Громоотвод

Громоотвод, приспособление для предохранения здании, судов, электрич. установок и тому подобное. от разрушительного действия молнии. Действие Г. основано на свойстве металлич. остроконечно извлекать электричество из наэлектризованных предметов, в сторону которых остроконечия обращены.

Громоотвод для защиты зданий состоит из:

1) приемника, 2) громоотводного провода, идущего вдоль здания, и 3) заземляющего громоотводного провода.

Приемник Г. способствует тому чтобы молния пошла по Г., а не по зданию.

Приемник представляет собою металлическ. шест, обыкновенно с медным острием, устанавливаемый в наиболее подверженных грозовому удару пунктах здания и возвышающийся не более чем на4 метров над крышей (фигура 1).

Г р о м о о т в о д н ы е провода, идущие вдоль здания, соединяют приемник с заземляющими громоотводными проводами, а также соединяют большие металлич. массы здания (железн. крыши, железн. лестницы, газо-, подо- и теплопроводы) для предупреждении перескакивания искр на эти массы.

Кроме того, могущие возникнуть в громоотводных проводах явления индукции могут явиться причиной побочных разрядов; поэтому при устройстве проводов необходимо избегать спиралей, острых углов, а при обширных зданиях следует проводить от приемника к земле несколько проводов. По своей форме громоотводн. провод может быть массивной проволокой, проволочным канатом или металлич. лентой. Лучше всего противостоят воздействию погоды и удобнее всего в отношении прикрепления проволочные канаты из меди. Наиболее надежные сечения даны в следующей таблице:

I I а и б о л е 6 и а д с н; и ы в сечения громоотвода (в миллиметров’).

напвается к приемному шесту; место снаики должен быть защищено от действия непогоды небольшой крышей. Металлич. части здания— металлич. крыши, водосточные трубы газо-и водопроводы—могут заменять собою особые громоотводные провода вдоль здания.

Заземляющий и р о в о д Г. служит для передачи электрич. заряда облака в землю; этот провод заканчивается в земле ниже уровня постоянной грунтовой воды (фигура 2) в виде медной пластины А (поверхностью до 1 м^г и толщиной в 1,5—2мм), прямой вертикальной или изогнутой цилиндрически пли в виде буквы S. Подземные трубы газо-и водопровода являются очень хорошими заземляющими проводами. Сопротивление перехода в землю на глубине до

Форма сечения	Диаметр п площадь сечения	Медный провод		Железный провод
Форма сечения	Диаметр п площадь сечения	развет вленный	неразвет- влениый	развет вленный	неразвет- вленный
Массивная 1	Диаметр.	в	8	S	10
проволока 1	Сечение.	28,3	50,3	50,3	90,5
Пронолоч- 1	Диам. каждой проволоки.	7 ПО 2,4	7 но 3,3	7 ПО 3,3	7 ПО 4.5
	Общее сечение.	30	60	60	100
(	Наименьш. тол-
Металличе-)	типа.	1	1	L	4
ская лента	Наименьшее се-
	чение.	30	50	50	100

В качестве материала для громоотводных проводов применяются также цинк и Свинец. Громоотводный провод обыкновенно при-

увеличение сопротивления на 1 а па каждый метр глубины. Иногда применяется «соление» почвы в месте контакта заземляющих пластин; во многих случаях достаточно зарыть в почву на глубину до 1 метров оцинкованную газовую трубу.

В защите от молнии нуждаются гл. обр. здания, одиноко стоящие или возвышающиеся над другими (колокольни, фабричные дымовые трубы). Здания для хранения чатых веществ требуют особой защиты от молнии; на них устанавливают Г.типа фа-радеевской клетки. Такие здания обыкновенно окружают земляным валом, более высоким, чем само здание. 11а высоте 2 метров на самой высокой части его протягивается сеть железных или медных проводов с сечением 10—15 миллиметров² с отверстиями в 1 л-. По 4—5 таких проводов затем соединяют вместе и укрепляют на шестах, расположенных на валу и заземленных. Непосредственно иод крышей протягивается железная сетка из 2-мм оцинкованной проволоки с отверстием в 100 миллиметров²; заземляющие провода идут на расстоянии 3 .и друг от друга. В этом случае приемные шесты излишни, hq внутри здания принимают целый ряд предосторожностей;

Т. 9. т. VI.

