1.3 Внешние источники помех

1.3.1 Грозовой разряд

По сведениям метеорологов ежесекундно на Земле происходит, приблизительно, 100 разрядов молний. В Европе в среднем число грозовых дней в году составляет от 15 до 35, а число ударов молний, приходящийся на 1 км² площади, за год равно от 1 до 5.

Энергия канала разряда, составляющая примерно 10⁵ Дж/м, акустическое, термическое, световое и электромагнитное воздействие на окружающую среду.

Несмотря на то, что прямой ущерб от молний снижается, косвенный ущерб от воздействия молний на электронные средства в индустрии и сфере обслуживания резко возрастает.

Рисунок 1.1 − Прямой (1) и косвенный (2) ущербы, вызванные разрядами молний

С точки зрения интенсивности воздействия молний на объекты различают непосредственные или близкие и удаленные разряды. При непосредственных близких, разряд молнии осуществляется через устройства молниезащиты зданий или устройств. Электромагнитный импульс данного разряда имеет следующую форму и характеристики (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 − Форма импульса тока молнии

Характеристики воздействия разряда молнии на объект приведены в таблице 1.1.

Параметр	Максимальный ток, Imax	Крутизна тока,	Интеграл,
Значение	2-200 кA	2-200 кA/мкс	2,5-10 МДж\Ом
Воздействие в точке удара	Повышение потенциала относительно удаленной Земли	Индуктирование напряжения в контурах	Нагрев проводников, по которым протекает ток молнии
Примеры	Imax = 200 кA, R = 5 Oм, Umax = 1 MB	S = 200 A/мкс, А = 10 м, Ui  200 B	W/R = 10 MДж/Ом Плавятся медные провода  = 10 мм^2 и сталь  = 25 мм^2

Таблица 1.1

Характеристики воздействия молнии на объект

С точки зрения электромагнитной совместимости интерес представляет то обстоятельство, что при ударе молнии в заземляющее устройство его потенциал относительно электрически удаленных точек земли может повыситься до миллиона вольт, и его в контурах, образованных сигнальными кабелями и проводами, линиями электропередач могут в зависимости от размеров контуров и расстояний до места удара молнией, индуктироваться напряжение от нескольких десятков вольт до сотен киловольт. При достижении подстанции перенапряжения ограничиваются либо электрической прочностью изоляции, либо установленными разрядниками.

В связи с опасностью грозовых разрядов реализуется двухступенчатая защита посредствам внешних и внутренних мероприятий по молниезащите. Внешняя молниезащита охватывает мероприятия, направленные на то, чтобы организовать отвод тока молнии так, чтобы внутри здания не возникли высокие разности потенциалов и сильные электромагнитные поля помех. Внутренняя молниезащита должна снизить до приемлемых остающиеся воздействия на объекты внутри помещения.