Г-н Франциск Мишель говорит, что раньше считалось, что проводник защищает все объекты внутри конуса, основание которого имеет радиус, равный удвоенной высоте проводника; но что он и г-н Феликс Лукас исследовали этот вопрос геометрически и пришли к выводу, что радиус не может превышать 1,75 высоты. Следовательно, во многих зданиях стало необходимо либо увеличить количество проводников, либо сделать их более высокими, причем обе альтернативы ведут к увеличению расходов. Конструкция г-на Жарриана, которая состоит из оцинкованного уголкового железа, скрепленного болтами, позволяет получить увеличенную высоту по цене на двадцать процентов ниже, чем у старых образцов. