Lightning rod (Magyar)

Lightning arresterEdit

a lightning arrester olyan eszköz, amelyet elektromos rendszereken és távközlési rendszereken használnak, hogy megvédjék a rendszer szigetelését és vezetékeit a villám káros hatásaitól. A tipikus villámhárítónak nagyfeszültségű csatlakozója és földi csatlakozója van.

a távírásban és a telefonálásban a villámhárító olyan eszköz, ahol a vezetékek egy szerkezetbe kerülnek, annak érdekében, hogy megakadályozzák az elektronikus műszerek károsodását, valamint biztosítsák az egyének biztonságát a szerkezetek közelében., A villámcsapás-levezetők kisebb változatai, más néven túlfeszültség-védők, olyan eszközök, amelyek az elektromos vagy kommunikációs rendszer minden elektromos vezetője, valamint a föld között vannak csatlakoztatva. Segítenek megakadályozni a normál áram vagy jeláramok földhöz való áramlását, de olyan utat biztosítanak, amelyen a nagyfeszültségű villámáram áramlik, megkerülve a csatlakoztatott berendezést. A levezetőket a feszültség emelkedésének korlátozására használják, amikor egy kommunikációs vagy tápvezetéket villámcsapás ér, vagy villámcsapás közelében van.,

elektromos elosztó rendszerek Védelmeszerkesztés

felső elektromos átviteli rendszerekben egy vagy két könnyebb földvezetéket lehet felszerelni a villanyoszlopok, pólusok vagy tornyok tetejére, amelyeket kifejezetten nem használnak villamos energia továbbítására a hálózaton keresztül. Ezeket a vezetékeket, amelyeket gyakran “statikus”, “pilóta” vagy “pajzs” vezetékeknek neveznek, úgy tervezték, hogy maguk a nagyfeszültségű vezetékek helyett a villámzárás pontja legyen. Ezek a vezetők célja, hogy megvédjék az elsődleges áramvezetőket a villámcsapásoktól.,

Ezek a vezetők a földhöz vagy egy pólus vagy torony fémszerkezetén keresztül, vagy a vonal mentén rendszeres időközönként telepített további földi elektródákkal vannak összekötve. Általános szabály, hogy az 50 kV alatti feszültségű felsővezetékek nem rendelkeznek “statikus” vezetővel, de a legtöbb vonal több mint 50 kV-ot hordoz. A földi vezetőkábel az adatátvitelhez száloptikai kábeleket is támogathat.

a régebbi vonalak túlfeszültség-levezetőket használhatnak, amelyek szigetelik a vezetővezetékeket a Földdel való közvetlen kötéstől, és kisfeszültségű kommunikációs vonalakként használhatók., Ha a feszültség meghalad egy bizonyos küszöbértéket, például a vezeték villámcsapása során, akkor “ugrik”a szigetelőkön, majd a földre halad.

az elektromos alállomások védelme ugyanolyan változatos, mint maguk a villámhárítók, és gyakran az elektromos társaság tulajdonát képezik.

árbocos radiátorok Villámvédelemeszerkesztés

a Rádióárbocos radiátorok a bázison lévő szikraréssel szigetelhetők a talajtól. Amikor a villám eléri az árbocot, ugrik ez a rés., Az árboc és a hangoló egység közötti tápvezetékben (általában egy tekercsben) lévő kis induktivitás korlátozza a feszültségnövekedést, védve az adót a veszélyesen magas feszültségektől.Az adót fel kell szerelni olyan eszközzel, amely figyelemmel kíséri az antenna elektromos tulajdonságait. Ez nagyon fontos, mivel a töltés villámcsapás után is megmaradhat, károsítva a rést vagy a szigetelőket.

a Monitorozó készülék kikapcsolja az adót, ha az antenna helytelen viselkedést mutat, például nem kívánt elektromos töltés következtében., Amikor az adó ki van kapcsolva, ezek a töltések eloszlanak. A megfigyelő eszköz több kísérletet tesz a bekapcsolásra. Ha több kísérlet után az antenna továbbra is helytelen viselkedést mutat, esetleg szerkezeti károsodás következtében, az adó ki van kapcsolva.

