Практические размышления об атмосферном электричестве .

Сообщения не по теме Каталога.
Алексей Байрошевский
Сообщения: 305
Зарегистрирован: 29 июн 2011, 21:10

Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение Алексей Байрошевский » 12 май 2013, 20:00

Стоит заглянуть раздел форума , посвящённый утраченным храмам , как сразу обращаешь внимание на пожары , вызванные молниями. Сгорают деревянные храмы и колокольни отстоявшие более ста лет, ущерб наносится такой , что восполнить его крайне сложно , фактически невозможно.... Естественно ,есть документ по борьбе с молниями-ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (РД 34.21.122-87). Согласно этой инструкции всё и защищается. Тем не менее , хотелось бы пообщаться по реальным случаям поражений молниями и по практике устройства защиты от неё.
Практика применения молниезащиты на храмовых объектах неоднозначна , с одной стороны есть храмы оснащённые устройствами в соответствии с РД, с другой есть и такие , что заземлены никогда не были и никаких проблем из-за этого не испытывающие, причём когда эти храмы возводились о РД и слыхом не слыхивали. Когда моей организации приходится устанавливать шпиль или главку , всегда спрашиваем заказчика - заземлять будем ? обычно заказчик не очень владеет вопросом , в таком случае мы оставляем выпуск токоотводящего каната и предоставляем возможность заказчику самостоятельно организовать забивание в землю трёх уголков и их обваривание . Но несколько раз было так , что нам чётко говорилось - никакой грозозащиты не надо.Надо сказать , что замеры сопротивления грозозащиты на практике представляют снятие харатеристик именно заземляющего контура , тех самых уголков забитых кувалдой в грунт и обваренных катанкой - на токоотвод накладывается струбцинка , вблизи контура вставляется в грунт электрод, подаётся напряжение и замеряется сопротивление.В замеры не попадают стыки по ходу токоотводящего каната и стык токоотвод- молниеприёмник . Несмотря на то что в РД есть формулировки , позволяющие применять проволоку -катанку как единый токоотвод -молниеприёмник ,традиция велит молниеприёмник выполнять отдельно . Как правило для этого берут пруток или трубу . При таком подходе неизбежно приходится закреплять токоотвод сваркой , либо болтить. Болтить легче. Теперь поразмыслим на тему -а как молния смотрит на сварку и болты.Полностью проваренный путь имеет стабильные характеристики по всей длине , он гораздо надёжней болтов, склонных к коррозии, но при этом так же сложно затащить в места стыков сварочный аппарат ,сварщика и всё красиво и качественно сварить.Сейчас появились малогабаритные инверторные приборы , облегчающие задачу, но это произошло буквально несколько лет назад. Есть мнение , что если молния прошивает 500 метров воздушного пространства, то уж как-нибудь пробьёт несколько миллиметров в неплотно затянутых болтах. Надо сказать , что искровой разряд оставляет на поверхности электродов характерные следы электроэррозии, их не спутать с другими следами разрушения металлов.Мне ни разу не доводилось видеть эти следы в местах потенциального пути молнии при движении по конструкциям зданий ( хоть один такой случай имел место. но о нём ниже). На старинных крестах - тоже не видел, хоть кресты просто обязаны собирать и потенциалы и молнии . Но минувшей зимой мы снимали чугун со старинной и уникальной дымовой трубы "Любовь". На 74 метровой трубе была головка из сборного чугунного литья общим весом примерно 16 тонн. Чугун был здорово полопавшийся , причины множественных расколов 2-3 сантиметровых массивных скорлуп-тюбингов мне до конца не ясны.Теоретически можно списать и на молнии, хотя... такой молниезащиты как в 1870-м году никогда больше не делали ,а если и делали ,то успели переделать.прямо на чугунных сегментах имелись два прилива , на которых болтами были закреплены два приёмника из трубы дюйм с четвертью.