Методика расчета поражаемости молнией

Методика расчета
поражаемости молнией
наземных взрывоопасных
объектов
НИУ «МЭИ»
Гундарева Светлана Вячеславовна, аспирант
Калугина Инна Евгеньевна, к.т.н., доцент
Герастенок Т.К.
Темников Александр Георгиевич, к.т.н.,доцент
Особенности взрывоопасных объектов
Модель нисходящего лидера молнии
Распределение заряда по каналу лидера [V. Cooray]:
Длина ступени отрицательного нисходящего лидера:
Функции плотности вероятности появления молнии с
заданными параметрами:
Применение комбинированного
критерия
Критерий 1 – Критерий лавинностримерного перехода
Критерий 2 – Критерий стримерлидерного перехода
Условие лавинно-стримерного перехода
(критерий 1)
Детерминированный подход:
Эффективный коэффициент ударной
ионизации:
Критическое число электронов в лавине:
Ec – критическая напряженность возникновения положительного стримерного разряда
Вероятность p(n) образования лавиной стримера как функция n, эфир [Г. Ретер]
Обзор существующих критериев возникновения
встречного лидера
1. Критическая длина стримерной зоны:
E(x0 = lsкр) ≥ Es = Eкр
N. I. Petrov and R. T. Waters
U. Kumar
R. Boudissa
2. Критический потенциал:
U(x0 = lsкр) ≥ Uкр
Базелян Э.М.,
D’Alessandro
Базелян Э.М.,
Райзер Ю.П.
Faiouk A.M. Rizk
A.S.Gaivoronsky,
E.N.Prokofyeva
Обзор существующих критериев возникновения
встречного лидера (продолжение)
3. Критическая напряженность электрического поля:
Базелян Э.М.,
Райзер Ю.П.
N. I. Petrov,
F. D' Alessandro
P. Lalande, A. Bondiou-Clergeriey,
G.L. Bacchiegaz, I. Gallimberti
4. Критический объемный заряд стримерной зоны:
Qкр = 1 мкКл
I. Gallimberti, M. Becerra, V. Cooray
Вероятность перехода вспышки
стримерной короны в восходящий лидер
Расчет заряда вспышки стримерной
короны (критерий 2)
U1 - распределение потенциала
при отсутствии стримерной
вспышки на объекте;
U2 - распределение потенциала
при формировании стримерной
вспышки с объекта длиной ls;
Estr ≈ 500 кВ/м
E (x)
Алгоритм расчета по методике
x
Характер изменения электрического
поля
У поверхности элемента конструкции
защищаемого объекта
E, кВ/см
E, кВ/см
У поверхности вершины молниеотвода
x, м
x, м
Молния с током 30 кА и углом наклона 100:
- Hг = 100 м
- Hг = 200 м
- Hг = 500 м
Расчет вероятностей для взрывоопасных
объектов
Вероятность возникновения опасного восходящего стримерного разряда при движении
j-ой молнии с заданными значениями тока Iмj и угла подхода γлzj (усредненное значение
полученных на каждой ступени вероятностей Pвi):
Число возможных возникновений опасного восходящего стримерного разряда с учетом
возможности появления молнии с разными токами и по-разному ориентированными к
земле:
Расчет вероятностей для обычных
объектов
Вероятность
возникновения
встречного положительного лидера с
объекта при прохождении молнией с
заданными параметрами всего пути от
облака к земле:
Оценка
числа
успешных
формирований встречного положительного
лидера с элементов защищаемого объекта:
Вероятность
возникновения
встречного положительного лидера с
вершины молниеотвода при прохождении
молнией с заданными параметрами всего
пути от облака к земле:
Оценка
числа
успешных
формирований встречного положительного
лидера с вершины молниеотвода:
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