Грозовые разряды (молнии)-это наиболее распространенный источник МЗМП естественкого ироисхождения. По грпб.чткеиным подсчетам в земную поверхность ежесекундно происходит около ста разрядов молнии. На окружающие предметы, электротехническое оборудование, линии электропередачи (ЛЭП), средства свнзи, РЭС молпни онэзывакп- влектростатнческое, электромагнитное, термическое, динамическое воздействия, что нередко является следствием еольшого материального ущерба.

Молния представляет собой разнонндность искрового разряда в электрическом поле атмосферы при клине искры в несколько километров. Причиной возникновевин молний является образование большого обьемного электрического заряда. Обычным источником молний являются грозовые кучево-дожденые облака, несущие в себе осоплеиве подожительныд я отрицательных электрических зарядов в верхней и нижней частях облака и образующие вокруг атого облака электрические поля возрастающей напряженвостп.

Обрвзование такнк объемных зарядов различной полярности в облаке (по-лиризация облака) свизено с конденсацией вследствие охлаждения водвиых паров восходящих потоков теп.-юго воздуха на подазиигельных н отрицате-чь ных ионах (центрах конденсации) н разделением заряженных капелек влаги в облаке год действием интенсишьх восходящих тепловых воздушных потоков.

Грозовые разряды по внеишпм признакам могут быть разделены на не-сжолько типов Обычный гиа~яииейназ лю-ышя, с разновилностями; ленточ-иая, ракетообраэияя, зпгзагообравяая и разветвленная. Наиболее редкий тип разрядов - /аробия молшч Известны разряды, носящие названия 4огнн святого Эльма и свечение Анд .

Линейная молния встречается в природе наиболее часто и является по сравиенню с другими типами грозовых разрядов самым распространенным естественным источником МЭМП (табл. 1Л),

Линейиап молния облако -земля (табл. 1.2). Механизм i вейно молнни облако-вемпя связал с пос

Известно 1

снежлых буранах, извержениях вулканов и ядерных взрыв;

( накоплением резволсшяр-

прн песчаных и пыльных бурях.

ных электрических зарядов в верхней и нижней частях облака п образованием вокруг него электрического поля возрастающей напряже1!Ности.

Верхняя часть большинства грозовых облаков в активной фазе несет избыточный положительный заряд Р=-;-(24. 40) Кл, а нижняя -отрицательный Л=-(24... 40) Кл. В самой нижней части облака может располагаться третья, небольшая область, содержащая избыточный положительный заряд р= =+(4. 10)Кл (рнс, LI). Кроме описанного по.шжнтельно поляризованного грозового облака, в редких случаях встречаются отрицательно поляризованные облака, верх1гяя часть которых несет избыточный отрицательный заряд.

Высота тнплчнога грозового облака составляет 8 12 км. Центр отрицатель. ft,Aff ного объемного ааряла для умеренных шпрот расположен на высоте 2...5 км, а иемр иоложнте.г,лых зарядов-на высоте 6 10 км.

В гроцессе накоплезшя разнополяр- № ных электрических зарядов вокруг облака образуется электрическое поле возрастающей напряженности. Когда градиент потенциала в какой-лийо точке об лвка достигает критического для изоляционных свойств воздуха значения (при нормальном атмосферном давлении око-до 3-10 В/м), в этом месте начинает зарождаться молния.

Ввиду того что в облаке образуется несколый! изолированных друг от друга скогц[СК11й одноимевиых зарядов, большинство грозовых разрядов иредстав.чн-ет собой серию отдельных импульсов, ) одному н тому же

гути (KaHajq-),

В процессе развития каждая номпо-нен1 молнии состоит иэ тдерного в

обратного (главного) разрядов, распрострвяяюшлхся

Pirc. 1.1. Pacnpene.ieifHe зарядов грозовом облаке

и продвигается от димися а7пеиями

ных няправлсинях. Главная стадия раиря.ча (рис. \2).

Лидериый разряд первой компоненты пpaБлelfllю к земле толчкообразно пов! эвавие ступенчптсго лидера.

После достижения ступенчатым вадером земли от ее поверностн вверх к облаку начинает распространяться ярко светящийся главный разряд. Этот разряд возникает цшькп от поверхности земли к об,]Вху.

Обратный разряд завершается стадией послесвечения, в период которой че-;рягощий свою проводимость квяал молнкн стекает в землю в к микросекунд около 40% остаточного заряда.

