Размышления об атмосферном электричестве
Добавлено: 16 май 2013, 08:32
В последнее время довольно часто гибнут храмы от пожаров , вызванных молниями. Сгорают деревянные храмы и колокольни отстоявшие более ста лет, ущерб наносится такой , что восполнить его крайне сложно , фактически невозможно.... Естественно ,есть документ по борьбе с молниями-ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (РД 34.21.122-87). Согласно этой инструкции всё и защищается. Тем не менее , хотелось бы пообщаться по реальным случаям поражений молниями и по практике устройства защиты от неё.
Практика применения молниезащиты на храмовых объектах неоднозначна , с одной стороны есть храмы оснащённые устройствами в соответствии с РД, с другой есть и такие , что заземлены никогда не были и никаких проблем из-за этого не испытывающие, причём когда эти храмы возводились о РД и слыхом не слыхивали. Когда моей организации приходится устанавливать шпиль или главку , всегда спрашиваем заказчика - заземлять будем ? обычно заказчик не очень владеет вопросом , в таком случае мы оставляем выпуск токоотводящего каната и предоставляем возможность заказчику самостоятельно организовать забивание в землю трёх уголков и их обваривание . Но несколько раз было так , что нам чётко говорилось - никакой грозозащиты не надо.Надо сказать , что замеры сопротивления грозозащиты на практике представляют снятие харатеристик именно заземляющего контура , тех самых уголков забитых кувалдой в грунт и обваренных катанкой - на токоотвод накладывается струбцинка , вблизи контура вставляется в грунт электрод, подаётся напряжение и замеряется сопротивление.В замеры не попадают стыки по ходу токоотводящего каната и стык токоотвод- молниеприёмник . Несмотря на то что в РД есть формулировки , позволяющие применять проволоку -катанку как единый токоотвод -молниеприёмник ,традиция велит молниеприёмник выполнять отдельно . Как правило для этого берут пруток или трубу . При таком подходе неизбежно приходится закреплять токоотвод сваркой , либо болтить. Болтить легче. Теперь поразмыслим на тему -а как молния смотрит на сварку и болты.Полностью проваренный путь имеет стабильные характеристики по всей длине , он гораздо надёжней болтов, склонных к коррозии, но при этом так же сложно затащить в места стыков сварочный аппарат ,сварщика и всё красиво и качественно сварить.Сейчас появились малогабаритные инверторные приборы , облегчающие задачу, но это произошло буквально несколько лет назад. Есть мнение , что если молния прошивает 500 метров воздушного пространства, то уж как-нибудь пробьёт несколько миллиметров в неплотно затянутых болтах. Надо сказать , что искровой разряд оставляет на поверхности электродов характерные следы электроэррозии, их не спутать с другими следами разрушения металлов.Мне ни разу не доводилось видеть эти следы в местах потенциального пути молнии при движении по конструкциям зданий ( хоть один такой случай имел место. но о нём ниже). На старинных крестах - тоже не видел, хоть кресты просто обязаны собирать и потенциалы и молнии . Но минувшей зимой мы снимали чугун со старинной и уникальной дымовой трубы "Любовь". На 74 метровой трубе была головка из сборного чугунного литья общим весом примерно 16 тонн. Чугун был здорово полопавшийся , причины множественных расколов 2-3 сантиметровых массивных скорлуп-тюбингов мне до конца не ясны.Теоретически можно списать и на молнии, хотя... такой молниезащиты как в 1870-м году никогда больше не делали ,а если и делали ,то успели переделать.прямо на чугунных сегментах имелись два прилива , на которых болтами были закреплены два приёмника из трубы дюйм с четвертью.Основания приёмников были сболчены с толстой миллиметров 15 медной катанкой , которая в свою очередь переходила в латунную прямоугольную бобыху приклёпанную опять таки к чугуну.Дальше всё спускалось старым трамвайным троллеем из качественной красной меди.На приёмниках стояли медные наконечники , весом примерно в 2 кило , они на резьбе крепились к трубам, а внутри в них болтами был зажат троллей.Чёрные болты были съедены коррозией заподлицо.Самым поразительным оказалось то , что наконечники отличались . Один имел макушку со следами токарного резца , а вот у второго это место было изъедено электроэррозией...Конечно напряжённость поля возрастает не то в кубе , не то квадрате , по идее должно бить только в один наконечник , тот , который на несколько миллиметров выше , но столкнуться с практическим подтверждением этого известного факта - большая редкость.Ибо молниеприёмник работает в двух режимах - первый - когда в него красиво лупит искровой разряд , а второй - когда тихо шурша стекает тихий разряд .По моему разумению, тихий режим сопровождается коронными явлениями , типа огней св. Эльма. Про одну церковь ,не имеющую грозозащиты, мне достоверно рассказывали ,что в грозу крест, порой, подсвечивается этими самыми огнями.Ничего не могу сказать внятного о коронных разрядах , их температуре , способности воспламенить или разрушить конструкции . Некоторые аналогии можно можно поискать в неоновой рекламе.Неоновая реклама представляет собой высоковольтный трансформатор , от которого слабенький ток очень высокого напряжения подаётся по силиконовым проводам на герметичную трубку с неоном. В трубке происходит разряд и газ красиво светится. Тракт высоковольтного тока претерпевает повреждения , в частности часто ток начинает пробивать на массу. Если пробой заметят не сразу , то в месте пробоя бывают повреждения как проводов , так и конструкций , в которые бьёт искра. Белый силикон , который в принципе не горит, разрушается до состояния грязного песка, а жестяные короба из оцинковки ( наиболее типичный случай) могут иметь сквозные отверстия площадью до нескольких квадратных сантиметров с характерным рисунком краёв. Исходя из этой довольно натянутой аналогии можно полагать , что в зонах более-менее стабильного коронного разряда могут быть локальные перегревы ,перенос раскалённого металла и просто выделение тепла и это может послужить причиной пожара.Но фактического материала мало. Когда в 1989-м года мне довелось детально осмотреть крест Рязанской соборной колокольни , а она сильно выделяется над местностью , то никаких повреждений , кроме пулевой дырки со стороны смотрящей на десантное училище там не было.