на громоотводном проводе, идущем вдоль здания, устанавливаются контрольные аппараты, показывающие, пришлось ли громоотводу функционировать.Эти аппараты представляют собой магнитную иглу, в которой при проходе молнии через Г. разрушается или нарушается магнетизм. Изменившееся положение иглы отмечает функционирование Г. Не реже одного раза в год Г. подвергают испытаниям, т.е.измеряют сопротивление его переменным током,во избежание поляризации на заземляющей пластине. Через каждые 3-4 года полезно осматривать заложенные в земле части Г. для поверки степени заржавленностп заземленных частей.

Действие грозовых разрядов на Г. На практике различают (Лодж, Флеминг) две категории грозовых разрядов, для предохранения от которых служат Г. Первая из них характеризуется постепенным нарастанием потенциала между объектом последующего удара молнии и заряженным облаком; вторая является крайне сильным вторичным разрядом, вызываемым первичным разрядом поблизости. В то время как разряды первой категории протекают по законам квазистацаонарных явлений, так что сила электрического тока м. б. подсчитана по сопротивлению, самоиндукции и емкости соответствующего пути, второй вид разрядов не поддается ни количественному расчету, ни даже предварительному определению места грозового удара. Поэтому для избежания второй категории разрядов необходимо всю крышу делать металлической или, но крайней мере, покрывать ее металлической сеткой (или ставить много Г.).

Природа грозовых разрядов, являющихся частным случаем атмосферпыхразряОои(ш.), пока недостаточно изучена. Если изобразить разряд при помощи интеграла Фурье, то, вероятно, наиболее резко проявится та часть спектра частот, которая соответствует собственной частоте проводника, соединяющего поверхности разных потенциалов (облако и землю). Если доминирующая частота является функцией длины громоотвода (рассматриваемого как вертикальная заземленная антенна), то при обычных размерах громоотвода (i—порядка 15 м) имеем собственную длину волны его /. ^4ls(i0,u (смотрите Антенна) и, следовательно, частоту разряда 5 000 000 пер/ск. Если же принимать в расчет длину всего пути между облаком п землей, то, полагая ее, напрпм., в 300 м, мы тем же методом получим частоту разряда только в 250 000 пер/ск. Есть нек-рые основания считать, что разряды первой категории являются сравнительно малочастотпы-ми, а второй категории—высокочастотными. Для уменьшения вероятности грозовых разрядов второй категории через здание, рекомендуется ставить на последнем не один, а несколько (до десятка) Г., т. к. высокочастотный разряд через здание может возникнуть вблизи одиноко стоящего Г., предохраняющего постройку вероятнее всего от мало-часготных грозовых разрядов.

Грубый подсчет порядка величин, получающихся при грозовых разрядах, дает следующие результаты. Если принять, что разряд происходит между облаком и землей,

при чем в этом процессе участвуют с той и другой стороны две поверхности по 9 м“ каждая, отделенные расстоянием в 300 м, то емкость такого конденсатора будет С =0.000027 ,«F; если принять напряженность поля для получения разряда в воздухе 30 kV е.и, то должна существовать перед самым разрядом разность потенциалов между облаком и землей в У12 000 kV. Энергия, освобождающаяся при разряде, равняется 11 200 kW/ск, что соответствует энергии почти 0,5 килограмм а. Эта энергия расходуется в виде тепла и электрнческ. излучения. При этом, чем выше частота разряда, том большая часть энергии превращается в форму излученной в виде электромагнитного возмущения; напр, при малых медных Г., при разряде с частотой порядка 1 000 000 пер/ск., количество излученной энергии примерно в 50 раз более того количества, к-рое превратилось в тепловую форму в Г. В зависимости от частоты разряда получим то или иное значение силы тока: при=100 000 пер/ск., 4=15 000 А, при /=5 000 000 пер/ск., 1==570 000 А.

При установке Г. особенное внимание надо обращать на постоянную надежность безусловно хорошего контакта в заземляющих проводах. В случае отсутствия такового легко может оказаться, что такой плохой Г. явится «громоприводом»: в самом доле, если вследствие недосмотра сопротивление Г. возрастет до нескольких сотен 2, то при обычном сопротивлении Г. току высокой частоты (в зависимости от ее величины), равном 30— 751:, это сопротивление дефектного Г. будет таким, что грозовой разряд, «притянутый» Г., ударит в здание, находя для себя путь наименьшего сопротивления.

Технические требования при установке и эксплуатации громоотвода в основном след.: 1) Г. должен иметь хорошие соединения во всех трех своих основных частях и между ними, 2) Г. должен быть очень хорошо заземлен, 3) Г. должен быть механически защищен от поломки. При проводке его по зданию лучше дерисать Г. вдали от стен (иногда даже изолируют) и вести его возможно дальше от газо- и водопроводов, бнов ит. и. Материал и конструкция громоотвода не играют существенной роли, лишь бы были выполнены основные требования (смотрите выше).

