Чтобы уберечься от удара молнии. Что нельзя делать во время грозы: правила поведения? Может ли молния блокировать компьютере
Природная стихия – вещь непредсказуемая и не всегда безопасная. Гроза относится к одному из самых опасных природных явлений, поскольку во время нее возникает мощнейший электрический разряд, способный вызывать пожары, несчастные случаи с травмированием и гибелью людей. В большинстве случаев, гроза представляет опасность для человека только при несоблюдении им правил безопасности. О том, что делать во время грозы, какую опасность она несет для человека, можно узнать далее.
Гроза очень опасное явление
Приближение одного из самых опасных явлений природы можно предусмотреть, чтобы иметь возможность укрыться и обезопасить себя от возможных последствий. В первую очередь, необходимо следить за образованием мощных кучевых, башнеобразных облаков, развитием облачности. Направление ветра при этом не даст очевидного понимания, поскольку гроза часто движется против ветра. При грозе обычно резко меняется направление ветра, наступает полное безветрие или резкий шквал, после чего начинается дождь. Но гроза может начинаться и без осадков. Другими предвестниками приближающейся грозы являются:
- Высокий уровень влажности воздуха. Это можно заметить по тому, как долго держится роса на траве.
- Низко летающие птицы и особо агрессивные насекомые.
- Снижение атмосферного давления воздуха.
- Душный воздух
Чтобы определить скорость приближения грозовых облаков, необходимо ориентироваться по времени от начала вспышек молнии до звука раскатов грома в секундах. Чем короче этот период, тем ближе гроза. И по сокращению или увеличению промежутков между вспышками и раскатами можно судить о приближении или удалении грозовых туч. Учитывая скорость распространения звука в воздухе, можно судить о прохождении звуком одного километра за три секунды. Таким образом, можно рассчитать приблизительное количество времени, которое остается для того чтобы найти убежище на время ненастья. Самым опасным состоянием является то, когда между вспышкой молнии и раскатом грома совсем не остается временного промежутка.
Нельзя быть на открытой местности во время грозы Существует несколько правил того, что нужно делать, если гроза настигла неожиданно, и как следует поступать, чтобы избежать несчастья:
- Нужно избегать открытой местности. Как правило, молния попадает в самую высокую точку местности. Если находиться во время грозы в поле, самой высокой точкой будет являться человек.
- Вода – отличный проводник тока. Поэтому, во время грозы нужно держаться подальше от водоемов.
- Желательно избавиться от любых металлических изделий на теле, одежде, прочих вещах, положив их на расстояние пяти метров от себя. Зонтик, раскрытый над головой, может послужить целью для удара молнией.
- Нужно передвигаться спокойным ходом, особенно на открытой местности.
- Отключить все радио-, бытовые приборы, телевизор, прочие электрические приборы в доме из сети.
- Если жизни угрожает опасность или вы находитесь там, где нет населенных пунктов, необходимо связаться со службой спасения МЧС.
Что нельзя делать во время грозы
Ни в коем случае не стойте под одинокими деревьями во время грозы В соответствии с вышесказанным, можно определить правила, что нельзя делать во время грозы:
- Нельзя укрываться под одиноко стоящими предметами на открытой местности – деревом, высоковольтным столбом, прочими высокими сооружениями, находящимися в большой удаленности от прочих.
- Пользоваться мобильным телефоном, особенно на большом удалении от домов, прочих сооружений. Это объясняется тем, что электромагнитные волны притягивают электрический разряд, и известны случаи попадания молнии в мобильный телефон человека, который в это время разговаривал по нему. Однако, в городских условиях такие случаи встречаются редко.
- Передвигаться на велосипеде на открытой местности.
- Нельзя прижиматься или находиться в другой непосредственной близости к металлическим предметам на улице.
- Не следует сразу же укрываться от дождя. Если одежда мокрая, меньше шансов на то, что поразит молния, чем если она сухая.
- Нельзя лежать на земле или бежать от грозы, находясь на открытой местности. В первом случае, ударив в землю, молния может задеть и человека, а во втором – он становится своего рода быстро передвигающейся мишенью.
- Разговаривать по телефону с проводной связью, поскольку молния может попасть между натянутыми проводами столбов.
- Во время грозы не стоит подходить к электропроводке, громоотводу, водосточным трубам крыши, телевизионной или радиоантенне, также не рекомендуется стоять около открытого окна.
Где нельзя находиться во время грозы
Гроза на открытой местности Если настигла внезапная стихия, но еще можно выбрать укрытие, следует иметь ввиду места, где нельзя находиться во время грозы:
- Нельзя находиться на открытой местности
- Находиться внутри и вблизи водоемов.
- На вершинах скал и других возвышенностей.
Что делать, если застала гроза
Поскольку стихия непредсказуема, и существуют места, провоцирующие поражение человека молнией, следует знать, что делать во время грозы, оказавшись в небезопасном месте.
В лесу
Гроза в лесу Если вы находитесь в лесу во время грозы, необходимо избегать близости таких деревьев, как дуб, сосна, тополь. По статистике, именно они чаще всего притягивают к себе разряды молнии, по этой причине из-за них возникают лесные пожары. Необходимо найти низкорослый участок леса и спрятаться там, сев на корточки, и приняв позу эмбриона. Деревья сами по себе являются естественными громоотводами, поэтому следует избегать нахождения рядом с высокими деревьями.