Villámvezetékek és földelő óvintézkedésekszerkesztés

ideális esetben a szerelvény föld alatti részének magas talajvezetőképességű területen kell lennie. Ha a föld alatti kábel jól ellenáll a korróziónak, akkor sóval lefedhető, hogy javítsa a talajjal való elektromos csatlakozását., Míg a villámvezető elektromos ellenállása a légterelő és a Föld között jelentős aggodalomra ad okot, a vezető induktív reaktanciája fontosabb lehet. Emiatt a lefelé vezető út rövid, minden görbének nagy sugara van. Ha ezeket az intézkedéseket nem hajtják végre, a villámáram egy ellenállásos vagy reaktív elzáródás felett ívelhet, amelyet a vezetőben talál., Legalábbis az íváram károsítja a villámvezetőt, és könnyen talál egy másik vezetőképes utat, például az épületvezetékeket vagy a vízvezetékeket, tüzet vagy más katasztrófát okozva. A talajjal szembeni alacsony ellenállás nélküli földelő rendszerek továbbra is hatékonyan védhetik a szerkezetet a villámkárosodástól., Ha a talajnak rossz a vezetőképessége, nagyon sekély vagy nem létezik, a földelő rendszert földelő rudak, ellensúlyozó (földgyűrű) vezető, az épülettől távol eső kábelsugárzók, vagy egy beton épület megerősítő rúdjai földi vezetékhez (Ufer ground) használhatók. Ezek a kiegészítések, bár bizonyos esetekben még mindig nem csökkentik a rendszer ellenállását, lehetővé teszik a villámok földbe jutását a szerkezet károsodása nélkül.,

további óvintézkedéseket kell tenni annak megakadályozására, hogy a szerkezeten vagy a szerkezeten lévő vezető tárgyak és a villámvédelmi rendszer között oldalvillanások alakuljanak ki. A villámáram villámvédelmi vezetéken keresztüli túlfeszültsége feszültségkülönbséget okoz a közelében lévő vezetőképes tárgyak között. Ez a feszültségkülönbség elég nagy lehet ahhoz, hogy veszélyes oldalsó vakut (szikrát) okozzon a kettő között, ami jelentős károkat okozhat, különösen a gyúlékony vagy robbanásveszélyes anyagokat tartalmazó szerkezeteknél., A lehetséges károk megelőzésének leghatékonyabb módja a villámvédelmi rendszer és az oldalvillanásra érzékeny tárgyak közötti elektromos folytonosság biztosítása. A hatékony kötés lehetővé teszi, hogy a két objektum feszültségpotenciálja egyszerre emelkedjen és csökkenjen, ezáltal kiküszöbölve az oldalsó vaku kockázatát.

villámvédelmi rendszer tervezéseszerkesztés

jelentős anyagot használnak a villámvédelmi rendszerek kialakításához, ezért körültekintően mérlegelni kell, hogy a légterminál hol biztosítja a legnagyobb védelmet., A villám történelmi megértése Ben Franklin nyilatkozataiból azt feltételezte, hogy minden villámhárító 45 fokos kúpot védett. Ezt nem találták kielégítőnek a magasabb szerkezetek védelmére, mivel a villámcsapás az épület oldalára csapódhat.

Dr. Horváth Tibor fejlesztette ki azt a modellezési rendszert, amely a Lightning, azaz a gördülő gömb módszer befejezésének jobb megértésén alapul. Ez lett a hagyományos Franklin Rúdrendszerek telepítésének szabványa. Ennek megértéséhez tudni kell, hogy a villám hogyan mozog., Ahogy a villámcsapás lépésvezetője a föld felé ugrik,az útjához legközelebbi földelt tárgyak felé lép. Az egyes lépések által megtett maximális távolságot kritikus távolságnak nevezzük, amely arányos az elektromos árammal. Tárgyak valószínűleg ütött, ha közelebb vannak a vezető, mint ez a kritikus távolság. Általános gyakorlat, hogy a gömb sugarát 46 m-re közelítjük a talajhoz.