Лит.: Findeisen F. Prakttsehe Vnleitung zur Herstellung der fteb&udeblilzitbleiter, Berlin, l 107; Handbuch d. Elckt.rizitat u. d. Magnetismus, hrsg. v.

L. Graetz. li. 3. Lpz., 1923: Cover). R о у N. Modern Methods ul Protection against Lightning, «Farmers’ Bulletin“, Wsh., 1922, 812.

Громоотвод судовой. На судах,имеющих радиоустановку, устройства особого Г. не требуется, т. к. его функции выполняет антенна. При вводе таких судов в док пользование радиоустановкой не разрешается, и антенна надежно заземляется соединением с доковым трубопроводом или водой. На судах, не имеющих радиоустановок, в особенности находящихся в плавании в открытом море, именно—на деревянных стеньгах всех металлич. мачт и стеньгах всех деревянных мачт, установка Г. обязательна, независимо от материала корпуса судна, равно как и на стеньгах всех металлических мачт де-

ревяипых судов. На стальных и железных судах с металлическими мачтами и стеньгами до покои специальные громоотводные устройства излишни.

Г. судовой состоит из острия или рогатки красной меди, укрепленных на клотике мачты и соединенных с лентой из того же материала с сечением не менее 100 миллиметров-, которая крепится заершенными медными гвоздями вдоль стеньги или мачты. На судах с деревянными стеньгами и металлич. мачтами эта полоса доходит до штага, на котором укрепляется медный трос диам. не менее 12 миллиметров, прочно соединенный и спаянный с лентой. Этот трос соединяется с металлич. обшивкой судна. Па судах с деревянными мачтами медная лента устанавливается непрерывно до степса мачты и там соединяется с металлич. обшивкой судна надежным проводником. Ыа деревянных судах применение медного троса следует избегать, так как под действием электрич. разрядов его структура изменяется, проволоки становятся хрупкими и контакт- ненадежным. Поэтому на деревянных судах применяют медную ленту, соединяемую с металлическ. луженой пластинкой площадью не менее 0,2 м-, укрепленной на корпусе судна ниже ватерлинии при наименьшем углублении судна. Если стеньги устроены подъемными, то для обеспечения надежного электрич. контакта лента па мачте заканчивается медной накладкой, на которой укрепляется (фигура 3) вращающаяся медная наметка а, откидывающаяся при опускании стеньги и соединяемая с лентой на стеньге Ь при подъеме последней. 1? целях достижения требуемого контакта наметка прижимается пружиной с и периодически осматривается и очищается. Все части громоотвода от клотика до поверхности воды доля-сны иметь надежные проводящие соединения между собой. р. тишбейн.

Громоотводы в установках слабого тока. Появление в линиях слабого тока постороннего напряжения представляет один из видов опасности для приборов и проводов слабого тока. Источником возникновения подобного напряжения являются: 1) внезапные атмосферные разряды, 2) медленное накопление атмосферного электричества в линии,

3) влияние линий сильного тока, располо-женных вблизи, 4) прямое соприкосновение с линиями сильного тока. Чрезмерно высокие посторонние напряжения в линии слабого тока могут вызвать: 1) разрушения аппаратов; 2) причинение вреда лицам, обслуживающим аппараты, или лицам, пользующимся ими; 3) разрушение проводов и кабельных жил, нарушение изоляции кабелей;

4) пожары от образования искры. Присоединенные к линии телеграфные и телефонные аппараты и сигнализационные устройства требуют защиты от опасных напряжений, возникающих в линиях вследствие вышеуказанных причин. Степень безопасности установки слабого тока определяется, наличием в ней предохранителем. Одни из них в первую очередь должны отводить в землю напряжения, опасные как для людей, так и для установки. Предохранители этого рода и называются Г., или предохра н и-т е л я м и от перенапряжен и й, т. к. благодаря им можно отвести в землю не только атмосферные разряды, но и высокое напряжение,индуктируемое высоковольтными линиями (смотрите Разрядники).

Громоотвод в технике сильных токов, прежнее, но еще сохранившееся наименование разрядников (смотрите) от перенапряжения.

Громоотводом в радиотехнике является почти всегда антенна. Во избежание сильных разрядных токов, влекущих за собой разрушение радиоприборов, при приближении грозы радиостанция отключается от антенны, п последняя заземляется помощью грозового переключателя (смотрите), превращаясь в хороший громоотвод.