Принцип действия

Разряд молнии происходит лишь при условии, что между грозовой тучей и землей возникает проводящий канал. Создается такой «проводник» двумя ионизированными лидерами (или стримерами). Нисходящий (верхний) развивается от грозовой тучи к земле. Восходящий (встречный, нижний) формируется объектами на земле и развивается от земли к туче. Чем выше восходящий лидер от конкретного объекта, тем выше вероятность именно его «встречи» с нисходящим. И, следовательно, вероятность создания проводящего ионизированного канала и разряда молнии именно в этом месте. На том и основан принцип действия классического громоотвода – сформировать встречный лидер эффективней, чем любой другой объект, находящийся в «зоне ответственности» мониеприемника. И «перехватить» разряд молнии на себя, препроводив его в землю.

Современные системы молниезащиты, сохранив кардинальный физический принцип действия громоотвода Франклина, существенно эффективней «пионера громоотводов» и позволяют защитить практически любые объекты не только от прямого удара молнии, но и от его косвенных последствий.

Активные молниеприемники с так называемой упреждающей стримерной эмиссией (PDA) тем или иным способом (им и отличаются молниеприемники различных производителей), возбуждают навстречу нисходящему лидеру молнии опережающий (по сравнению с классикой Франклина) восходящий лидер. Это увеличивает эффективную высоту молниепремника и позволяет существенно расширить его площадь защиты.

Способ формирования ускоренной ионизации воздуха для молниеприемников семейства Громостар запатентован более чем в двадцати странах мира. В том числе и в России — патент РФ №2336617

Конструктивная схема активного молниеприемника Громостар

1. Наконечник молниеприемника 2. Корпус (нержавеющая сталь или медь) 3. Высоковольтная система 4. Искровой зазор 5. Крепление к мачте (токоотвод) 6. Крепление к мачте, M16

Принцип действия

Наконечник молниеприемника 1 и корпус 2 являются электродом, собирающим электрический заряд из электромагнитного поля грозовой тучи (или нисходящего лидера); в приведенной схеме это конденсатор Са. Внутри корпуса находится катушка с индуктивностью порядка нескольких Генри (в приведенной схеме это узел индуктивно-резисторный L-R). С катушкой последовательно соединен разрядник с определенной емкостью Cp. Высоковольтные резисторы и конденсаторы соединены по схеме Маркса. Заряд конденсаторов от внешнего поля происходит через резисторы, а разряд через разрядники, настроенные на напряжение порядка 12-14 кВ. При разряде конденсаторов напряжения складываются и формируется импульс амплитудой более 200 кВ.

Процесс срабатывания системы активной молниезащиты складывается из двух фаз.

Первая фаза – формирование нижнего лидера

При приближении грозового фронта напряженность поля у поверхности земли возрастает, что приводит к наведению на высоковольтной катушке молниеприемника напряжения Up = L di/dt. и зарядке конденсатора Ср до максимального напряжения Up (порядка 10-30 кВ). Разряд разрядника приводит к переплыву тока через катушку. На наконечнике 1 головки индуцируется напряжение, величина которого почти в два раза может превышать величину, появляющуюся в случае применения традиционной системы Франклина.

Вторая фаза - переплыв тока молнии.

При достижении напряжения на конденсаторах 10-30 кВ происходит пробой разрядников и формирование короткого импульса величиной более 200 кВ. Полярность импульса противоположна полярности грозового фронта. Импульс создает ионизированный канал (обратный разряд) для направления молнии в молниеотвод. Этот ионизированный канал условно увеличивает действующую высоту молниеотвода, не зависящую от полярности грозового разряда и многократно расширяет зону его защиты.

До величины напряжения U<20kV ток течет внутри головки.

Если U>20kV, наступает пробой в искровом зазоре; весь ток молнии течет по внешней стороне корпуса головки. Внутренний модуль является полностью шунтированным, а текущий через катушку ток практически исчезает.