Cтраница 4
После достижения лидером земли от поверхности последней вверх к туче начинает распространяться со средней споростью 3.5 10 см / ск ярко светящийся разряд, который называется главным разрядом и интенсивность свечения к-рого, максимальная в нижней части, постепенно уменьшается при приближении к туче. Главный разряд является невидимому процессом нейтрализации положительных зарядов, индуцированных на поверхности земли с отрицательными зарядами тучи, несомыми лидером. [46]
Процесс распространения по лидерному каналу разрядной волны называется главным разрядом, а канал, охваченный разрядной волной, главным каналом. Визуально главный разряд имеет характер яркого свечения ( значительно более яркого, чем лидер), движущегося в направлении, обратном движению лидера. [47]
В момент, когда лидер достигает плоскости, начинает развиваться главный разряд, оставляющий на пленке гораздо более яркое изображение, чем канал лидера. Скорость главного разряда, как указывалось выше, настолько велика, что в лабораторных условиях ее удалось надежно измерить только путем применения электронной техники. Скорость лидерного разряда оказалась сильно зависящей от сопротивления, включенного последовательно в цепь разряда. [49]
Электрическое поле положительных зарядов 7 компенсируется на высоте провода электрическим полем отрицательных зарядов лидера. В стадии главного разряда ( рис. 22 - 1 6) вдоль канала лидера со скоростью ум движется разрядная волна. Электрическое поле вблизи лидера распадается. Распад поля распространяется в окружающем пространстве со скоростью света и достигает отдельных участков линии с запаздыванием тем большим, чем дальше расположен участок линии от точки x Q. Снижение напряжения ЕЖ высвобождает заряды на проводе, которые растекаются в обе стороны по линии со скоростью света. С растеканием свободных зарядов связана волна нескомпенсированного напряжения, воздействующего на изоляцию линии. Эту волну, вызванную распадом электрического поля лидера, называют электрической составляющей индуктированного напряжения иянд. Наибольшее напряжение возникает в точке д: 0, ближайшей к каналу молнии. [50]
Схематическая картина развития разряда молнии. [51] |
При разряде молнии в направлении возвышающегося на земле объекта, у вершины которого напряженность электрического поля велика, навстречу опускающемуся лидеру развивается стример, длина которого достигает десятков метров. В этом случае главный разряд начинается в момент встречи лидера и встречного стримера. [52]
Схема замещения Для расчета распределения. [53] |
Во время лидерной стадии тросы оказывают экранирующее действие, уменьшая связанный заряд на проводе. Во время стадии главного разряда на тросах под действием освобождающихся положительных зарядов проводов появляются связанные отрицательные заряды, которые снижают потенциал проводов. [54]
Когда лидер достигает земли, по его каналу с большой скоростью распространяется от земли к облаку разрядная волна, эквивалентная стеканию в землю отрицательных зарядов лидера. Эта разрядная волна представляет собой главный разряд, характеризуемый интенсивным свечением канала молнии. Разрядная волна создает ток, протекающий в канале молнии и в пораженном объекте. С этим током, который и называется собственно током молнии, связано возникновение волн перенапряжений в электрических установках. [55]
Главный разряд приводит к резкому возрастанию проводимости канала молнии. Через этот канал по завершении главного разряда стекают остаточные заряды лидера и облака. В этой стадии ток, называемый током послесвечения, достигает сотен ампер и лишь изредка тысяч ампер. Этим током через канал молнии переносится основной заряд той части грозового облака, откуда начался грозовой разряд. В стадии послесвечения молния может быть уподоблена дуге постоянного тока между облаком и землей. Эта дуга поддерживается в течение тысячных или даже сотых долей секунды. [56]
Этот лидерный ток приводит к постепенному уменьшению напряжения на промежутке за счет падения напряжения в последовательно включенном сопротивлении. Переход лидерной стадии в стадию главного разряда сопровождается резким спадом напряжения на промежутке до нуля. Всплеск тока большой амплитуды длится очень короткое время, в течение которого сопротивление падает до очень малой величины, а напряжение снижается практически до нуля. [57]
Установка ферромагнитных регистраторов. [58] |
Так как разряды молнии в большинстве случаев ( 80 - 90 %) имеют отрицательную полярность на поверхности земли, непосредственно под развивающимся лидером, скапливаются положительные заряды. Когда лидер молнии достигает земли, начинается стадия главного разряда, воспринимаемая наблюдателем как собственно разряд молнии и представляющая собой ярко светящуюся полосу длиной в несколько десятков метров, распростраияющуюся вверх по пути лидерного канала со скоростью 1 5 107 - 15 107 м / сек. [59]
Рассмотрение механизма развития грозового разряда показывает, что он представляет собой процесс непрерывного опускания заряда в землю из облака ( в большинстве случаев отрицательного), который происходит с различными скоростями в отдельных его стадиях. Наибольшая скорость опускания заряда имеет место в стадии главного разряда в процессе нейтрализации объемного заряда. Этой стадии соответствует наибольший ток молнии. [60]