О трёх кольях поподробней. Во времена моего детства читал я инструкцию по устройству грозозащиты для пионерских лагерей. В состав прибора входила деревянная жердь , проволока- токоотвод и стальной лист 1000/500 ( примерно) зарытый в землю чуть ли не на два метра.Соответственно, средняя молния застойных времён вполне растекалась в грунт через этот самый стальной лист.В дальнейшем всё стало круче- молнии стали капризней, и стали требовать только трёх стальных уголков забитых в планету треугольником.Почему три кола, а не пять , почему они треугольником , а не в рядок - это всё вопросы из серии " а почему ток идёт синусоидой , ведь провод-то прямой
".Почему контур не может выполняться из стальной трубы диаметром 300 и более мм вбитой в грунт Казалось бы , эффективность растекания зависит от площади контакта и сопротивления на границе фаз.Тогда как раз идеален электрод плоский или гофрированный. Почему узаконены эти три уголка Кроме количества электродов важна граница фаз . Обычная сталь-3 охотно ржавеет и забитый кол достаточно быстро меняет свои показатели. Почему нигде нет указаний , хоть бы и рекомендательных , применять по возможности нержавеющую сталь или оцинковку? Ни для кого не секрет , что при проблемной сдаче контура ( если сопротивление великовато ) применяется старинный способ- под колья выливают ведро рассола . В электролите сопротивление сразу даёт нужные результаты , но затем так же быстро начинается коррозия уголков.Нержавейка могла бы решить подобные проблемы.Ещё вариант - берём старый или новый чугунный радиатор, обдираем от краски , красим серебрянкой или цинолом, привариваем токоотводящий канат к полдюймовой трубе и закапываем в грунт. Чугун корродирует медленней чем сталь.Площадь батареи изначально рассчитывается именно для радиации ( излучения) и пусть она излучает не тепло в воздух, а разряд в грунт - всё равно лучше чем предложенные колышки.Ещё интересней --на всех газо- и нефтепроводах есть катодная защита . В качестве электрода подающего защитный потенциал применяется совсем не уголок , а совсем наоборот - специальная графитная труба. Диаметр 100 мм , полая , на концах внутренняя резьба под графитовую заглушку. В заглушку вставляют болт , заливают битумом и вкручивают в трубу , всё это помещают в грунт и пожалуйста - нефть и газ текут куда надо по защищённой трубе.Я располагаю некоторым количеством подобных графитных электродов. Когда мы делали грозозащиту на одной крупной рязанской церкви , предложил применить , хоть бы и параллельно уголкам.Реставрация долго совещалась с замерщиками , в итоге отказались.
Что можно сказать о повреждениях причиняемых молниями.Пару раз в жизни я видел деревья в которые попадали молнии.Впечатление сильное - сосна расположена в лесу и никак не выделяется из сотен таких же деревьев. По всей высоте ствола нисходящей спирально снята кора, ширина спирали примерно 7 см, глубина до белой древесины.Шаг спирали стабилен.Выглядит, как будто безумный столяр со стамеской изголялся над сосной. Кто может объяснить , почему выделение энергии происходит таким образом , ведь казалось бы , что дерево должно получить повреждения строго вертикальные, по кратчайшему пути движения разряда. Согласно некоторым данным , направление скручивания волокон ствола зависит от породы дерева , и может иметь как правый , так и левый винт.Так же интересны последствия достоверных попаданий в кирпичные церкви.На один храм мы ставили волгодонский шпиль . Заземление не входило в наши задачи , но выпуск катанки до уровня площадки верхнего яруса сделали. Монашкам и спонсорам сообщили об этом и настоятельно рекомендовали довершить работу по грозозащите.Спустя пять лет судьба привела опять на это место.Никто ничего не заземлил ,проволока кончалась где мы её оставили.Мои регулярные приезды в монастырь имели целью выполнение ремонта фасадов и крыши , поэтому на них я и смотрел.Лето было грозовое и в очередной приезд я заметил , что что-то не так , оказалось , что прошёл разряд с конца проволоки на кованую внутристеновую связь. При этом был сильно разрушен замковый кирпич маленького окна, выходившего на конёк.За окном находится внутристенная лестница . Крошку кирпича просто вбило в беленую стену.То есть имелся направленная ударная волна. Но на этом попадания разрядов не завершились , лето 2008-го года, как уже говорилось, выдалось обильным на грозы. В очередной приезд узбеки из смежной организации рассказали и показали место второго удара молнии. Удар пришёлся на белокаменный карниз четверика. Храм украшен несколькими карнизами , по логике это тёсаный белый камень , с виду - скорее литьё . Сейчас я почти уверен в том , что это комбинированный материал - известняк , на который налит лицевой профиль из какого-то хитрого древнего цемента. Так вот , из карниза на северной стороне четверика ,ближе к трапезной, из нижней горизонтальной поверхности была выбита каменная линза . Размеры примерные 20 на 15 см , толщина около 10 см. Вопросы в том ,что -1. главка четверика имела рабочий контур заземления -неужели сопротивление растекания по каменному фасаду ниже чем по заземлённой проволоке 2. шпиль колокольни на 5-6 метров выше креста главки , а в неё молния уже попадала , значит воздушный зазор недоделанного токоотвода вполне пробиваем грозовым разрядом. Впоследствии мне рассказали , что место рядом с храмом подвержено молниям , за послевоенные годы там от них сгорели два жилых дома . Усадьба была расположена не далее 60-и метров.