Идеальный вариант обезопасить себя – найти участок с низкорослыми деревьями и густыми кронами, спрятаться между ними, сев на землю.
Если при этом необходимо перемещаться, делать это нужно, не отходя от них дальше высоты крон. Нельзя выбирать места для укрытия около деревьев, ранее пораженных молнией. Почва вокруг них говорит о высокой электропроводности, что означает вероятность повторения удара молнией. Кроме того, во время ночевки при грозе нельзя ставить палатку на открытом участке, а также сидеть около костра, потому что дым очень хорошо проводит электричество.
В поле
Гроза в поле Если застала гроза в поле, нужно спрятаться в какое-либо углубление – овраг, яму, нужно сесть на корточки, пригнув голову к коленям. Нужно стараться держаться подальше от высоких одиночных предметов и сооружений на расстоянии не менее 200 метров. Нельзя пользоваться телефоном и любыми металлическими изделиями, чтобы не притягивать к себе разряды молнии. При нахождении в поле следует знать, что глинистая почва более опасна, чем каменистая или песчаная. Поэтому, ни в коем случае нельзя ложиться на землю, если она глинистая.
На воде
Гроза на воде Около водоема в грозу находиться особенно опасно, но, если так вышло, что вы не успели уйти с пляжа, следует предпринять немедленные попытки сделать это, и тем более, незамедлительно выйти из воды. При нахождении внутри плавсредства следует немедленно пристать к берегу, если это невозможно, необходимо переодеться в сухую одежду, осушить лодку, сделайте защиту из тента, накрывшись им, положив вокруг и под себя спасательный жилет, круг, резиновые сапоги, прочие изолирующие предметы. Тент должен защищать лодку от проникновения воды, но при этом не касаться поверхности водоема.
В частном доме
Гроза бьет в крышу частного дома Многоэтажные дома защищены от попадания молнии благодаря громоотводам, но частые и садовые домики находятся в зоне опасности. Чтобы избежать опасности, необходимо предпринять меры:
- Закрыть все окна и двери. Внутрь дома может попасть шаровая молния.
- Отключить все электроприборы, радиоприемники от электрической сети.
- Перестать топить печь, закрыть дымоход.
- Отключить все средства связи
- Отойти от окон, дверных проемов, металлических предметов, розеток.
На дороге
Гроза на дороге Если гроза застала во время передвижения на автомобиле, нужно остановить движение вдалеке от одиночных предметов и пустынной местности. Следует закрыть все окна, спрятать антенну, отключить радиоприёмник, навигатор, сотовую связь. Не стоит прикасаться к металлическим предметам внутри машины, в том числе к дверным ручкам.
Летний отдых чаще всего проходит за городом. Особенно приятно расположиться компанией у воды. А уж если есть лодка или даже водный мотоцикл — выходные пролетят незаметно. Однако вот беда — ненастье порой подступает внезапно. И если дождик просто испортит настроение, то гроза может оказаться по-настоящему опасной. Как предсказать грозу, и как от нее уберечься?
Если воздух тяжел и неподвижен, в нем отчетливо ощущается влага — ждите погодных сюрпризов. Чем дольше длится такое атмосферное напряжение, тем сокрушительнее будет прорыв. Клубящиеся на горизонте мощные кучевые облака, образующие башни и колонны, тоже являются предвестниками бури. Обратите внимание, в каком направлении перемещаются тучи. Гроза очень часто движется против ветра. Если слышны частые раскаты грома, значит избежать грозы уже не удастся. По времени, прошедшему от вспышки молнии до удара грома, можно определить расстояние до грозы. Одна секунда — это 300-400 метров, три секунды — километр. Сокращаются интервалы? Готовьтесь к грозе.
Вариант номер один — лес . Все знают, что прятаться под отдельно стоящими деревьями не следует. Лучше выбрать для этой цели низкорослые густые деревья. Хоть и говорят, что молния дважды в одно место не бьет, держитесь подальше от опаленных, разбитых молнией деревьев. Грунт под ними обладает хорошей проводимостью, и удар атмосферного электричества сюда наиболее вероятен.
Вариант номер два - поле . Тут все намного сложнее, так как молнии “выбирать” не из чего... Лучший выбор - вовремя добраться до леса или деревни. Но если уж попали под грозу, садитесь или ложитесь плашмя на землю. Бегать, прятаться в стогу или небольшой роще высоких берез или тополей - не самый разумный выход из положения.
Вариант третий, самый опасный - вас застигло на воде, или рядом с водой . Первым делом попытайтесь отделить себя от водоема максимально возможным расстоянием. Если рядом заливной луг, а речка имеет широкий плес - это настоящее “пастбище” для молний. Если вы находитесь в лодке, немедленно пристаньте к берегу и покиньте ее. Когда нет такой возможности, постарайтесь накрыться тентом, подложить под себя резиновые мешки, спасательные жилеты и т.д. Максимально удалите влагу со дна лодки. Водный мотоцикл в грозу беззащитен! И уж конечно, прятаться в воде от грозы нельзя, как и пытаться найти убежище в прибрежных зарослях ивняка. Помните: вымокнуть не самое страшное, что может с вами случиться.