; последующих разрядов по уже имеющемуся каналу также Еачинается с лидерной стадии, по ттри посдад>-ющих компонент разряда не

Теблнца 1.1. Вилы разрядов л

к характерные особенности

Характерные осо1?ениоетп

атмосферы (незавершенные)

Облако-об.чако (ар иальный)

Формируется из области отрицательного объе.чного заряда основании облака Состав.эпет 85..-95% веет раэрялов облако-земля. По одному и тому же кекалу происходит несколько разрядов молнии, импульсы тока которой перемежниаются с постоянными токами малой амплитуды, протекбющими межд} атоми разрядами. В процессе формирования л развития проходит три стадии: лидернея, главная и 10слссвсчев[1Я. Наиболее опасный вид разряда для РЭА.

Возникает в 5... 15% случаев, как правило в конце грозы, и в основном ориентирован б высокие объекты. Несет к земле положительный заряд, в среднем в 3 ряэа превышающий заряд лрицэтельной молнии, и характеризуется наличием только оаного удара. Импульсы тока положительной молнии имеют в 1... 2 раза большую амплитуду и превышают в 5 раз дятслыют. времени нарастания, в 7...8 раз время спада тока по сраюепню с импульсами тока отрицательной

Довольно редкий вид разряда ввиду экранирующего действия скопления зарвдов в пределах грозового облака. Главная стадия отсутствует, разряд на-чпнвется и завершается литерной стадиен. На РЭС

На данный вид разряда лрнхолнтся порядаа 50% всех грозовых разрядов. Разряд в пространстве рас-прострапвется относительно медленно, без ступеней, и завершается слабым возвратным ударом. Развитие разряда происходит однсвре!№1Шо от областей с рааноименныки зарядами. Длительность разряда равна суммарной длительности разряда облако-земля. Разряд нейтрализует суммарный заряд того же порядке, что и при разрадих обчако-земля, и является, скорее, горизонтальным, чем еертакальным. Оказывает дестабилизирующее влияние на системы РЭС дискретной передачи ипфоркакии, особенпо содержащих ВЛС

Малопзченное явление протяженных разрядов. Имеет протяженность Б 40... 50 км, распростралнясь поочередно от одного объемного заряда облгка к Д11угому. По своим характеристикам слабее внутр1> облачных

1.2. Характеристики разрядов линейной отрицательной полярности

1 2. Механизм развития грозового разряда при повторных ударах

е стреловидных лидеров. Внутри облачные i

а распространяются к земле непрерывно и и

le) разряды (табл. Такие разряды обычно

происходит между центрами разноимеинык зарядов облака. Различают три вида облачных разрядов: вертикально ориентированный полижительный, вертикаль о]Я1ентированный отрицательный и горизонтальный, Остановлено, что общее чис ЛО опускающихся положительных зарядов примерно в 2 раза превышает числ поднимающихся отрицательных зарядов. Однако считают, что внутрноблачны разряды являются, скорее, горизонтальными, чем вертикальными,

В период развитии разряда лидер преодолевает расстояние между двум центрами зарядов. В процессе разряда, после завершения лидерной стадии, на блюдается сернк относительно слабых возвратных ударов.

Основные характеристики линейной молнии

Наиболее важными с ti ся: величина переносимого иых ударов по одному кан параметры определ

зрения оценок грозовой стойкости РЭС я шей заряда, ток в канале молнии, число повгор-грозовой деятечьности. Все эти ;т вероятностаыи характер.

Таблица 13. Характеристики внутриоблачнык разрядов

Заряд, переносимый молнией. Колеблется в процессе разряда в предела; долей кулона до несколькик десятков кулон (рис. L3).

Средний заряд, опускаемый в землю многократной молнией, равт 15... 25 Кл. Учитывая, что в среднем разряд молнии содержит три иомпопенты, следова-тельна во время одной комнонеиты в землю ереносится около 5... 8 Кл. Из них в канал лидера стекает около 60% исего данного скопления зарядов, что составляет 3...5 Кл- Удчр молнии в равнинные участки поверхности земли несет sale

ряд 10...50 Кл (в среднем 25 Кл), при ударах молнии в горах -заряд 30... 100 Кл (в среднем 60 Кл), при разрядах в телевизионные башни заряд достигает 160 Кл. При разрядах молнии в землю в подавляющем большинстве (85... 90%) в землю переносится отрицательный заряд.

Ток молнии. Основной колнчествениой характеристикой молник является ток, протекающий по каналу молнии.

Ток в канале молнии представляет собой импульс с быстрым нарастанием тока от нуля до максимума (фронт волны) и сравнительно медленным спадом (хвост ВО.ЧНЫ) (риа 1.4).

Импульс тока молнии определяется через амплитудно-временные характеристики: амплитуду тока молник / , длительность фронта имиульса Тф и дли, те,1ьность импульса T . Для количественного определения анплитудно-временных характеристик импульсов применяют спецнальвыо методы расшифровки (см, 2-1087 17