ઇમારતો અને સુવિધાઓનું વીજળી રક્ષણ

વાતાવરણીય વીજળીમાંથી વીજળીનું વિસર્જન ઇન્સ્યુલેશનને નુકસાન, વિદ્યુત સ્થાપનોમાં અકસ્માતો, લોકો સાથે અકસ્માતો અને ઇમારતો અને માળખાના વિનાશનું કારણ બની શકે છે.

વીજળીનો દેખાવ

જ્યારે સૂર્ય પૃથ્વીની સપાટીને ગરમ કરે છે, ત્યારે પાણીની વરાળથી સંતૃપ્ત હવાના પ્રવાહો ઉદભવે છે. નાના પાણીના કણો નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, મોટા કણો હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.

પવન અને ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, વિપરીત ચાર્જવાળા કણોનું વિભાજન થાય છે. વાદળોમાં પાણીના કણો જે 5 કિમીથી વધુની ઉંચાઈએ વધે છે તે જામી જાય છે અને તૂટી જાય છે. સકારાત્મક ચાર્જ સ્ફટિકો વાદળના ઉપરના ભાગમાં, 5-7 કિમીની ઊંચાઈએ સ્થિત છે, નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે - 2-5 કિમીની ઊંચાઈએ. વાદળોમાં શુલ્કના વિભાજનના પરિણામે, કહેવાતા રચાય છે. સ્પેસ ચાર્જ અને થન્ડરક્લાઉડના જુદા જુદા ભાગોમાં વિવિધ ચાર્જ મૂલ્યો અને ચિહ્નો છે. વાદળના તળિયેથી ચાર્જ થવાથી જમીન પર વિપરીત ચિહ્નના ચાર્જ થાય છે.

વાદળો અને જમીન વચ્ચે, તેમજ વાદળના જુદા જુદા ભાગો વચ્ચે અથવા વિવિધ વાદળો વચ્ચે, ઉચ્ચ તીવ્રતાના ક્ષેત્રો - સેન્ટીમીટર દીઠ હજારો વોલ્ટ - ઉત્પન્ન થાય છે. લગભગ 30 kV/cm ની ફીલ્ડ સ્ટ્રેન્થ પર, હવાનું આયનીકરણ થાય છે, એક પ્રગતિ શરૂ થાય છે - કહેવાતા લીડર ડિસ્ચાર્જ (10-20 મીટરના વ્યાસ સાથેની ઝાંખી ઝગમગતી ચેનલ), સરેરાશ 200- ની ઝડપે આગળ વધે છે. 300 કિમી/સેકન્ડ.

ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ, જમીન પર ચાર્જ થાય છે - વધેલી વાહકતા (ભીની જગ્યાઓ, વિદ્યુત વાહક સ્તરો, વગેરે) અથવા ઊંચી વસ્તુઓ (પહાડો, ચીમની, પાણીના ટાવર્સ, ધ્રુવો, પાવર લાઇન્સ, વૃક્ષો, સ્વતંત્ર ઇમારતો) ધરાવતા વિસ્તારોમાં. પ્લેન, વગેરે.) — ડ્રાઇવર તરફ આગળ વધો.

કંડક્ટરને તે પદાર્થ તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે જેના સંબંધમાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ વોલ્ટેજ સૌથી વધુ હોય છે અને પછી એક શક્તિશાળી કાઉન્ટર-ડિસ્ચાર્જ થાય છે, જે પ્રકાશની ગતિ (ફિગ. 1) સાથે તુલનાત્મક ઝડપે પ્રચાર કરે છે. વધુમાં, એક સેકન્ડના દસ-હજારમા ભાગથી ઓછા સમયમાં, સેંકડો હજારો એમ્પીયર સુધી પહોંચતો પ્રવાહ અસરગ્રસ્ત માળખામાંથી પસાર થાય છે, જેના પ્રભાવ હેઠળ પ્લાઝ્મા હજારો ડિગ્રી સુધી ગરમ થાય છે અને તેજસ્વી રીતે ચમકવા લાગે છે.

ઇજેક્શનની પ્રકાશ અસરને વીજળી તરીકે માનવામાં આવે છે, અને એક્ઝોસ્ટ ચેનલમાં હવાનું વિસ્ફોટક વિસ્તરણ ધ્વનિ અસર પેદા કરે છે - ગર્જના.

ચોખા. 1. મેઘગર્જનાના વિદ્યુતીકરણની પ્રક્રિયા અને જમીનની વસ્તુ તરફ વીજળીના સ્રાવના વિકાસની યોજનાકીય.

માપન દર્શાવે છે કે લગભગ 3/4 ડિસ્ચાર્જ વાદળના નકારાત્મક ચાર્જવાળા ભાગોમાંથી ઉદ્દભવે છે, અને 1/4 સકારાત્મક ચાર્જવાળા વિસ્તારોમાંથી વિસર્જિત થાય છે. પ્રથમ એક પછી, ઘણા વધુ સળંગ સ્રાવ દેખાઈ શકે છે.

