Защо са необходими надолу проводници?
Мълниеотвод е просто устройство. Състои се от гръмоотвод, който се удря от мълния, и заземяващо устройство, чрез което токът на мълнията навлиза в земята и се разпространява там. Гръмоотводът трябва да бъде свързан с метал към земния електрод. Тази връзка се осъществява надолу проводник. Функцията му често се изпълнява от металните конструкции на опората, върху която е монтиран гръмоотводът. На тази снимка със стоманобетонна опора не се вижда специален проводник надолу. Токът на мълнията ще потече към земята тук през армиращи пръти, скрити в бетона. Изглежда, че всичко е ясно и не се нуждае от обяснение. Независимо от това, специалистите продължават да гледат отблизо надолу проводниците и всяка година той се приближава все повече и повече. Такъв повишен интерес към пасивно поведението желязо заслужава внимание.
Гръмоотводът засече канала на мълнията и по този начин защити обекта от директен удар. Но мълниеносният IM не е отишъл никъде. Той тече през долния проводник, създавайки магнитно поле. На практика е същото като в близост до канала на мълнията, тъй като токът на мълнията не променя тока на мълнията. Силата на магнитното поле намалява обратно пропорционално на разстоянието r от точката на наблюдение до долния проводник
За специалист по мълниезащита е важно колко бързо се променя с течение на времето. Това означава, че изследователите на мълниите трябва да предоставят на инженерите друг важен параметър - скоростта на нарастване на тока, когато мълния удари гръмоотвод. Регистрирането му не е най-лесното нещо. Сензорът трябва да може да реагира на най-краткосрочните скокове на ток. Дори са измислени специални характеристики на сензора. Тя се нарича време за реакция. За да се измери времето за реакция, трябва да се приложи правоъгълен сигнал към входа на сензора и да се види какво се случва на изхода. Не може да има моментална реакция. Следователно, предната част на изходния сигнал ще бъде изгладена приблизително, както е показано на фиг. 2.
Продължителността на нарастването на изходния сигнал до максималната стойност определя времето за реакция. Тъй като сензорите се подобряват, той намалява много забележимо. В началото на XX век е около 10 μs, днес е поне 1000 пъти по-малко. И така, тъй като сензорите се подобриха, мълния беше регистрирана с нарастващ темп на текущ растеж AI. Фантастична стойност AI = 210 11 A/s е записана в съвременните нормативни документи за мълниезащита! Значението му може да се усети, като се разчита на закона за електромагнитната индукция: ток, който се променя със скоростта АI, възбужда ЕМП във верига с площ S
ако веригата е отстранена от проводника с ток на средното разстояние rav. В тази формула μ0 = 4π10 -7 H/m е универсална константа, наречена магнитна пропускливост на вакуума.
Струва си да се заменят специфични стойности във формулата, за да се оцени какви нива на индуцирано напрежение могат да бъдат обсъдени. И така, AI = 210 11 A/s, площта на веригата е S = 1 m, а средното разстояние до нея е 10 m. В резултат индуцираното напрежение е 4000 V. Остава да се сравнят тази стойност с работното напрежение на вашите домакински електрически уреди, за да представлява последствията дистанционно ефекти на мълния. За да не разстроя читателя, не искам да мисля за микропроцесорна технология с работно напрежение около 5 V. Днес офис сгради, промишлени предприятия и дори жилищни сгради са пълни с нея. Такова оборудване не е евтино и последиците от повредата му могат да бъдат изключително сериозни. Единственото заключение е, че магнитното поле на мълнията трябва да бъде ограничено. Това може да се постигне чрез отстраняване на гръмоотвода от защитената сграда. Решението е по-очевидно, но скъпо, тъй като отдалеченият гръмоотвод трябва да има по-голяма височина. В противен случай сградата няма да попадне в защитната зона. Ето защо подобно решение рядко се използва на практика. Най-често гръмоотвод (или гръмоотводи) са инсталирани директно на покрива на сграда. Няма къде да ги премести. В ръцете на инженера остават само надолу проводници.