Г Рамм нікотину вбиває коня. Але руйнівну дію блискавки має набагато більших масштабів. І це не тільки пожежі, а й потужні електромагнітні імпульси, здатні вивести з ладу електричного і електронного пристрою.
Догматика і апологетика
Як сформувати власний стример
Фахівцям відомі різні методи, які можуть привести до формування висхідного стримера від активного громовідводу. Один з них - використання генератора Маркса (рис. 2), що представляє собою ланцюжок встановлених паралельно конденсаторів і розрядників. Наближення лідера блискавки на близьку відстань до блискавкоприймача призводить до збільшення напруженості електричного поля і пробою розрядників. Конденсатори при цьому з'єднуються в послідовний ланцюжок (пробою створює коротке замикання в ланцюзі), що призводить до підсумовування напруг і, як наслідок, - виникнення іскрового розряду. Повітря поблизу антени іонізується і сприяє тим самим виникненню висхідних стримеров. Це дуже приблизне пояснення дії реальної схеми, що застосовується в активних штанги. Енергію для стримера дає висока напруженість поля між хмарою і землею в зоні розташування активного пристрою.
Важливо відзначити, що іскріння активного блискавкоприймача настає раніше, ніж зазвичай з'являються стримери на піднесених предметах або на тому ж вертикально піднятому стрижні. Саме тому мова йде про упреждающей стримерний емісії, що характеризує інтервал часу між початком поява стримеров на активній антені і вертикальному заземленому штирі. Саме ці інтервали випередження (At) і наводяться в паспортних даних молниеприемников. Іншими словами, така система починає ініціювати стример дещо раніше, ніж це відбувається в звичайних умовах при підході спадного лідера.
Виробники активних молниеприемников вказують, що пристрої з ранньої емісією стримера (одне з них показано на рис. 4) мають охоронну зону значно більшого радіусу, ніж в разі застосування традиційного стрижня Франкліна. Крім того, стверджується, що такі пристрої стимулюють більш активне виникнення спалахів на поверхні активного блискавковідводу під час грози і, в кінцевому підсумку, рання поява висхідного лідера, що прагне назустріч низхідному лідеру блискавки.
Незважаючи на використання прикметника «активний» в назві блискавковідводів, ніяких елементів живлення вони не містять, а використовують різко зростаючу напруженість електричного поля, що виникає в момент устремління лідера блискавки до земної поверхні.
Системи в попереджувальних емісією стримера прописані в якості стандартів в ряді країн. Оскільки Франція пішла далеко вперед у дослідженні активних методів захисту від блискавок, її NFC 17-102 вважається базовим. Нормативні документи, прийняті в ряді інших країн (табл. 1), є похідними вихідного документа.
Особливістю активних молниеприемников є проведення спеціальних лабораторних випробувань, а також застосування формул для розрахунку зони захисту з використанням такого параметра, як час випередження емісії стримера. Нормована зона захисту у систем в попереджувальних емісією стримера в рази перевищує розрахункові показники традиційних рішень.
Відповідно до французького стандартом NFC 17-102 радіус захисту залежить від часу опе-
Як видно з наведених даних, з ростом висоти підйому в діапазоні від 2 до 5 метрів радіус захисту швидко (майже лінійно) збільшується. Подальше піднесення громовідводу практично не дає відчутного ефекту. При цьому радіус зони захисту (R), який забезпечувався б поодиноким активним молніепріемніком, перевищує в окремих випадках 100 м (при М = 60 мкс і h> 5 м). Відомо, що пасивні системи в кращому випадку гарантують радіус, що співвідноситься в висотою підйому штиря над поверхнею землі (R = h).
Незважаючи на високі декларовані показники ефективності систем з ранньої емісією стримера, чинні міжнародні та європейські норми (в тому числі базовий стандарт МЕК EN 62305) не передбачають використання систем активного блискавкозахисту.
Економіка повинна бути економною
«Економіка повинна бути економною - така вимога часу», повідав радянському народові Л.І. Брежнєв у доповіді на XXVI з'їзді КПРС. Практичне застосування цього гасла, ймовірно, і добило СРСР, оскільки економіка повинна бути не економною, а ефективною.
Зараз про «енергоефективності та економії ресурсів» ми чуємо мало не на кожному кроці. Втім, системи активного блискавкозахисту добре вписуються в цю парадигму, забезпечуючи зниження витрат на захист об'єктів від блискавки.
В Україні представлені системи з ранньої емісією стримеров ряду відомих виробників - Galmar, Gromostar (Польща), Ingesco (Іспанія), Schirtec (Австрія), Indelec (Франція), Forend (Туреччина). Можна відзначити, що більшість з них є європейськими брендами.