Вопреки распространенному мнению, автомобиль в грозу достаточно безопасен. Закройте окна, опустите антенны, выключите двигатель и радиоаппаратуру. Не прикасайтесь к дверным ручкам (особенно металлическим), сотовым телефонам. Не пытайтесь разговаривать по телефону - можно получить очень болезненный звуковой удар и оглохнуть. В отличие от автомобиля мотоциклы и велосипеды от грозы не защитят. Кладите их на землю и устраивайтесь метрах в десяти-двадцати от них. Металлические предметы - котелки, топоры, мангалы, печи и т.п. необходимо отнести в сторону от лагеря . Если есть возможность, постелите на землю поролоновый или резиновый туристический коврик.
Конечно, все эти предосторожности могут оказаться излишними и даже смешными. Однако следует помнить, что даже в России с ее низкой грозовой активностью ежегодно молнии убивают и калечат людей. Особенно опасна своей непредсказуемостью шаровая молния. Поэтому относиться к раскатам грома пренебрежительно не стоит. Лучше переждать некоторое время. Грозы в наших местах скоротечны и не отличаются особой разрушительной силой.
Гроза – явление, которое одновременно и завораживает и пугает, ведь предугадать, куда ударит небесный заряд, невозможно. И хоть вероятность прямого попадания молнии в человека крайне мала, ежегодно насчитывается немало пострадавших от этой грозной стихии. Как бы там ни было, знание о том, как уберечься от молнии во время непогоды уж никак не помешает.
Правила безопасности во время грозы
1. Что делать во время грозы, находясь в квартире
Безопасней всего во время грозы человек может чувствовать себя только в закрытом помещении. Однако, и тут нет стопроцентной гарантии остаться невредимым, если не соблюдать меры предосторожности:
Во время непогоды не подходите к окнам и не выходите на балкон;
Не пользуйтесь стационарным телефоном – если дом плохо защищен от ударов молнии или эта защита нарушена, электрический заряд может пройти по проводам и ударить через телефонную трубку;
Воздержитесь от пользования душем и умывальником – в случае неисправного заземления, водопроводные трубы могут стать отличным проводником электричества после удара молнии. По этой же причине, лучше держаться подальше от труб отопления;
На всякий случай, выключите электроприборы из сети: как минимум – от скачков напряжения они могут выйти из строя, как максимум – короткое замыкание может привести к пожару.
2. Что делать, если гроза застала вас на улице
В городской местности во время раскатов грома можно чувствовать себя в относительной безопасности, так как здесь находится множество объектов, которые более привлекательны для молнии, нежели одинокий прохожий. Однако, бывали случаи когда разряд попадал в человека, вопреки тому, что вокруг было множество более подходящих целей. Поэтому, во время грозы лучше как можно быстрее найти убежище в доме или, как минимум, спрятаться в парадной. А пока вы находитесь на улице, следуйте таким рекомендациям:
Каким бы сильным не был ливень, не пользуйтесь зонтом – он может выступить в роли громоотвода;
Не прячьтесь под навесом городских остановок общественного транспорта – в большинстве своем они представляют собой металлическую конструкцию, а металл является хорошим проводником, что увеличивает шансы притянуть молнию;
3. Что будет, если молния попадет в транспорт
Если во время небесных вспышек вы находитесь внутри транспорта, будь то поезд, автобус или машина, можете не переживать за свою безопасность. Ущерб может ожидать само средство передвижения, а водителю и пассажирам бояться нечего. Главное, чтобы транспорт был герметично закрыт. В таких случаях физика на нашей стороне – по принципу клетки Фарадея разряд молнии потечет по поверхности корпуса и через колеса уйдет в землю.
4. Как уберечься от молнии в парке или лесу
Находясь среди деревьев, не стоит искать в них защиту во время грозы, лучше держаться от них подальше, особенно от высоких экземпляров. Имейте в виду, что молния, вопреки сложившемуся мифу может ударять в одно и тоже место несколько раз подряд, поэтому не нужно бежать к дереву, которое уже подверглось атаке с неба. Стоит также учесть, что электрический разряд, после удара молнии, может распространяться по земле до 30 метров вокруг.
Чтобы уберечься от молнии в лесу или парке, прячьтесь в кустах – в них практически никогда не попадает заряд. Прячась в растительности, пригнитесь или присядьте на корточки, но не касайтесь земли руками или «пятой точкой»;
Возьмите себе на заметку: лучшие проводники среди деревьев это тополь, дуб, ясень и верба – близость к ним не сулит ничего хорошего. А вот липа, орех, ель, пихта и бук представляют меньшую опасность – в них содержится большое количество масел, что увеличивает сопротивление тока. Это значит, что между дубом и орехом, молния скорее выберет в роли жертвы дуб.
5. Как спастись от молнии в открытом поле
Находиться в «чистом» поле во время грозы крайне опасно в силу того, что вокруг нет высоких мишеней, которые способны притянуть молнию. Поэтому ваша первостепенная задача должна состоять в том, чтобы не стать самым высоким объектом на данной территории.
