Переходные процессы в электрических цепях технических средств при воздействии грозовых разрядов

• Автор: Со Аунг
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Обычным источником молний являются грозовые кучеводождевые облака, несущие в себе скопление положительных и отрицательных элеюрических зарядов в верхней и нижней частях облака и образующие вокруг этого облака электрические поля высокой напряженности. В природе различают три основных типа грозовых разрядов линейная молния имеет вид узкой полосы между облаком и землей, между облаками или между отдельными скоплениями объемных зарядов внутри облака шаровая молния ярко светящийся, подвижный, выпуклый, относительно устойчивый сгусток плазмы, возникающий и исчезающий но мало изученным в настоящее время причинам тихие разряды корона, возникающая в местах резкой неоднородности напряженности электрического поля на выступающих заземленных предметах в предгрозовой период и во время грозы 6. Центр отрицательного объемного заряда для умеренных широт расположен на высоте 2. Окм. В процессе накопления разнополярных электрических зарядов вокруг облака образуется электрическое поле возрастающей напряженности. Когда градиент потенциала в какойлибо точке облака достигает критического для воздуха значения при нормальном атмосферном давлении около Вм, в этом месте возникает молния, которая начинается лидерной стадией и завершается обратным главным разрядом. Главная стадия грозового разряда и является источником мощных электромагнитных помех МЭМП. Ввиду того, что в облаке образуется несколько изолированных друг от друга скоплений зарядов, молния обычно бывает многократной, т. Средняя продолжительность главного разряда . В процессе развития каждая компонента молнии состоит из лидерного и обратною главного разрядов, распространяющихся во взаимно противоположных направлениях. Главная стадия разряда завершается стадией послесвечения. Лидерный разряд первой компоненты молнии продвигается от облака по направлению к земле повторяющимися ступенями и носит название ступенчатого лидера. После достижения ступенчатым лидером земли от ее поверхности вверх к облаку начинает распространяться ярко светящийся главный разряд. Этот разряд возникает только от поверхности земли к облаку. Обратный разряд завершается стадией послесвечения, в период которой через посгепенно теряющий свою проводимость канал молнии сгекает в землю в течение сотен микросекунд около остаточного заряда. Образование последующих разрядов по уже имеющемуся каналу также начинается с лидернои стадии, но лидеры последующих компонент разряда не являются ступенчатыми, а распространяются к земле непрерывно и носят название стреловидных лидеров. Отдельные стадии
развития обратного разряда и соответствующее им изменение во времени тока молнии представлено на рис. Молнии предшествует процесс электризации частиц воды и льда, разделения и накопления электрических зарядов в грозовом облаке. На рис. Уровни расположения зарядов близки к наблюдаемым, а значения зарядов соответствуют средним значениям напряженности электрического поля, измеряемым у поверхности земли. Сравнительно небольшой положительный заряд в нижней части облака переносится каплями дождя на землю. Предполагается также, что он может способствовать развитию разряда из отрицательно заряженной области. Грозовое облако по структуре основных зарядов представляет собой диполь. Средний электрический момент, нейтрализуемый при разряде, составляет около 0 Кл. Кл. Частота разрядов при умеренных грозах около одного в 1 мин, а при интенсивных может достигать 5 в 1 мин. Средняя плотность зарядов в облаке 3 8 Клм3, а скорость их накопления 3 Клм3с. Средняя продолжительность электрической активности отдельного грозового облака мин . По мере концентрации отрицательных зарядов в облаке увеличивается напряженность электрического поля, и когда она достигает критического значения, зависящего от высоты над землей, становится возможной ионизация воздуха и в сторону земли начинает развиваться разряд. На начальной стадии, называемой лидерной, канал разряда развивается ступенчато. Ступени следуют друг за другом с интервалами мкс. Во время каждой ступени канал удлиняется на м. Лидерный процесс развивается со средней скоростью 5 мс и продолжается в видимой с земли части мс рис.