Как защититься от поражения током молнии

Оценивая риск попадания молнии в низкие объекты (высотой от нескольких до нескольких десятков метров ), можно считать, что в более 90% случаев источником опасности являются импульсные токи, возникающие во время отрицательных нисходящих разрядов. Типичные отрицательные нисходящие разряды начинаются из отрицательного центра заряда облака и развиваются скачком в направлении земли.

Ориентировка развивающегося лидера на наземный объект возникает в конечной фазе разряда на высоте нескольких десятков метров над землей и, в случае отсутствия восходящего лидера, разряд происходит в ближайший заземленный объект.

Нормы ставят эту высоту в зависимость от выбранного уровня защиты и определяют ее на уровне от 20 до 60м.

Если, при неудачном стечении обстоятельств, мы окажемся в открытом пространстве самым высоким объектом, и разряд лидера будет развиваться из центра заряда в облаке и находиться непосредственно над нами, то, к сожалению, нам не удастся избежать прямого попадания (рис.1а).

Рис.1 Опасности,возникающие во время грозы:a ) непосредственный разряд,

b,c) искровые перекрытия, d) шаговые напряжения.

Особенно подвергаются опасности люди, находящиеся в открытом пространстве, вдали от других более высоких объектов. Это касается как низменностей и акваторий, так и горных местностей.

Также опасными являются искровые перекрытия от объектов, в которых протекает ток молнии. В примере, представленном на рис.1c, падение напряжения, вызванное протеканием тока молнии в стволе дерева или в земле, настолько высоко, что вызывает искровое перекрытие на человека, стоящего под деревом.

Дополнительной опасностью являются шаговые напряжения. Для лиц, которые стоят на расставленных ногах вблизи объекта, в который ударила молния, шаговые напряжения могут достичь значительных величин и угрожают опасностью 1d.

Как при непосредственном разряде, так и при искровом перекрытии часть тока молнии течет через человеческое тело. Анализ поражений, вызванных наземными разрядами молнии [4] показал, что этого следует безусловно избегать, так как:

• смертельные поражения возникали чаще всего только в случаях непосредственного воздействия тока молнии на людей (прямой разряд или искровые перекрытия от объектов, в которые ударила молния ),

• удар даже в близком соседстве не создает уже такой опасности (чаще всего бывают только легкие поражения, в более тяжелых случаях потеря сознания и обязательность госпитализации, смертельные поражения возникают лишь в единичных случаях ).

Обеспечение защиты от смертельной угрозы требует:

• создания условий для безопасного отведения тока молнии в момент непосредственного разряда в человека или искровых перекрытий от соседних объектов ,

• недопускания непосредственного воздействия тока молнии на людей.

Первый из вышеуказанных способов защиты пробовали реализовать, используя разного рода персональные громоотводы.

Начала персональной молниезащиты восходят к XVIII веку (рис.2.).

Рис. 2. Персональная молниезащита [2]  (рисунки относятся к XVIIIв)

В это время появились первые предложения, касающиеся способов непосредственного отведения в землю тока молнии. Громо- и токоотводы, c фантазией прикрепляемые к нарядам, были модным дополнением и, одновременно, по мнению проектантов того времени, безопасно отводили ток молнии в землю Подобные способы защиты рекомендовались также в публикациях несколько десятков лет тому назад [6]. Принцип действия в данном случае аналогичен – одежда не должна стеснять в движениях и обладать сеткой проводов, безопасно отводящих ток молнии (рис.3.).

Рис.3 Методы персональной защиты [6], предлагаемые в70гг. XX (a, b), простаямолниезащитная инсталляция (c)

Для отвода тока молнии предлагалась медная проволока сечением 6 или10 мм².

Принимая во внимание возможность испарения проводов при протекании токов молнии, рекомендовалось размещать их так, чтобы они непосредственно не касались защищаемого человека.

Появились также предложения, чтобы люди, попавшие в грозу сами делали молниезащитную инсталляцию.

В представленной схеме, в целях избежания искровых перекрытий от созданной инсталляции до защищаемых лиц, применены два токоотвода и предложено увеличение их количества до3 или 4. Дополнительно, устранение опасности, связанной с шаговым напряжением, требовало, чтобы защищаемые лица стояли обеими ногами на проводе.

Рекомендуемые в настоящее время способы защиты основываются на повсеместном просвещении людей об:

• опасности молнии и представление действий, которых следует избегать,

• основных принципах правильного поведения во время грозы.

Применяя такой подход, следует во время грозы не выполнять или, по крайней мере. избегать целого ряда действий. Основные из них представлены в таб.1.

Таблица 1. Возможные опасности,возникающие во время грозы

Возможные опасности

Поведение, которого следует избегать

Во время грозы не следует: находиться на открытой местности, на которой являетесь самой высокой точкой, ходить по горам, находиться под одиночными или среди малочисленных скоплений деревьев , прятаться в палатках или в шалашах, или других небольших объектах, особенно, если они находятся под одиночными деревьями или среди малочисленных скоплений деревьев, держать в руках длинные проводящие предметы ( напр., зонтики, удочки, клюшки для игры в гольф), касаться или стоять в близи токоотводов молниезащитной инсталляции, ловить рыбу ( с помостов, с берега или с лодки ), запускать воздушные змеи, авиамодели на корде, ездить верхом или на велосипедах, плавать в открытых водоемах, плавать под парусами или играть в гольф, избегать быстрой езды в автомобиле, вести лишние телефонные разговоры со стационарных аппаратов, в строительных объектах находиться вблизи электрических или телекоммуникационных инсталляций.

