इमारतों और सुविधाओं की बिजली संरक्षण

वायुमंडलीय बिजली से बिजली के निर्वहन से इन्सुलेशन क्षति, विद्युत प्रतिष्ठानों में दुर्घटनाएं, लोगों के साथ दुर्घटनाएं और इमारतों और संरचनाओं का विनाश हो सकता है।

बिजली का दिखना

जब सूर्य पृथ्वी की सतह को गर्म करता है, तो जल वाष्प से संतृप्त ऊपर की ओर वायु धाराएँ उत्पन्न होती हैं। पानी के छोटे कण ऋणावेशित होते हैं, बड़े कण धनावेशित होते हैं।

हवा और गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, विपरीत आवेशित कणों का पृथक्करण होता है। 5 किमी से अधिक की ऊँचाई तक उठने वाले बादलों में पानी के कण जम जाते हैं और गिर जाते हैं। धनात्मक रूप से आवेशित क्रिस्टल बादल के ऊपरी भाग में 5-7 किमी की ऊँचाई पर, ऋणात्मक रूप से आवेशित - 2-5 किमी की ऊँचाई पर स्थित होते हैं। बादलों में आवेशों के पृथक्करण के परिणामस्वरूप तथाकथित बनते हैं। स्पेस चार्ज और थंडरक्लाउड के अलग-अलग हिस्सों में अलग-अलग चार्ज वैल्यू और संकेत होते हैं। बादल के नीचे से चार्ज जमीन पर विपरीत चिन्ह के चार्ज का कारण बनता है।

बादलों और जमीन के बीच, साथ ही बादल के विभिन्न हिस्सों के बीच या अलग-अलग बादलों के बीच, उच्च तीव्रता के क्षेत्र - कई दसियों हजार वोल्ट प्रति सेंटीमीटर - उत्पन्न होते हैं। लगभग 30 kV / सेमी की एक क्षेत्र की ताकत पर, हवा का आयनीकरण होता है, एक सफलता शुरू होती है - तथाकथित नेता निर्वहन (10-20 मीटर के व्यास के साथ एक मंद चमक वाला चैनल), 200 की औसत गति से आगे बढ़ रहा है- 300 किमी / सेकंड।

क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, जमीन पर शुल्क - बढ़ी हुई चालकता वाले क्षेत्रों में (गीले स्थान, विद्युत प्रवाहकीय परतें, आदि) या उच्च वस्तुओं (पहाड़ियों, चिमनी, पानी के टावरों, खंभे, बिजली लाइनों, पेड़ों, स्वतंत्र भवनों) के साथ मैदान, आदि।) - ड्राइवर की ओर बढ़ें।

कंडक्टर को उस वस्तु के लिए निर्देशित किया जाता है जिसके संबंध में विद्युत क्षेत्र वोल्टेज सबसे बड़ा होता है और फिर एक शक्तिशाली काउंटर-डिस्चार्ज होता है, जो प्रकाश की गति (छवि 1) के बराबर गति से फैलता है। इसके अलावा, एक सेकंड के दस-हजारवें हिस्से से भी कम समय में, सैकड़ों-हजारों एम्पीयर तक पहुंचने वाला करंट प्रभावित संरचना से होकर गुजरता है, जिसके प्रभाव में प्लाज्मा कई दसियों हज़ार डिग्री तक गर्म हो जाता है और चमकने लगता है।

इजेक्शन का प्रकाश प्रभाव बिजली के रूप में माना जाता है, और निकास चैनल में हवा का विस्फोटक विस्तार एक ध्वनि प्रभाव - गड़गड़ाहट पैदा करता है।

चावल। 1. एक गड़गड़ाहट के विद्युतीकरण की प्रक्रिया और जमीनी वस्तु की ओर एक बिजली के निर्वहन के विकास की योजनाबद्ध।

माप से पता चलता है कि डिस्चार्ज का लगभग 3/4 बादल के नकारात्मक चार्ज वाले हिस्सों से उत्पन्न होता है, और 1/4 डिस्चार्ज पॉजिटिव चार्ज वाले क्षेत्रों से होता है। पहले एक के बाद, लगातार कई और डिस्चार्ज दिखाई दे सकते हैं।

लाइटनिंग डिस्चार्ज की विशेषता निम्नलिखित मापदंडों से होती है:

• धारा का आयाम — सबसे अधिक बार देखी जाने वाली धारा 10–30 kA है, माप के 5–6% में धारा 100–200 kA तक पहुँचती है;

• वेव फ्रंट की लंबाई — बिजली की धारा के अपने अधिकतम मूल्य तक बढ़ने की अवधि (आमतौर पर 1.5-2 μs)।

बहुत कम बार, बॉल लाइटिंग देखी जाती है, जो एक चमकदार प्लाज्मा बॉल होती है, जिसका व्यास आधा मीटर तक होता है, जो धीरे-धीरे पृथ्वी की सतह पर हवा की धाराओं के प्रभाव में चलती है। बॉल लाइटिंग चिमनी, खिड़कियों, दरवाजों के माध्यम से इमारतों में प्रवेश करती है।

यदि बॉल लाइटनिंग एक जीवित जीव को छूती है, तो घातक चोटें आती हैं, गंभीर जलन होती है, और संरचनाओं के संपर्क में आने पर विस्फोट और वस्तुओं का यांत्रिक विनाश होता है। बॉल लाइटिंग की प्रकृति अभी भी अच्छी तरह से समझ में नहीं आई है।