Не приближайтесь к холмам, каменистым возвышенностям. От кустарников в данном случае тоже стоит держаться подальше;
Постарайтесь отыскать низину и прячьтесь там;
Опуститесь на корточки и сгруппируйтесь в позу младенца. Однако не стоит ложиться и опираться на землю руками – чем больше с ней точек соприкосновения, тем больше шанс поражения электрическим зарядом, который распространяется по земле после удара молнии.
6. Что делать, если гроза застала вблизи водоема
Услышав гром в момент купания в озере – скорее выбирайтесь на сушу. Находиться в воде во время грозы крайне опасно:
Во-первых, вода отличный проводник, а значит, охотно притягивает молнию;
Во-вторых, купаясь в водоеме, ваша голова над поверхностью водной глади будет самой высокой точкой, что делает ее мишенью номер один;
В-третьих, в силу сверх проводимости воды, разряд молнии может поразить все живое в радиусе 100 метров от точки удара.
Находясь в лодке во время грозовой стихии, как можно быстрее пристаньте к берегу. Если это не представляется возможным, следует подложить под себя резиновый сапоги, спасательный жилет или другие вещи, которые не проводят электричество. Пригнитесь как можно ниже и если есть брезент, укройтесь им так, чтобы дождевая вода стекала за борт, но края полиэтилена при этом не должны касаться воды.
7. Как определить расстояние до молнии
Благодаря разнице между скоростью света (вспышка) и скоростью звука (гром), вычислить, насколько далеко или близко от вас сверкает молния довольно просто – посчитайте, сколько пройдет секунд между вспышкой и раскатом грома, а затем количество секунд поделите на 3 и получите расстояние в километрах, которые вас разделяют. Если гром звучит уже через 3-4 секунды, значит – молния бьет примерно в километре от вас, а это сулит опасностью и значит, пора искать укрытие.
8. Что делать, если в человека ударила молния
Далеко не всегда прямое попадание разряда молнии в человека сулит для него неминуемой смертью – по некоторым данным около 90% остаются в живых, хоть и получают серьезные повреждения тела. В основном страдает мозг, сердце и легкие – именно через эти органы проходит основной разряд. Поэтому, чтобы спасти пострадавшего, стоит незамедлительно перенести его в более безопасное место и проверить признаки жизни. Если дыхание и сердцебиение отсутствуют – приступайте к искусственному дыханию и массажу сердца. Кстати, бояться прикасаться к человеку, пораженному молнией не стоит – заряд уже прошел через него и током вас не ударит.
Эти советы помогут вам уберечься от молнии и более грамотно организовать свои действия, чтобы не пострадать во время грозы. Берегите себя.
По материалам сайта "Как надо"
____________________
Нашли ошибку или опечатку в тексте выше? Выделите слово или фразу с ошибкой и нажмите Shift + Enter
или .
Молния всегда будила фантазию человека и стремление познавать мир. Она принесла на землю огонь, приручив который, люди стали могущественнее. Мы пока не рассчитываем на покорение этого грозного природного явления, но хотели бы «мирного сосуществования». Ведь чем совершеннее создаваемая нами техника, тем опаснее для нее атмосферное электричество. Один из способов защиты - заранее, с помощью специального имитатора, оценивать уязвимость промышленных объектов для тока и электромагнитного поля молнии.
Любить грозу в начале мая легко поэтам и художникам. Энергетик, связист или космонавт от начала грозового сезона в восторг не придет: слишком большие неприятности он обещает. В среднем на каждый квадратный километр территории России ежегодно приходится около трех ударов молний. Их электрический ток доходит до 30 000 А, а у самых мощных разрядов может превысить 200 000 А. Температура в хорошо ионизированном плазменном канале даже умеренной молнии может достигать 30000 °С, что в несколько раз больше, чем в электрической дуге сварочного аппарата. И конечно, это не сулит ничего хорошего многим техническим объектам. Пожары и взрывы от прямого попадания молнии хорошо знакомы специалистам. А вот обыватели риск подобного события явно преувеличивают.
Наконечник флагштока останкинской телебашни. Видны следы оплавленияВ реальности «небесная электрозажигалка» не столь уж эффективна. Представьте: вы пытаетесь развести огонь во время урагана, когда из-за сильного ветра трудно зажечь даже сухую солому. Еще мощнее воздушный поток от канала молнии: ее разряд рождает ударную волну, громовой раскат которой срывает и гасит пламя. Парадокс, но слабая молния пожароопаснее, особенно, если по ее каналу в течение десятых долей секунды (целая вечность в мире искровых разрядов!) протекает ток около 100 А. Последний мало чем отличается от дугового, а электрическая дуга подожжет все, способное гореть.
Впрочем, для здания обычной высоты попадание молнии — явление не частое. Опыт и теория показывают: она «притягивается» к наземному сооружению с расстояния, близкого к трем его высотам. Десятиэтажная башня соберет около 0,08 молний ежегодно, т.е. в среднем 1 удар за 12,5 лет эксплуатации. Дачный домик с мансардой — примерно в 25 раз меньше: в среднем владельцу придется «ждать» около 300 лет.