લાઈટનિંગ ડિસ્ચાર્જ નીચેના પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:

• વર્તમાન કંપનવિસ્તાર — સૌથી વધુ વારંવાર જોવા મળતો પ્રવાહ 10-30 kA છે, 5-6% માપમાં વર્તમાન 100-200 kA સુધી પહોંચે છે;

• તરંગના આગળના ભાગની લંબાઈ — વીજળીના પ્રવાહના તેના મહત્તમ મૂલ્ય (સામાન્ય રીતે 1.5-2 μs) સુધી વધવાની અવધિ.

ઘણી ઓછી વાર, બોલ લાઈટનિંગ જોવા મળે છે, જે અડધા મીટર સુધીનો વ્યાસ ધરાવતો ચમકતો પ્લાઝ્મા બોલ છે, જે પૃથ્વીની સપાટી પર હવાના પ્રવાહોના પ્રભાવ હેઠળ ધીમે ધીમે આગળ વધે છે. બોલ લાઈટનિંગ ચીમની, બારીઓ, દરવાજા દ્વારા ઇમારતોમાં પ્રવેશ કરે છે.

જો બોલ લાઈટનિંગ કોઈ જીવંત જીવને સ્પર્શે છે, તો જીવલેણ ઈજાઓ થાય છે, ગંભીર બળે છે, અને માળખાના સંપર્કમાં, વિસ્ફોટ થાય છે અને વસ્તુઓનો યાંત્રિક વિનાશ થાય છે. બોલ લાઈટનિંગની પ્રકૃતિ હજુ પણ સારી રીતે સમજી શકાઈ નથી.

ઇમારતો અને માળખાં પર વીજળીની અસર

સીધી વીજળીની હડતાલ આધારોના વિભાજન, રચનાઓનું પીગળવું, ઇગ્નીશન અને વિસ્ફોટ, યાંત્રિક વિનાશ, વીજળી દ્વારા જમીનમાં પસાર થવાથી મેટલ સ્ટ્રક્ચર્સની અસ્વીકાર્ય ગરમીનું કારણ બને છે. ઓપરેશનલ ડેટા અનુસાર, 4 મીમીની જાડાઈ સાથે શીટ મેટલ દ્વારા વીજળી બળે છે.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શન ઇન્સ્યુલેટેડ મેટલ સ્ટ્રક્ચર્સ અને વાયર પર ઉચ્ચ સંભવિતતાના નિર્માણમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે, જે જમીનના વિનાશ તરફ દોરી જાય છે, જે બદલામાં લોકોને ઇલેક્ટ્રિક આંચકો, વિસ્ફોટક મિશ્રણના ઇગ્નીશન અને વિસ્ફોટનું કારણ બની શકે છે, તેમજ નુકસાન પહોંચાડે છે. વિદ્યુત સ્થાપનોમાં ઇન્સ્યુલેશન.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન વિસ્તરિત મેટલ સ્ટ્રક્ચર્સ અને કમ્યુનિકેશન્સ (બીમ, રેલ્સ, પાઇપલાઇન્સ, વગેરે) પર ડિસ્ચાર્જ કરંટ દરમિયાન ઇન્ડક્શનમાં પોતાને મેનીફેસ્ટ કરે છે, જે એકબીજાથી અને જમીનથી અલગ પડે છે, જે સ્પાર્ક અથવા આર્કનું કારણ બની શકે છે.

વીજળીના સ્રાવની ઘટનામાં, બાહ્ય ગ્રાઉન્ડ સ્ટ્રક્ચર્સ અને સંદેશાવ્યવહાર સાથે ઉચ્ચ સંભવિતતા પણ રજૂ કરવામાં આવે છે.

ઇમારતો અને સુવિધાઓ, તેમના હેતુ અને તેમના સ્થાનના ક્ષેત્રમાં વીજળીની પ્રવૃત્તિની તીવ્રતાના આધારે, વીજળીના નુકસાન અથવા વીજળીના સ્રાવને કારણે થતી ગૌણ અસરોથી સુરક્ષિત હોવી આવશ્યક છે.