Возгорания деревянных сооружений ... тема сложна.С одной стороны мы видим . что каждый год сгорают дотла старинные храмы , оснащённые грозозащитой.Со второй стороны была такая организация , как НКВД, которая помимо ВД занималась ещё строительством элеваторов.До сих пор по стране стоит большое количество этих сооружений довоенной постройки. Типовой элеватор имел в своём составе - кирпичный красивый забор , вишнёвый сад , пруд пожарный с рыбой, дизельэлектростанцию на 500 кВт, монолитные железобетонные силосные корпуса и деревянные силосные корпуса из бруса. Ещё были деревянные одноэтажные склады из оцилиндрованного бревна - прекрасный образец уходящей эпохи плотницкого искусства.Но самое интересное , что брусовые силкорпуса имеющие высоту около 25 метров стоят с тех самых тридцатых годов и ничего - работают, разве что шиферную обшивку порой чинят.Конечно можно сказать , что рядом сними есть силосная башня из железобетона и она собирает всё на себя , но ведь выше описан удар в карниз четверика при рядом стоящей колокольне ,там такой принцип распределения ударов не сработал.
Весьма интересна история вентбашен на вискозных производствах. После войны из Германии было вывезено большое количество оборудования , позволившего создать советскую промышленность химического волокна. Каждое такое производство имело вентиляционную башню высотой 100-150 метров для сброса влажного воздуха содержащего серную кислоту и прочий сероуглерод.Можно предположить , что конструктив этих сооружений тоже попал к нам из Европы.Башня состоит из собственно стальной несущей башни и деревянного газоотводящего ствола диаметром 4-10 метров.. Только дерево в те годы могло противостоять кислоте, пластики пошли в массовой производство позже и их свойства гораздо хуже по многим показателям.Башни были на 4-х бетонных фундаментах , стальные конструкции тщательно заземлялись.Дерево применялось пропитанное огнезащитной вонючей пропиткой, даже спустя много лет после гибели производства оставшиеся стволы пахнут этим составом.Тем не менее ... В 70-е годы случился ряд катастроф. Башни начали сгорать от молний, был год , когда сгорело три ствола.Картина была феерическая -труба колоссальных размеров сгорала в огне чудовищной тяги за несколько минут. На всю высоту ствола были разведены системы пожаротушения , но они просто не успевали сработать. Отожженные металлоконструкции опадали кучей переваренной лапши... В результате дерево признали устаревшим материалом и в серию запустили стволы из стеклофаолита .
Кроме деревянных труб горят и все остальные .Обычно воспламеняется отложения на футеровке.Во времена работы на мазуте несгоревшее топливо ,смешанное с сажей ,обильно выпадало внутри ствола . Для воспламенения хватало заброса пламени через экономайзер. Последствия самые печальные - огонь выжигал смолистую шубу и сильно перегревал внутренние слои кирпича, что приводило к сильному шелушению и истончению стенок трубы.Обычно информация о пожарах такого рода очень важна , я всегда на этом акцентирую внимание. Естественно, приходится собирать фольклор, но ни разу не слышал о выгораниях сажи от молний. Ещё выгорают стволы на заводах шлакваты , вытяжные трубы сбрасывают газы из камер полимеризации , при этом на стволе оседает шуба из шлакваты и фенолформальдегидного вяжущего. Мы меняли стальной ствол в Норильске ,на заводе Тисма, там пожар в стволе произошёл из-за сварщиков, ствол пошёл под замену , хоть он и не утратил свои свойства, остался герметичным , но форма была неопрятная- в общем - менять и всё тут!