Но не будем и преуменьшать опасность. Ведь если молния ударит хотя бы в один из 300-400 поселковых домов, местные жители вряд ли сочтут это событие ничтожным. А есть объекты гораздо большей протяженности — скажем, линии электропередачи (НЭП). Их длина вполне может превысить 100 км, высота — 30 м. Значит, справа и слева каждая из них соберет удары с полос шириной по 90 м. Общая площадь «стягивания» молний превысит 18 км2, их число — 50 за год. Разумеется, стальные опоры линии при этом не сгорят, провода не расплавятся. В наконечник флагштока Останкинской телебашни (Москва) молнии ударяют примерно 30 раз в год, однако ничего страшного не происходит. А чтобы понять, чем они опасны для ЛЭП, нужно познать природу электрических, а не термических воздействий.
ГЛАВНАЯ СИЛА МОЛНИИ
При ударе в опору электрической линии ток стекает в землю через сопротивление заземления, которое, как правило, составляет 10-30 Ом. При этом даже «средняя» молния, с током 30 000 А, создает напряжение 300-900 кВ, а мощная — в несколько раз больше. Так возникают грозовые перенапряжения. Если они достигают мегавольтного уровня, изоляция ЛЭП не выдерживает и пробивается. Происходит короткое замыкание. Линия отключается. Еще хуже, когда канал молнии прорывается непосредственно к проводам. Тогда перенапряжение на порядок выше, чем при поражении опоры. Борьба с этим явлением и сегодня остается трудной задачей электроэнергетиков. Причем по мере совершенствования техники ее сложность лишь нарастает.
Останкинская телебашня выступила в роли молниеотвода, пропустив удар молнии на 200 м ниже вершиныЧтобы удовлетворить стремительно растущие потребности человечества в энергии, современные электростанции должны объединяться в мощные системы. В России сейчас функционирует единая энергетическая система: все ее объекты работают взаимосвязанно. Поэтому случайный выход из строя даже одной ЛЭП или электростанции может привести к серьезным последствиям, похожим на происшедшее в Москве в мае 2005 г. В мире отмечено немало системных аварий по вине молний. Одна из них — в США в 1968 г. нанесла многомиллионный ущерб. Тогда грозовой разряд отключил одну ЛЭП, и энергосистема не справилась с возникшим дефицитом энергии.
Неудивительно, что защите ЛЭП от молний специалисты уделяют должное внимание. По всей длине воздушных линий напряжением 110 кВ и более подвешивают специальные металлические тросы, стремясь сверху уберечь провода от прямого попадания. Их изоляцию максимально усиливают, сопротивление заземления опор предельно снижают, а для дополнительного ограничения перенапряжений используют полупроводниковые устройства, подобные тем, что защищают входные цепи компьютеров или высококачественных телевизоров. Правда, их сходство — только в принципе действия, рабочее же напряжение для линейных ограничителей исчисляется миллионами вольт — оцените масштабы затрат на защиту от молнии!
Часто спрашивают, реально ли спроектировать абсолютно молниестойкую линию? Ответ однозначный — да. Но тут неизбежны два новых вопроса: кому это надо и сколько будет стоить? Ведь если нельзя повредить надежно защищенную ЛЭП, то можно, например, сформировать ложную команду на отключение линии или просто разрушить низковольтные цепи автоматики, которые в современном исполнении построены на микропроцессорной технике. Рабочее напряжение микросхем с каждым годом снижается. Сегодня оно исчисляется единицами вольт. Вот где простор для молнии! И нет нужды в прямом ударе, ибо она способна действовать дистанционно и сразу на больших площадях. Главным ее оружием становится электромагнитное поле. Выше говорилось о токе молнии, хотя для оценки электродвижущей силы магнитной индукции важен и ток, и скорость его роста. У молнии последняя может превышать 2 . 1011 А/с. В любом контуре площадью 1 м2 на расстоянии 100 м от канала молнии такой ток наведет напряжение примерно вдвое выше, чем в розетках жилого дома. Не нужно большой фантазии, чтобы представить судьбу микросхем, рассчитанных на напряжение порядка одного вольта.
В мировой практике известно множество тяжелых аварий из-за разрушения цепей управления грозовым разрядом. В этот перечень попадают повреждения бортовой аппаратуры авиалайнеров и космических кораблей, ложные отключения сразу целых «пакетов» высоковольтных ЛЭП, выход из строя аппаратуры антенных систем мобильной связи. К сожалению, заметное место здесь занимают и «бьющие» по карману обычных граждан повреждения бытовой техники, все больше заполняющей наши дома.
ПУТИ ЗАЩИТЫ
Мы привыкли рассчитывать на защиту молниеотводами. Помните оду великого естествоиспытателя XVIII в., академика Михаила Ломоносова на их изобретение? Наш знаменитый соотечественник восторгался победой, говорил, что небесный огонь перестал быть опасным. Конечно, это приспособление на крыше жилого дома не даст молнии поджечь деревянный настил или другие горючие строительные материалы. В отношении же электромагнитных воздействий он бессилен. Совершенно безразлично, течет ли ток молнии в ее канале или по металлическому стержню молниеотвода, все равно он возбуждает магнитное поле и наводит за счет магнитной индукции во внутренних электрических цепях опасное напряжение. Для эффективной борьбы с этим молниеотвод обязан перехватывать канал разряда на отдаленных подступах к защищаемому объекту, т.е. стать очень высоким, потому что наводимое напряжение обратно пропорционально расстоянию до проводника с током.
