На сколько нагревается стальной проводник молниеприемника при прохождении

 по нему тока молнии?

Известно, что ток молнии, обладая энергией, нагревает молниеприемник, проходя по его сечению. При этом выделяется количество тепла, которое по мнению некоторых обывателей, способно стать причиной возгорания.

Чтобы ответить на вопрос, на сколько ток молнии нагревает стальной проводник, произведем несложные расчеты. Для этого сперва обратимся к справочной литературе, в которой известны такие физические параметры для проводника, как:

• удельная энергия импульса тока молнии (общепринятая величина, полученная опытным путем) W_уд =10⁷ Дж/Ом;
• удельная плотность стального проводника γ = 7800 кг/м³;
• удельная теплоемкость стального проводника с = 465 кДж/кг ⁰С;
• удельное сопротивление стального проводника ρ = 0,0000001 Ом·м.

Минимальный диаметр стального проводника примем равным  8 мм, т.е. 50 мм² либо 0,00005 м² – минимальное сечение проводника молниеприемника, установленное национальным стандартом, большинством стандартов в области молниезащиты ближнего и дальнего зарубежья.

Принимая во внимание указанные сведения, произведем математические вычисления по следующему выражению, полученному на основе ряда общеизвестных законов по теплофизике:

Для диаметра стального проводника 10 мм (т.е. 78,5 мм² либо 0,0000785 м²⁾ температура нагрева его током молнии будет составлять:

Для стержневого молниеприемника диаметром 16 мм, который принимает молнию, его нагрев током молнии будет ничтожно мал для возникновения возгорания:

Стоит также заметить, что работа молнии достаточно небольшая ,так как время прохождения тока молнии по проводнику может составлять  всего 100 мкс (0,0001 с). В этой связи молния опасна не своей энергией, а продолжительностью воздействия. Вместе с этим стоит определиться, с возможностью безопасного применения в качестве держателей молниеприемной сетки держателей из полимерных материалов.

Из справочных сведений возможно узнать, что основными факторами, определяющими температуру плавления полимера, являются химическая структура, молекулярно-массовые характеристики и условия кристаллизации. При этом опытным путем уже установлена температура плавления, а соответственно размягчения различных полимеров. Ниже в таблице приведены некоторые из них:

Путем анализа несложно установить, что в качестве полимерного материала для держателей проволоки молниеприемной сетки диаметром 8 мм возможно без последствий использовать полиэтилен низкого давления, полипропилен, полиэтилентерефталат, полиимиды. При диаметре проволоки молниеприемной сетки 10 мм и более в качестве материала для держателей подойдут, за исключением 1,4-полиизопрена, все перечисленные в таблице виды полимеров.