Žaibolaidis – masalas žaibui

Skaudžios pasekmės

Žaibo galia išties didelė – įtampa siekia iki šimto tūkstančių kilovoltų, o srovė – iki dviejų šimtų tūkstančių amperų. Beje, yra pasitaikę, kai į tą pačią vietą per pusantros sekundės trenkė keliasdešimt žaibų. Kiekvieną sekundę mūsų planetoje į žemę sminga vidutiniškai apie šimtą žaibų. Dėl to dega miškai, griūva namai, žūva žmonės. Žaibo pasekmės gali būti labai skaudžios – kasmet nuo jo pasaulyje žūva keli šimtai žmonių, daugybė patiria sunkius sužalojimus. Lietuvoje per metus būna 20–40 dienų, kai žybčioja žaibai. Daugiausiai žaibuoja pajūryje ir rytinėje šalies dalyje, mažiausiai – Vidurio ir Šiaurės Lietuvoje.

Tikslas – patekti į žemę

„Kai žaibas „startuoja“ iš audros debesies, jo judėjimo kryptį nulemia vadinamasis lyderis, kurio judėjimo trajektorijos neįmanoma nuspėti. Žaibo lyderį galima palyginti su adata, kurioje įvertas siūlas. Siūlo vaidmenį atlieka žaibo kanalas – iki kelių tūkstančių laipsnių įkaitęs jonizuotas oras. Tai – idealus laidininkas tarp skirtingų žemės ir debesies potencialų. Kanalu teka didžiulės impulsinės srovės (šimtai kiloamperų). Šios srovės užduotis – išlyginti potencialų skirtumą, – aiškino M. Sirvydis. – Priartėjus audros debesiui įsielektrina kiekvienas žemės lopinėlis. Lyderiui priartėjus prie žemės, iš kiekvieno kampo (antenos, kraigo krašto ir pan.) link lyderio startuoja daugybė „atvirkštinių išlydžių“. Vienas iš jų „pagauna“ lyderį.“

Žaibas, pasak UAB „Voleris“ direktoriaus, be jokio vargo pradegins skylę metalinėje stogo dangoje, uždegs gegnes, pramuš palėpėje pakloto kabelio izoliaciją ir sukels trumpą jungimą elektros instaliacijoje. Paskui kibirkščių fontanas lanku persimes į vandens nutekėjimo sistemą, elektros instaliaciją ar dujotiekio tinklus ir sėkmingai nukeliaus ten, kur ir pageidavo, – į žemę, o pakeliui uždegs viską, kas dega.

Stebėtinai paprastas

Daugiau kaip 200 metų žmonija tobulino žaibolaidžius. Dabar yra sukurtos ištisos sistemos, saugančios nuo žaibų namus, lėktuvus, laivus, antenas ir benzino kolonėles.

Žaibosauga – tai ištisas techninių sprendimų ir specialios įrangos kompleksas. Pastate turi būti įrengta išorinė ir vidinė žaibosaugos sistema. Tai padaryti galima įvairiai, svarbiausia, kad ji nepraleistų žaibo prie stogo dangos ir jos elementų, prie pastato fasadų ir kitų architektūros elementų teritorijoje.

„Patikimai sujungtų laidininkų sistema nurodys žaibui tiesiausią ir lengviausią kelią į žemę, kuriuo jis nukeliaus nekibirkščiuodamas, nes sistemoje nebus tarpų, kuriuose galėtų kibirkščiuoti. O sistemos laidininkų skerspjūviai bus tokie, kad nekais nuo didelių jais tekančių srovių“, – sakė pašnekovas.

Jis tikino, kad žaibolaidis yra stebėtinai paprastas. Vaizdžiai kalbant, tai yra masalas žaibui, jo užduotis – pasitikti stogo link atlekiantį žaibą ir priversti jį pakeisti savo kryptį, kad jis, slystelėjęs siena, smigtų į žemę. Žaibas būtinai „prarys“ tą masalą ir bus pagautas, nukenksmintas ir palaidotas po žeme. Žaibolaidžio veikimas grindžiamas metalinių smailų daiktų savybe tarsi „sutraukti“ elektrą iš įelektrintų daiktų.

Du variantai

Siekiant apsaugoti pastatus ir statinius nuo tiesioginio žaibo smūgio, naudojamos tradicinė arba aktyvioji žaibosauga. Tradicinės žaibosaugos principai buvo suformuluoti dar praeito amžiaus pradžioje ir iki šių dienų mažai pakito. Įprastai naudojami paprasti strypiniai (dar vadinami Franklino) žaibolaidžiai, tačiau pastatams su plokščiais stogais paprasčiau įrengti žaibą priimantį tinklą.