Сегодня накоплен большой опыт использования таких конструкций разной высоты. Однако статистика не слишком утешительная. Зону защиты стержневого молниеотвода обычно представляют в виде конуса, осью которого он является, но с вершиной, расположенной несколько ниже, чем его верхний конец. Обычно 30-метровый «стержень» обеспечивает 99%-ную надежность защиты здания, если возвышается над ним примерно на 6 м. Добиться этого — не проблема. Но с увеличением высоты молниеотвода расстояние от его вершины до «прикрываемого» объекта, минимально необходимое для удовлетворительной защиты, стремительно нарастает. Для 200-метровой конструкции той же степени надежности этот параметр уже превышает 60 м, а для 500-метровой — 200 м.
В подобной роли выступает и упомянутая Останкинская телебашня: она не в состоянии защитить самое себя, пропускает удары молнии на расстоянии 200 м ниже вершины. Радиус зоны защиты на уровне земли для высоких молниеотводов также резко увеличивается: у 30-метрового он сопоставим с его высотой, у той же телебашни — 1/5 ее высоты.
Иными словами, нельзя надеяться, что молниеотводы традиционной конструкции сумеют перехватить молнию на дальних подступах к объекту, особенно если последний занимает большую площадь на поверхности земли. Значит, нужно считаться с реальной вероятностью грозового разряда в территорию электрических станций и подстанций, аэродромов, складов жидкого и газообразного топлива, протяженных антенных полей. Растекаясь в земле, ток молнии частично попадает в многочисленные подземные коммуникации современных технических объектов. Как правило, там находятся электрические цепи систем автоматики, управления и обработки информации - тех самых микроэлектронных устройств, о которых говорилось выше. Кстати, расчет токов в земле сложен даже в самой простейшей постановке. Трудности усугубляются из-за сильных изменений сопротивления большинства грунтов в зависимости от силы растекающихся в них токов килоамперного уровня, как раз свойственных разрядам атмосферного электричества. К расчету цепей с такими нелинейными сопротивлениями неприменим закон Ома.
К «нелинейности» грунта добавляется вероятность образования в нем протяженных искровых каналов. Ремонтные бригады кабельных линий связи хорошо знакомы с такой картиной. От высокого дерева на лесной опушке по земле тянется борозда, будто от сохи или старинного плуга, и обрывается точно над трассой подземного телефонного кабеля, который в этом месте поврежден - металлическая оболочка смята, изоляция жил разрушена. Так проявилось действие молнии. Она ударила в дерево, и ее ток, растекаясь по корням, создал в грунте сильное электрическое поле, сформировал в нем плазменный искровой канал. Фактически молния как бы продолжила свое развитие, только не по воздуху, а в земле. И так она может проходить десятки, а в особенно плохо проводящих ток грунтах (скальных или вечномерзлых породах) и сотни метров. Прорыв ее к объекту осуществляется не традиционным путем — сверху, а, минуя любые молниеотводы, снизу. Скользящие разряды вдоль поверхности грунта хорошо воспроизводятся в лаборатории. Все эти сложные и сильно нелинейные явления нуждаются в экспериментальном исследовании, моделировании.
Ток для рождения разряда может быть сформирован искусственным импульсным источником. Энергия около минуты накапливается в конденсаторной батарее, а потом за десяток микросекунд «выплескивается» в бассейн с грунтом. Подобные емкостные накопители есть во многих высоковольтных исследовательских центрах. Их габариты достигают десятков метров, масса — десятков тонн. Такие не доставишь на территорию электрической подстанции или другого промышленного объекта, чтобы в полном масштабе воспроизвести условия растекания токов молнии. Это удается разве что случайно, когда объект соседствует с высоковольтным стендом — например, в открытой установке Сибирского научно-исследовательского института энергетики импульсный генератор высоких напряжений размещен рядом с ЛЭП в 110 кВ. Но это, конечно, исключение.
ИМИТАТОР УДАРА МОЛНИИ
На деле же речь должна идти не об уникальном эксперименте, а о рядовой ситуации. В полномасштабной имитации тока молнии крайне нуждаются специалисты, поскольку только так можно получить достоверную картину распределения токов по подземным коммуникациям, измерить последствия воздействия электромагнитного поля на устройства микропроцессорной техники, определить характер распространения скользящих искровых каналов. Соответствующие испытания должны стать массовыми и производиться до ввода в эксплуатацию каждого принципиально нового ответственного технического объекта, как это давно делается в авиации, космонавтике. Сегодня нет иной альтернативы, кроме создания мощного, но малогабаритного и мобильного источника импульсных токов с параметрами тока молнии. Его макетный образец уже существует и успешно испытан на подстанции «Донино» (110 кВ) в сентябре 2005 г. Все оборудование разместилось в заводском прицепе от серийной «Волги».
