidir. Təxmini hesablamalara görə, hər saniyədə yüzə yaxın ildırım yer səthinə düşür. İldırım ətrafdakı obyektlərə, elektrik strukturlarına, rabitə vasitələrinə, elektron paylama sistemlərinə və canlı təbiətə mənfi təsir göstərir:
− elektrostatik;
− elektromaqnit;
− dinamik;
- istilik;
- bioloji.
İldırımlar çox vaxt ölümlə nəticələnir və böyük maddi ziyana səbəb olur.
İldırımçox uzun qığılcım uzunluğuna malik qaz boşalma növüdür. İldırım kanalının ümumi uzunluğu bir neçə kilometrə çatır. İldırımın mənbəyi həcmli müsbət və mənfi yüklərin yığılmasını daşıyan ildırım bulududur. Buludda müxtəlif qütblü belə kosmik yüklərin əmələ gəlməsi (bulud qütbləşməsi) intensiv yüksələn hava axınlarının təsiri ilə buludda müsbət və mənfi nəmlik damcıları üzərində yüksələn isti hava axınlarının su buxarının soyuması nəticəsində kondensasiya ilə əlaqələndirilir.
Təbiətdə ildırım boşalmalarının üç əsas növü var:
1. Xətti ildırım - buludla yer arasında, buludlar arasında və ya bulud daxilində kosmik yüklərin ayrı-ayrı qrupları arasında ensiz zolaq formasına malikdir.
2. Top şimşəyi parlaq parıldayan, mobil, qabarıq, nisbətən sabit plazma laxtasıdır, hazırda zəif başa düşülən səbəblərdən görünür və yox olur.
3. Sakit boşalmalar - tufanqabağı dövrdə və tufan zamanı çıxan torpaqlanmış cisimlər üzərində elektrik sahəsinin gücünün kəskin qeyri-bərabər olduğu yerlərdə baş verən tac.
Xətti ildırım (bundan sonra şimşək adlanacaq) təbiətdə ən çox baş verir və digər ildırım boşalmaları ilə müqayisədə güclü elektromaqnit müdaxiləsinin ən çox yayılmış mənbəyidir.
İldırım axıdılması müxtəlif yollarla inkişaf edir. Buluddaxili boşalmalar ən çox yerin hündürlüyündə baş verən tufanlar zamanı baş verir. Belə şəraitdə ildırımın yüklü buludun dibindən yuxarıya doğru inkişafı və ya əksinə, buludun əsasından uzun bir yol qət etməkdən daha asandır, yəni. yerə, yerə ən yaxın olan kənar. Buluddaxili atqılar tez-tez quraq ərazilərdə müşahidə olunur, burada buludlar rütubətli ərazilərə nisbətən yerdən daha yüksəkdir.
Buludların təqribən 1 ÷ 3 km hündürlükdə yerləşdiyi orta enliklər üçün buluddaxili boşalmaların və buludlarla yer arasındakı boşalmaların sayı demək olar ki, eynidir.
Yüklərin ayrılması prosesində buludun qütbləşməsi eyni şəkildə baş vermir. Bütün hallarda 75 ÷ 85% -də buludun əsası mənfi yük daşıyır və boşalma prosesi zamanı yerə ötürülən bu polaritenin yüküdür. Eyni zamanda, mənfi polarite ilə ildırım cərəyanının amplituda dəyəri müsbət polarite ilə müqayisədə orta hesabla 1,5 ÷ 2 dəfə aşağıdır.
Xətti ildırımın əmələ gəlmə mexanizmi buludun yuxarı və aşağı hissələrində əks qütblü elektrik yüklərinin tədricən yığılması və onun ətrafında artan intensivlikdə elektrik sahəsinin əmələ gəlməsi ilə bağlıdır. Buludun istənilən nöqtəsində potensial qradiyent hava üçün kritik dəyərə çatdıqda (normal atmosfer təzyiqində təxminən 3·10 6 V/m) bu yerdə ildırım çaxır ki, bu da lider mərhələsindən başlayır və əksinə ( əsas) axıdılması. İldırım boşalmasının əsas mərhələsi PEMF mənbəyidir. Buludda bir-birindən təcrid olunmuş bir neçə yük klasterinin əmələ gəlməsi səbəbindən ildırım adətən bir neçə dəfə baş verir, yəni. eyni yolda inkişaf edən bir neçə vahid atqıdan ibarətdir. Əsas boşalmanın orta müddəti 20 ÷ 50 μs; təkrar boşalmaların sayı 2 ilə 10 və ya daha çox ola bilər; təkrar atqılar arasında vaxt intervalı 0,001 ÷ 0,5 s-dir. Ölçmələrdən göründüyü kimi, ildırım axıdılması cərəyanı cərəyanın sıfırdan maksimuma (dalğa cəbhəsi) sürətlə artması və nisbətən yavaş azalması (dalğa quyruğu) olan bir nəbzdir.
Mühafizə tədbirlərini həyata keçirərkən və müəyyən bir ərazidə elektromaqnit mühitini (EME) təyin edərkən, ildırım xüsusiyyətlərinin əsas dəyərlərinin aşağıdakı dəyərləri hesablanmış dəyərlər kimi qəbul edilə bilər.
Yer kürəsinin hava örtüyü bir neçə təbəqədən ibarətdir: troposfer (yuxarı həddi 7 - 18 km), stratosfer (yerdən 7 18 km hündürlük - 80 km-ə qədər), ionosfer (80-dən 900 km-ə qədər). İonosfer yüksək keçirici mühitdir, o, nəhəng sferik kondansatörün astarına bənzəyir, ikinci örtüyü yerin sferik səthi; aralarındakı havanı dielektrik hesab etmək olar. Üst təbəqə (ionosfer) müsbət yüklü, yer səthi mənfi yüklüdür. Belə bir təbii kondansatörün elektrik sahəsinin gücü yerin səthində müxtəlif hava sıxlığı səbəbindən qeyri-bərabərdir; Atmosferdəki elektrik sahəsinin gücü dəyişir və yüklü buludların mövcudluğundan asılıdır.
Yer səthində ümumi elektrik sahəsinin gücü 5000 V/m və daha yüksək ola bilər. Bulud və yer arasındakı kritik potensial fərqlərində (10 9 V-dan çox) elektrik boşalması baş verir, yəni. ildırım.
Şəkildə. 1.5 və əsas izolyasiyanın pozulması olmadan kabelə birbaşa ildırım vurmasını göstərir.
Sətir 1 – kabel qabığı, 2 – iki kabel özəyi.
düyü. 1.5. Kabelə daxil olan birbaşa ildırım cərəyanı
Kabel qabığına ildırım vurduqda, cərəyan sola və sağa yayılır və kabeldə EMF (U ob-zh - qabıq və nüvə arasında, U z-zh - nüvələr arasında) və cərəyanlar i zh. Bu EMF-lər kabel nüvələrinin və onlara qoşulmuş avadanlıqların izolyasiyası üçün təhlükəli ola bilər. Bu vəziyyətdə qabıq və keçiricilər arasındakı izolyasiya pozularsa, ildırım cərəyanı keçiricilərə daxil olacaq (Şəkil 1.5, b), ildırım vurduğu yerdə gərginliklər U ob-zh = 0, U l-z. = 0, uzaq yerlərdə bu EMF təhlükəli dəyərlərə çata bilər.
Şəkildə. Şəkil 1.6 ildırım atqılarının dolayı təsir hallarını göstərir.
düyü. 1.6. İldırım boşalmasının dolayı təsiri
Bir ağaca ildırım vurduqda, onun kökləri boyunca axıdılması kabelə keçə bilər (şək. 1.6, a). Məsafə A, ildırımın elektrik qövsü ilə bloklanan, yerin müqavimətinin artması ilə artır.