Nuo 2003 m. vidurio Lietuvoje buvo įteisinta aktyvioji žaibosauga. Aktyviosios žaibosaugos įrenginys veikia kaip elektroninis įrenginis, kuris gali sugeneruoti didesnį nei aplinkos statinį krūvį, todėl „atvirkštinis išlydis“ startuoja keliomis dešimtimis mikrosekundžių anksčiau nei Franklino žaibolaidis. Taip gaunama didesnė apsaugos zona, siekianti iki 100 m. Tiek tradicinę, tiek aktyviąją žaibosaugą reglamentuoja statybos techninis reglamentas STR 2.01.06:2009 „Statinių apsauga nuo žaibo. Išorinė statinių apsauga nuo žaibo“. Įrengiant aktyviąją žaibosaugą, svarbu nepamiršti, kad šis įrenginys turi būti įrengtas ne mažiau nei 2 m aukščiau už aukščiausią pastato vietą. Geriausia žaibolaidį montuoti ant mūrinio kamino, tačiau galima įrengti ir ant antenos stovų, tik būtina sumontuoti patikimą apsaugos nuo viršįtampių įrangą. Šis žaibolaidis idealiai tinka didelių teritorijų apsaugai nuo žaibo. Tiems, kam nepatinka puošti savo namų strypais, vielomis ir žaibolaidžių „galvomis“, galima pasiūlyti atskirai stovintį aktyvųjį žaibolaidį.

Išorinės žaibosaugos veikimo principas

Įrengus išorinę žaibosaugą, žaibo elektros iškrova sėkmingai nuvedama į žemę. Tokia žaibosauga apsaugo nuo gaisro, pastato griūties ir rimtų konstrukcijos pažeidimų.

Išorinę žaibosaugą sudaro trys dalys: tiesiogiai žaibo smūgį priimantis žaibo priėmiklis, srovės nuvediklis (laidininkas, kuris nuveda srovę į žemę) ir įžemiklis. Pirmasis priima smūgį į save, perleidžia jį nuvedikliui, o šis – įžemikliui. Taip draugiškomis trijų dalių pastangomis žaibas „laidojamas“ žemėje. Priėmiklis – tai vienas ar keli virš namo smaigaliais aukštyn iškelti metaliniai strypai. Priėmiklis įrengiamas aukščiausioje vietoje. Jo skersmuo turi būti ne mažesnis kaip 10 mm. Tai gali būti ir metalinis vamzdelis, tik jo galas turėtų būti užlituotas. Priėmiklio ilgis gali būti nuo 200 mm iki 3–4 m ir daugiau, o į dangų nukreipto strypo paviršiaus plotas turėtų būti ne mažesnis nei 80 mm².

Rekomenduojamas nuvediklio skersmuo – 8 mm. Svarbu, kad jis būtų gerai privirintas arba prisuktas prie priėmiklio, nes per šį sujungimą keliaus keliasdešimt tūkstančių amperų!

Nuvediklis nuleidžiamas nuo stogo ir tvirtinamas specialiais laikikliais. Jei nuvediklio kelias sutampa su lietvamzdžiu, tuomet tvirtinama varinėmis arba nerūdijančio plieno apkabomis, atsižvelgiant į tai, koks metalas naudojamas žaibosaugai įrengti. Visa tai prijungiama prie įžeminimo sistemos. Svarbu prisiminti, kad įžeminimas – vienas iš pagrindinių žaibosaugos sistemos elementų. Jis privalo būti įrengtas prie plieninės cinkuotos juostos, kurios dydis – 25×4 mm (plotas – ne mažiau nei 100 mm². Prie kiekvieno nuvediklio turi būti įkaltas vertikalus įžemiklis. Žaibosaugos įžemiklis turi būti sujungtas su elektros įrenginių įžeminimo kontūru ir bendra jų varža bet kuriuo metų laiku turi būti ne didesnė nei 10 omų.

Vidinės žaibosaugos veikimo principas

Vidinė žaibosauga apsaugo pasatą nuo žaibo smūgio pasekmių, kurių gali kilti nuo žaibo, trenkusio 1,5–3 km atstumu. Tokias pasekmes sukelia elektromagnetinis laukas. Vidinė žaibosaugos sistema užtikrins informacijos saugumą kompiuterių tinkluose bei apsaugos nuo atitolusių žaibo iškrovų ir įtampos šuolių brangią informacinę-technologinę įrangą. Vidinė žaibosaugos sistema saugo nuo elektromagnetinių bangų ir įtampos šokinėjimų, televizorių, muzikinių centrų, kompiuterių ir buitinės technikos gedimų, jautrių priešgaisrinės signalizacijos ir apsaugos jutiklių pažeidimo, technikos ir elektros įrangos pažeidimų, trumpų jungimų elektros tinkle.

Vidinės žaibosaugos elementai, paprastai vadinami iškrovikliais, apsaugo pastato vidinę elektros instaliaciją nuo pažeidimų, galinčių atsirasti ne tik nuo tiesioginio žaibo išlydžio, bet ir žaibui pataikius į elektros tiekimo oro liniją ar transformatorinę pastotę. Silpnų srovių (ryšiai, kompiuterinis tinklas) tinklai taip pat apsaugomi iškrovikliais, kurie parenkami konkrečiam įrenginiui pagal jo parametrus (darbinį dažnį, duomenų perdavimo spartą ir pan.). Kiekvienas į pastatą įeinantis metalinis vamzdis ar laidas yra potencialus laidininkas patekti žaibui į pastato vidų. Todėl kiekvienas į pastatą įeinantis laidininkas turi būti apsaugotas iškrovikliu.