Мобильный испытательный комплекс построен на основе генератора, который преобразует механическую энергию взрыва в электрическую. Этот процесс в основном хорошо известен: он имеет место в любой электрической машине, где механическая сила движет ротор, противодействуя силе его взаимодействия с магнитным полем статора. Принципиальное различие же состоит в исключительно высокой скорости выделения энергии при взрыве, быстро разгоняющего металлический поршень (лайнер) внутри катушки. Он за микросекунды вытесняет магнитное поле, обеспечивая возбуждение высокого напряжения в импульсном трансформаторе. После дополнительного усиления импульсным трансформатором напряжение формирует ток в испытуемом объекте. Идея этого устройства принадлежит нашему выдающемуся соотечественнику, «отцу» водородной бомбы академику А.Д. Сахарову.
Взрыв в специальной высокопрочной камере разрушает лишь катушку длиной 0,5 м и лайнер внутри нее. Остальные элементы генератора используют многократно. Схему можно настроить так, чтобы скорость роста и длительность формируемого импульса соответствовали аналогичным параметрам тока молнии. Причем его удается «вогнать» в объект большой длины, например, в провод между опорами ЛЭП, в контур заземления современной подстанции или в фюзеляж авиалайнера.
При испытаниях макетного образца генератора в камеру заложили всего 250 г взрывчатки. Этого достаточно для формирования импульса тока амплитудой до 20 000 А. Правда, для первого раза на столь радикальное воздействие не пошли — ток ограничили искусственно. При запуске установки раздался лишь легкий хлопок погашенного камерой взрыва. А проверенные затем записи цифровых осциллографов показали: импульс тока с заданными параметрами успешно был введен в молниеотвод подстанции. Датчики отметили скачок напряжения в различных точках контура заземления.
Ныне штатный комплекс в процессе подготовки. Он будет настроен на полномасштабную имитацию токов молнии и при этом разместится в кузове серийного грузовика. Взрывная камера генератора рассчитана на работу с 2 кг взрывчатки. Есть все основания считать, что комплекс окажется универсальным. С его помощью можно будет испытывать на устойчивость к воздействию тока и электромагнитного поля молнии не только электроэнергетические, но и другие крупногабаритные объекты новой техники: АЭС, телекоммуникационные устройства, ракетные комплексы и т.д.
Хотелось бы закончить статью на мажорной ноте, тем более, что для этого есть основания. Ввод штатного испытательного комплекса позволит объективно оценивать эффективность самых современных защитных средств. Тем не менее, какая-то неудовлетворенность все равно остается. Фактически человек снова идет на поводу у молнии и вынужден мириться с ее своеволием, теряя при этом немало денег. Применение средств молниезащиты приводит к увеличению габаритов и веса объекта, растут затраты дефицитных материалов. Вполне реальны парадоксальные ситуации, когда размеры защитных средств превышают таковые защищаемого конструктивного элемента. В инженерном фольклоре хранится ответ известного авиаконструктора на предложение спроектировать абсолютно надежный самолет: такую работу можно выполнить, если заказчик смирится с единственным недостатком проекта — самолет никогда не оторвется от земли. В молниезащите сегодня происходит нечто подобное. Вместо наступления специалисты держат круговую оборону. Чтобы вырваться из порочного круга, нужно понять механизм формирования траектории молнии и найти средства управления этим процессом за счет слабых внешних воздействий. Задача сложная, но далеко не безнадежная. Сегодня ясно, что молния, движущаяся от облака к земле, никогда не ударяет в наземный объект: от его вершины навстречу приближающейся молнии прорастает искровой канал, так называемый встречный лидер. В зависимости от высоты объекта он вытягивается на десятки метров, иногда на несколько сотен и встречает молнию. Конечно, это «свидание» происходит не всегда — молния может промахнуться.
Но вполне очевидно: чем раньше возникнет встречный лидер, тем дальше он продвинется к молнии и, значит, больше шансов на их встречу. Следовательно, нужно научиться «тормозить» искровые каналы от защищаемых объектов и, напротив, стимулировать от молниеотвода. Основание для оптимизма внушают те весьма слабые внешние электрические поля, в которых формируется молния. В грозовой обстановке поле у земли около 100-200 В/см — примерно такое же, как на поверхности электрического шнура утюга или электробритвы. Раз молния довольствуется такой малостью, значит столь же слабыми могут быть управляющие ею воздействия. Важно только понять, в какой момент и в каком виде они должны быть поданы. Впереди трудная, но интересная исследовательская работа.
Академик Владимир ФОРТОВ, Объединенный институт физики высоких температур РАН, доктор технических наук Эдуард БАЗЕЛЯН, Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского.