Dolayı hərəkətin ikinci halı Şəkildə göstərilmişdir. 1.6, b: buludlar arasında ildırım boşalması zamanı cərəyan kabeldə (və hava xətlərində) böyükliyə mütənasib olan bir emf yaradır.
1.6. Yüksək gərginlikli AC və DC elektrik xətlərində ötürücü sistemlərin yüksək tezlikli kanalları
Elektrik enerjisini ötürməklə yanaşı, yüksək gərginlikli elektrik xətlərinin naqilləri rabitə siqnallarının ötürülməsi, telenəzarət və elektrik xətlərini fövqəladə iş şəraitindən qorumaq üçün cihazlardan istifadə edilə bilər. Bu yüksək tezlikli kanallar 40-500 kHz tezlikdə yaradılmışdır.
Faza-yer dövrəsinə uyğun olaraq yüksək tezlikli cihazların elektrik xətlərinə qoşulması diaqramı Şəkil 1-də göstərilmişdir. 1.7.
Hər bir ötürücü öz tezliyində işləyir, onun gücü 10-100 Vt və daha yüksəkdir. Yüksək tezlikli dirəklərin gücü 5 Vt-dan çox olduqda yüksək tezlikli kanalların ötürücü sistemlərin (hava, kabel rabitə xətləri və s.) kanallarına təsiri nəzərə alınmalıdır.
Təsir mənbələrinə həmçinin güclü ötürücü radiostansiyalar da daxildir.
düyü. 1.7. Yüksək tezlikli cihazların elektrik xətlərinə qoşulma sxemi: I, II – yüksək tezlikli postlar (rabitə, telenəzarət, mühafizə cihazları); P 1, P 2 – ötürücü və qəbuledici qurğular; Ф 1, Ф 2 – filtrlər; C1, C2 - kondansatörler; L 1, L 2 – yüksək tezlikli siqnalların güc avadanlığına keçməsinə imkan verməyən maneə boğucuları; f 1, f 2 – daşıyıcı tezliklər
Tam gözlənilməzliyinə və böyük gücünə görə ildırım(ildırım atqıları), onlar çoxsaylı enerji obyektləri üçün potensial təhlükə yaradır. Müasir elm haqqında çoxlu nəzəri məlumat və praktiki məlumatlar toplanmışdır ildırımdan qorunma və tufan fəaliyyəti və bu, sənaye və mülki enerji infrastrukturunun ildırımdan mühafizəsi ilə bağlı ciddi problemləri həll etməyə imkan verir. Bu məqalə fiziki mövzulardan bəhs edir tufan hadisələrinin təbiəti və ildırımın davranışı, bilikləri effektiv ildırımdan mühafizənin təşkili və elektrik yarımstansiyaları üçün inteqrasiya edilmiş torpaqlama sisteminin yaradılması üçün faydalı olacaqdır.
Şimşək və ildırım buludlarının təbiəti
Orta enliklərdə isti mövsümdə, kifayət qədər rütubət və güclü yuxarı hava axınları olan bir siklonun hərəkəti zamanı tez-tez tufan axıdılması (ildırım) baş verir. Bu təbii hadisənin səbəbi atmosfer elektrikinin (yüklü hissəciklərin) göy gurultulu buludlarda böyük konsentrasiyasıdır ki, burada yuxarıya doğru axınlar olduqda, buludun müxtəlif hissələrində yüklü hissəciklərin yığılması ilə mənfi və müsbət yüklərin ayrılması baş verir. Bu gün hərtərəfli ildırımdan mühafizənin dizaynına və yaradılmasına və elektrik obyektlərinin torpaqlanmasına birbaşa təsir göstərən ən mühüm amillər kimi atmosfer elektriki və ildırım buludlarının elektrikləşdirilməsi ilə bağlı bir neçə nəzəriyyə mövcuddur.
Müasir konsepsiyalara görə, buludlarda yüklü hissəciklərin əmələ gəlməsi Yerin yaxınlığında mənfi yükə malik elektrik sahəsinin olması ilə bağlıdır. Planetin səthinin yaxınlığında elektrik sahəsinin gücü 100 V/m-dir. Bu dəyər demək olar ki, hər yerdə eynidir və ölçmə zamanı və yerindən asılı deyil. Yerin elektrik sahəsi atmosfer havasında daimi hərəkətdə olan sərbəst yüklü hissəciklərin olması nəticəsində yaranır.
Məsələn, 1 sm3 havada 600-dən çox müsbət yüklü hissəciklər və eyni sayda mənfi yüklü hissəciklər var. Yerin səthindən uzaqlaşdıqca havada yüklü hissəciklərin sıxlığı kəskin şəkildə artır. Yerə yaxın olanda havanın elektrik keçiriciliyi əhəmiyyətsizdir, lakin artıq 80 km-dən çox yüksəklikdə elektrik keçiriciliyi 3 000 000 000 (!) dəfə artır və şirin suyun keçiriciliyinə bərabər olur. Bənzətmələr aparsaq, onda ilk təxminə görə planetimizi top şəklində nəhəng bir kondansatörlə müqayisə etmək olar.
Bu zaman örtük kimi Yerin səthi və yer səthindən səksən kilometr hündürlükdə cəmlənmiş hava təbəqəsi götürülür. Atmosferin 80 km qalınlığında elektrik keçiriciliyi az olan bir hissəsi izolyator rolunu oynayır. Virtual kondansatörün plitələri arasında 200 kV-a qədər gərginlik yaranır və cərəyan 1400 A-a qədər ola bilər. Belə bir kondansatör inanılmaz gücə malikdir - təxminən 300.000 kVt (!). Planetin elektrik sahəsində, yer səthindən 1 ilə 8 kilometr arasında yüksəklikdə, yüklü hissəciklər kondensasiya olunur və elektromaqnit mühitini pisləşdirən və enerji sistemlərində impuls səs-küy mənbəyi olan tufan hadisələri baş verir.
Tufan hadisələri frontal və termal tufanlara bölünür. Şəkildə. Şəkil 1-də termal tufanın görünüşünün diaqramı göstərilir. Günəş şüalarının intensiv şüalanması nəticəsində yerin səthi qızır. İstilik enerjisinin bir hissəsi atmosferə keçir və onun aşağı təbəqələrini qızdırır. İsti hava kütlələri genişlənir və yuxarı qalxır. Artıq iki kilometr hündürlükdə onlar nəmin qatılaşdığı və göy gurultulu buludların göründüyü aşağı temperaturlu əraziyə çatırlar. Bu buludlar yük daşıyan mikroskopik su damcılarından ibarətdir. Bir qayda olaraq, ildırım buludları isti yay günlərində günorta saatlarında əmələ gəlir və nisbətən kiçik ölçülü olur.
Frontal tufanlar müxtəlif temperaturlu iki hava axınının cəbhədən toqquşması zamanı əmələ gəlir. Aşağı temperaturlu hava axını aşağı düşür, yerə yaxınlaşır və isti hava kütlələri yuxarıya doğru qaçır (şək. 2). Göy gurultulu buludlar nəm havanın kondensasiya olunduğu aşağı temperaturlu yüksəkliklərdə əmələ gəlir. Frontal tufanlar kifayət qədər uzun ola bilər və əhəmiyyətli bir ərazini əhatə edə bilər.