Среди посетителей Прмальпфорума много альпинистов . поэтому будет неправильно обойти атмосферное электричество в горах
если вспомнить мою первую значковую летнюю гору в Грузии( к сожалению их вообще не так и много
), а это была двойка б, или даже а. Гора была Мачхапара , около лагеря Зесхо. Ничем особым не интересный прогулочный маршрут , но... По пути взрослая инструкторша из соседнего отделения собирала букетик из мелких цветочков. Когда мы взошли , то увидели камень у которого стояли увядшие букетики. Тётенька убрала старые , поставила новый ,а наш инструктор Палыч , внешне напоминавший старого забомжевевшего сподвижника Абалакова, рассказал , что несколько лет назад на этот камень встал один очень всеми уважаемый и любимый грузинский инструктор.Он привёл на гору такую же толпу новичков и зачем-то встал на полуметровый валун. Небо было без облаков , нормальное синее кавказское небо .Когда он поднял вверх свой ледоруб , раздался сухой треск . Инструктор рухнул замертво, ничто не помогло...Молнией это не назовёшь , разряд - да, конечно .
Второй интересный рассказ поведал известный и авторитетный Александр Резниченко.- -Очень похожий случай был со мной, только, слава Богу, закончился пробитым ухом.
Пошел на тренировочную 1Б Местия примкнув к отряду значков.Пока публика восторгалась красотами при 100% погоде, я сказал "До свидания" Алекскю Борисовичу и побежал на работу. Но был остановлен и, после прочтения краткой лекции об опасностях одиночного хождения в горах, был снабжен стажером, с которым и начали спускаться.
Спустившись ниже Местийского перевала на 200-300 м на практически плоском леднике я услышал шипение веревки, которая висела на рюкзаке. Сразу не поняв, что это, попытался поднять ледоруб. Засвистело. Присел. Все признаки грозы, но небо голубое. Встал и получил разряд между каской и ухом. Сел. Да что за фигня?
Встал. Еще один щелчок по второму уху.
Впереди, метрах в 30 небольшой сброс, на котором оставлена веревка. Быстро на четвереньках подползаю, спускаюсь в мульду и всё хорошо.
Жду стажера.
Минут через 5 таким же макаром спускается он и катается от смеха.
Его видение. Идет по леднику и впереди, мерах в 100 инструктор начинает странные телодвижения.
Первая мысль: "Какой мудрый Дед Кузя, что не отпустил его одного. Или горняшка, или крышу сорвало."
Но, когда подошел к тому месту, быстро сообразил и повторил мой маневр.
Через 1.5-2 часа прошел отряд и ничего на том месте не было
Наверное, если бы успел поднять ледоруб, могла быть и молния.
Откуда в сухом синем небе напряженность - не знаю.----
Эти случаи показывают , что серьёзные разряды могут накапливаться в чистом воздухе. В том же РД рассматривается формирование разрядов в огромных массивах частиц влаги. В чёрной туче воздушными потоками носит сотни тонн снега или капель , они вырабатывают разряд , он идёт вниз. Увы , модель слишком проста . описанные ЧП произошли в отсутствии туч . соответственно непонятно - где именно накапливался заряд электричества. ведь если есть конденсатор - то он может накапливать. В этом случае конденсатор незрим.
Есть ещё такие мысли - коронные явления всегда происходят на углах и концах тонких конструкций. исходя из аксиомы ,что воздух - диэлектрик ,кирпич - диэлектрик , дерево - диэлектрик , а искрение происходит на острых железках в приграничном слое. Мы видим то искрение , что происходит в воздухе. но мы не видим процессов на острых железках в толще древесных конструкций. А там может быть происходит разогрев гвоздей , крепящих токоотводящий канат на крыше исторического памятника. И пока из-под гвоздей огонь не пыхнет - никто и не задумается о охране объекта культурного наследия, грубо говоря . Соответственно имеет смысл, прокладывая токоотвод по деревянному сооружению, в лучшем случае крепить его кронштейны диэлектрическими гвоздями ( например из стеклопластиковых связей - элементарно настругать можно и за копейки) и параллельно применять обёртывание токоотвода в зажиме кронштейна стеклотканью на силиконовой пропитке . Силикон не зря применяется для высоковольтных проводов. У него высокая стойкость на пробой и на перегрев. И тогда вся энергия разряда уйдёт в грунт не раскаляя ничего ценного.
Помимо научного ,есть взгляд на проблему сугубо трансцендентальный. С детства я слышал версию про Илью Пророка. который на колеснице по облакам катается. Из-за светско-советского окружения уже и тогда в это верилось с трудом. И вот недавно я узнал всю правду. В передаче на радио "Благо" читали книгу , к сожалению не выяснил её названия и автора . Текст построен в форме вопросов некому старцу и его ответов. По нашей теме было так- Старец , а правда , что гроза -это Илья Пророк катается на колеснице и молниями поражает грешников ?--- Нет , это не так .Когда Господь собирается поражать падших духов, он даёт знак ангелу молний и тот мечет испепеляющую молнию. бесы , тщась скрыться от гнева Его пытаются скрыться и даже могут войти в праведных. Но нет им спасения . А если при этом поражён будет благочестивый человек , то ему стократ воздастся во царствии небесном.
Это та самая церковь , перенёсшая два удара молний буквально за один месяц.Вид до...
А на этой фотографии явно видна выщербина на правом крае карниза.
А тут видно повреждения замкового кирпича в оконном проёме. Незаземлённая проволока свисает чуть выше слева.
Это фото с просторов сети . Характерная спираль после поражения молнией.Спасибо неизвестным авторам! И нашему Технологу.