Одновременно выработаны простые принципы поведения во время грозы ( см. Таблицу 2 ), соблюдение которых должно ограничить опасность молнии.

Таблица 2.Основные принципы правильного поведения во время грозы

Примеры правильного поведения

Способы защиты

Основные рекомендации правильного поведения во время грозы: Прерви выпонение действий, представленных в таблице 1. Находись в строительных объектах, автомобилях, автобусах, трамваях. Оставайся в зоне прикрытия, созданной строительными объектами. Если гроза только приближается, ищи укрытия у высокого объекта ( в зоне прикрытия, созданной объектом ). Если поблизости нет высокого объекта, создающего безопасную зону прикрытия, присядь на корточки,соединив стопы, стараясь не оказаться самой высокой точкой в данной местности. Избегай укрытия в палатках, шалашах или других небольших объектах. Не ищи укрытия среди небольших скоплений деревьев или под одиночными деревьями. Если находишься вблизи более высокого объекта, напр., дерева, то держись от него на достаточном расстоянии, которое устранит возможность искровых перекрытий ( предложенные расстояния от около 3 до 5 м.). Отложи и не держи длинных металлических или проводящих предметов ( напр., зонтиков, удочек, клюшек для гольфа ). Если ведешь автомобиль, снизь скорость или затормози вдали от деревьев и останься в автомобиле. Сидя в автомобиле, не касайся отдаленных металлических частей ( лучше положи руки на колени и пережди грозу ). Если плывешь в лодке, подплыви к берегу пришвартуйся и покинь лодку. Прерви езду на велосипеде, верхом или поездку в автомобиле с открытым верхом.

Следует заметить, что среди специалистов, занимающихся молниезащитой, нет единодушия в некоторых вопросах, касающихся правильного поведения во время грозы.

Основным вопросом являются правила поведения перед непосредственным ударом молнии.

О возникающей опасности сигнализируют волосы, вставшие дыбом, гусиная кожа, а также жужжание и щелчки, сопровождающие неполные разряды от ближайших остроконечных объектов. В такой ситуации в части указаний рекомендуется незамедлительное бегство с места опасности, а, поступая в соответствии с другими, следует остаться на месте, сильнее наклониться или даже лечь на землю.

Разногласия касаются также принципов обращения с металлическими предметами или проводящими частями одежды, такими как шпильки для волос, металлические цепочки и молнии. В части рекомендаций считается, что эти предметы могут представлять собой дополнительные источники восходящих разрядов, увеличивающих угрозу молнии, и эти предметы следует отложить.

Имеются также мнения [4] , что эти предметы:

• не оказывают никакого влияния на течение разряда молнии,

• направляют часть тока молнии по поверхности тела и, тем самым, уменьшают ток, текущий непосредственно через человека.

Лучшим решением является пребывание во время грозы в строительном объекте, который обладает правильно выполненной внешней и внутренней молниезащитой. Если мы не уверены в правильности решения молниезащиты или здание ею не обладает, то следует:

• не использовать устройств, подключенных к электрической инсталляции, особенно это касается электробритв, электрических щеток, фенов,

• избегать проведения телефонных разговоров со стационарных аппаратов,

• отключить, если в объекте не используются ограничители перенапряжений, все электрические и электронные устройства от электрической инсталляции и систем передачи сигналов.

• закрыть окна, не принимать ванну,

• в деревянных объектах стараться находиться на расстоянии около 1м от стен и всех проводящих электрических и телекоммуникационных инсталляций, а также устройств, подсоединенных к этим инсталляциям (рис. 4.).

• В железобетонных объектах находиться на расстоянии около 1м от элементов электрической и телекоммуникационной инсталляции, а также от устройств к ним подсоединенным.

Рис. 4. Примерные рекомендуемые расстояния,которые следует соблюдать во время грозы

Соблюдение представленных принципов должно значительно ограничить опасность, созданную наземным разрядом молнии.

Литература:
1.    Flisowski Z. : Trendy rozwojowe ochrony odgromowej budowli. Część 1. Wyładowania pioru-nowe jako źródło zagrożenia. PWN 1986.
2.    Hasse P.: History of Lightning Protection. IEC-TC 81 Memorial Lecture Meeting. IEIE of Ja-pan, 28th June 1988.
3.    Hasse P., Wiesinger J.: Handbuch für Blitzschutz und Erdung. Pflaum Vertrag Munchen 1989.
4.    Kikagawa W.: Safety guide against lightning hazards. 20th International Conference on Light-ning Protection, Interlaken 1990.
5.    Wie kann man sich gegen Blitzeinwirkungen schützen. Ausschluss Blitzschutz und Blitz-forschung (ABB) des VDE.
6.    Szpor. S. Ochrona odgromowa. Tom 3. Piorunochrony. WNT 1978.
7.    Leben mit Blitzen. Wydawnictwo DEHN + SOHNE.
8.    IEC 61024-1. Protection of structures against lightning. Part 1. General principles.
9.    IEC 61213-1. Protection against lightning electromagnetic impulse. Part 1. General principles.
1.    PN-IEC 61024-1 Ochrona odgromowa obiektów budowanych. Zasady ogólne
1.    PN-IEC 61312-1: Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Zasady ogólne.