特斯拉大厦。 雷电击中摩天大楼附近时,会发生什么?

9月,雷电袭击了Lakhta中心塔楼时,我们的总工程师谢尔盖·尼基福罗夫(Sergei Nikiforov)向所有人保证,该塔楼具有“经典的雷电保护系统”,无需担心。 这是什么“经典”? 我想到了古希腊的东西……为什么不呢? 毕竟,我们仍然使用诸如滚轮,锁,日历或纸等古代思想的结果。 也许塔中的防雷装置已经被人们遗忘了? 然后-这么旧的可以帮助新的吗?

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照片ch0col8te

让我们弄清楚!

罗德希腊人过河


互联网上有一辆有关古董水手的自行车。

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照片三重奏从这里

据称,即使到那时,希腊水手们仍然知道如何以一种巧妙的方式抵御雷电的愤怒。 一根剑垂直地绑在桅杆上,一根缆绳绑在桅杆上,两端伸入水中。 听起来令人怀疑。 为了提出类似的建议,您需要了解闪电的性质。 希腊人了解到,奥林匹斯山上发生了另一起家庭争吵,除了谁能,为什么持剑?

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即使偶然地,在成千上万的宙斯被三重奏沉没之后,也有可能了解到,闪电完美地被复制品和木琴捕获,然后链条被打断了。 古希腊人没有钢缆,而亚麻制的钢缆具有较高的电阻率。 以此为指南-几乎可以保证进一步游泳。 当然,如果您及时跳下燃烧的船。 如果您完全幸运,那么您将游泳到岸上,并用桅杆上的剑威胁宙斯是怎么回事。

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画作“奥德赛和风之谷”,罗莎·萨尔瓦托,洛杉矶艺术博物馆,约。 1655年资料

当然,也许没有电缆,但是有链条或电缆,或者电缆在投入使用之前已经充分浸湿。 总体而言,他们了解电,导体和电介质的属性...但是由于某些原因,这种非常有用的知识已在数百年后逐渐被遗忘。 但是,肯定有另一个工具,甚至警察也必须处理。

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雷电! 三千个魔鬼!


在中世纪,科学范式被颠倒了-木星和雷神被遗忘了,在雷暴中他们看到了魔鬼的阴谋。

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天主教会遭到破坏。 Matthias Gerung雕刻,德国,1547年

那个时代的气候武器是铃声,因为,如您所知“铃铛的第一击使不纯的力量麻木,在第二拳中,它向四面八方扑朔迷离,在第三击中,如果没有时间逃脱,它就会掉入地狱

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不祥的Mephistopheles飞越Wittenberg。 尤金·德拉克罗瓦石版画,1828年

多少个钟楼被烧毁,阿拉伯人在这场斗争中倒下,几个世纪以来他们没有数过。 但是以后的录入是致命危险的证据:
“在1807年8月的巴黎日报上,他们谈论特鲁斯基(图卢兹附近)教区居民普吉布(Poujib),他比经验更虔诚,他在听到雷声之后冲向钟楼,他全力以赴以防雷暴。 特吕尔斯基市长比波吉贝更了解物理学,他赶紧去教堂停止鸣响。 但是为时已晚:不幸的普吉贝躺在地板上,被雷声击中。 《巴黎日报》的编辑在这种情况下说:“这是雷暴天气下摇铃危险的一个新例子。”

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地点-图卢兹,摄影师Florian Calas

或者,从巴黎科学院的笔记中
“ 1718年8月15日,在下布列塔尼地区发生了强烈的雷暴; 在朗德瑙和圣保罗德莱昂之间的二十四座教堂上,打着雷声,发出强烈的声音。 在所有这些教堂中,他们呼吁摆脱雷暴; 在这种情况下,他们并没有打电话给他们,而是保持原样” (这种情况和其他情况可以在《爱丁堡新哲学期刊》(第20卷,由罗伯特·詹姆森汇编)中找到)

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总的来说,至少在法国,已经有30多年的历史了,在警察的正式命令下,禁止在雷暴天气中敲钟。 借助其他防止天气问题的中世纪方法,例如,通过窗户显示身体的某些部位,似乎也已经结束。 毕竟,它们终于被发现-安全有效的手段。

