భవనాలు మరియు సౌకర్యాల మెరుపు రక్షణ

వాతావరణ విద్యుత్ నుండి మెరుపు ఉత్సర్గ ఇన్సులేషన్ నష్టం, విద్యుత్ సంస్థాపనలలో ప్రమాదాలు, వ్యక్తులతో ప్రమాదాలు మరియు భవనాలు మరియు నిర్మాణాలను నాశనం చేస్తుంది.

మెరుపు రూపాన్ని

సూర్యుడు భూమి యొక్క ఉపరితలాన్ని వేడి చేసినప్పుడు, నీటి ఆవిరితో సంతృప్తమైన పైకి గాలి ప్రవాహాలు ఉత్పన్నమవుతాయి. చిన్న నీటి కణాలు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడతాయి, పెద్దవి సానుకూలంగా చార్జ్ చేయబడతాయి.

గాలి మరియు గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంతో, వ్యతిరేక చార్జ్ చేయబడిన కణాల విభజన జరుగుతుంది. 5 కి.మీ కంటే ఎక్కువ ఎత్తుకు పెరిగే మేఘాలలోని నీటి కణాలు ఘనీభవించి కూలిపోతాయి. సానుకూలంగా చార్జ్ చేయబడిన స్ఫటికాలు క్లౌడ్ యొక్క ఎగువ భాగంలో, 5-7 కిమీ ఎత్తులో, ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడినవి - 2-5 కిమీ ఎత్తులో ఉంటాయి. మేఘాలలో ఛార్జీల విభజన ఫలితంగా, పిలవబడేవి ఏర్పడతాయి. స్పేస్ ఛార్జీలు మరియు థండర్‌క్లౌడ్ యొక్క వివిధ భాగాలు వేర్వేరు ఛార్జ్ విలువలు మరియు సంకేతాలను కలిగి ఉంటాయి. క్లౌడ్ దిగువ నుండి ఛార్జీలు భూమిపై వ్యతిరేక చిహ్నం యొక్క ఛార్జీలను కలిగిస్తాయి.

మేఘాలు మరియు నేల మధ్య, అలాగే మేఘం యొక్క వివిధ భాగాల మధ్య లేదా వివిధ మేఘాల మధ్య, అధిక తీవ్రత కలిగిన క్షేత్రాలు - సెంటీమీటర్‌కు అనేక పదివేల వోల్ట్లు - ఉత్పన్నమవుతాయి. సుమారు 30 kV / cm క్షేత్ర బలంతో, గాలి యొక్క అయనీకరణం సంభవిస్తుంది, ఒక పురోగతి ప్రారంభమవుతుంది - లీడర్ డిశ్చార్జ్ అని పిలవబడే (10-20 మీ వ్యాసంతో మసకగా మెరుస్తున్న ఛానెల్), సగటు వేగంతో 200- కదులుతుంది. సెకనుకు 300 కి.మీ.

ఫీల్డ్ యొక్క చర్య కింద, నేలపై ఛార్జీలు - పెరిగిన వాహకత (తడి ప్రదేశాలు, విద్యుత్ వాహక పొరలు మొదలైనవి) లేదా ఎత్తైన వస్తువులు (కొండలు, పొగ గొట్టాలు, నీటి టవర్లు, స్తంభాలు, విద్యుత్ లైన్లు, చెట్లు, స్వతంత్ర భవనాలు) ఉన్న ప్రాంతాల్లో. సాదా, మొదలైనవి.) - డ్రైవర్ వైపుకు వెళ్లండి.

కండక్టర్ ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ వోల్టేజ్ గొప్పదానికి సంబంధించి వస్తువుకు దర్శకత్వం వహించబడుతుంది మరియు తరువాత శక్తివంతమైన కౌంటర్-డిచ్ఛార్జ్ ఏర్పడుతుంది, కాంతి వేగంతో పోల్చదగిన వేగంతో ప్రచారం చేయబడుతుంది (Fig. 1). అదనంగా, సెకనులో పదివేల వంతు కంటే తక్కువ వ్యవధిలో, వందల వేల ఆంపియర్‌లకు చేరుకునే విద్యుత్తు ప్రభావిత నిర్మాణం గుండా వెళుతుంది, దీని ప్రభావంతో ప్లాస్మా అనేక పదివేల డిగ్రీల వరకు వేడెక్కుతుంది మరియు ప్రకాశవంతంగా మెరుస్తుంది.

ఎజెక్షన్ యొక్క కాంతి ప్రభావం మెరుపుగా భావించబడుతుంది మరియు ఎగ్జాస్ట్ ఛానెల్‌లో గాలి యొక్క పేలుడు విస్తరణ ధ్వని ప్రభావాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది - ఉరుము.

అన్నం. 1. ఉరుము యొక్క విద్యుదీకరణ ప్రక్రియ యొక్క స్కీమాటిక్ మరియు భూమి వస్తువు వైపు మెరుపు ఉత్సర్గ అభివృద్ధి.