Eyni zamanda, fon elektromaqnit mühiti nəzərəçarpacaq dərəcədə təhrif edilir, elektrik şəbəkələrində impuls səs-küyünə səbəb olur. Belə cəbhələr 5-150 km/saat və daha yüksək sürətlə hərəkət edir. Termal tufanlardan fərqli olaraq, frontal tufanlar demək olar ki, sutka ərzində aktivdir və ildırımdan mühafizə sistemi və effektiv torpaqlama ilə təchiz olunmayan sənaye obyektləri üçün ciddi təhlükə yaradır. Elektrik sahəsində soyuq hava kondensasiya edildikdə, qütbləşmiş su damcıları əmələ gəlir (şəkil 3): damcıların aşağı hissəsində müsbət yük, yuxarı hissəsində isə mənfi yük var.
Artan hava axınlarına görə su damcıları ayrılır: kiçikləri yuxarı qalxır, daha böyükləri isə aşağı düşür. Damcı yuxarıya doğru hərəkət etdikcə, damlanın mənfi yüklü hissəsi müsbət yükləri çəkir və mənfi yükləri dəf edir. Nəticədə damla müsbət yüklü olur, çünki tədricən müsbət yük toplayır. Düşən damcılar mənfi yükləri çəkir və düşdükcə mənfi yüklənir.
İldırım buludunda yüklü hissəciklərin bölünməsi eyni şəkildə baş verir: müsbət yüklü hissəciklər yuxarı təbəqədə, mənfi yüklü hissəciklər isə aşağı təbəqədə toplanır. Göy gurultusu praktiki olaraq dirijor deyil və bu səbəbdən yüklər bir müddət saxlanılır. Buludun daha güclü elektrik sahəsi “təmiz hava” elektrik sahəsinə təsir edərsə, o, öz yerində öz istiqamətini dəyişəcək (şək. 4).
Bulud kütləsində yüklü hissəciklərin paylanması son dərəcə qeyri-bərabərdir:
bəzi nöqtələrdə sıxlıq maksimum qiymətə, digərlərində isə kiçik dəyərə malikdir. Çoxlu sayda yüklərin toplandığı və 25-30 kV/sm kritik intensivliyə malik güclü elektrik sahəsinin əmələ gəldiyi yerdə ildırımın əmələ gəlməsi üçün münasib şərait yaranır. İldırım boşalması yaxşı elektrik keçiriciləri olan elektrodlar arasındakı boşluqda müşahidə olunan qığılcımlara bənzəyir.
Atmosfer havasının ionlaşması
Atmosfer havası qazların qarışığından ibarətdir: azot, oksigen, inert qazlar və su buxarı. Bu qazların atomları güclü və sabit bağlara birləşərək molekullar əmələ gətirir. Hər bir atom müsbət yüklü proton nüvəsidir. Mənfi yüklü elektronlar (“elektron bulud”) nüvənin ətrafında fırlanır.
Kəmiyyət baxımından nüvənin yükü və elektronların ümumi yükü bir-birinə bərabərdir. İonlaşma zamanı elektronlar atomu (molekulu) tərk edir. Atmosferin ionlaşması prosesi zamanı 2 yüklü hissəcik əmələ gəlir: müsbət ion (elektronlu nüvə) və mənfi ion (sərbəst elektron). Bir çox fiziki hadisələr kimi, ionlaşma da havanın ionlaşma enerjisi adlanan müəyyən miqdarda enerji tələb edir.
2 keçirici elektroddan əmələ gələn hava təbəqəsində kifayət qədər gərginlik yarandıqda, elektrik sahəsinin gücünün təsiri altında bütün sərbəst yüklü hissəciklər nizamlı şəkildə hərəkət etməyə başlayacaqlar. Elektronun kütləsi nüvənin kütləsindən dəfələrlə (10 000 ... 100 000 dəfə) azdır. Nəticədə, sərbəst elektron hava təbəqəsinin elektrik sahəsində hərəkət etdikdə, bu yüklü hissəciyin sürəti nüvənin sürətindən qat-qat böyük olur. Əhəmiyyətli bir sürətə malik olan elektron asanlıqla molekullardan yeni elektronları çıxarır və bununla da ionlaşmanı daha sıx edir. Bu hadisəyə zərbə ionlaşması deyilir (şək. 5).
Lakin hər toqquşma elektronun molekuldan çıxarılması ilə nəticələnmir. Bəzi hallarda elektronlar nüvədən uzaq olan qeyri-sabit orbitlərə keçirlər. Belə elektronlar enerjinin bir hissəsini toqquşan elektrondan alır, bu da molekulun həyəcanlanmasına səbəb olur (şək. 6.).
Həyəcanlanmış molekulun "həyat" müddəti cəmi 10-10 saniyədir, bundan sonra elektron əvvəlki, daha enerjili orbitə qayıdır.
Elektron sabit orbitə qayıtdıqda, həyəcanlanmış molekul bir foton buraxır. Foton, öz növbəsində, müəyyən şərtlər altında digər molekulları ionlaşdıra bilər. Bu proses fotoionlaşma adlanırdı (şək. 7). Fotoionlaşmanın başqa mənbələri də var: yüksək enerjili kosmik şüalar, ultrabənövşəyi işıq dalğaları, radioaktiv şüalanma və s. (şək. 8).
Bir qayda olaraq, hava molekullarının ionlaşması yüksək temperaturda baş verir. Temperatur artdıqca istilik (xaotik) hərəkətdə iştirak edən hava molekulları və sərbəst elektronlar daha yüksək enerji alır və bir-biri ilə daha tez-tez toqquşurlar. Belə toqquşmaların nəticəsi istilik ionlaşması adlanan havanın ionlaşmasıdır. Bununla belə, yüklü hissəciklər öz yüklərini neytrallaşdırdıqda (rekombinasiya) əks proseslər də baş verə bilər. Rekombinasiya prosesi zamanı intensiv foton emissiyası müşahidə olunur.
Strimerlərin əmələ gəlməsi və tac boşalması
Yüklənmiş plitələr arasındakı hava boşluğunda elektrik sahəsinin gücü kritik dəyərlərə yüksəldikdə, impulslu yüksək tezlikli müdaxilənin ümumi səbəbi olan zərbə ionlaşması inkişaf edə bilər. Onun mahiyyəti belədir: bir molekulun elektronla ionlaşmasından sonra iki sərbəst elektron və bir müsbət ion yaranır. Sonrakı toqquşmalar müsbət yüklü 4 sərbəst elektron və 3 ionun yaranmasına səbəb olur.
Beləliklə, ionlaşma çoxlu sayda sərbəst elektronların və müsbət ionların əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunan uçquna bənzər bir xarakter alır (şək. 9 və 10). Mənfi elektrodun yaxınlığında müsbət ionlar toplanır və mənfi yüklü elektronlar müsbət elektroda doğru hərəkət edir.
İonlaşma prosesi zamanı sərbəst elektronlar ionlarla müqayisədə daha çox hərəkətlilik əldə edirlər, ona görə də sonuncuları şərti olaraq hərəkətsiz hissəciklər hesab etmək olar. Elektronlar müsbət elektroda keçdikdə, qalan müsbət yüklər elektrik sahəsinin vəziyyətinə güclü təsir göstərir və bununla da onun gücünün artmasına səbəb olur. Çox sayda foton anod yaxınlığında havanın ionlaşmasını sürətləndirir və təkrar uçqunların mənbəyi olan ikincil elektronların meydana gəlməsinə kömək edir (şək. 11).
Nəticədə ikinci dərəcəli uçqunlar müsbət yükün cəmləşdiyi anoda doğru hərəkət edir. Sərbəst elektronlar müsbət boşluq yükünü qıraraq, plazmanın yerləşdiyi kifayət qədər dar bir kanalın (streamer) meydana gəlməsinə səbəb olur. Mükəmməl keçiriciliyinə görə strimer anodu “uzadır”, sərbəst elektronların uçqunlarının əmələ gəlməsi prosesi sürətlənir və elektrik sahəsinin gücündə daha da artım baş verir (şək. 13 və 14), strimerin başına doğru hərəkət edir. . Əlavə elektronlar müsbət ionlarla qarışaraq yenidən plazmanın əmələ gəlməsinə gətirib çıxarır ki, bu da axın kanalını uzadır.
düyü. 13. Elektrik sahəsinin gücünün artması fotoionlaşmanın artması ilə müşayiət olunur və yüklü hissəciklərin yeni uçqunlarını yaradır.
Strimer sərbəst boşluğu doldurduqdan sonra boşalmanın qığılcım mərhələsi başlayır (şək. 15), məkanın super güclü istilik ionlaşması və plazma kanalının ultrakeçiriciliyi ilə xarakterizə olunur.
Təsvir edilən axın formalaşması prosesi vahid elektrik sahəsi ilə xarakterizə olunan kiçik boşluqlar üçün etibarlıdır. Bununla birlikdə, formalarına görə bütün elektrik sahələri homojen, bir qədər qeyri-homogen və güclü qeyri-bərabər bölünür:
- Vahid elektrik sahəsi daxilində sahə xətləri boyunca intensivlik sabit qiymətlə xarakterizə olunur. Məsələn, paralel boşqab kondansatörünün orta hissəsindəki elektrik sahəsi.
- Zəif qeyri-bərabər sahədə, sahə xətləri boyunca ölçülən güc dəyərləri 2 ... 3 dəfədən çox olmayan bir şəkildə fərqlənir, belə bir sahə zəif qeyri-homogen hesab olunur; Məsələn, 2 sferik qığılcım boşluğu arasındakı elektrik sahəsi və ya qorunan kabelin qabığı ilə onun nüvəsi arasında yaranan elektrik sahəsi.
- Elektrik sahəsi, elektromaqnit mühitinin ciddi şəkildə pisləşməsinə səbəb olan intensivlikdə əhəmiyyətli sıçrayışlarla xarakterizə olunursa, yüksək qeyri-homogen adlanır. Sənaye elektrik qurğularında, bir qayda olaraq, elektrik sahələri yüksək qeyri-bərabər bir forma malikdir, bu da elektromaqnit uyğunluğu üçün cihazların yoxlanılmasını tələb edir.
Çox qeyri-homogen bir sahədə ionlaşma prosesləri müsbət və ya mənfi elektrodun yaxınlığında toplanır. Buna görə boşalma qığılcım mərhələsinə çata bilmir və bu zaman yük tac şəklində əmələ gəlir (“korona boşalması”). Elektrik sahəsinin gücünün daha da artması ilə hava boşluğunda axınlar əmələ gəlir və qığılcım boşalması baş verir. Beləliklə, boşluğun uzunluğu bir metrdirsə, qığılcım boşalması təxminən 10 kV/sm sahə gücündə baş verir.
İldırım boşalmasının aparıcı forması
Ölçüsü bir neçə metr olan hava boşluğu ilə, ortaya çıxan axınlar tam hüquqlu bir axıdmanın inkişafı üçün kifayət qədər keçiriciliyə malik deyildir. Strimer hərəkət etdikcə ildırım axıdılması əmələ gəlir ki, bu da lider formasını alır. Lider adlanan kanalın bir hissəsi termal ionlaşmış hissəciklərlə doludur. Lider kanalda əhəmiyyətli miqdarda yüklü hissəciklər cəmləşib, onların sıxlığı axın üçün orta göstəricidən xeyli yüksəkdir. Bu xassə strimerin formalaşması və onun liderə çevrilməsi üçün yaxşı şərait yaradır.
düyü. 16. Strimerin hərəkəti prosesi və mənfi liderin meydana çıxması (AB – ilkin uçqun; CD – formalaşmış strimer).
Şəkildə. Şəkil 16 mənfi liderin yaranması üçün klassik sxemi nümayiş etdirir. Sərbəst elektronların axını katoddan anoda doğru hərəkət edir. Kölgələnmiş konuslar nəticəsində elektronların uçqunları göstərilir və buraxılan fotonların trayektoriyaları dalğalı xətlər şəklində göstərilir. Hər uçqun zamanı elektronlar toqquşduqda hava ionlaşır və nəticədə yaranan fotonlar sonradan digər hava molekullarını ionlaşdırır. İonlaşma kütləvi xarakter alır və çoxsaylı uçqunlar bir kanalda birləşir. Fotonların sürəti 3*108 m/s, uçqunun ön hissəsində sərbəst hərəkət edən elektronların sürəti isə 1,5*105 m/s-dir.
Strimerin inkişafı elektron uçqunun irəliləməsindən daha sürətli baş verir. Şəkildə. Şəkil 16-da göstərilir ki, ilk uçqun məsafəsi AB-nin keçməsi zamanı CD seqmentində bütün uzunluğu boyunca ultrakeçiriciliyə malik strimer kanalı əmələ gəlir. Standart streymer orta hesabla 106-107 m/s sürətlə hərəkət edir. Sərbəst elektronlar kifayət qədər yüksək konsentrasiyaya malikdirsə, axın kanalında intensiv istilik ionlaşması baş verir ki, bu da bir liderin - plazma komponenti olan xətti strukturun yaranmasına səbəb olur.
Lider hərəkət etdikcə onun son hissəsində yeni axınçılar formalaşır ki, onlar da sonradan lider olurlar. Şəkildə. Şəkil 17 qeyri-bərabər elektrik sahəsi olan hava boşluğunda mənfi liderin inkişafını göstərir: lider axın kanalı boyunca hərəkət edir (şəkil 17a); streamer kanalının liderə çevrilməsi başa çatdıqdan sonra yeni uçqunlar yaranır.
düyü. 17. Uzun müddət ərzində mənfi liderin formalaşması və inkişafı sxemi.
Elektron uçqunları hava boşluğu boyunca hərəkət edir (şəkil 17b) və yeni streç əmələ gəlir (şəkil 17c). Bir qayda olaraq, axınlar təsadüfi traektoriyalar boyunca hərəkət edirlər. Uzun hava boşluqlarında, hətta aşağı elektrik sahəsinin gücündə (1000-dən 2000 V/sm-ə qədər) ildırım atqısının bu formalaşması ilə lider sürətlə əhəmiyyətli məsafələri qət edir.
Lider əks elektroda çatdıqda, ildırım boşalmasının lider mərhələsi başa çatır və əks (əsas) boşalma mərhələsi başlayır. Bu vəziyyətdə, elektromaqnit dalğası yerin səthindən liderin kanalı boyunca yayılır, buna görə liderin potensialı sıfıra endirilir. Beləliklə, elektrodlar arasında bir ildırım boşalmasının keçdiyi bir superkeçirici kanal meydana gəlir.
İldırım boşalmasının inkişaf mərhələləri
İldırımın baş verməsi üçün şərait ildırım buludunun yüklü hissəciklərin toplanmasının və elektrik sahəsinin gücünün həddi həddə çatdığı hissəsində formalaşır. Bu nöqtədə zərbə ionlaşması inkişaf edir və elektronların uçqunları əmələ gəlir, sonra foto- və termal ionlaşmanın təsiri altında liderlərə çevrilən axınlar meydana gəlir.
a – vizual ekran; b – cari xarakteristikası.