Ураганы и грозы неизменно вызывают у человека страх и это неудивительно. Главная опасность во время грозы - молнии. Это мощные электрические разряды, которые обладают высоким напряжением, силой тока до 180 тысяч ампер и очень высокой температурой, до 25 тысяч градусов - в шесть раз выше, чем на поверхности Солнца. А скорость молнии составляет до 100 000 км/секунду – это треть скорости света. По виду молнии разделяются на линейные, жемчужные и шаровые. Мгновенный удар молнии может вызвать паралич, глубокую потерю сознания, остановку дыхания и сердца. Чтобы не стать жертвой этого опасного природного явления, необходимо придерживаться определённых правил поведения во время грозы. Чаще всего молния ударяет на открытых местах или в одиноко стоящее дерево, несколько реже в помещение и еще реже в лесу, поэтому при приближении грозового фронта нужно заранее остановиться и подыскать безопасное место. В квартире, доме, здании Если во время грозы вы находитесь дома, не подходите близко к электропроводке, антеннам, закройте окна, выключите телевизор, радио и другие электробытовые приборы и не касайтесь металлических предметов. В частном доме особую опасность при грозе представляет топящаяся печь, поскольку выходящий из трубы дым обладает высокой электропроводностью и может притянуть к себе электрический разряд. В доме ликвидируйте сквозняки, плотно закройте окна, дымоходы, отсоедините электроприборы от источников питания, отключите наружную антенну, не располагайтесь у окна, печи, камина, массивных металлических предметов, на крыше и на чердаке. В лесу В лесу укройтесь среди невысоких деревьев с густыми кронами. Опасно при грозе находиться на опушках больших полянах, в местах, где течет вода. Не ищите защиты под кронами высоких или отдельно стоящих деревьев, не прислоняйтесь к их стволам, поскольку прямое попадание молнии в дерево может разбить его в щепки и травмировать рядом стоящих людей. Не располагайтесь у костра: столб горячего воздуха является хорошим проводником электричества. Не влезайте на высокие деревья. В лесу наиболее безопасным местом будет низина с массивом из невысоких деревьев. На открытом месте На открытой местности следует укрыться от грозы в сухих ямах, канавах, оврагах. Но если они начнут заполняться водой, лучше их покинуть. Следите за тем, чтобы вы не оказались самой высокой точкой в окрестности, именно в нее чаще всего попадает молния. Не располагайтесь у металлических заборов, опор линий электропередачи и под проводами, не ходите босиком, не прячьтесь в необитаемых одиночных бараках или сараях. Прекратите спортивные игры и движение, уйдите в укрытие. У воды Во время грозы не купайтесь, не располагайтесь в непосредственной близости от водоема, не плавайте на лодке. Если вы находитесь на водоеме и видите приближение грозы - немедленно отойдите от берега. Ни в коем случае не пытайтесь спрятаться в прибрежных кустах. В транспорте Если гроза застала вас в автомобиле, не покидайте его, при этом закройте окна и опустите антенну радиоприемника. Прекратите движение и переждите непогоду на обочине или на автостоянке, подальше от высоких деревьев. А вот велосипед и мотоцикл могут являться в это время потенциально опасными. Их надо уложить на землю и отойти на расстояние не менее 30 метров. Шаровая молния О шаровых молниях науке известно еще очень мало, но главное знать, как нужно вести при встрече с этим явлением. Увидев шаровую молнию на открытой местности, медленно удалитесь от нее, не делая резких движений. Если вы находитесь в помещении, медленно покиньте комнату. Ложитесь на пол, спрячьтесь под стол или кровать и выжидайте. Не пытайтесь прогнать ее, поскольку при столкновении с предметами шаровая молния чаще всего взрывается. После взрыва шаровой молнии может начаться пожар. Куда спрятаться от молнии? Если вы будете стоять один в поле или на берегу водоема, то существует опасность притянуть к себе молнию, потому что она чаще всего бьет в самую высокую точку окрестности. По этой же причине не стоит прятаться под кроной одиноко стоящего дерева. И не ложитесь на землю, подставляя электрическому току все свое тело. Если купаетесь, срочно возвращайтесь на берег, если плывете в лодке - сматывайте удочки: “небесное электричество” бьет не в воду, а в возвышающиеся над ее поверхностью предметы. Укрываться следует в здании или машине, потому что она заземляет молнию. Или сядьте на корточки обхватив голени руками. В сельской местности во время грозы нельзя разговаривать по телефону: молния иногда попадает в натянутые между столбами провода. Если вы увидели, что в человека ударила молния Прежде всего пострадавшего, которого поразила молния необходимо раздеть, облить ему голову холодной водой, по возможности обернуть тело мокрой холодной тканью. Если человек еще не пришел в себя, сделать искусственное дыхание. И как можно быстрее вызывайте скорую медицинскую помощь. Даже если человек внешне “оклемался”, у него могут обнаружиться серьезные повреждения внутренних органов. Может ли молния блокировать компьютер? Ток молнии проходит через компьютер, как и через телевизор, и может его разрушить. Недостаточно, однако, выключить кнопку из компьютера, нужно выдернуть штепсельную вилку из розетки. То же самое касается и телевизора. Опасно ли лететь в самолете через грозовые облака? Металлическая обшивка самолета защищает пассажиров. Но, к сожалению, сложная электроника может пострадать от удара молнии, а пилот может потерять контроль над машиной. Можно ли звонить по мобильному телефону во время грозы? Мобильные телефоны не привлекают разряды. Будьте внимательны только с телефонным кабелем. Иногда молнии попадают в телефонные сети жилища, и ток может добраться до аппарата. Вас ударит током, если другой рукой вы дотронетесь до предмета с хорошей электропроводимостью (холодильник, стиральная машина и тп.). В случае возникновения чрезвычайных ситуаций обращайтесь в единую службу спасения по телефону 01 или 101, а также на единый номер вызова экстренных служб – «112». Звонки принимаются круглосуточно и бесплатно с городских и мобильных телефонов!