Знаете ли вы, что в тропических лесах можно наблюдать громоотвод, созданный самой природой? Это плющ. Обвиваясь вокруг дерева и вплетаясь в его, лиана создает путь, который направляет токи молнии к земле. В случае удара молнии сам плющ сгорает полностью, но дерево, к которому он прислонен, остается невредимым. Таким образом, природа давно использует принцип молниезащиты с помощью молниеотводов. В современном понимании молниеотводы - это искусственные устройства, устанавливаемые в зданиях и сооружениях для защиты объектов от молнии. Древнеегипетские храмы имели высокие столбы, покрытые медью. Подобную защитную конструкцию имел и храм царя Соломона. Очевидно, что древние понимали, насколько важно защищать здания от молний. Изобретение молниеотвода В эпоху Просвещения, примерно в то же время, что и американский изобретатель Бенджамин Франклин, французский физик Жак Ром в начале 1850-х годов во время грозы запустил проволочного змея. В этот период была полностью подтверждена электрическая природа молнии. Помимо Франклина и Рома, молниеотводы были изобретены в Российской империи в 1753 году Михаилом Васильевичем Ломоносовым и Георгом Вильгельмом Рихманом. Франклин подробно писал о правильном размещении молниеотводов. Он предлагал вкопать длинный железный стержень толщиной с гвоздь на метр вглубь влажной почвы, примерно на два метра выше самой высокой точки здания. К верхнему концу стержня необходимо было прикрепить 30-сантиметровый медный провод "толщиной со спицу и острый, как булавка". Для устойчивости столб предлагалось прикрепить к стене дома прочной веревкой. Для более высоких зданий Франклин предлагал устанавливать два таких шеста (по одному с каждой стороны дома) и соединять их проволокой под коньком крыши. Принцип объясняется следующим образом: концы притягивают молнию и отводят ток на землю. Аналогичным образом Франклин предлагал защищать и корабли, предлагая крепить концевой провод к верхушке мачты и опускать его в воду по обшивке. Современная конструкция молниеотвода Сегодня мы хорошо знаем природу молнии и принципы защиты от нее. Грозовые облака накапливают и переносят большое количество электрического заряда. При этом на поверхности земли индуцируется большой поверхностный заряд противоположного знака, что значительно увеличивает напряженность поля вблизи поверхности. Напряженность электрического поля максимальна на конце заземленного проводника, что вызывает коронные разряды на конце молниеотвода, а окружающий воздух значительно ионизируется. Ионизация уменьшает напряженность поля на конце, тем самым снижая вероятность удара молнии в этом месте. Если разряд происходит, то заряд с молниеотвода снимается, а ток течет от молниеотвода к земле, не повреждая объект. Конструкция молниеотвода состоит из трех частей. Молниеприемник расположен в верхней части защитной конструкции и отвечает за прием разряда в момент соединения с каналом молнии. Молниеприемник - это не обязательно штырь, это может быть трос или сетка, натянутая над объектом. Коллектор - это большой кусок провода, соединяющий молниеприемник с заземляющим электродом для отклонения заряда на землю. Третий компонент - заземляющий электрод. Заземлитель представляет собой проводник (обычно ветвь), заглубленный в землю и находящийся в непосредственном контакте с ней. Все три элемента молниеотвода монтируются на опорной конструкции, которая может располагаться на защищаемом объекте или рядом с ним. Также молниеотвод может быть интегрирован с декоративными элементами объекта. Высота от земли до молниеотвода должна быть как можно больше, но минимальная высота должна составлять не менее 58% от радиуса, защищаемого от молнии. Радиус действия молниеотвода в принципе может быть увеличен путем размещения на нем источника гамма-излучения. Именно так работают активные молниезащитные устройства. Типы молниеотводов и их конструктивные особенности В качестве молниеотводов используются медные штыри диаметром около 15 мм. Радиус защиты у таких решений меньше, чем у тросовых, но незаметный внешний вид может быть важнее. Тросовые молниеотводы защищают большую площадь, чем стержневые. Например, они используются для защиты линий электропередач. Проводниковые тросы соединяются с коллектором с помощью болтов. Клетчатые молниеотводы изготавливаются из металлической обоймы и устанавливаются непосредственно на крыше дома или натягиваются над защищаемой конструкцией. Проводник, соединяющий разрядники с заземлителем, обычно представляет собой толстый медный (или алюминиевый) провод и подключается с одной стороны к разрядникам, а с другой - к заземлителю. Для крепления коллектора к несущей конструкции используется элемент из диэлектрического материала, а этот проводник помещается в кабельный канал для защиты от внешних воздействий. Что касается заземления молниеотвода, то важно отметить, что это всегда отдельный контур и ни в коем случае нельзя использовать его для заземления той же электрической сети. В этом случае молния может ударить в молниеотвод и повредить потребители, питающиеся от сети. Минимальная глубина установки заземляющего электрода обычно составляет 50 см. Используйте три металлических стержня длиной 3 м и площадью поперечного сечения не менее 25 кв. мм. Стержни либо скрепляются болтами с шинами, либо свариваются в форме равностороннего треугольника параллельно поверхности земли.