Основания приёмников были сболчены с толстой миллиметров 15 медной катанкой , которая в свою очередь переходила в латунную прямоугольную бобыху приклёпанную опять таки к чугуну.Дальше всё спускалось старым трамвайным троллеем из качественной красной меди.На приёмниках стояли медные наконечники , весом примерно в 2 кило , они на резьбе крепились к трубам, а внутри в них болтами был зажат троллей.Чёрные болты были съедены коррозией заподлицо.Самым поразительным оказалось то , что наконечники отличались . Один имел макушку со следами токарного резца , а вот у второго это место было изъедено электроэррозией...Конечно напряжённость поля возрастает не то в кубе , не то квадрате , по идее должно бить только в один наконечник , тот , который на несколько миллиметров выше , но столкнуться с практическим подтверждением этого известного факта - большая редкость.Ибо молниеприёмник работает в двух режимах - первый - когда в него красиво лупит искровой разряд , а второй - когда тихо шурша стекает тихий разряд .По моему разумению, тихий режим сопровождается коронными явлениями , типа огней св. Эльма. Про одну церковь ,не имеющую грозозащиты, мне достоверно рассказывали ,что в грозу крест, порой, подсвечивается этими самыми огнями.Ничего не могу сказать внятного о коронных разрядах , их температуре , способности воспламенить или разрушить конструкции . Некоторые аналогии можно можно поискать в неоновой рекламе.Неоновая реклама представляет собой высоковольтный трансформатор , от которого слабенький ток очень высокого напряжения подаётся по силиконовым проводам на герметичную трубку с неоном. В трубке происходит разряд и газ красиво светится. Тракт высоковольтного тока претерпевает повреждения , в частности часто ток начинает пробивать на массу. Если пробой заметят не сразу , то в месте пробоя бывают повреждения как проводов , так и конструкций , в которые бьёт искра. Белый силикон , который в принципе не горит, разрушается до состояния грязного песка, а жестяные короба из оцинковки ( наиболее типичный случай) могут иметь сквозные отверстия площадью до нескольких квадратных сантиметров с характерным рисунком краёв. Исходя из этой довольно натянутой аналогии можно полагать , что в зонах более-менее стабильного коронного разряда могут быть локальные перегревы ,перенос раскалённого металла и просто выделение тепла и это может послужить причиной пожара.Но фактического материала мало. Когда в 1989-м года мне довелось детально осмотреть крест Рязанской соборной колокольни , а она сильно выделяется над местностью , то никаких повреждений , кроме пулевой дырки со стороны смотрящей на десантное училище там не было.
Что можно сказать о повреждениях причиняемых молниями.Пару раз в жизни я видел деревья в которые попадали молнии.Впечатление сильное - сосна расположена в лесу и никак не выделяется из сотен таких же деревьев. По всей высоте ствола нисходящей спирально снята кора, ширина спирали примерно 7 см, глубина до белой древесины.Шаг спирали стабилен.Выглядит, как будто безумный столяр со стамеской изголялся над сосной. Кто может объяснить , почему выделение энергии происходит таким образом , ведь казалось бы , что дерево должно получить повреждения строго вертикальные, по кратчайшему пути движения разряда. Так же интересны последствия достоверных попаданий в кирпичные церкви.На один храм мы ставили волгодонский шпиль . Заземление не входило в наши задачи , но выпуск катанки до уровня площадки верхнего яруса сделали. Монашкам и спонсорам сообщили об этом и настоятельно рекомендовали довершить работу по грозозащите.Спустя пять лет судьба привела опять на это место.Никто ничего не заземлил ,проволока кончалась где мы её оставили.Лето было грозовое и в очередной приезд я заметил , что что-то не так , оказалось , что прошёл разряд с конца проволоки на кованую внутристеновую связь. При этом был сильно разрушен замковый кирпич маленького окна, выходившего на конёк.