a kritikus távolságon kívüli tárgyat nem valószínű, hogy a vezető megüti, ha a kritikus távolságon belül szilárdan földelt tárgy van., A villámtól biztonságosnak tekintett helyeket úgy lehet meghatározni, hogy a vezető potenciális útjait úgy képzeljük el, mint egy gömböt, amely a felhőből a földre halad. A villámvédelem érdekében elegendő figyelembe venni az összes lehetséges szférát, mivel érintik a potenciális sztrájkpontokat. A sztrájkpontok meghatározásához fontolja meg a terepen gördülő gömböt. Minden ponton szimulálják a potenciális vezető pozícióját. A villám valószínűleg sztrájkol, ahol a gömb megérinti a talajt. Azok a pontok, amelyeket a gömb nem tud átgurulni és megérinteni, a legbiztonságosabbak a villámtól., A villámvédőket olyan helyre kell helyezni, ahol megakadályozzák, hogy a gömb megérintse a szerkezetet. A gyenge pont a legtöbb villám elterelés rendszerek szállítására a rögzített mentesítés a villámhárító a földre, bár. A villámrudakat általában a lapos tetők kerülete körül vagy a lejtős tetők csúcsai mentén telepítik 6,1 m vagy 7,6 m időközönként, a rúd magasságától függően., Ha egy lapos tető mérete 15 m-nél nagyobb 15 m-nél, akkor a tető közepére további légterelőket kell felszerelni 15 m vagy annál kisebb időközönként egy téglalap alakú rácsmintában.

lekerekített versus hegyes végekszerkesztés

a villámhárító csúcsának optimális alakja a 18.század óta ellentmondásos., A brit és az amerikai gyarmatok közötti politikai konfrontáció idején a brit tudósok azt állították, hogy a villámhárítónak golyóval kell rendelkeznie a végén, míg az amerikai tudósok fenntartották, hogy van egy pont. 2003-tól a vita nem volt teljesen resolved.It nehéz megoldani a vitát, mert a megfelelő ellenőrzött kísérletek szinte lehetetlen, de a munka által végzett Charles B. Moore, et al., 2000-ben némi fényt derített a kérdésre, megállapítva, hogy a mérsékelten lekerekített vagy tompa végű villámrudak kissé jobb sztrájkreceptorokként működnek., Ennek eredményeként, kerek végű rudak vannak telepítve a legtöbb új rendszerek az Egyesült Államokban, bár a legtöbb meglévő rendszerek még hegyes rudak. A tanulmány szerint

az elektromos mezők relatív erősségeinek kiszámítása a hasonlóan kitett éles és tompa rudak felett azt mutatja, hogy míg a mezők sokkal erősebbek egy éles rúd csúcsán, bármilyen kibocsátás előtt, a távolsággal gyorsabban csökkennek., Ennek eredményeként, néhány centiméterrel a 20 mm átmérőjű tompa rúd csúcsa felett, a mező erőssége nagyobb, mint egy ugyanolyan magasságú, egyébként hasonló, élesebb rúd felett. Mivel az élesített rúd csúcsán lévő térerősséget általában korlátozza az ionok könnyű képződése a környező levegőben, a tompa rudakkal szembeni térerősségek sokkal erősebbek lehetnek, mint az 1 cm-nél nagyobb távolságoknál az élesebbeknél.,
A tanulmány eredményei arra utalnak, hogy a mérsékelten tompa fémrudak (csúcsmagasságtól a csúcsig terjedő görbületi sugara körülbelül 680:1) jobb villámcsapás-receptorok, mint az élesebb rudak vagy a nagyon tompa.

ezenkívül a villámvédő magassága a védendő szerkezethez képest, és maga a Föld is hatással lesz.,

Charge transfer theoreedit

a charge transfer elmélet azt állítja, hogy a villámcsapás egy védett struktúrára megelőzhető a védett szerkezet és a thundercloud közötti elektromos potenciál csökkentésével. Ez elektromos töltés átvitelével történik (például a közeli Földről az égre vagy fordítva). Az elektromos töltés földről az égre történő átvitele a szerkezet feletti sok pontból álló mesterséges termékek telepítésével történik., Meg kell jegyezni, hogy a hegyes tárgyak valóban átviszik a töltést a környező légkörbe, és hogy jelentős elektromos áram mérhető a vezetékeken keresztül, mivel az ionizáció azon a ponton történik, amikor egy elektromos mező van jelen, például akkor, amikor a mennydörgések fölött vannak.

