Po tomto televizním pořadu „Zprávy“ nemohly ani popové hvězdy konkurovat popularitě pracovníků vysokého napětí. Každý chtěl vědět, jestli je pravda, že po úderu blesku se čínský občan zřítil k zemi, rychle vyskočil, setřásl se a chtěl jít dál, ale druhý blesk ho znovu a znovu srazil bez smrti. Podobných příběhů je mnoho. Populární knihy a časopisy vám řeknou o masivní porážce fotbalistů na stadionu, cestujících na zastávce a téměř celém stádu krav na pastvě. Příběhy jsou děsivé. V nemocnici je tucet lidí. Ale v nemocnici, ne na hřbitově. Možná je nebezpečí blesku značně přehnané, pokud je člověk schopen odolat jeho přímému nárazu? Ale kdo řekl, že dopad je přímý? Nejčastěji tomu tak není.

Výboj blesku je doprovázen silným elektrickým proudem. I pro průměrný úder blesku se blíží 30 000 A a u těch nejsilnějších je to téměř o řád více. Nakonec se tento proud šíří v půdě po celém objemu Země. Jakýkoli hromosvod musí být uzemněn. K tomu je na hromosvodu instalován zemnící vodič. Je tvořena jednou nebo více podzemními zemnícími elektrodami, vertikálními nebo horizontálními. Z kovových elektrod proud teče do země, kde jako v každém vodiči platí Ohmův zákon. Součin proudu a odporu dává napětí, v tomto případě napětí na zemnící elektrodě:

Výraz se zdá být známý, ale stále ne tak docela, protože mluvíme o napětí v zemi, které je považováno za nulové. Koneckonců, proto jsou uzemněny, aby se nedostaly pod napětí. A tady se to ukáže naruby, a ne v přeneseném smyslu, ale ve velmi doslovném smyslu. Napětí působí na člověka přes jeho chodidla, která jsou normálně a pevně usazená na zemi. To vyžaduje vysvětlení. A musíme začít tím nejjednodušším. Jak dobrý vodič je půda? Odpověď se zdá zřejmá – jistě dobrá, pokud elektrikáři a bezpečnostní odborníci vždy mluví o uzemnění. Věda a technika jsou zvyklé na konkrétní hodnocení. Slova hodně, málo, dobře a špatně nevysvětlují podstatu věci. Kvalita vodičů se posuzuje podle jejich měrného odporu. U dobré půdy se blíží 100 Ohm*m – miliardkrát více než u černé oceli! Srovnání je více než přesvědčivé. Napomáhá tomu velmi velký objem, kterým se bleskový proud šíří v zemi.

Nechci, aby mě čtenář přistihl při kvalitativním popisu, takže okamžitě přejdu ke kvantitativnímu hodnocení. K tomu se místo obvyklého napětí hodí použít jiný parametr ze školní fyziky. Budeme mluvit o síle elektrického pole. Tak se označuje velikost úbytku napětí v nějakém médiu na jednotku délky, například úbytek napětí v zemi na délce 1 m. Mimochodem, délka 1 m je přibližná délka kroku dospělý. Pamatujte, že napětí se měří ve voltech na metr. Pokud elektrické pole v zemi Egr rovná se 1 V/m, mezi nohama člověka bude působit napětí v délce l = 1 m

ČTĚTE VÍCE
Jak zimuje dicentra?

Čas na vyhodnocení elektrického pole bleskového proudu v zemi. Představme si, že udeřil do hromosvodu, jehož zemnící tyč je vyrobena ve formě polokoule o průměru d = 0,5 m (středně velký rendlík nebo kotlík na pilaf) a zakopána do země, jak je znázorněno na Obr. Obr. 1. Bleskový proud IМ bude proudit symetricky z povrchu kovové polokoule, kde bude jeho hustota

Pro průměrný úder blesku s proudem 30 000 A to v našem případě vychází jM ≈ 7,6×10 A/m4. Následuje úplná analogie s Ohmovým zákonem. Pro získání zemního napětí Egr, je nutné vynásobit hustotu proudu odporem půdy ρ.