યુરલ્સથી ક્રાસ્નોયાર્સ્ક અને ક્રાસ્નોયાર્સ્કની દક્ષિણમાં, ક્રાસ્નોયાર્સ્કથી ખાબોરોવસ્ક સુધીનો વિસ્તાર 40 થી 60 કલાકની વાવાઝોડાની પ્રવૃત્તિની સરેરાશ અવધિ ધરાવતા વિસ્તારોનો છે. ક્રાસ્નોયાર્સ્કની ઉત્તરે આવેલા પ્રદેશમાં, ક્રાસ્નોયાર્સ્કથી નિકોલેવસ્ક-ઓન-અમુર સુધી, વાવાઝોડાની પ્રવૃત્તિનો સરેરાશ સમયગાળો 20 થી 40 કલાકનો છે. અપર અલ્તાઇ (બાયસ્ક-ગોર્નો-અલ્ટાયસ્ક-ઉસ્ટ-કેમેનોગોર્સ્ક) ના પ્રદેશોમાં દર વર્ષે 60 થી 80 કલાક સુધી વાવાઝોડાની પ્રવૃત્તિમાં વધારો જોવા મળે છે. વિશિષ્ટ સંસ્થાઓ દ્વારા વિકસિત પ્રોજેક્ટ્સ અનુસાર ઇમારતો અને માળખાંનું વીજળી રક્ષણ કરવું આવશ્યક છે.

સીધી વીજળીની હડતાલ સામે રક્ષણ. લાઈટનિંગ રોડ કવરેજ વિસ્તાર

લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન ડિવાઈસની ક્રિયા એ હકીકતમાં સમાવિષ્ટ છે કે તેના પર ટાવરિંગ મેટલ લાઈટનિંગ રોડ સુરક્ષિત ઑબ્જેક્ટની નજીક સ્થાપિત થયેલ છે, જે જમીન સાથે વિશ્વસનીય રીતે જોડાયેલ છે. જ્યારે લાઈટનિંગ ડિસ્ચાર્જ થાય છે, ત્યારે જમીન પર ધસી રહેલો વાહક વધેલી વાહકતાના ઉચ્ચતમ બિંદુ સુધી પહોંચે છે (ગ્રાઉન્ડેડ લાઈટનિંગ સળિયાનો ઉપરનો ભાગ આવા બિંદુ તરીકે કામ કરે છે) અને ડિસ્ચાર્જ સંરક્ષિત ઑબ્જેક્ટને બાયપાસ કરીને વીજળીના સળિયા પર થાય છે.

ઊંચાઈ h ની સિંગલ-રોડ લાઈટનિંગ સળિયાનો રક્ષણાત્મક ઝોન એ 0.92 h ઊંચાઈનો શંકુ છે, જેનો આધાર 1.5 h (ફિગ. 2) ની ત્રિજ્યા સાથે વર્તુળના રૂપમાં છે.

શંકુમાં ફિટ થતી તમામ રચનાઓ ઓછામાં ઓછી 95% (ઝોન B) ની વિશ્વસનીયતા સાથે સીધી વીજળીની હડતાલથી સુરક્ષિત રહેશે.0.85 કલાકની ઊંચાઈ અને 1.1 કલાકની બેઝ ત્રિજ્યા સાથેના શંકુની અંદર, રક્ષણની વિશ્વસનીયતા 99.5% છે. (ઝોન એ).

ચોખા. 2. સિંગલ રોડ લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન ઝોન. A — 99.5% વિશ્વસનીયતા સાથે સંરક્ષણ ક્ષેત્ર; બી - 95% વિશ્વસનીયતા સાથે સંરક્ષણ ક્ષેત્ર; 1 - વીજળીની લાકડી; 2 - સુરક્ષિત પદાર્થ.

જો સાઇટનો વિસ્તાર સંરક્ષિત વિસ્તાર કરતાં મોટો હોય, તો લાઈટનિંગ સળિયાની ઊંચાઈ વધારવી અથવા અનેક લાઈટનિંગ સળિયા સ્થાપિત કરવા જરૂરી છે.

વીજળીની ગૌણ અસરો સામે રક્ષણ

વાતાવરણીય વિસર્જન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શનને કારણે ઇમારતો અથવા માળખામાં ઉચ્ચ સંભવિતતાની ઘટના સામે લડવા માટેનું મુખ્ય માપ એ બિલ્ડિંગના તમામ વાહક તત્વોનું ગ્રાઉન્ડિંગ છે.

પ્રભાવ દૂર કરવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન વિસ્તરેલ મેટલ તત્વો (પાઈપલાઈન, મેટલ સ્ટ્રક્ચર્સ, વગેરે) માં, બાદમાં મેટલ પુલ સાથે વિશ્વસનીય રીતે જોડાયેલા છે.

હવાઈ ​​અને ભૂગર્ભ સંદેશાવ્યવહાર દ્વારા ઉચ્ચ સંભવિતતાના સ્થાનાંતરણને દૂર કરવા માટે, પાવર, રેડિયો, સિગ્નલિંગ અને સંચાર નેટવર્કના ઇનપુટ્સ કેબલ અને વાલ્વ લિમિટર્સ (ઉદાહરણ તરીકે, RVN-0.5) અને સ્પાર્ક ગેપ્સ દ્વારા લાગુ કરવામાં આવે છે, જે ટ્રિગર થાય છે જ્યારે વોલ્ટેજ વધારો સ્થાપિત થયેલ છે.