İldırımın uzunluğu yüzlərlə metrə qədər dəyişir və bir neçə kilometrə çata bilər (ildırımın orta uzunluğu 5 km-dir). Lider inkişaf növü sayəsində ildırım saniyənin bir hissəsi ərzində əhəmiyyətli məsafələri qət edə bilir. İnsan gözü şimşəyi ağ, açıq çəhrayı və ya parlaq mavi rəngli bir və ya bir neçə parlaq zolaqdan ibarət davamlı bir xətt kimi görür. Əslində, bir ildırım boşalması iki mərhələ daxil olmaqla bir neçə impulsdur: lider və əks boşalma mərhələsi.
Şəkildə. Şəkil 18 addımlar şəklində inkişaf edən ilk nəbzin lider mərhələsinin boşalmasını göstərən ildırım impulslarının vaxt süpürgəsini göstərir. Orta hesabla səhnə xətti əlli metrdir və bitişik mərhələlər arasındakı gecikmə 30-90 μs-ə çatır. Liderin orta yayılma sürəti 105...106 m/s təşkil edir.
Liderin inkişafının mərhələli forması onunla izah olunur ki, aparıcı strimerin formalaşdırılması müəyyən vaxt tələb edir (addımlar arasında fasilə). Sonrakı impulslar ionlaşmış kanal boyunca hərəkət edir və aydın ox formalı lider mərhələsinə malikdir. Lider yer səthinin 1-ci nəbzinə çatdıqdan sonra yükün hərəkət etdiyi ionlaşmış bir kanal görünür. Bu anda ildırım boşalmasının 2-ci mərhələsi başlayır (əks boşalma).
Əsas boşalma ildırım buludları və yer arasındakı boşluğu deşən davamlı parlaq işıqlı bir xətt şəklində görünür (xətti ildırım). Əsas boşalma buluda çatdıqdan sonra plazma kanalının parıltısı azalır. Bu mərhələ sonra parıltı adlanır. Bir ildırım boşalmasında iyirmiyə qədər təkrar impuls müşahidə olunur və axıdmanın özü 1 saniyə və ya daha çox müddətə çatır.
On haldan dördündə enerji şəbəkələrində impuls səs-küyünə səbəb olan çoxsaylı ildırım boşalmaları müşahidə olunur. Orta hesabla 3...4 impuls müşahidə edilir. Təkrarlanan impulsların təbiəti ildırım buludunda qalan yüklərin plazma kanalına tədricən axını ilə əlaqələndirilir.
İldırım boşalmasının seçici hərəkəti
Lider kanalı yenicə inkişaf etməyə başlayanda, onun baş hissəsindəki elektrik sahəsinin gücü liderin yükünün həcmi və ildırım buludunun altında yerləşən həcmli yüklü hissəciklərin yığılması ilə müəyyən edilir. Boşalmanın prioritet istiqaməti maksimum elektrik sahəsinin güclərindən asılıdır. Əhəmiyyətli bir yüksəklikdə bu istiqamət yalnız lider kanalı tərəfindən müəyyən edilir (şəkil 19).
Bir ildırım boşalmasının aparıcı kanalı yer səthinə doğru hərəkət etdikdə, onun elektrik sahəsi yerin sahəsi və kütləvi yer əsaslı enerji qurğuları tərəfindən təhrif edilir. Maksimum intensivlik dəyərləri və ildırım liderinin yayılma istiqaməti həm öz yükləri, həm də yerdə cəmlənmiş yüklər, eləcə də süni strukturlar üzərində müəyyən edilir (Şəkil 20).
Liderin başının yer səthindən H hündürlüyü, bu zaman liderin elektrik sahəsinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir, yerdə və enerji obyektlərində əhəmiyyətli miqdarda yığılmış, elektrik enerjisinin hərəkət istiqamətini dəyişdirə bilən yük sahələri ilə özünü göstərir. lider, ildırım axıdılması oriyentasiya hündürlüyü adlanır.
Lider kanalında nə qədər çox elektrik yükü varsa, ildırım traektoriyasında dəyişiklik görünə biləcəyi hündürlük bir o qədər yüksəkdir.
Şəkil 21 əsas axıdmanın yer səthindən ildırım buluduna doğru hərəkətini və liderin yerə (düz səthə) doğru yayılmasını göstərir.
Bir ildırım boşalması hündür mərtəbəli yer quruluşuna (elektrik xəttinin dəstəyi və ya qüllə) doğru ildırım buludundan yerin səthinə yayılan lider axıdılmasına doğru hərəkət etdikdə, yer dəstəyindən əks lider inkişaf edir (şək. 22.). Bu vəziyyətdə əsas boşalma liderlər arasında əlaqə nöqtəsində yaranır və hər iki istiqamətdə hərəkət edir.
düyü. 22. İldırım atqısı metal dayağa dəydikdə lider mərhələsinin (yuxarı) və əsas boşalma mərhələsinin (aşağı) inkişafı
İldırımın formalaşması prosesi göstərir ki, ildırım boşalmasının xüsusi yeri lider mərhələsində müəyyən edilir. Birbaşa ildırım buludunun altında yüksək mərtəbəli bir yer quruluşu varsa (məsələn, televiziya qülləsi və ya elektrik xəttinin dəstəyi), o zaman ortaya çıxan lider ən qısa yol boyunca yerə, yəni yuxarıya doğru uzanan liderə doğru hərəkət edəcəkdir. yer quruluşundan.
Praktiki təcrübəyə əsaslanaraq belə nəticəyə gələ bilərik ki, ildırımlar çox vaxt effektiv torpaqlamaya malik olan və elektrik cərəyanını yaxşı keçirən elektrik obyektlərinə düşür. Eyni hündürlükdə ildırım boşalması daha yaxşı torpaqlama və yüksək elektrik keçiriciliyi olan obyektə düşür. Elektrik qurğularının müxtəlif hündürlükləri ilə və onların yanındakı torpaq da fərqli müqavimətə malikdirsə, ildırım daha yaxşı keçiriciliyə malik torpaqda yerləşən daha aşağı obyekti vura bilər (şək. 23).
düyü. 23. İldırım atqılarının seçici həssaslığı: yüksək elektrik keçiriciliyi olan torpaq (a); keçiriciliyi aşağı olan torpaq (b).
Bu fakt, lider mərhələsinin inkişafı zamanı keçirici cərəyanların artan keçiriciliyi olan bir yol boyunca axması ilə izah edilə bilər, buna görə də müəyyən sahələrdə liderlə əlaqəli yüklərin konsentrasiyası var. Nəticədə, yerin səthindəki yüklərin elektrik sahəsinin meydana çıxan liderin elektrik sahəsinə təsiri artır. Bu, ildırımın seçiciliyini izah edir. Bir qayda olaraq, torpaq sahələri və yüksək keçiriciliyə malik yerüstü süni strukturlar ən çox təsirlənir. Təcrübədə müəyyən edilmişdir ki, yüksək gərginlikli elektrik xətlərində ildırım axıdılması ciddi şəkildə müəyyən edilmiş yerlərdə yerləşən dayaqların üçdə birindən çoxuna təsir etmir.
İldırım tullantıları ilə yer cisimlərinə selektiv ziyan vurma nəzəriyyəsi ildırımdan mühafizənin təşkilində və elektrik yarımstansiyalarının elektrik qurğularının torpaqlanmasında praktiki təsdiqini tapdı. Aşağı keçiriciliyi ilə xarakterizə olunan ərazilərin ildırım vurma ehtimalı daha az idi. Şəkildə. Şəkil 24, ildırım vurmazdan əvvəl yerlə ildırım buludunun arasında olan elektrik sahəsini göstərir.