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仍然是经典的雷电防护


在18世纪,本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)发明了避雷针。 1752年,他在自己房屋的屋顶上安装了一根金属杆,该杆通过金属丝连接到院子的一口井中。

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富兰克林防雷电路。 图Wdchk。 来源

34年后,这根避雷针击退了第一次对天体的攻击。 成功地。 到那时,这种设计的想法已经被发现所激发。 在俄罗斯,罗蒙诺索夫(Lomonosov)和里奇曼(Richman)研究闪电,实业家阿金菲(Akinfy Demidov)正在建造一座高57.5米的涅夫扬斯克塔。

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然后,这座塔落在这座城市的徽章上,这是2007年俄罗斯银行的一枚银币,以及5乌拉尔法郎(在91年为1法郎 - 这是历史和建筑上的“象征”:塔偏离垂直线-1,85 m。
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但是它是富兰克林之前25年的第一个家用避雷针。 设计类似:金属尖塔加地面。

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从那时起,人类开始战胜闪电。 首先,在法庭上。 在房屋屋顶上安装了新奇物品的布尔乔亚·维利耶尔(Bourgeois Villiers)抵制了邻居的声称,这些邻居认为避雷针是一项危险的工作。 在辩方-马克西米利安·罗伯斯庇尔(Maximilian Robespierre),在起诉方-让-保罗·马拉特(Jean-Paul Marat)–真是令人难以置信的时光! 在为期4年的审判中,法院支持Villiers和避雷针。 具有防雷功能的雨伞和帽子在巴黎变得越来越流行。

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在没有这些故事的州,避雷针的数量是数百个。 富兰克林的电路-空气终端-引下线-接地,今天被认为是经典的。 尚无更好的发明:好的经典避雷针的效率接近99%。 这就是我们的总工程师在这个暴风雨的9月所纪念的。

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为什么富兰克林避雷针起作用?


像罗蒙诺索夫和里奇曼一样,富兰克林开始了解闪电的电特性,然后-最主要的是:您可以从大气中“拉”电,并有条件地捕获闪电。 如今,富兰克林描述的将风筝放进雷云的经验遭到质疑,但与俄罗斯同事里奇曼不同,他以一种或另一种方式得出了正确健康的正确结论-他一生都为科学付出了代价。 到那时,已经发现了导体的特性,其余的则是精通工程和技术的问题。

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从1860年到1890年,富兰克林(Franklin)在美国10美元的钞票上放风筝时进行了小插图装饰,直到后来,发明人的肖像才以100美元的钞票出现

古典雷电保护系统的基本要素是一个。 使用导体提供从接收到放电到接地的连续电路。 可以说,这样的系统可以预见并实现闪电本身的意图。 天上的电子客人想要完全一样的东西-不会穿过空气绝缘体的厚度,而是以最小的努力将双极性粒子带入连接。 人们为她提供了电阻最小的途径。

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摄影:Patrick Fisher。 来源

拉赫塔中心塔的外观


因此,我们需要一个金属集电器。 塔的金属尖塔非常合适-在干净的导体上方100米以上!

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但是-不只是他。 超高层外壳的双层玻璃窗框的轮廓也是金属,并且金属在立面服务系统的元素中。

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塔可以在整个高度上捕获闪电。 这很重要-打击并不总是落在最高点,雷云可以在尖顶以下。
接收到放电后,流向引下线。 在尖顶中,它们的作用是由下方的钢管柱-镀锌钢板。 这些板环绕地板的外围,并通过位于外围柱体和岩心壳中的垂直主条连接成可靠的链条。

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来自外壳的电流通过柔性导体(红色编织层)沿着地板的周长流向金属板集电极

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放电垂直线穿过塔顶,从塔顶到塔底穿过,没有被天花板隔开,是摩天大楼的主要避雷针。 她去
到负号,塔防雷电路连接到多功能建筑物的接地回路。 从那里开始,电子沿着MFZ堆的增强笼子涌入大地,最后与质子相遇,在古老的前寒武纪粘土层中的某个位置归零。

闪电能融化塔的立面或塔尖吗?