За окном находится внутристенная лестница . Крошку кирпича просто вбило в беленую стену.Но на этом попадания разрядов завершились , лето 2008-го года, как уже говорилось, выдалось обильным на грозы. Мои регулярные приезды в монастырь имели целью выполнение ремонта фасадов и крыши , поэтому на них я и смотрел. В очередной приезд узбеки из смежной организации рассказали и показали место второго удара молнии. Удар пришёлся на белокаменный карниз четверика. Храм украшен несколькими карнизами , по логике это тёсанный камень , с виду - скорее литьё . Сейчас я почти уверен в том , что это комбинированный материал - белый камень , на который налит лицевой профиль из какого-то хитрого древнего цемента. Так вот , из карниза на северной стороне четверика ,ближе к трапезной, из нижней горизонтальной поверхности была выбита каменная линза . Размеры примерные 20 на 15 см , толщина около 10 см. Вопросы в том ,что -1. главка четверика имела рабочий контур заземления -неужели сопротивление растекания по каменному фасаду ниже чем по заземлённой проволоке :?: 2. шпиль колокольни на 5-6 метров выше креста главки , а в неё молния уже попадала , значит воздушный зазор недоделанного токоотвода вполне пробиваем грозовым разрядом. впоследствии мне рассказали , что место рядом с храмом подвержено молниям , за послевоенные годы там от них сгорели два жилых дома . Усадьба была расположена не далее 60-и метров.
Возгорания деревянных сооружений ... тема сложна.С одной стороны мы видим . что каждый год сгорают дотла старинные храмы , оснащённые грозозащитой.Со второй стороны была такая организация , как НКВД, которая помимо ВД занималась ещё строительством элеваторов.До сих пор по стране стоит большое количество этих сооружений довоенной постройки. Типовой элеватор имел в своём составе - кирпичный красивый забор , вишнёвый сад , пруд пожарный с рыбой, дизельэлектростанцию на 500 кВт, монолитные железобетонные силосные корпуса и деревянные силосные корпуса из бруса. Ещё были деревянные одноэтажные склады из оцилиндрованного бревна - прекрасный образец уходящей эпохи плотницкого искусства.Но самое интересное , что брусовые силкорпуса имеющие высоту около 25 метров стоят с тех самых тридцатых годов и ничего - работают, разве что шиферную обшивку порой чинят.Конечно можно сказать , что рядом сними есть силосная башня из железобетона и она собирает всё на себя , но ведь выше описан удар в карниз четверика при рядом стоящей колокольне ,там такой принцип распределения ударов не сработал.
Весьма интересна история вентбашен на вискозных производствах. После войны их Германии было вывезено большое количество оборудования , позволившего создать советскую промышленность химического волокна. каждое такое производство имело вентиляционную башню высотой 100-150метров для сброса влажного воздуха содержащего серную кислоту и прочий сероуглерод.Можно предположить , что конструктив этих сооружений тоже попал к нам из Европы.Башня состоит из собственно стальной несущей башни и деревянного газоотводящего ствола диаметром 4-10 метров.. Только дерево в те годы могло противостоять кислоте, пластики пошли в массовой производство позже и их свойства гораздо хуже по многим показателям.Башни были на 4-х бетонных фундаментах , стальные конструкции тщательно заземлялись.Дерево применялось пропитанное огнезащитной вонючей пропиткой, даже спустя много лет после гибели производства оставшиеся стволы пахнут этим составом.Тем не менее ... В 70-е годы случился ряд катастроф. Башни начали сгорать от молний, был год , когда сгорело три ствола.Картина была феерическая -труба колоссальных размеров сгорала в огне чудовищной тяги за несколько минут. На всю высоту ствола были разведены системы пожаротушения , но они просто не успевали сработать. Отожженные металлоконструкции опадали кучей переваренной лапши... В результате дерево признали устаревшим материалом и в серию запустили стволы из стеклофаолита .