Göy gurultusunun elektrik sahəsinin gücünün tədricən dəyişməsi ilə torpağın keçiriciliyi buludun elektrik sahəsi dəyişdikdə yüklərin sayında tarazlığı təmin edir. İldırım çaxması zamanı sahənin gücü o qədər tez dəyişir ki, torpağın aşağı keçiriciliyi səbəbindən yükün yenidən bölüşdürülməsi üçün vaxt yoxdur. Ayrı-ayrı yerlərdə yüklərin konsentrasiyası xarakterik yerlər və ildırım buludları arasında elektrik sahəsinin gücünün artmasına səbəb olur (şək. 25), buna görə də ildırım boşalması bu yerləri seçici şəkildə vurur.
Bu, ildırım boşalmasının seçiciliyi nəzəriyyəsini aydın şəkildə təsdiqləyir, buna görə oxşar şəraitdə ildırım həmişə torpağın artan elektrik keçiriciliyi olan yerləri vurur.
İldırımın əsas parametrləri
İldırım cərəyanlarını xarakterizə etmək üçün aşağıdakı parametrlərdən istifadə olunur:
- İldırım cərəyanının nəbzinin maksimum dəyəri.
- İldırım cərəyanı cəbhəsinin diklik dərəcəsi.
- Cari nəbzin ön hissəsinin müddəti.
- Tam nəbz müddəti.
İldırım cərəyanının nəbzinin müddəti geriyə boşalmanın yerlə göy gurultusu (20...100 μs) arasındakı məsafəni qət etməsi üçün tələb olunan vaxtdır. İldırım cərəyanının nəbzinin ön hissəsi 1,5 ilə 10 μs aralığındadır.
Bir ildırım cərəyanının nəbzinin orta müddəti 50 μs-dir. Bu dəyər qorunan kabellərin dielektrik gücünün yoxlanılması zamanı ildırım cərəyanının impulsunun standart dəyəridir: onlar birbaşa ildırım zərbələrinə tab gətirməli və izolyasiyanın bütövlüyünü saxlamalıdırlar. İldırım gərginliyi impulslarına məruz qaldıqda izolyasiya gücünü yoxlamaq üçün (testlər GOST 1516.2-76 ilə tənzimlənir) Şəkil 1-də göstərilən standart bir ildırım gərginliyi cərəyanı nəbzi qəbul edilir. 26 (hesablamaların rahatlığı üçün faktiki cəbhə ekvivalent əyri birinə endirilir).
Nəbz həddindən artıq gərginlik taramasının şaquli oxunda, 0,3 Umax və 0,9 Umax-a bərabər səviyyədə, düz bir xətt ilə birləşdirilən nəzarət nöqtələri qeyd olunur. Bu düz xəttin zaman oxu ilə və Umax-a tangens olan üfüqi düz xəttin kəsişməsi Tf impulsunun müddətini təyin etməyə imkan verir. Standart ildırım impulsunun 1,2/50 dəyəri var: burada Tf=1,2 µs, Ti=50 µs (tam impuls müddəti).
İldırım impulsunun digər mühüm xüsusiyyəti impuls cəbhəsində gərginlik cərəyanının artım sürətidir (ön diklik, A*μs). Cədvəl 1 düz ərazi üçün ildırım atqılarının əsas parametrlərini göstərir. Dağlarda ildırım cərəyanının dalğalanmalarının amplitudasında düzənliklər üçün qiymətlərlə müqayisədə (təxminən iki dəfə) azalma müşahidə olunur. Bu, dağların buludlara daha yaxın olması ilə izah olunur, buna görə də dağlıq ərazilərdə ildırımlar ildırım buludlarında yüklü hissəciklərin daha az sıxlığında baş verir və bu, ildırım cərəyanlarının amplituda dəyərlərinin azalmasına səbəb olur.
Cədvələ görə, ildırım yüksək gərginlikli elektrik xətlərinin dayaqlarına dəydikdə nəhəng cərəyanlar əmələ gəlir - 200 kA-dan çox. Bununla belə, əhəmiyyətli cərəyanlara səbəb olan bu cür ildırım boşalmaları olduqca nadir hallarda müşahidə olunur: 100 kA-dan yuxarı cərəyanlar ildırım boşalmalarının ümumi sayının 2% -dən çox olmayan hallarda, 150 kA-dan yuxarı cərəyanlar isə 0,5% -dən az hallarda baş verir. İldırım cərəyanlarının amplituda dəyərlərinin cərəyanların amplituda dəyərlərindən asılı olaraq paylanması ehtimalı Şəkil 1-də göstərilmişdir. 27. Bütün ildırım boşalmalarının təxminən 40% -i 20 kA-dan çox olmayan cərəyanlara malikdir.
düyü. 28. İldırım cərəyanının impuls cəbhəsinin sıldırımlılığının ehtimal paylanmasının əyriləri (%-lə). Əyri 1 – düz sahələr üçün; əyri 2 – dağ şəraiti üçün.
Elektrik qurğularında baş verən impuls səs-küyünün və həddindən artıq gərginliyin səviyyəsi ildırım boşalmasının impuls cərəyanının ön hissəsinin faktiki dikliyindən asılıdır. Diklik dərəcəsi geniş diapazonda dəyişir və ildırım cərəyanlarının amplituda dəyərləri ilə zəif korrelyasiyaya malikdir. Şəkildə. Şəkil 28 düzənlikdə (əyri 1) və dağlarda (əyri 2) frontal ildırım cərəyanının nəbzinin diklik səviyyəsinin ehtimal paylanmasının şəklini göstərir.
İldırım cərəyanlarının təsiri
İldırım cərəyanlarının müxtəlif obyektlərdən keçməsi zamanı sonuncular mexaniki, elektromaqnit və istilik təsirlərinə məruz qalır.
Əhəmiyyətli istilik istehsalı kiçik hissəli metal keçiriciləri (məsələn, qoruyucu keçidlər və ya teleqraf telləri) məhv edə bilər. Dirijorun əriməsi və ya hətta buxarlanmasının baş verdiyi ildırım cərəyanının Im (kA) kritik dəyərini müəyyən etmək üçün aşağıdakı düstur istifadə olunur.
k – keçirici materialdan asılı olaraq xüsusi əmsal (mis 300...330, alüminium 200...230, polad 115...440).
Q – keçiricinin kəsiyi, mm2;
tm ildırım cərəyanının nəbzinin müddəti, μs.
Elektrik qurğusuna ildırım axıdılması zamanı onun təhlükəsizliyinə zəmanət verən keçiricinin (ildırım çubuğunun) ən kiçik kəsiyi 28 mm2-dir. Maksimum cərəyan dəyərlərində, oxşar kəsikli bir polad keçirici mikrosaniyələrdə yüzlərlə dərəcəyə qədər qızdırır, lakin bütövlüyünü saxlayır. Bir ildırım kanalına məruz qaldıqda, metal hissələr 3-4 mm dərinliyə qədər əriyə bilər. Elektrik xətlərində ildırımdan mühafizə kabellərində fərdi naqillərin qırılması tez-tez ildırım kanalı ilə kabelin təmas nöqtələrində ildırım boşalması nəticəsində yanma nəticəsində baş verir.
Bu səbəbdən, polad ildırım çubuqları böyük kəsiklərə malikdir: ildırımdan mühafizə kabellərinin eni ən azı 35 mm2, ildırım çubuqlarının isə ən azı 100 mm2 kəsiyi olmalıdır. İldırım kanalı yanar və tez alışan materiallara (ağac, saman, yanacaq və sürtkü materialları, qazlı yanacaq və s.) təsir etdikdə partlayışlar və yanğınlar baş verə bilər. İldırım cərəyanının mexaniki təsiri ildırımdan qorunma və düzgün torpaqlama olmayan taxta, kərpic və daş konstruksiyaların məhv edilməsində özünü göstərir.
