Молниезащита по методу Франклина
03.08.2011
Молния – это мощное природное явление, управлять которым человек пока не научился. Поэтому, как и тысячу лет назад, приближающийся грозовой фронт по-прежнему вызывает внутреннюю тревогу у взрослых и заставляет маленьких детей плакать после ударов грома, сопровождающих каждый молниевый разряд. Несмотря на отсутствие возможностей контролировать молнию, люди, наблюдающие и исследующие это явление, подметили некоторые особенности, которые позволяют минимизировать разрушительные последствия во время грозы.
Согласно историческим сведения самым первым способом молниезащиты считается решение, придуманное строителями храма в Иерусалиме еще в Х в. до н.э. В то время считалось традицией покрывать крышу храма позолоченной бронзой, а по периметру храма устанавливались водосточные трубы, соединенными с большими металлическими емкостями, закопанными в землю. Такая конструкции была способна обезопасить от удара молнии окружающее пространство и находящихся в храме людей. Кровля здания выступала молниеприемником, водосточные трубы служили токоотводами, а емкости в земле исполняли роль заземления.
В современной терминологии молниезащитная система является комплексным инженерно-техническим решением, которое предназначено для защиты зданий и сооружений, а также людей, животных и технические устройства, находящиеся в радиусе действия, от разрушающего влияния ударов молнии. Для того, чтобы молниезащита полноценно выполняла свое предназначение, она должна обеспечивать решение следующих задач. Во-первых, предохранять строительные объекты от прямого попадания молнии. Во-вторых, исключать возможность возгорания из-за возникающих искрений от наводок электромагнитного поля во время молниевого разряда, а также препятствовать появлению индуцированного тока. В-третьих, обеспечивать безопасность работы людей и выход из строя электротехнических установок, находящихся в здании и вокруг него.
Изобретателем конструкции молниезащитной системы считается Бенджамин Франклин, который в 1752 году предложил в качестве молниеприемника использовать длинный стальной стержень, соединяющийся проводником с заземляющим элементом. Описание подобной технологии создания защитной системы можно встретить в ежедневнике изобретателя «Альманахе Бедного Ричарда». Появление необычной для того времени конструкции не могло остаться незамеченным, и даже парижские модницы приделывали к своим шляпкам небольшие стержни, демонстрируя изысканный вкус и следование последним веяниям в моде.
Не обошлось и без курьезных случаев, когда не понимая принципа работы системы люди испытывали сильный суеверный страх по отношении к молниеотводам, монтированным на их дома. Не каждого устраивал тот факт, что молниеприемник притягивает молнии к зданию. И, например, приказом руководства Ост-Индийской компании в одном из фортов были сняты и уничтожены все установленные молниеотводы, так как появилось мнение, что их наличие не предотвращает, а наоборот способствует попаданию молнии. В результате такое невежество привело к взрыву и пожару на пороховом складе при очередной грозе.
Согласно рекомендациям Франклина, для более надежной защиты, следует устанавливать металлический стержень как можно выше, тогда увеличивается площадь безопасной территории. Поэтому лучшим местом для монтажа молниеприемника является высокиое здание, дерево или отдельно стоящая мачта. Целью движения молнии является земля, поэтому любой молниеприемник, для увеличения способности притяжения молний, должен быть надежно электрически связан с заземляющей системой, представляющей собой закопанные металлические элементы.
Если молниезащита монтируется непосредственно на здание, то в качестве её составных компонентов могут быть использованы металлические части конструкции: кровля – как молниеприемник, а водосточные трубы – как токоотводы.
Современные технологии шагнули далеко вперед и в конце ХХ века появились активные молниезащитные системы, существенно превосходящие по зоне покрытия традиционные пассивные системы. Но, по-прежнему, везде заложены те принципы, которыми когда-то руководствовался Франклин.