Одн из последних деревянных стволов. Производство давно умерло , страна в распыле- а она стоит.
Фотографии имеются и будут размещены под текстом. По мере увеличения текста буду добавлять в это сообщение , обсуждение пусть будет ниже.
Практика применения молниезащиты на храмовых объектах неоднозначна , с одной стороны есть храмы оснащённые устройствами в соответствии с РД, с другой есть и такие , что заземлены никогда не были и никаких проблем из-за этого не испытывающие, причём когда эти храмы возводились о РД и слыхом не слыхивали. Когда моей организации приходится устанавливать шпиль или главку , всегда спрашиваем заказчика - заземлять будем ? обычно заказчик не очень владеет вопросом , в таком случае мы оставляем выпуск токоотводящего каната и предоставляем возможность заказчику самостоятельно организовать забивание в землю трёх уголков и их обваривание . Но несколько раз было так , что нам чётко говорилось - никакой грозозащиты не надо.Надо сказать , что замеры сопротивления грозозащиты на практике представляют снятие харатеристик именно заземляющего контура , тех самых уголков забитых кувалдой в грунт и обваренных катанкой - на токоотвод накладывается струбцинка , вблизи контура вставляется в грунт электрод, подаётся напряжение и замеряется сопротивление.В замеры не попадают стыки по ходу токоотводящего каната и стык токоотвод- молниеприёмник . Несмотря на то что в РД есть формулировки , позволяющие применять проволоку -катанку как единый токоотвод -молниеприёмник ,традиция велит молниеприёмник выполнять отдельно . Как правило для этого берут пруток или трубу . При таком подходе неизбежно приходится закреплять токоотвод сваркой , либо болтить. Болтить легче. Теперь поразмыслим на тему -а как молния смотрит на сварку и болты.Полностью проваренный путь имеет стабильные характеристики по всей длине , он гораздо надёжней болтов, склонных к коррозии, но при этом так же сложно затащить в места стыков сварочный аппарат ,сварщика и всё красиво и качественно сварить.Сейчас появились малогабаритные инверторные приборы , облегчающие задачу, но это произошло буквально несколько лет назад. Есть мнение , что если молния прошивает 500 метров воздушного пространства, то уж как-нибудь пробьёт несколько миллиметров в неплотно затянутых болтах. Надо сказать , что искровой разряд оставляет на поверхности электродов характерные следы электроэррозии, их не спутать с другими следами разрушения металлов.Мне ни разу не доводилось видеть эти следы в местах потенциального пути молнии при движении по конструкциям зданий ( хоть один такой случай имел место. но о нём ниже). На старинных крестах - тоже не видел, хоть кресты просто обязаны собирать и потенциалы и молнии . Но минувшей зимой мы снимали чугун со старинной и уникальной дымовой трубы "Любовь". На 74 метровой трубе была головка из сборного чугунного литья общим весом примерно 16 тонн. Чугун был здорово полопавшийся , причины множественных расколов 2-3 сантиметровых массивных скорлуп-тюбингов мне до конца не ясны.Теоретически можно списать и на молнии, хотя... такой молниезащиты как в 1870-м году никогда больше не делали ,а если и делали ,то успели переделать.прямо на чугунных сегментах имелись два прилива , на которых болтами были закреплены два приёмника из трубы дюйм с четвертью.Основания приёмников были сболчены с толстой миллиметров 15 медной катанкой , которая в свою очередь переходила в латунную прямоугольную бобыху приклёпанную опять таки к чугуну.Дальше всё спускалось старым трамвайным троллеем из качественной красной меди.На приёмниках стояли медные наконечники , весом примерно в 2 кило , они на резьбе крепились к трубам, а внутри в них болтами был зажат троллей.Чёрные болты были съедены коррозией заподлицо.Самым поразительным оказалось то , что наконечники отличались . Один имел макушку со следами токарного резца , а вот у второго это место было изъедено электроэррозией...Конечно напряжённость поля возрастает не то в кубе , не то квадрате , по идее должно бить только в один наконечник , тот , который на несколько миллиметров выше , но столкнуться с практическим подтверждением этого известного факта - большая редкость.Ибо молниеприёмник работает в двух режимах - первый - когда в него красиво лупит искровой разряд , а второй - когда тихо шурша стекает тихий разряд .По моему разумению, тихий режим сопровождается коронными явлениями , типа огней св. Эльма. Про одну церковь ,не имеющую грозозащиты, мне достоверно рассказывали ,что в грозу крест, порой, подсвечивается этими самыми огнями.Ничего не могу сказать внятного о коронных разрядах , их температуре , способности воспламенить или разрушить конструкции . Некоторые аналогии можно можно поискать в неоновой рекламе.Неоновая реклама представляет собой высоковольтный трансформатор , от которого слабенький ток очень высокого напряжения подаётся по силиконовым проводам на герметичную трубку с неоном. В трубке происходит разряд и газ красиво светится. Тракт высоковольтного тока претерпевает повреждения , в частности часто ток начинает пробивать на массу. Если пробой заметят не сразу , то в месте пробоя бывают повреждения как проводов , так и конструкций , в которые бьёт искра. Белый силикон , который в принципе не горит, разрушается до состояния грязного песка, а жестяные короба из оцинковки ( наиболее типичный случай) могут иметь сквозные отверстия площадью до нескольких квадратных сантиметров с характерным рисунком краёв. Исходя из этой довольно натянутой аналогии можно полагать , что в зонах более-менее стабильного коронного разряда могут быть локальные перегревы ,перенос раскалённого металла и просто выделение тепла и это может послужить причиной пожара.Но фактического материала мало. Когда в 1989-м года мне довелось детально осмотреть крест Рязанской соборной колокольни , а она сильно выделяется над местностью , то никаких повреждений , кроме пулевой дырки со стороны смотрящей на десантное училище там не было.