Taxta elektrik xətti dirəklərinin parçalanması onunla izah olunur ki, ildırım cərəyanı ağacın daxili strukturu ilə hərəkət edərək, öz təzyiqi ilə ağac liflərini qıran bol su buxarını yaradır. Yağışlı havalarda ağacın parçalanması quru havaya nisbətən daha az olur. Yaş ağac daha yaxşı keçiriciliklə xarakterizə olunduğundan, ildırım cərəyanı taxta konstruksiyalara əhəmiyyətli zərər vermədən əsasən ağacın səthi boyunca keçir.
İldırım çaxması zamanı qalınlığı üç santimetrə qədər və eni beş santimetrə qədər olan ağac parçaları tez-tez taxta dayaqlardan qoparılır və bəzi hallarda ildırım torpaqlama ilə təchiz olunmayan dayaqların dirəklərinin və çarpaz qollarının yarısını parçalayır. . Bu halda, izolyatorların metal elementləri (boltlar və qarmaqlar) yerlərindən uçaraq yerə düşür. Bir gün ildırım o qədər güclü oldu ki, hündürlüyü təxminən 30 m olan nəhəng qovaq kiçik çip yığınına çevrildi.
Dar çatlardan və kiçik boşluqlardan keçərək ildırım axıdılması əhəmiyyətli dağıntılara səbəb olur. Məsələn, ildırım cərəyanları elektrik xətlərində quraşdırılmış boru blokerlərini asanlıqla deformasiya edir. Hətta klassik dielektriklər (daş və kərpic) güclü boşalmaların dağıdıcı təsirlərinə məruz qalır. Qalan yüklərin malik olduğu elektrostatik təsir qüvvələri qalın divarlı kərpic və daş binaları asanlıqla məhv edə bilər.
Əsas ildırım boşalması mərhələsində, vurma nöqtəsinin yaxınlığında, enerji obyektlərinin torpaqlanmasından keçərək, yüksək tezlikli impuls səs-küyünü və əhəmiyyətli bir səs-küy yaradan enerji obyektlərinin keçiricilərində və metal konstruksiyalarında impuls müdaxiləsi və həddindən artıq gərginlik baş verir. gərginliyin azalması, 1000 kV və ya daha çox. İldırım atqıları təkcə ildırım buludları və yer arasında deyil, həm də ayrı-ayrı buludlar arasında baş verə bilər. Bu cür ildırım elektrik qurğularının personalı və avadanlıqları üçün tamamilə təhlükəsizdir. Eyni zamanda yerə çatan ildırım tullantıları insanlar və texniki qurğular üçün ciddi təhlükə yaradır.
Rusiya Federasiyasında tufan aktivliyi
Ölkəmizin müxtəlif yerlərində tufan aktivliyinin intensivliyi əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Şimal rayonlarında ən zəif tufan aktivliyi müşahidə olunur. Cənuba doğru hərəkət etdikcə tufan aktivliyində artım müşahidə olunur ki, bu da il ərzində tufanların olduğu günlərin sayı ilə xarakterizə olunur. Rusiya Federasiyasının ərazisində bir tufan günü üçün tufanların orta müddəti 1,5 ilə 2 saat arasındadır. Rusiya Federasiyasının istənilən nöqtəsi üçün tufan fəaliyyəti meteoroloji stansiyaların uzunmüddətli müşahidələrinin məlumatları əsasında tərtib edilən tufan fəaliyyətinin xüsusi meteoroloji xəritələrindən istifadə etməklə müəyyən edilir (şək. 29).
İldırım haqqında maraqlı faktlar:
- İldə 30 saat tufan aktivliyi olan ərazilərdə hər iki ildən bir yer səthinin hər kvadrat kilometrinə orta hesabla 1 ildırım düşür.
- Hər saniyə planetimizin səthi yüzdən çox ildırım vurur.
İldırım tullantılarının meydana gəlməsi prosesi müasir elm tərəfindən kifayət qədər yaxşı öyrənilmişdir. Əksər hallarda (90%) buludla yer arasındakı boşalmanın mənfi yüklü olduğuna inanılır. Qalan daha nadir ildırım atqıları üç növə bölünə bilər:
- yerdən buluda axıdılması mənfidir;
- buluddan yerə müsbət ildırım;
- yerdən müsbət yüklü bir buluda bir parıltı.
Boşaltmaların əksəriyyəti eyni buludda və ya müxtəlif göy gurultulu buludlar arasında qeydə alınır.
İldırımın formalaşması: proses nəzəriyyəsi
İldırım atqılarının formalaşması: 1 = təxminən 6 min metr və -30 ° C, 2 = 15 min metr və -30 ° C.
Yerlə göy arasında atmosfer elektrik boşalmaları və ya şimşəklər müəyyən zəruri şərtlərin birləşməsi və mövcudluğu ilə əmələ gəlir, bunlardan ən vacibi konveksiyanın görünüşüdür. Bu, kifayət qədər isti və rütubətli hava kütlələrinin yüksələn bir axınla atmosferin yuxarı təbəqələrinə daşındığı təbii bir hadisədir. Eyni zamanda, onlarda mövcud olan nəm bərk birləşmə vəziyyətinə - buza çevrilir. Tufan cəbhələri cumulonimbus buludları 15 min m-dən çox hündürlükdə yerləşdikdə və yerdən qalxan cərəyanların sürəti 100 km/saata çatdıqda yaranır. Konveksiya, buludun aşağı hissəsindən daha böyük dolu daşlarının toqquşması və yuxarıdakı daha yüngül buz parçalarının səthinə sürtülməsi ilə tufanların yaranmasına səbəb olur.
Göy gurultusu yükləri və onların paylanması
Mənfi və müsbət yüklər: 1 = dolu daşları, 2 = buz kristalları.
Çoxsaylı tədqiqatlar təsdiqləyir ki, havanın temperaturu - 15 ° C-dən yüksək olduqda əmələ gələn daha ağır dolu daşları mənfi yüklənir, havanın temperaturu - 15 ° C-dən aşağı olduqda əmələ gələn yüngül buz kristalları isə adətən müsbət yüklənir. Yerdən yüksələn hava axınları müsbət işıqlı buz təbəqələrini daha yüksək təbəqələrə, mənfi dolu daşlarını buludun mərkəzi hissəsinə qaldırır və buludu üç hissəyə ayırır:
- müsbət yüklü ən yuxarı zona;
- orta və ya mərkəzi zona, qismən mənfi yüklü;
- qismən müsbət yüklə aşağı olan.
Alimlər buludda ildırımın inkişafını elektronların elə paylanması ilə izah edirlər ki, yuxarı hissə müsbət yüklü, orta və qismən aşağı hissə isə mənfi yüklüdür. Bəzən bu cür kondansatör boşalır. Buludun mənfi hissəsindən çıxan ildırım müsbət yerə doğru hərəkət edir. Bu halda, ildırım boşalması üçün tələb olunan sahənin gücü 0,5-10 kV/sm diapazonunda olmalıdır. Bu dəyər havanın izolyasiya xüsusiyyətlərindən asılıdır.
Boşaltma paylanması: 1 = təxminən 6 min metr, 2 = elektrik sahəsi.
Xərclərin hesablanması
Obyektlərimiz
"Mosvodokanal" ASC, "Pyalovo" istirahət evinin idman və istirahət kompleksi
Obyektin ünvanı: Moskva vilayəti, Mıtişçi rayonu, kənd. Prussi, 25
İş növü: Xarici ildırımdan mühafizə sisteminin layihələndirilməsi və quraşdırılması.