Іспанська компанія Ingesco (www.ingesco.com) пропонує на ринку три типи активних блискавковідводів: дві системи з електронною емісією - PDC.E (рис. 5а) і PDC Stream (рис. 5б) і одну з неелектронній (механічної) - PDC ( рис. 6). Всі моделі виготовлені з нержавіючої сталі і відповідають іспанському (UNE 21.186) і французькому (NFC 17.102) - стандартам на системи активного блискавкозахисту.
Системи з електронної емісією стримера компанії Ingesco (PDC і PDC Stream) мають чотири різні градації за часом випередження - 15, 30, 45 і 60 мкс. При цьому зовнішній конструктив пристроїв не пов'язаний з величиною At, а залежить тільки від внутрішньої схеми. Блискавкоприймачі серії PDC Stream - саме просунуте і, як наслідок, найбільш дороге рішення виробника. Реальний час випередження емісії стримера в експериментах досягає 90 мкс, що в півтора рази перевищує максимальне значення, регламентований французьким стандартом (див. Табл. 2).
Різні моделі неелектронній серії PDC (на рис. 6 показана PDC 5.3) мають час випередження 15, 25, 34, 43, 54 і 60 мкс і характеризуються такими конструктивними особливостями, як число пелюсток молниеприемника і штирів на кожному з них. Звідси і різноманітність модифікацій, характеристики яких представлені в табл. 4.
На рис. 7 представлена старша модель з неелектронній серії пристроїв Ingesco - PDC 6.4 з Д1 = 60 мкс.
Практика показує, що, як правило, системи з невеликими величинами Д t найчастіше застосовуються для облаштування котеджів. Великі об'єкти зі значною площею покриття вимагають застосування рішень зі збільшеним радіусом захисту і, як наслідок, з більш високими значеннями часу випередження стримера.
Австрійський виробник Schirtec пропонує на ринку чотири моделі активних пристроїв: S-A, S-AS, S-DA, S-DAS. Кожна з них має своє значення часу випередження (табл. 5). Рекомендована висота установки становить 5-6 метрів, хоча дані по радіусу захисту представлені для висоти від 2 до 60 метрів. Пристрої S-AS (рис. 9) і Б-АБ виконані з одиничним «іонним генератором». Моделі S-DA (рис. 10) і S-DAS мають здвоєні генератори, встановлені на одній опорі.
Слід зазначити, що Schirtec випускає також комплектуючі елементи для монтажу традиційних систем захисту від блискавок і заземлення.
В Україні продукцію австрійського виробника представляє українсько-австрійська компанія «Шіртек-Україна» (http: // schirtec. Kiev.ua), що виконує представницькі та дистриб'юторські функції.
Продукція польського виробника Galmar (www.galmar. Pl) добре відома українському ринку завдяки багаторічній співпраці з компанією «Ватсон Телеком» (www.watson-tele.com) в сфері заземлення та пасивної блискавкозахисту. Працюючи в багатьох країнах світу, в тому числі поставляючи продукцію в країни Африки і Близького Сходу, про-виробниками пропонує тут також активні молніепріемнікі. Подібні рішення представлені і на українському ринку, зокрема системи Galactive 1 (рис. 11. з двома електродами випромінювання) і Galactive 2 (з трьома електродами).
Компанія «Майстер Груп Констракшн» поряд з функціями дистрибуції виконує також проектування та встановлення активних і традиційних систем захисту від блискавок. По Україні у неї сформована дилерська мережа в ряді великих міст.
Для моделей Prevectron 2 S.340T, S4.50T і S6.60T виробник пропонує спеціальний випробувальний прилад (його можна побачити в нижній частині рис. 12), який дозволяє регулярно перевіряти дію приймача на місці його установки або через пульт дистанційного керування.
Роздрібна вартість активних молниеприемников представлена в табл. 6.
Як можна бачити, на роздрібному ринку подібні пристрої можна купити за ціною від 1 до 3 тисяч євро. Ціна пропорційна часу попередження стримера і, як завжди, залежить від популярності торговельної марки.
Активні молніепріемнікі можна вміло використовувати в якості додатків до декоративних елементів даху, наприклад, до флюгерам (рис. 13).
Завдання захисту від блискавок не обмежується застосуванням того чи іншого типу штанги. Найважливіший фактор ефективності захисту - правильно виконані розрахунки і реалізований відповідно до них проект. До того ж невід'ємною частиною системи блискавкозахисту є заземлення.
Ми запрошуємо експертів, представників виробників і дистриб'юторів, а також всі зацікавлені сторони, в тому числі наукову громадськість, представників МНС і просто небайдужих читачів, підключитися до обговорення даної теми на сторінках нашого журналу.
Приймаються матеріали в будь-якому форматі - статті, есе, репліки, позиції, точки зору, зауваження та ін. Ми з вдячністю приймемо ваш відгук або побажання.