当然,雷电的温度令人恐惧。 “领导者”-前锋放电,温度达到3万摄氏度! 比地核高五倍,比熔岩高三十倍,而熔岩立即摧毁了庞贝,赫库兰尼姆和斯塔比亚。 然而,塔尖在9月经受了三次雷击,并保持不变。

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Victor Gusik摄

那是因为闪电以超音速的速度从集电器飞到地面-每秒超过1000公里! 电粒子如此快速地完成其路线,以至于金属根本没有时间加热和熔化。 如果链条具有很高的抵抗力,或者冲动本身持续的时间更长,那么结果当然会有所不同。

电池保护


塔尖内有导航和通信设备,SOF系统以及其他电气设备。 如果闪电击中尖顶,他会发生什么? 以及一般而言,摩天大楼的其余电气设备?

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这种情况是标准的-所有Lakhta Center电气配电盘均具有电涌保护功能。 至于直接放置在尖顶上,此处添加了一个好奇的细节。 Lakhta中心尖顶本身的结构类似于法拉第笼-金属立面的蜂窝结构,闭合的接地电路可屏蔽电脉冲并保护尖顶内部的设备。

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拉赫塔中心塔尖塔的网状立面

雷击中进入拉赫塔中心是否有危险?


9月,这一问题使许多计划参观综合大楼塔楼观景台的人感到兴奋。 不要害怕。 在雷暴天气中,它绝对安全地位于任何有人居住的超高层。 与主要载流设备(尖塔)相连的观察平台被位于88层的混凝土天花板隔开,可以有条件地将其视为建筑物的屋顶。 可靠地阻止了将雷电流从铺设的树干中引出的所有可能方法:玻璃本身就是绝缘体,就像混凝土一样,包裹着圆柱芯并形成芯芯。

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柱体内的金属板导体是混凝土的-一层坚固的混凝土充当绝缘体

通常,闪电经常袭击摩天大楼。 这座超高层青年建筑中的老式绅士帝国大厦(Empire State Building)每年收到12至100次“轻击”,到目前为止,他的访客都没有因为这座建筑长达近一个世纪的历史而受到伤害。 就像其他摩天大楼的访客一样。

印象猎人


通常,对从侧面观看的人来说,打入摩天大楼的雷电秀是灯光表演,而居民可能不会怀疑他们周围是真正的特斯拉表演。 正是在9月的雷暴天气中,与那些在那明亮的几分钟里在拉赫塔中心塔楼里工作的人发生的事情一样。 他们从众多照片中获悉了雷暴和闪电,并要求分享他们的印象,他们伸出了双手。 我们度过了整个风暴,什么也没看,这很侮辱! 通常,在雷雨天气的摩天大楼中,这不仅更安全,而且有时甚至更无聊-所有最有趣的东西都是从侧面露出来的。

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例如,在这里,摄影师穆罕默德·阿兹米(Mohamed Azmi)讲述了他是如何在幕后追捕两年的,那里的闪电击中了摩天大楼-在恶劣的天气中等待附近建筑物的屋顶。

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一切为了这个框架

在暴风雨中,您可以从摩天大楼的观景台看到什么? 在某些地方,设计功能使您可以观看天堂戏剧的高潮场面。 例如,可以在有关澳大利亚摩天大楼Q1景点的资料中看到这样的线条:
“ ...除了进行冲浪,主题公园和热气球之旅外,前往澳大利亚受欢迎的黄金海岸的游客还可以在他们的刺激名单中添加另一个吸引力:前往冲浪者天堂郊区并观看雷击Q1地标-舒适的室内环境据一位消息人士称,游客喜欢在雷暴期间躺在地板上,观看雷击中令人印象深刻的97.7米高的Q1尖塔。 从这个令人难以置信的形象来看,这一定是一个该死的有趣经历,当然也不是出于胆小!”
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照片安VB

las,那些准备从拉赫塔中心观测雷击雷的塔顶上探雷的人,将不会看到上天花板背后的一切。 但是下面的闪电很可能会被捕获。 您所需要的只是一个良好的预后和一些运气。

塔会吸引闪电吗?