I když se zaměříme na vysoce vodivou zeminu (ρ ≈ 100 Ohm*m), dostaneme velmi působivou hodnotu 7 600 000 V/m. Napětí při délce kroku 1 m zde bude téměř osm milionů voltů. Těžko si představit, že by to člověk z čínské televize vydržel bez újmy na zdraví. S největší pravděpodobností nebude potřeba druhý zip.

Zde získaná hodnota je volána specialisty krokové napětí (říkají také – krokové napětí). Je důležité pochopit, jak se mění v blízkosti úderu blesku. Pokud je půda všude stejná, vše je určeno hustotou bleskového proudu. Když se budete vzdalovat od polokulové zemnící elektrody, povrch, kterým proud protéká, v důsledku symetrie zůstane polokulový a jeho poloměr r se bude neustále zvětšovat. Spolu s tím se zvětší plocha hemisférického povrchu „naplněného“ proudem a jeho hustota se odpovídajícím způsobem sníží.

Síla elektrického pole také začne rychle klesat

Ve vzdálenosti r = 10 m od počátečních milionů v našem příkladu zůstane o něco méně než 5 000 V/m. To je také citlivé, ale zpravidla ne fatální, protože doba trvání vysokého napětí, stejně jako doba trvání bleskového proudu, je sotva delší než 0,1 milisekundy. Vysokonapěťový krok vás může snadno srazit z nohou, ale člověk má s největší pravděpodobností dost síly vstát.

Pokud není čtenář unavený čísly a dostal se na tuto hranici, pak snadno pochopí, kde se vzalo staré doporučení neschovávat se před bouřkou pod velkými stromy. Vzhledem k jejich značné výšce v nich s největší pravděpodobností dojde k úderu blesku. Při úderu bude proud protékat kořenovým systémem stromu jako zemní elektrodou. V blízkosti kořenů je elektrické pole obzvláště silné. Je jasné, že se zde nedoporučuje stát, sedět a hlavně ležet taky, protože délka člověka je dvakrát větší než délka jeho kroku.

ČTĚTE VÍCE
Co je Naberuška?

Pokud se opět vrátíme k číslům, musíme uznat, že nejsou vůbec nadhodnocená. Bleskový proud dokonce 100 000 A není nijak zvlášť vzácný a odpor půdy může být desítkykrát větší, než jaký se používá v odhadech. Z tohoto důvodu může být životu nebezpečné krokové napětí udržováno v dostatečně velké vzdálenosti od místa úderu blesku. Nakonec je třeba vzít v úvahu tvar zemnící elektrody. Všechny výše uvedené odhady byly provedeny pro hemisférickou uzemňovací elektrodu. Jeho elektrické pole, jak je vidět z výše uvedených vzorců, velmi rychle klesá, nepřímo úměrně druhé mocnině vzdálenosti. Častěji jsou zemnící vodiče namontovány z dlouhých přípojnic nebo tyčí, které se jen málo podobají polokouli. Jejich elektrické pole klesá mnohem pomaleji. V důsledku toho se velmi znatelně zvětšuje poloměr nebezpečné expozice blesku, někdy až na mnoho desítek metrů. To vysvětluje hromadné ztráty lidí na pláži nebo na fotbalovém hřišti.

Zde jsou výsledky výpočtu krokového napětí pro typické uzemňovací zařízení, které doporučují domácí normy ochrany před bleskem. Skládá se z horizontálního autobusu o délce 10 m a tří svislých tyčí po 5 m – dvou na okrajích autobusu a jedné uprostřed. Odpor půdy 1000 Ohm*m (nevlhčený písek), bleskový proud 100 kA. Jedná se o silný blesk – 98 % výbojů blesku má menší proud. Čísla na grafu jsou impozantní – stovky kilovoltů přímo u zemnící elektrody, přes 70 kV na vzdálenost 15 m a minimálně 10 kV na vzdálenost 40 m.