इमारतों और संरचनाओं पर बिजली का प्रभाव

एक सीधी बिजली की हड़ताल से समर्थन का विभाजन, संरचनाओं का पिघलना, प्रज्वलन और विस्फोट, यांत्रिक विनाश, धातु संरचनाओं का अस्वीकार्य ताप उनके माध्यम से जमीन में गुजरने का कारण बनता है। परिचालन डेटा के अनुसार, 4 मिमी मोटी शीट धातु के माध्यम से बिजली जलती है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण खुद को इन्सुलेटेड धातु संरचनाओं और तारों पर उच्च क्षमता के निर्माण में प्रकट करता है, जो जमीन के विनाश की ओर जाता है, जो बदले में लोगों को बिजली के झटके, विस्फोटक मिश्रणों के प्रज्वलन और विस्फोट के साथ-साथ नुकसान भी पहुंचा सकता है। विद्युत प्रतिष्ठानों में इन्सुलेशन।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण विस्तारित धातु संरचनाओं और संचार (बीम, रेल, पाइपलाइन, आदि) पर निर्वहन वर्तमान के दौरान प्रेरण में प्रकट होता है, जो एक दूसरे से और जमीन से अलग होता है, जो एक चिंगारी या चाप का कारण बन सकता है।

बिजली के निर्वहन की स्थिति में, बाहरी जमीनी संरचनाओं और संचार के साथ उच्च क्षमता भी पेश की जाती है।

इमारतों और सुविधाओं, उनके उद्देश्य और उनके स्थान के क्षेत्र में बिजली की गतिविधि की तीव्रता के आधार पर, बिजली की क्षति या बिजली के निर्वहन के कारण होने वाले द्वितीयक प्रभावों से सुरक्षित होना चाहिए।

उराल से क्रास्नोयार्स्क और क्रास्नोयार्स्क के दक्षिण में, क्रास्नोयार्स्क से खाबरोवस्क तक का क्षेत्र 40 से 60 घंटे की औसत तूफान गतिविधि वाले क्षेत्रों से संबंधित है। क्रास्नोयार्स्क के उत्तर में, क्रास्नोयार्स्क से निकोलेवस्क-ऑन-अमूर तक, तूफान गतिविधि की औसत अवधि 20 से 40 घंटे तक होती है। ऊपरी अल्ताई (बियस्क-गोर्नो-अल्टसेक-उस्ट-कामेनोगोर्स्क) के क्षेत्रों में प्रति वर्ष 60 से 80 घंटे तक की वृद्धि हुई गड़गड़ाहट की गतिविधि देखी जाती है। विशेष संगठनों द्वारा विकसित परियोजनाओं के अनुसार इमारतों और संरचनाओं का बिजली संरक्षण किया जाना चाहिए।

सीधे बिजली के हमलों से सुरक्षा। लाइटनिंग रॉड कवरेज क्षेत्र

बिजली संरक्षण उपकरणों की कार्रवाई में यह तथ्य शामिल है कि इसके ऊपर एक धातु की बिजली की छड़ संरक्षित वस्तु के पास स्थापित होती है, जो मज़बूती से जमीन से जुड़ी होती है। जब एक बिजली का निर्वहन होता है, तो जमीन पर दौड़ने वाला कंडक्टर बढ़ी हुई चालकता के उच्चतम बिंदु तक पहुंच जाता है (ग्राउंडेड लाइटनिंग रॉड का ऊपरी हिस्सा ऐसे बिंदु के रूप में कार्य करता है) और संरक्षित वस्तु को दरकिनार करते हुए बिजली की छड़ से डिस्चार्ज होता है।

ऊँचाई h की सिंगल-रॉड लाइटनिंग रॉड का सुरक्षात्मक क्षेत्र 0.92 h ऊँचाई का एक शंकु है, जिसका आधार 1.5 h (चित्र 2) के त्रिज्या के साथ एक चक्र के रूप में है।

शंकु में फिट होने वाली सभी संरचनाओं को कम से कम 95% (ज़ोन बी) की विश्वसनीयता के साथ सीधे बिजली की हड़ताल से सुरक्षित किया जाएगा।0.85 घंटे की ऊंचाई और 1.1 घंटे के आधार त्रिज्या वाले शंकु के अंदर, सुरक्षा विश्वसनीयता 99.5% है। (जोन ए)।

चावल। 2. सिंगल रॉड लाइटनिंग प्रोटेक्शन जोन। ए - 99.5% विश्वसनीयता के साथ सुरक्षा क्षेत्र; बी - 95% विश्वसनीयता के साथ सुरक्षा क्षेत्र; 1 - बिजली की छड़; 2 - संरक्षित वस्तु।

यदि साइट क्षेत्र संरक्षित क्षेत्र से बड़ा है, तो बिजली की छड़ की ऊंचाई बढ़ाना या कई बिजली की छड़ें स्थापित करना आवश्यक है।

बिजली के द्वितीयक प्रभावों से सुरक्षा

वायुमंडलीय निर्वहन के दौरान इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण के कारण इमारतों या संरचनाओं में उच्च क्षमता की घटना का मुकाबला करने का मुख्य उपाय भवन के सभी प्रवाहकीय तत्वों की ग्राउंडिंग है।

प्रभाव को दूर करने के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन लम्बी धातु के तत्वों (पाइपलाइनों, धातु संरचनाओं, आदि) में, बाद वाले मज़बूती से धातु के पुलों से जुड़े होते हैं।

हवाई और भूमिगत संचार के माध्यम से उच्च क्षमता के हस्तांतरण को खत्म करने के लिए, बिजली, रेडियो, सिग्नलिंग और संचार नेटवर्क के इनपुट केबल और वाल्व लिमिटर्स (उदाहरण के लिए, आरवीएन-0.5) और स्पार्क गैप द्वारा कार्यान्वित किए जाते हैं, जो ट्रिगर होने पर ट्रिगर होते हैं। वोल्टेज वृद्धि स्थापित हैं।