Кроме деревянных труб горят и все остальные .Обычно воспламеняется отложения на футеровке.Во времена работы на мазуте несгоревшее топливо ,смешанное с сажей ,обильно выпадало внутри ствола . Для воспламенения хватало заброса пламени через экономайзер. Последствия самые печальные - огонь выжигал смолистую шубу и сильно перегревал внутренние слои кирпича, что приводило к сильному шелушению и истончению стенок трубы.Обычно информация о пожарах такого рода очень важна , я всегда на этом акцентирую внимание. Естественно, приходится собирать фольклор, но ни разу не слышал о выгораниях сажи от молний. Ещё выгорают стволы на заводах шлакваты , вытяжные трубы сбрасывают газы из камер полимеризации , при этом на стволе оседает шуба из шлакваты и фенолформальдегидного вяжущего. Мы меняли стальной ствол в Норильске ,на заводе Тисма, там пожар в стволе произошёл из-за сварщиков, ствол пошёл под замену , хоть он и не утратил свои свойства, остался герметичным , но форма была неопрятная- в общем - менять и всё тут!
Есть ещё предположения - коронные явления всегда происходят на углах и концах тонких конструкций. Исходим из аксиомы ,что воздух - диэлектрик ,кирпич - диэлектрик , дерево - диэлектрик , и того , что искрение происходит на острых железках в приграничном слое. Мы видим то искрение , что происходит в воздухе. но мы не видим процессов на острых железках в толще древесных конструкций. А там может быть происходит разогрев гвоздей , крепящих токоотводящий канат на крыше исторического памятника. И пока из-под гвоздей огонь не пыхнет - никто и не задумается о охране объекта культурного наследия, грубо говоря . Соответственно имеет смысл, прокладывая токоотвод по деревянному сооружению, в лучшем случае крепить его кронштейны диэлектрическими гвоздями ( например из стеклопластиковых связей - элементарно настругать можно и за копейки) и параллельно применять обвёртывание токоотвода в зажиме кронштейна стеклотканью на силиконовой пропитке . Силикон не зря применяется для высоковольтных проводов. У него высокая стойкость на пробой и на перегрев. И тогда вся энергия разряда уйдёт в грунт не раскаляя ничего ценного.
Это та самая церковь , перенёсшая два удара молний буквально за один месяц.Вид до...
Изображение
А на этой фотографии явно видна выщербина на правом крае карниза.
Изображение
А тут видно повреждения замкового кирпича в оконном проёме. Незаземлённая проволока свисает чуть выше слева.
Изображение
Фотографии имеются и будут размещены под текстом.
21.1.2014.-попалось в сети про статую Христа в Рио--------
В известную на весь мир статую Христа-Искупителя в Рио-де-Жанейро на горе Корковадо ударила молния. В результате у памятника откололась часть пальца на правой руке Искупителя. Скоро начнется реконструкция монумента, в ней примет участие местная епархия.
Молния попала в монумент из-за сильной грозы, которая обрушилась на мегаполис. Молнии не в первый раз попадают в статую Христа, передает ИТАР-ТАСС. В декабре атмосферный электрический разряд также оставил след на среднем пальце правой руки. Как отмечают в бразильском Институте космических исследований, на статую приходятся в среднем четыре удара молнии ежегодно.
Епархия архиепископа Рио-де-Жанейро объявила, что скоро начнутся работы по восстановлению статуи. У епархии сохранился запас камня, из которого она была сделана в 1931 году. Именно этот камень и будет использован при реставрации.
38-метровую статую Христа-Искупителя строили на общественные пожертвования с 1922 по 1931 год. В 2007 году монумент был причислен к новым семи чудесам света.-----------
Всем известно , что наивысшей точкой композиции является голова. кисти рук значительно ниже.тем не менее попадания именно в них.