సుమారుగా 3/4 డిశ్చార్జెస్ క్లౌడ్ యొక్క ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన భాగాల నుండి మరియు 1/4 డిశ్చార్జెస్ ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ప్రాంతాల నుండి ఉద్భవించాయని కొలతలు చూపిస్తున్నాయి. మొదటిది తర్వాత, అనేక వరుస డిశ్చార్జెస్ కనిపించవచ్చు.

మెరుపు ఉత్సర్గ క్రింది పారామితుల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది:

• ప్రస్తుత వ్యాప్తి - చాలా తరచుగా గమనించిన కరెంట్ 10-30 kA, 5-6% కొలతలలో కరెంట్ 100-200 kAకి చేరుకుంటుంది;

• వేవ్ ఫ్రంట్ యొక్క పొడవు - మెరుపు ప్రవాహం దాని గరిష్ట విలువకు (సాధారణంగా 1.5-2 μs) పెరుగుదల వ్యవధి.

చాలా తక్కువ తరచుగా, బంతి మెరుపు గమనించవచ్చు, ఇది అర మీటర్ వరకు వ్యాసం కలిగిన మెరుస్తున్న ప్లాస్మా బంతి, భూమి యొక్క ఉపరితలంపై గాలి ప్రవాహాల ప్రభావంతో నెమ్మదిగా కదులుతుంది. బాల్ మెరుపు చిమ్నీలు, కిటికీలు, తలుపుల ద్వారా భవనాల్లోకి చొచ్చుకుపోతుంది.

బంతి మెరుపు జీవిని తాకినట్లయితే, ప్రాణాంతకమైన గాయాలు ఉన్నాయి, తీవ్రమైన కాలిన గాయాలు సంభవిస్తాయి మరియు నిర్మాణాలతో సంబంధం కలిగి ఉన్నప్పుడు, పేలుడు మరియు వస్తువుల యాంత్రిక విధ్వంసం సంభవిస్తుంది. బంతి మెరుపు స్వభావం ఇంకా బాగా అర్థం కాలేదు.

భవనాలు మరియు నిర్మాణాలపై మెరుపు ప్రభావం

ప్రత్యక్ష మెరుపు సమ్మె మద్దతుల విభజన, నిర్మాణాల కరగడం, జ్వలన మరియు పేలుడు, యాంత్రిక విధ్వంసం, మెరుపు నుండి భూమిలోకి ప్రవేశించే లోహ నిర్మాణాలను ఆమోదయోగ్యం కాని వేడికి కారణమవుతుంది. కార్యాచరణ డేటా ప్రకారం, మెరుపు 4 మిమీ మందంతో షీట్ మెటల్ ద్వారా కాలిపోతుంది.

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇండక్షన్ ఇన్సులేటెడ్ మెటల్ నిర్మాణాలు మరియు తీగలపై అధిక సామర్థ్యాన్ని సృష్టించడం ద్వారా వ్యక్తమవుతుంది, ఇది భూమిని నాశనం చేయడానికి దారితీస్తుంది, ఇది ప్రజలకు విద్యుత్ షాక్, పేలుడు మిశ్రమాల జ్వలన మరియు పేలుడు, అలాగే నష్టానికి కారణమవుతుంది. విద్యుత్ సంస్థాపనలలో ఇన్సులేషన్.

విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ విస్తరించిన లోహ నిర్మాణాలు మరియు కమ్యూనికేషన్‌లపై (కిరణాలు, పట్టాలు, పైప్‌లైన్‌లు మొదలైనవి) ఉత్సర్గ కరెంట్ సమయంలో ఇండక్షన్‌లో వ్యక్తమవుతుంది, ఇది ఒకదానికొకటి మరియు భూమి నుండి వేరుచేయబడుతుంది, ఇది స్పార్క్ లేదా ఆర్క్‌కు కారణమవుతుంది.

మెరుపు ఉత్సర్గ సందర్భంలో, బాహ్య గ్రౌండ్ నిర్మాణాలు మరియు కమ్యూనికేషన్లతో పాటు అధిక పొటెన్షియల్స్ కూడా ప్రవేశపెట్టబడతాయి.

భవనాలు మరియు సౌకర్యాలు, వాటి ప్రయోజనం మరియు వాటి ప్రదేశంలో మెరుపు కార్యకలాపాల తీవ్రతపై ఆధారపడి, మెరుపు నష్టం లేదా మెరుపు ఉత్సర్గ వల్ల కలిగే ద్వితీయ ప్రభావాల నుండి రక్షించబడాలి.