İldırımdan mühafizənin tərkibi: Mühafizə olunan strukturun düz damı boyunca ildırımdan qorunma mesh qoyulur. İki baca borusu uzunluğu 2000 mm və diametri 16 mm olan şimşək çubuqları quraşdırılmaqla qorunur. İldırım keçiricisi kimi 8 mm diametrli isti daldırma sinklənmiş poladdan (RD 34.21.122-87 uyğun olaraq bölmə 50 kv. mm) istifadə edilmişdir. Aşağı keçiricilər drenaj borularının arxasında sıxac terminalları olan sıxaclar üzərində qoyulur. Aşağı keçiricilər üçün diametri 8 mm olan isti sinklənmiş poladdan hazırlanmış bir keçirici istifadə olunur.
GTPP Tereshkovo
Obyektin ünvanı: Moskva şəhəri. Borovskoe şossesi, "Tereshkovo" kommunal zonası.
İş növü: xarici ildırımdan mühafizə sisteminin quraşdırılması (ildırımdan mühafizə hissəsi və aşağı keçiricilər).
Aksesuarlar:
İcra: Obyekt daxilində 13 konstruksiya üçün isti daldırma sinklənmiş polad keçiricinin ümumi həcmi 215000 metr təşkil etmişdir. Damlara 5x5 m hücrə meydançası ilə ildırımdan qoruyucu tor çəkilir, binaların künclərində 2 aşağı keçirici quraşdırılır. Bərkitmə elementləri kimi divar tutacaqları, ara bağlayıcılar, betonla düz damlar üçün tutacaqlar və yüksək sürətli əlaqə terminalları istifadə olunur.
Solneçnoqorsk zavodu "EUROPLAST"
Obyektin ünvanı: Moskva vilayəti, Solneçnoqorsk rayonu, kənd. Radumlya.
İş növü: Sənaye binası üçün ildırımdan mühafizə sisteminin layihələndirilməsi.
Aksesuarlar: OBO Bettermann tərəfindən istehsal edilmişdir.
İldırımdan mühafizə sisteminin seçilməsi: Bütün binanın ildırımdan mühafizəsi III kateqoriyaya uyğun olaraq 12x12 m hündürlüyə malik isti daldırma sinklənmiş keçirici Rd8-dən hazırlanmış ildırımdan qorunma şəbəkəsi şəklində aparılmalıdır beton çəkisi olan plastikdən hazırlanmış yumşaq dam örtüyü. Çubuqlu ildırım çubuqlarından ibarət çoxlu ildırım çubuğu quraşdıraraq, damın aşağı səviyyəsində avadanlıqların əlavə qorunmasını təmin edin. Bir ildırım çubuğu olaraq, uzunluğu 2000 mm olan isti daldırma sinklənmiş polad çubuq Rd16 istifadə edin.
McDonald's binası
Obyektin ünvanı: Moskva bölgəsi, Domodedovo, M4-Don şossesi
İş növü: Xarici ildırımdan mühafizə sisteminin istehsalı və quraşdırılması.
Aksesuarlar: J. Propster tərəfindən istehsal edilmişdir.
Tərkibi təyin edin: Rd8 keçiricidən hazırlanmış ildırımdan qoruyucu tor, 50 kv.mm, SGC; alüminium ildırım çubuqları Rd16 L=2000 mm; universal bağlayıcılar Rd8-10/Rd8-10, SGC; aralıq bağlayıcılar Rd8-10/Rd16, Al; divar tutacaqları Rd8-10, SGC; terminal terminalları, SGC; sinklənmiş keçirici Rd8 üçün örtüklü (beton ilə) düz bir damda plastik tutacaqlar; izolyasiya edilmiş çubuqlar d=16 L=500 mm.
Şəxsi kottec, Novorizhskoe şossesi
Obyektin ünvanı: Moskva rayonu, Novorijskoe şossesi, kottec kəndi
İş növü: xarici ildırımdan mühafizə sisteminin istehsalı və quraşdırılması.
Aksesuarlar Dehn tərəfindən istehsal edilmişdir.
Spesifikasiya: Sinklənmiş poladdan Rd8 keçiricilər, mis keçiricilər Rd8, mis tutacaqlar Rd8-10 (silsilə olanlar daxil olmaqla), universal birləşdiricilər Rd8-10 sinklənmiş poladdan, Rd8-10 mis və paslanmayan poladdan hazırlanmış terminal tutucular, mis rebatlı terminallar Rd8- 10 , bimetalik aralıq bağlayıcılar Rd8-10/Rd8-10, lenti mis drenajına bağlamaq üçün lent və sıxaclar.
Şəxsi ev, İkşa
Obyektin ünvanı: Moskva rayonu, İkşa kəndi
İş növü: Xarici ildırımdan mühafizə, torpaqlama və potensial bərabərləşdirmə sistemlərinin layihələndirilməsi və quraşdırılması.
Aksesuarlar: B-S-Technic, Citel.
Xarici ildırımdan qorunma: misdən hazırlanmış ildırım çubuqları, ümumi uzunluğu 250 m olan mis keçirici, dam örtüyü və fasad tutucuları, birləşdirici elementlər.
Daxili ildırımdan qorunma: DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH tərəfindən istehsal edilmişdir.
Torpaqlama: sinklənmiş poladdan hazırlanmış torpaqlama çubuqları Rd20 12 ədəd. qaşıqlarla, ümumi uzunluğu 65 m olan Fl30 polad zolaq, çarpaz bağlayıcılar.
Şəxsi ev, Yaroslavskoe şossesi
Obyektin ünvanı: Moskva vilayəti, Puşkinski rayonu, Yaroslavkoe şossesi, kottec kəndi
İş növü: Xarici ildırımdan mühafizə və torpaqlama sisteminin layihələndirilməsi və quraşdırılması.
Aksesuarlar Dehn tərəfindən istehsal edilmişdir.
Bir quruluş üçün ildırımdan qorunma dəstinin tərkibi: dirijor Rd8, 50 kv mm, mis; Rd8-10 boru kəməri; ildırım çubuqları Rd16 L=3000 mm, mis; torpaqlama çubuqları Rd20 L=1500 mm, SGC; şerit Fl30 25x4 (50 m), sinklənmiş polad; tənzimləyici DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH.
Ərazi "Noginsk-Texnopark", ofis və abadlıq bloku olan istehsal və anbar binası
Obyektin ünvanı: Moskva vilayəti, Noginsky rayonu.
İş növü: xarici ildırımdan mühafizə və torpaqlama sistemlərinin istehsalı və quraşdırılması.
Aksesuarlar: J. Propster.
Xarici ildırımdan qorunma: Mühafizə olunan binanın yastı damına 10 x 10 m hücrə meydançası olan hava sonlandırma şəbəkəsi qoyulur, onların üzərinə uzunluğu 2000 mm və diametri 16 mm olan doqquz hava dirəkləri quraşdırılaraq səma pəncərələri qorunur. .
Aşağı keçiricilər: Onlar 16 ədəd həcmində bina fasadlarının "pastasına" qoyulur. Aşağı keçiricilər üçün diametri 10 mm olan bir PVC qabığında sinklənmiş polad keçirici istifadə olunur.
Torpaqlama: 40x4 mm sinklənmiş zolaq şəklində üfüqi topraklama keçiricisi və Rd20 uzunluğu L 2x1500 mm dərin torpaqlama çubuqları ilə bir üzük dövrəsi şəklində hazırlanmışdır.