Az Egyesült Államokban a Nemzeti Tűzvédelmi Szövetség (NFPA) jelenleg nem támogat olyan eszközt, amely megakadályozhatja vagy csökkentheti a villámcsapásokat., Az NFPA Szabványok Tanács, kérés alapján a projekt címe Disszipáció Array Rendszerek, valamint a Díj Átadása Rendszerek, elutasította a kérést, hogy kezdje alkotó normák ilyen technológia (bár a Tanács nem kizárja a jövőbeni fejlesztési szabványok után megbízható források, amelyek igazolják, hogy az érvényessége az alapvető technológia nyújtottak be).

Early streamer emission (ESE) theoryEdit

a korai streamer emisszió elmélete azt javasolja, hogy ha egy villámhárítónak van egy mechanizmusa, amely ionizációt termel a csúcsa közelében, akkor villámrögzítő területe jelentősen megnő. Először kis mennyiségű radioaktív izotópot (rádium-226 vagy americium-241) használtak ionizációs forrásként 1930 és 1980 között, később különféle elektromos és elektronikus eszközökkel helyettesítették., Szerint egy korai szabadalom, mivel a legtöbb villám védő föld potenciálok vannak emelkedett, az út távolságban a forrástól a magas talaj pont rövidebb lesz, ami egy erősebb mező (mért volt egységnyi távolság), valamint, hogy a szerkezet több lesz, hajlamos ionizációs pedig bontásban.

AFNOR, a francia Nemzeti Szabványügyi Testület kiadta az NF C 17-102 szabványt, amely lefedi ezt a technológiát. Az NFPA is vizsgálta a témát, és volt egy javaslat, hogy hasonló szabványt állítsanak ki az USA-ban., Kezdetben egy NFPA független harmadik fél panel kijelentette, hogy “a villámvédelmi technológia technikailag hangosnak tűnik”, és hogy “fizikai szempontból megfelelő elméleti alapja van a légi terminál koncepciójának és kialakításának”.) Ugyanaz a testület azt is megállapította, hogy “az ajánlott villámvédelmi rendszer soha nem volt tudományosan vagy technikailag nem érvényesített, a Franklin rod kivezetéseket nem érvényesített a szabadföldi vizsgálatok alatt zivatar feltételek.,”

válaszként az amerikai geofizikai Unió arra a következtetésre jutott ,hogy ” a hagyományos villámvédelmi rendszerek hatékonyságáról és tudományos alapjairól szóló tanulmányok és szakirodalom lényegében egyikét sem vizsgálta felül, és tévesnek találta azt a következtetést, hogy a szabványnak nincs alapja.”Az AGU nem próbálta felmérni a hagyományos rendszerek javasolt módosításainak hatékonyságát jelentésében., Az NFPA visszavonta a 781-es szabvány tervezett kiadásának tervezetét, mivel nem volt bizonyíték arra, hogy a korai Streamer-emisszió alapú védelmi rendszerek hatékonysága nagyobb lenne a hagyományos légterminálokon.

a nemzetközi villámvédelmi konferencia (ICLP) Tudományos Bizottságának tagjai közös nyilatkozatot adtak ki, amelyben kijelentették, hogy ellenzik a korai Streamer emissziós technológiát. Az ICLP az ESE-vel és a kapcsolódó technológiákkal kapcsolatos információkat tartalmazó weboldalt tart fenn., Az ESE villámvédelmi rendszerekkel felszerelt épületek és építmények száma ugyanakkor növekszik, valamint az európai, Amerikai, Közel-keleti, orosz, kínai, dél-koreai, ASEAN-országokból és Ausztráliából származó ESE légi terminálok gyártóinak száma.