О трёх кольях поподробней. Во времена моего детства читал я инструкцию по устройству грозозащиты для пионерских лагерей. В состав прибора входила деревянная жердь , проволока- токоотвод и стальной лист 1000/500 ( примерно) зарытый в землю чуть ли не на два метра.Соответственно, средняя молния застойных времён вполне растекалась в грунт через этот самый стальной лист.В дальнейшем всё стало круче- молнии стали капризней, и стали требовать только трёх стальных уголков забитых в планету треугольником.Почему три кола, а не пять , почему они треугольником , а не в рядок - это всё вопросы из серии " а почему ток идёт синусоидой , ведь провод-то прямой
".Почему контур не может выполняться из стальной трубы диаметром 300 и более мм вбитой в грунт Казалось бы , эффективность растекания зависит от площади контакта и сопротивления на границе фаз.Тогда как раз идеален электрод плоский или гофрированный. Почему узаконены эти три уголка Кроме количества электродов важна граница фаз . Обычная сталь-3 охотно ржавеет и забитый кол достаточно быстро меняет свои показатели. Почему нигде нет указаний , хоть бы и рекомендательных , применять по возможности нержавеющую сталь или оцинковку? Ни для кого не секрет , что при проблемной сдаче контура ( если сопротивление великовато ) применяется старинный способ- под колья выливают ведро рассола . В электролите сопротивление сразу даёт нужные результаты , но затем так же быстро начинается коррозия уголков.Нержавейка могла бы решить подобные проблемы.Ещё вариант - берём старый или новый чугунный радиатор, обдираем от краски , красим серебрянкой или цинолом, привариваем токоотводящий канат к полдюймовой трубе и закапываем в грунт. Чугун корродирует медленней чем сталь.Площадь батареи изначально рассчитывается именно для радиации ( излучения) и пусть она излучает не тепло в воздух, а разряд в грунт - всё равно лучше чем предложенные колышки.Ещё интересней --на всех газо- и нефтепроводах есть катодная защита . В качестве электрода подающего защитный потенциал применяется совсем не уголок , а совсем наоборот - специальная графитная труба. Диаметр 100 мм , полая , на концах внутренняя резьба под графитовую заглушку. В заглушку вставляют болт , заливают битумом и вкручивают в трубу , всё это помещают в грунт и пожалуйста - нефть и газ текут куда надо по защищённой трубе.Я располагаю некоторым количеством подобных графитных электродов. Когда мы делали грозозащиту на одной крупной рязанской церкви , предложил применить , хоть бы и параллельно уголкам.Реставрация долго совещалась с замерщиками , в итоге отказались.Что можно сказать о повреждениях причиняемых молниями.Пару раз в жизни я видел деревья в которые попадали молнии.Впечатление сильное - сосна расположена в лесу и никак не выделяется из сотен таких же деревьев. По всей высоте ствола нисходящей спирально снята кора, ширина спирали примерно 7 см, глубина до белой древесины.Шаг спирали стабилен.Выглядит, как будто безумный столяр со стамеской изголялся над сосной. Кто может объяснить , почему выделение энергии происходит таким образом , ведь казалось бы , что дерево должно получить повреждения строго вертикальные, по кратчайшему пути движения разряда. Согласно некоторым данным , направление скручивания волокон ствола зависит от породы дерева , и может иметь как правый , так и левый винт.Так же интересны последствия достоверных попаданий в кирпичные церкви.На один храм мы ставили волгодонский шпиль . Заземление не входило в наши задачи , но выпуск катанки до уровня площадки верхнего яруса сделали. Монашкам и спонсорам сообщили об этом и настоятельно рекомендовали довершить работу по грозозащите.Спустя пять лет судьба привела опять на это место.Никто ничего не заземлил ,проволока кончалась где мы её оставили.Мои регулярные приезды в монастырь имели целью выполнение ремонта фасадов и крыши , поэтому на них я и смотрел.Лето было грозовое и в очередной приезд я заметил , что что-то не так , оказалось , что прошёл разряд с конца проволоки на кованую внутристеновую связь. При этом был сильно разрушен замковый кирпич маленького окна, выходившего на конёк.За окном находится внутристенная лестница . Крошку кирпича просто вбило в беленую стену.То есть имелся направленная ударная волна. Но на этом попадания разрядов не завершились , лето 2008-го года, как уже говорилось, выдалось обильным на грозы. В очередной приезд узбеки из смежной организации рассказали и показали место второго удара молнии. Удар пришёлся на белокаменный карниз четверика. Храм украшен несколькими карнизами , по логике это тёсаный белый камень , с виду - скорее литьё . Сейчас я почти уверен в том , что это комбинированный материал - известняк , на который налит лицевой профиль из какого-то хитрого древнего цемента. Так вот , из карниза на северной стороне четверика ,ближе к трапезной, из нижней горизонтальной поверхности была выбита каменная линза . Размеры примерные 20 на 15 см , толщина около 10 см. Вопросы в том ,что -1. главка четверика имела рабочий контур заземления -неужели сопротивление растекания по каменному фасаду ниже чем по заземлённой проволоке