యురల్స్ నుండి క్రాస్నోయార్స్క్ వరకు మరియు క్రాస్నోయార్స్క్ యొక్క దక్షిణాన, క్రాస్నోయార్స్క్ నుండి ఖబరోవ్స్క్ వరకు ఉన్న భూభాగం 40 నుండి 60 గంటల వరకు ఉరుములతో కూడిన సగటు వ్యవధి కలిగిన ప్రాంతాలకు చెందినది. క్రాస్నోయార్స్క్ నుండి ఉత్తరాన ఉన్న ప్రాంతంలో, క్రాస్నోయార్స్క్ నుండి నికోలెవ్స్క్-ఆన్-అముర్ వరకు, ఉరుములతో కూడిన చర్య యొక్క సగటు వ్యవధి 20 నుండి 40 గంటల వరకు ఉంటుంది. ఎగువ ఆల్టై (Biysk-Gorno-Altaysk-Ust-Kamenogorsk) ప్రాంతాలలో సంవత్సరానికి 60 నుండి 80 గంటల వరకు ఉరుములతో కూడిన తుఫాను కార్యకలాపాలు పెరుగుతాయి. ప్రత్యేక సంస్థలచే అభివృద్ధి చేయబడిన ప్రాజెక్టుల ప్రకారం భవనాలు మరియు నిర్మాణాల మెరుపు రక్షణ తప్పనిసరిగా నిర్వహించబడాలి.

ప్రత్యక్ష మెరుపు దాడుల నుండి రక్షణ. మెరుపు రాడ్ కవరేజ్ ప్రాంతం

మెరుపు రక్షణ పరికరాల చర్య రక్షిత వస్తువుకు సమీపంలో ఒక మెటల్ మెరుపు కడ్డీని కలిగి ఉంటుంది, ఇది భూమికి విశ్వసనీయంగా కనెక్ట్ చేయబడింది. మెరుపు ఉత్సర్గ సంభవించినప్పుడు, నేలపైకి పరుగెత్తే కండక్టర్ పెరిగిన వాహకత యొక్క అత్యధిక స్థానానికి చేరుకుంటుంది (గ్రౌన్దేడ్ మెరుపు కడ్డీ యొక్క పై భాగం అటువంటి బిందువుగా పనిచేస్తుంది) మరియు డిచ్ఛార్జ్ రక్షిత వస్తువును దాటవేస్తూ మెరుపు కడ్డీకి సంభవిస్తుంది.

ఎత్తు h యొక్క సింగిల్-రాడ్ మెరుపు రాడ్ యొక్క రక్షిత జోన్ 1.5 h వ్యాసార్థంతో వృత్తం రూపంలో ఒక బేస్ 0.92 h ఎత్తులో ఉన్న ఒక కోన్ (Fig. 2).

కోన్‌లోకి సరిపోయే అన్ని నిర్మాణాలు కనీసం 95% (జోన్ B) విశ్వసనీయతతో ప్రత్యక్ష మెరుపు సమ్మె నుండి రక్షించబడతాయి.0.85 గంటల ఎత్తు మరియు 1.1 గంటల బేస్ వ్యాసార్థం కలిగిన కోన్ లోపల, రక్షణ విశ్వసనీయత 99.5%. (జోన్ A).

అన్నం. 2. సింగిల్ రాడ్ మెరుపు రక్షణ మండలాలు. A — 99.5% విశ్వసనీయతతో రక్షణ జోన్; B - 95% విశ్వసనీయతతో రక్షణ జోన్; 1 - మెరుపు రాడ్; 2 - రక్షిత వస్తువు.

సైట్ ప్రాంతం రక్షిత ప్రాంతం కంటే పెద్దది అయినట్లయితే, మెరుపు రాడ్ యొక్క ఎత్తును పెంచడం లేదా అనేక మెరుపు రాడ్లను ఇన్స్టాల్ చేయడం అవసరం.

మెరుపు యొక్క ద్వితీయ ప్రభావాల నుండి రక్షణ

వాతావరణ డిశ్చార్జెస్ సమయంలో ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇండక్షన్ కారణంగా భవనాలు లేదా నిర్మాణాలలో అధిక పొటెన్షియల్స్ సంభవించడాన్ని ఎదుర్కోవడానికి ప్రధాన కొలత భవనం యొక్క అన్ని వాహక అంశాల గ్రౌండింగ్.

ప్రభావాన్ని తొలగించడానికి విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ పొడుగుచేసిన లోహ మూలకాలలో (పైప్లైన్లు, మెటల్ నిర్మాణాలు మొదలైనవి), తరువాతి విశ్వసనీయంగా మెటల్ వంతెనలతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

వైమానిక మరియు భూగర్భ కమ్యూనికేషన్ల ద్వారా అధిక పొటెన్షియల్‌ల బదిలీని తొలగించడానికి, పవర్, రేడియో, సిగ్నలింగ్ మరియు కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌ల ఇన్‌పుట్‌లు కేబుల్ మరియు వాల్వ్ లిమిటర్‌ల ద్వారా అమలు చేయబడతాయి (ఉదాహరణకు, RVN-0.5) మరియు స్పార్క్ గ్యాప్‌లు, ఇవి ప్రేరేపించబడినప్పుడు వోల్టేజ్ పెరుగుదల వ్యవస్థాపించబడింది.