Když byla v Moskvě restaurována katedrála Krista Spasitele, projektanti počítali s tím, že vzhledem k její značné výšce je třeba počítat s téměř každoročním úderem blesku. Je možné, že k této ráně dojde o prázdninách s velkým davem lidí na verandě. Pro zaručení bezpečnosti farníků bylo nutné zajistit šíření bleskového proudu velmi rozsáhlým systémem podzemních přípojnic a tím minimalizovat kroková napětí.

Silné elektrické pole v zemi přináší další problém. Když intenzita pole stoupne na 1 MV/m, začne v zemi ionizace. Za určitých podmínek to vede k růstu plazmového kanálu, který klouže po povrchu půdy a mírně se do ní zavrtává. Kanály (a může jich být několik, jako na této fotografii pořízené v laboratoři) se mohou pohybovat z místa, kde je zaveden bleskový proud

ČTĚTE VÍCE
Jak dlouho žijí dafnie?

desítky metrů. Ve skutečnosti by měly být považovány za pokračování blesku, pouze ne ve vzduchu, ale podél povrchu země. Je třeba říci, že to je nečiní méně nebezpečnými, protože proud v kanálu je desítky procent bleskového proudu a teplota je samozřejmě vyšší než 6000 0. Doufám, že čtenář nepotřebuje velkou fantazii, aby si představil důsledky kontaktu takového kanálu s oblastí úniku paliva na ropném tanku nebo s podzemním kabelem, například telefonním kabelem nebo kabelem, který ovládá mikroelektronický systém.

V suchém roce 2010 odvysílala centrální televize reportáž z vesnice v Omské oblasti, která při bouřce zcela vyhořela. Moskevský zpravodaj se zeptal vesnických babiček: “Proč to neuhasili?” Odpověděli jednohlasně; “Bylo to děsivé – po zemi se plazily ohnivé šípy.” Podívejte se ještě jednou na fotku. Opravdu to tak vypadá? Babičky se nebály nadarmo. Elektrické pole na jiskrových kanálech se příliš neliší od pole na kovových přípojnicích. Přiblížit se k nim může snadno skončit smrtí.

To, co je prezentováno, stačí k tomu, abyste se přesvědčili o důmyslnosti blesku. Nainstalovali jste spolehlivou ochranu shora pomocí hromosvodů a ta se k vám prorazí kruhovým objezdem a prorazí si cestu po povrchu země. Proto téměř všechny populární články končí apelem, abychom nezapomněli na profesionály. Je riskantní vtipkovat s hrozivými přírodními jevy a je nepřípustné s nimi zacházet na lehkou váhu.

E. M. Bazelyan, doktor technických věd, profesor
Energetický institut pojmenovaný po G.M. Kržižanovskij, Moskva

Doufáme, že tyto stránky budou v budoucnu sloužit jako základní učebnice sebeobrany před bleskem. Plánujeme zde neustále zveřejňovat články o skutečných nebezpečích bleskové elektřiny a moderních prostředků ochrany před bleskem. Jsou navrženy tak, aby vám pomohly pochopit podstatu problému a vyhodnotit způsoby, které máte k dispozici k jeho řešení.

viz též:

  • Bezplatné webové semináře pro designéry s profesorem E.M. Bazelyan
  • Bezplatné webové semináře pro designéry s Dr. M. Lobodou
  • Série článků „Ochrana ropných a plynových zařízení před bleskem“
  • Série článků „Ochrana obytných a veřejných budov před bleskem“
  • Uzemnění v ochraně před bleskem – odpovědi na často kladené otázky při návrhu
  • Konzultace při výběru, návrhu a montáži systémů uzemnění a ochrany před bleskem
ČTĚTE VÍCE
Co znamená Repelent?

Blesk se může vyskytnout jak v mracích samotných (vnitrooblakové blesky), tak udeřit do země nebo jiných objektů (blesky mezi mrakem a zemí). Výboj blesku se pohybuje po dráze nejmenšího odporu skrz materiály s vysokou elektrickou vodivostí.