2. шпиль колокольни на 5-6 метров выше креста главки , а в неё молния уже попадала , значит воздушный зазор недоделанного токоотвода вполне пробиваем грозовым разрядом. Впоследствии мне рассказали , что место рядом с храмом подвержено молниям , за послевоенные годы там от них сгорели два жилых дома . Усадьба была расположена не далее 60-и метров.Возгорания деревянных сооружений ... тема сложна.С одной стороны мы видим . что каждый год сгорают дотла старинные храмы , оснащённые грозозащитой.Со второй стороны была такая организация , как НКВД, которая помимо ВД занималась ещё строительством элеваторов.До сих пор по стране стоит большое количество этих сооружений довоенной постройки. Типовой элеватор имел в своём составе - кирпичный красивый забор , вишнёвый сад , пруд пожарный с рыбой, дизельэлектростанцию на 500 кВт, монолитные железобетонные силосные корпуса и деревянные силосные корпуса из бруса. Ещё были деревянные одноэтажные склады из оцилиндрованного бревна - прекрасный образец уходящей эпохи плотницкого искусства.Но самое интересное , что брусовые силкорпуса имеющие высоту около 25 метров стоят с тех самых тридцатых годов и ничего - работают, разве что шиферную обшивку порой чинят.Конечно можно сказать , что рядом сними есть силосная башня из железобетона и она собирает всё на себя , но ведь выше описан удар в карниз четверика при рядом стоящей колокольне ,там такой принцип распределения ударов не сработал.
Весьма интересна история вентбашен на вискозных производствах. После войны из Германии было вывезено большое количество оборудования , позволившего создать советскую промышленность химического волокна. Каждое такое производство имело вентиляционную башню высотой 100-150 метров для сброса влажного воздуха содержащего серную кислоту и прочий сероуглерод.Можно предположить , что конструктив этих сооружений тоже попал к нам из Европы.Башня состоит из собственно стальной несущей башни и деревянного газоотводящего ствола диаметром 4-10 метров.. Только дерево в те годы могло противостоять кислоте, пластики пошли в массовой производство позже и их свойства гораздо хуже по многим показателям.Башни были на 4-х бетонных фундаментах , стальные конструкции тщательно заземлялись.Дерево применялось пропитанное огнезащитной вонючей пропиткой, даже спустя много лет после гибели производства оставшиеся стволы пахнут этим составом.Тем не менее ... В 70-е годы случился ряд катастроф. Башни начали сгорать от молний, был год , когда сгорело три ствола.Картина была феерическая -труба колоссальных размеров сгорала в огне чудовищной тяги за несколько минут. На всю высоту ствола были разведены системы пожаротушения , но они просто не успевали сработать. Отожженные металлоконструкции опадали кучей переваренной лапши... В результате дерево признали устаревшим материалом и в серию запустили стволы из стеклофаолита .
Кроме деревянных труб горят и все остальные .Обычно воспламеняется отложения на футеровке.Во времена работы на мазуте несгоревшее топливо ,смешанное с сажей ,обильно выпадало внутри ствола . Для воспламенения хватало заброса пламени через экономайзер. Последствия самые печальные - огонь выжигал смолистую шубу и сильно перегревал внутренние слои кирпича, что приводило к сильному шелушению и истончению стенок трубы.Обычно информация о пожарах такого рода очень важна , я всегда на этом акцентирую внимание. Естественно, приходится собирать фольклор, но ни разу не слышал о выгораниях сажи от молний. Ещё выгорают стволы на заводах шлакваты , вытяжные трубы сбрасывают газы из камер полимеризации , при этом на стволе оседает шуба из шлакваты и фенолформальдегидного вяжущего. Мы меняли стальной ствол в Норильске ,на заводе Тисма, там пожар в стволе произошёл из-за сварщиков, ствол пошёл под замену , хоть он и не утратил свои свойства, остался герметичным , но форма была неопрятная- в общем - менять и всё тут!
Среди посетителей Прмальпфорума много альпинистов . поэтому будет неправильно обойти атмосферное электричество в горах
если вспомнить мою первую значковую летнюю гору в Грузии( к сожалению их вообще не так и много
), а это была двойка б, или даже а. Гора была Мачхапара , около лагеря Зесхо. Ничем особым не интересный прогулочный маршрут , но... По пути взрослая инструкторша из соседнего отделения собирала букетик из мелких цветочков. Когда мы взошли , то увидели камень у которого стояли увядшие букетики. Тётенька убрала старые , поставила новый ,а наш инструктор Палыч , внешне напоминавший старого забомжевевшего сподвижника Абалакова, рассказал , что несколько лет назад на этот камень встал один очень всеми уважаемый и любимый грузинский инструктор.Он привёл на гору такую же толпу новичков и зачем-то встал на полуметровый валун. Небо было без облаков , нормальное синее кавказское небо .Когда он поднял вверх свой ледоруб , раздался сухой треск . Инструктор рухнул замертво, ничто не помогло...Молнией это не назовёшь , разряд - да, конечно .Второй интересный рассказ поведал известный и авторитетный Александр Резниченко.- -Очень похожий случай был со мной, только, слава Богу, закончился пробитым ухом.
