建物や設備の避雷
空気中の電気からの雷の放電は、絶縁損傷、電気設備の事故、人身事故、建物や構造物の破壊を引き起こす可能性があります。
稲妻の出現
太陽が地表を加熱すると、水蒸気で飽和した上昇気流が発生します。小さな水粒子はマイナスに帯電し、大きな水粒子はプラスに帯電します。
風と重力の影響下で、逆に帯電した粒子の分離が発生します。高さ5km以上まで上昇した雲の中の水の粒子が凍って崩壊します。正に帯電した結晶は雲の上部の高さ5〜7 kmにあり、負に帯電した結晶は高さ2〜5 kmにあります。雲の中の電荷が分離された結果、いわゆるものが形成されます。空間電荷と雷雲のさまざまな部分には、異なる電荷値と符号があります。雲の底からの電荷は、地上に反対の符号の電荷を引き起こします。
雲と地面の間、雲の異なる部分の間、または異なる雲の間には、1 センチメートルあたり数万ボルトの高強度の場が発生します。約30 kV / cmの電界強度で空気のイオン化が起こり、ブレークスルーが始まります。いわゆるリーダー放電（直径10〜20 mの薄暗く輝くチャネル）が平均速度200で移動します。 300km/秒
電場の作用により、導電率が増加した場所（湿った場所、導電層など）または高い物体（丘、煙突、給水塔、電柱、送電線、樹木、独立した建物など）のある地面で帯電します。平地など。) — ドライバーに向かって移動します。
電界電圧が最も大きい物体に導体を向けると、強力な逆放電が発生し、光速に匹敵する速度で伝播します（図1）。さらに、1万分の1秒未満で、数十万アンペアに達する電流が影響を受けた構造物を通過し、その影響でプラズマが数万度まで加熱され、明るく輝き始めます。
噴射による光の効果は稲妻として認識され、排気チャンネル内の空気の爆発的な膨張により雷のような音響効果が発生します。
米。 1. 雷雲の帯電過程と地上物体への雷放電の発生の概略図。
測定によると、放電の約 3/4 は雲の負に帯電した部分から発生し、放電の 1/4 は正に帯電した部分から発生します。最初の放電の後、さらに数回連続して放電が発生する場合があります。
雷放電は次のパラメータによって特徴付けられます。
• 電流振幅 — 最も頻繁に観測される電流は 10 ～ 30 kA で、測定の 5 ～ 6% で電流は 100 ～ 200 kA に達します。
• 波面の長さ — 雷電流が最大値まで上昇する期間 (通常は 1.5 ～ 2 μs)。
はるかにまれですが、球状稲妻が観察されます。これは、直径が最大0.5メートルの輝くプラズマ球であり、地表の気流の影響下でゆっくりと移動します。球状の稲妻は、煙突、窓、ドアを通って建物を貫通します。
球状稲妻が生体に触れると致命傷を負い、重度の火傷が発生し、構造物に接触すると爆発や物体の機械的破壊が発生します。ボールライトニングの性質はまだよく理解されていません。
雷による建物や構造物への影響
直撃雷は、支持体の割れ、構造物の溶融、発火と爆発、機械的破壊、雷が地中に通過することによる金属構造物の許容できない加熱を引き起こします。運用データによると、雷は厚さ 4 mm の板金を焼き尽くします。
静電誘導は、絶縁された金属構造物や電線に高電位が発生することで現れ、これがアースの破壊につながり、ひいては人への感電、爆発性混合物の発火や爆発、さらには機器への損傷を引き起こす可能性があります。電気設備の絶縁。
電磁誘導は、互いに、また地面から絶縁されたエキスパンドメタル構造物や通信部 (梁、レール、パイプラインなど) での放電電流中の誘導として現れ、スパークやアークを引き起こす可能性があります。
雷放電が発生した場合、外部の接地構造や通信にも高電位が発生します。
建物や施設は、その目的とその設置場所の雷活動の強さに応じて、落雷による被害や雷放電による二次的影響から保護されなければなりません。
ウラル山脈からクラスノヤルスクまで、およびクラスノヤルスクの南、クラスノヤルスクからハバロフスクまでの地域は、雷雨活動の平均継続時間が40〜60時間の地域に属します。クラスノヤルスクの北、クラスノヤルスクからニコラエフスク・ナ・アムーレに至る地域では、雷雨活動の平均継続時間は20時間から40時間です。上アルタイ地域（ビイスク-ゴルノ-アルタイスク-ウスチ-カメノゴルスク）では、年間60時間から80時間に及ぶ雷雨活動の増加が観察されています。建物や構造物の避雷は、専門組織が開発したプロジェクトに従って実行する必要があります。
直撃雷からの保護。避雷針カバーエリア
避雷装置の作用は、その上にそびえ立つ金属製避雷針が保護対象物の近くに設置され、確実に地面に接続されるという事実にあります。雷放電が発生すると、地面に突入する導体が導電率の最高点（接地された避雷針の上部がその点として機能します）に近づき、保護対象物を迂回して避雷針に放電が発生します。
高さhの単ロッド避雷針の保護ゾーンは、半径1.5 hの円形の底面を備えた高さ0.92 hの円錐形です（図2）。
コーンに収まるすべての構造物は、少なくとも 95% の信頼性で直撃雷から保護されます (ゾーン B)。高さ 0.85 時間、底面半径 1.1 時間の円錐内では、保護の信頼性は 99.5% です。 (ゾーンA)。
米。 2. 単一ロッドの避雷ゾーン。 A — 99.5% の信頼性を持つ保護ゾーン。 B — 95% の信頼性を持つ保護ゾーン。 1 - 避雷針; 2 — 保護されたオブジェクト。
敷地面積が保護区域より大きい場合は、避雷針の高さを高くするか、複数の避雷針を設置する必要があります。
雷の二次的影響に対する保護
大気放電中の静電誘導による建物や構造物での高電位の発生に対抗する主な対策は、建物のすべての導電性要素を接地することです。
影響力を取り除くには 電磁誘導 細長い金属要素 (パイプライン、金属構造物など) では、後者は金属ブリッジで確実に接続されます。
空中および地下通信を介した高電位の伝達を排除するために、電力、無線、信号および通信ネットワークの入力には、ケーブルおよびバルブ リミッター (RVN-0.5 など) およびスパーク ギャップが実装されています。電圧上昇装置が取り付けられています。