Za prvé, vysoké budovy jsou náchylné k úderům blesku, stejně jako vyčnívající předměty na střeše domu – tělo a rádiové antény, potrubí, věže, korouhvičky atd. Následky jsou požár, zničení, selhání elektronických a elektrických zařízení. V otevřeném prostoru může blesk udeřit do vysokého stromu. Jsou ale chvíle, kdy otevřeným oknem proletí blesk.

Existují dva typy blesků: lineární a kulový.

Nejběžnějším typem blesku je lineární. Tento typ blesku byl dobře prozkoumán a může být uměle reprodukován. Lineární blesk, kde proud teče přímočaře, je střídavý proud, který Tesla objevil a zavedl do našich životů.

Je téměř nemožné, aby takový blesk zasáhl člověka uvnitř budovy. Blesk udeří do nejvyšších bodů předmětů, které vedou proud, jako je kov nebo lidské tělo. Poté jeho energie prochází těmito materiály a je uhasena materiály, které nevedou proud – dřevo, guma, plast, zemina atd. Je možné, že se blesk vytvořil směrem od domu pod úhlem k horizontu a k výboji došlo směrem k oknu domu.

Kulový blesk je jasná svítící sraženina plazmy, kde proud teče v kruhu a tvoří kouli – odtud název. Kulový blesk může mít velikost od velikosti vlašského ořechu až po fotbal. Tento typ blesku se stále studuje a nebyl uměle vyroben. Kulový blesk se může svým „chováním“ lišit od lineárního blesku, může ve vzduchu zmrznout, ale pak se bude pohybovat přímočaře k objektu zájmu, a proto je kulový blesk mnohem nebezpečnější než lineární blesk.

Lineární blesk se šíří po dráze proudu, po dráze nejmenšího elektrického odporu. V dráze blesku bude okno plastový nebo dřevěný profil, případně sklo. Jsou dielektrika a nevedou proud. Síla blesku zmizí.

Kulový blesk se blíží ke sklu a pak se od něj vzdaluje. Ale podle některých očitých svědků může kulový blesk projít sklem a zanechat díru o velikosti 3-5 cm, i když neexistují žádné prokázané případy.

ČTĚTE VÍCE
Jaký orgán je květ?

Při otevřeném okně je průchod lineárního blesku do domu teoreticky možný. V takovém případě uhodí blesk do objektu v interiéru, který bude nejlepším vodičem elektřiny. Pokud člověk stojí blízko okna, může se zranit. Je nepravděpodobné, že by lineární blesk vlétl do plastového okna v režimu ventilace, když je křídlo vyklopeno nahoře.

Kulový blesk může do místnosti vniknout nejen otevřeným oknem, ale i škvírami ve fasádě, zvláště pokud je v místnosti průvan. Pak stejně jako ten lineární narazí na předmět, který ho přitahuje – což je proudový vodič.

Abyste sebe a své blízké v interiéru ochránili i před hypoteticky možným úderem blesku, musíte to udělat včas, nebo ještě lépe před bouřkou: zavřete všechna okna a dveře, vypněte elektrické spotřebiče, odpojte anténní kabely a odejděte z oken.

Na střechách jsou střešní okna. Mírně vyčnívají za rovinu střechy, ale pravděpodobnost, že do nich udeří blesk, je nízká. Možné možnosti odpovídají situacím s běžnými okny. Je nutné dodržovat stejné bezpečnostní normy jako u standardních oken. Moderní plastová či dřevěná okna a dveře v zavřeném stavu spolehlivě ochrání před průnikem kulového či lineárního blesku, je však třeba dodržovat preventivní bezpečnostní opatření.

Postarej se o sebe a své blízké!

Vždy si u nás můžete zakoupit a nainstalovat vysoce kvalitní plastová okna: Izhevsk, st. Kirova, 8G

+7 /3412/ 22 00 44

Další karta pro zveřejňování informací o článcích, dopravě nebo jiném důležitém obsahu. Pomůže vám odpovědět na otázky kupujícího a rozptýlit jeho pochybnosti o nákupu. Použijte jej podle svého uvážení.

Můžete jej odebrat nebo vrátit zpět změnou jednoho zaškrtávacího políčka v nastavení součásti. Velmi pohodlně.