на сегодня всё...
Последний раз редактировалось Алексей Байрошевский 20 янв 2014, 20:51, всего редактировалось 11 раз.

Аватара пользователя
uchazdneg
Модератор
Сообщения: 2850
Зарегистрирован: 16 мар 2008, 00:38
Откуда: N-37-II
Контактная информация:

Re: Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение uchazdneg » 14 май 2013, 14:49

Алексей Байрошевский писал(а):По всей высоте ствола нисходящей спирально снята кора, ширина спирали примерно 7 см, глубина до белой древесины.Шаг спирали стабилен.Выглядит, как будто безумный столяр со стамеской изголялся над сосной. Кто может объяснить , почему выделение энергии происходит таким образом , ведь казалось бы , что дерево должно получить повреждения строго вертикальные, по кратчайшему пути движения разряда.
Деревьям свойственно закручиваться по часовой стрелке вслед за солнцем, особенно этим свойством отличается лиственица.
Так, В.Т.Шаламов писал(а):Сколько лет – исковерканная ветрами, морозами, вертящаяся вслед за солнцем, – лиственница каждую весну протягивала в небо молодую зеленую хвою.
Электрическое сопротивление поперек волокон выше продольного, отсюда спираль.

Аватара пользователя
Василий Шелёмин
Модератор
Сообщения: 3942
Зарегистрирован: 30 июл 2004, 15:53
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

Re: Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение Василий Шелёмин » 14 май 2013, 18:57

Видел ель, убитую молнией. Дык у неё все ветки были как будто отстрелены от ствола и лежали по сторонам. Диковатое зрелище.
Вложения
molnia.jpg

Алексей Байрошевский
Сообщения: 305
Зарегистрирован: 29 июн 2011, 21:10

Re: Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение Алексей Байрошевский » 14 май 2013, 21:24

uchazdneg писал(а):Электрическое сопротивление поперек волокон выше продольного, отсюда спираль.
Но если бы дело было в простом сопротивлении волокон, то получился бы хаотичный или слабо ориентированный рисунок . И сучья и повреждения коры могли бы радикально перепасовать тракт молнии.Насчёт скрученности стволов - справедливое замечание , но ведь ствол не может иметь шаг свивки менее метра. это же получится такая древесина , что ни в сказке сказать...
Используя функцию редактирования буду пополнять начальное сообщение , что бы получалось складно :roll:
А критику и добавление прошу размещать ниже.

vilasas

Re: Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение vilasas » 03 янв 2014, 14:43

Атмосферное электричество это конечно же объект изучений, но как мне кажется это несколько не то и не с той позиции мы это все себе пытаемся разъяснить. Посмотрите по этой теме ролик на Ютубе автор Прокопенко, ролик на 47 минут, смотрела специально недавно, и теперь на все смотрю несколько под иным углом оценки.

Олег Щёлоков
Модератор
Сообщения: 6022
Зарегистрирован: 10 май 2004, 10:42
Откуда: г.Владимир
Контактная информация:

Re: Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение Олег Щёлоков » 27 июн 2015, 20:24

Алексей, современная молниезащита уже не нуждается в архаике советских времен, когда тоководы были железными, алюминий и медь были стратегическим сырьем и распределялись исключительно по лимиту.
Медь, разумеется, лучший токовод, но я бы рекомендовал алюминий, и то, лишь по причине того, что он не окрашивает поверхности кладки и кровель, как это делает медь.
Километровую катушку силового алюминиевого провода в виде 7 или 9 жильной скрутки лучше всего приобретать в ближайшей скупке лома, т.к. не требуется, не к столу будь сказано, для батюшек финансово-налоговая отчетность и счета-фактуры для возмещения ндс.
Отличный молниеприемник - алюминиевый пруток 18-20 мм длиной метра 2-3, по месту. Острый рабочий конец делается болгарочкой. Нижний торец рассверливают на глубину 100-150мм сверлом подходящего проводу диаметра. Соединение провода и молниеприемника простыми ударами кувалдочки, очень просто и надежно.
Таким образом молния "срабатывает" на совершенно безопасной силе тока 300-400 ампер, по нормативу. То есть молниезащита может работать длительное время и надежно. Если ваша молниезащита не работает, заржавела и т. д. , разряд может произойти когда тучка напряжется до 20 -30 тысяч, до миллиона ампер. Тут и деревья пополам, и сапог вместо человека, и пенек вместо колокольни

Алексей Байрошевский
Сообщения: 305
Зарегистрирован: 29 июн 2011, 21:10

Re: Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение Алексей Байрошевский » 30 май 2016, 22:12

Вчера посетил Ковду. Сделал крупные фото токоотводящего каната.Всё в худших традициях- по виду медный многожильный канат зафиксирован металлическими клипсами и однозначно , что на металлических саморезах.Впрочем , канат может и не медный, а стальной растяжечный.
Изображение
Изображение
К пасхе сделали заказ- мелкие главки на деревянный храм , применили следующую схему-весь крепёж прижимает стальные каркасы только через резиновые и фанерные прокладки.

Аватара пользователя
Сергей Попов
Модератор
Сообщения: 3138
Зарегистрирован: 10 фев 2008, 21:27
Откуда: Москва

Re: Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение Сергей Попов » 02 июн 2016, 00:44

Насколько я помню, токовод должен прокладываться на расстоянии 10-15 см от деревянной стены.

Алексей Байрошевский
Сообщения: 305
Зарегистрирован: 29 июн 2011, 21:10

Re: Практические размышления об атмосферном электричестве .

Непрочитанное сообщение Алексей Байрошевский » 04 июн 2016, 21:22

Это не скажу , но явно , что такая грозозащита скорее сожжёт древний храм , чем защитит его от грозобоя.

Ответить