在社交网络和媒体中,Lakhta中心塔楼的9月雷暴天气非常好。 太好了,以至于人们对非典型现象的性质进行了各种猜测。

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水槽78

首先,这种雷暴已经有一个世纪了。 其次-雷击最高点,正如您所知,拉赫塔中心塔楼是欧洲最高的……巧合?

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即使是圣彼得堡的首席天气预报员亚历山大·科列索夫(Alexander Kolesov)也必须澄清,闪电是在某些天气条件下发生的,没有摩天大楼可以改变气候。 反过来,如果Lakhta中心能够使圣彼得堡的每个夏季和秋季都像过去一样温暖,我们将感到高兴,但我们遗憾地承认专家是对的:塔楼甚至整个建筑群都无法改变天气。 。

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对于非常可疑的人,甚至有一个小的历史证明。 在塔楼完成之前,由塔式起重机执行避雷针的作用。

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尽管这些机器是建筑工地上的最高点,但起重机中并没有发生雷电的情况-前些年的夏天并没有受到宠爱。
今年,异常温暖的9月带来了多个风暴锋。 塔的建成是一件好事,否则雷电可以选择另一个目标,而且不知道它将成为什么样的人。 另一方面,您不应该完全依靠如此令人印象深刻的“避雷针”-在极少数情况下,雷电瞄准错误的地方。

当雷雨中的摩天大楼很危险时


这是一个令人印象深刻的镜头,雷雨非常靠近塔楼。 除了闪电本身和摩天大楼之外,这里还记录了唯一但可能非常危险的情况。

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据估计,受雷击影响的人中有多达一半躲在高大的树木下。 塔楼不是一棵树,但是在雷暴天气下,当务之急是必须掩盖建筑物,并且绝对绝对不要在露天场所开放时从圆形剧场或摩天大楼附近的草坪上拍摄壮观的照片,这使人们意识到,如果发生什么事,拉赫塔中心将成为避雷针。 闪电以几十米的“段”移动,并且可以在任何这些区域中改变方向。 在同一帧中,您可以看到主要打击是如何落在尖塔上,而不是落在塔顶上的地面或海湾上。
视频中-雷电如何在不同的部分改变方向。

有一天马蒂会回家


小学生最了解闪电,而科学家则最不了解。 对于前者-教科书中的一段,对于后者-真正的地名。 科学界正在讨论黑暗的,看不见的闪电-非常稀有且强大的精灵,喷射和精灵-高空雷暴和雷云内部的现象,正闪电-从地球到天空,球形闪电,它们的宇宙起源...

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在近地大气中捕获的精灵的第一个彩色图像。 图片来源

有很多秘密。 凭借他们的线索,一个不幸的是,要赶上闪电般的快速学习者非常困难。 没有人知道他下次会击中何处,闪光灯本身会持续一会儿。 今年,一个特殊的综合体被送到了国际空间站,它将研究高层大气中的光现象。 与底部-老式的方式。 我们需要寻找发生闪电的可能性最高的地方。 当时的这些地方之一是帝国大厦 。 通用电气工程师在塔楼102层装备了一个实验室-他们从那里进行慢动作闪光灯摄影,结果被用于研究雷暴期间电网中电涌的项目。 这是摩天大楼对科学的贡献。

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图片-科学与技术博物馆

通常,闪电可能非常有用。 他们可以将马蒂送回家并免费给灯泡充电。

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我们希望,在某个时候,不仅可以建立起武装中立,而且可以建立真正的友谊。 然后,我们将获得电池,将其放在塔上,变得比现在更加环保和节能。 是的,顺便说一句,我们恭喜您-有一天,Lakhta中心成为俄罗斯第一座获得国际LEED绿色认证系统最高白金级别的俄罗斯摩天大楼。

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感谢您在准备材料方面的帮助,我们的专家离开了–外墙和金属结构部门主管Dmitry Matveev和IFC Lakhta中心电气系统方向主管Vasily Balakshin

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN434212/


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