Пошел на тренировочную 1Б Местия примкнув к отряду значков.Пока публика восторгалась красотами при 100% погоде, я сказал "До свидания" Алекскю Борисовичу и побежал на работу. Но был остановлен и, после прочтения краткой лекции об опасностях одиночного хождения в горах, был снабжен стажером, с которым и начали спускаться.
Спустившись ниже Местийского перевала на 200-300 м на практически плоском леднике я услышал шипение веревки, которая висела на рюкзаке. Сразу не поняв, что это, попытался поднять ледоруб. Засвистело. Присел. Все признаки грозы, но небо голубое. Встал и получил разряд между каской и ухом. Сел. Да что за фигня?
Встал. Еще один щелчок по второму уху.
Впереди, метрах в 30 небольшой сброс, на котором оставлена веревка. Быстро на четвереньках подползаю, спускаюсь в мульду и всё хорошо.
Жду стажера.
Минут через 5 таким же макаром спускается он и катается от смеха.
Его видение. Идет по леднику и впереди, мерах в 100 инструктор начинает странные телодвижения.
Первая мысль: "Какой мудрый Дед Кузя, что не отпустил его одного. Или горняшка, или крышу сорвало."
Но, когда подошел к тому месту, быстро сообразил и повторил мой маневр.
Через 1.5-2 часа прошел отряд и ничего на том месте не было
Наверное, если бы успел поднять ледоруб, могла быть и молния.
Откуда в сухом синем небе напряженность - не знаю.----
Эти случаи показывают , что серьёзные разряды могут накапливаться в чистом воздухе. В том же РД рассматривается формирование разрядов в огромных массивах частиц влаги. В чёрной туче воздушными потоками носит сотни тонн снега или капель , они вырабатывают разряд , он идёт вниз. Увы , модель слишком проста . описанные ЧП произошли в отсутствии туч . соответственно непонятно - где именно накапливался заряд электричества. ведь если есть конденсатор - то он может накапливать. В этом случае конденсатор незрим.
Есть ещё такие мысли - коронные явления всегда происходят на углах и концах тонких конструкций. исходя из аксиомы ,что воздух - диэлектрик ,кирпич - диэлектрик , дерево - диэлектрик , а искрение происходит на острых железках в приграничном слое. Мы видим то искрение , что происходит в воздухе. но мы не видим процессов на острых железках в толще древесных конструкций. А там может быть происходит разогрев гвоздей , крепящих токоотводящий канат на крыше исторического памятника. И пока из-под гвоздей огонь не пыхнет - никто и не задумается о охране объекта культурного наследия, грубо говоря . Соответственно имеет смысл, прокладывая токоотвод по деревянному сооружению, в лучшем случае крепить его кронштейны диэлектрическими гвоздями ( например из стеклопластиковых связей - элементарно настругать можно и за копейки) и параллельно применять обёртывание токоотвода в зажиме кронштейна стеклотканью на силиконовой пропитке . Силикон не зря применяется для высоковольтных проводов. У него высокая стойкость на пробой и на перегрев. И тогда вся энергия разряда уйдёт в грунт не раскаляя ничего ценного.
Помимо научного ,есть взгляд на проблему сугубо трансцендентальный. С детства я слышал версию про Илью Пророка. который на колеснице по облакам катается. Из-за светско-советского окружения уже и тогда в это верилось с трудом. И вот недавно я узнал всю правду. В передаче на радио "Благо" читали книгу , к сожалению не выяснил её названия и автора . Текст построен в форме вопросов некому старцу и его ответов. По нашей теме было так- Старец , а правда , что гроза -это Илья Пророк катается на колеснице и молниями поражает грешников ?--- Нет , это не так .Когда Господь собирается поражать падших духов, он даёт знак ангелу молний и тот мечет испепеляющую молнию. бесы , тщась скрыться от гнева Его пытаются скрыться и даже могут войти в праведных. Но нет им спасения . А если при этом поражён будет благочестивый человек , то ему стократ воздастся во царствии небесном.
Это та самая церковь , перенёсшая два удара молний буквально за один месяц.Вид до...
А на этой фотографии явно видна выщербина на правом крае карниза.
А тут видно повреждения замкового кирпича в оконном проёме. Незаземлённая проволока свисает чуть выше слева.
Это фото с просторов сети . Характерная спираль после поражения молнией.Спасибо неизвестным авторам! И нашему Технологу.
Одн из последних деревянных стволов. Производство давно умерло , страна в распыле- а она стоит.
Фотографии имеются и будут размещены под текстом. По мере увеличения текста буду добавлять в это сообщение , обсуждение пусть будет ниже.
/ молния ведь преодолеет без труда 
. У меня опоры повыше, мощности поболе, а вот частоты и заработки пониже будут 
