4.3.2 Электродинамические (возникновение индукционного тока)

Значительные механические нагрузки могут возникнуть только в том случае, если секции пути тока молнии проложены одна по отношению к другой таким образом, что одна из них размещена в магнитном поле, генерируемом другой. В этом случае увеличение нагрузки обратно пропорционально расстоянию между этими секциями, причём сила F, действующая со стороны одного параллельного проводника с током 12 на другой проводник с током 12 определяется из формулы:

 

F = µ_a • I₁ • I₂ x I/(2πr)                                                                                                  (6)

где µ_a - абсолютная магнитная проницаемость вещества, находящегося между проводниками,

µ_a = µ_о • µ                                                                                                                     (7)

где µ_о = 1,257 • 10^-6 Гн/м - магнитная постоянная

µ - относительная магнитная проницаемость вещества, находящегося между проводниками, для воздуха µ=1

I - длина первого или второго проводника,

r - расстояние между проводниками.

 

Если токи в проводниках текут в одном направлении, то сила взаимодействия между ними есть сила притяжения, а если - в противоположных, то это сила есть сила отталкивания. Таким образом, вышеуказанные силы могут при определённых условиях деформировать проводники.

4.4 Параметры токов молнии

Параметры токов молнии необходимы для расчета механических и термических воздействий, а также для нормирования средств защиты от электромагнитных воздействий.

4.4.1 Классификация воздействий токов молнии

Для каждого уровня молниезащиты должны быть определены предельно допустимые параметры тока молнии. Данные, приведенные в нормативе, относятся к нисходящим и восходящим молниям.

Соотношение полярностей разрядов молнии зависит от географического положения местности. В отсутствие местных данных принимают это соотношение равным 10% для разрядов с положительными токами и 90% для разрядов с отрицательными токами.

Механические и термические действия молнии обусловлены пиковым значением тока I, полным зарядом Qполн, зарядом в импульсе Qимп и удельной энергией W/R. Наибольшие значения этих параметров наблюдаются при положительных разрядах. Повреждения, вызванные индуцированными перенапряжениями, обусловлены крутизной фронта тока молнии. Крутизна оценивается в пределах 30%-ного и 90%-ного уровней от наибольшего значения тока. Наибольшее значение этого параметра наблюдается в последующих импульсах отрицательных разрядов.

4.4.2 Параметры токов молнии, предлагаемые для нормирования средств защиты от прямых ударов молнии

Значения расчетных параметров для принятых в таблице 1 уровней защищенности (при соотношении 10% к 90% между долями положительных и отрицательных разрядов) приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 - Соответствие параметров тока молнии и уровней защиты

 

Параметр молнии	Уровень защиты
1	I	II	III
Пиковое значение тока I, кА	200	150	100
Полный заряд Qполн, Кл	300	225	150
Заряд в импульсе Qимп, Кл	100	75	50
Удельная энергия W/R, кДж/Ом	10000	5600	2500
Средняя крутизна di/30/90%, кА/мкс	200	75	50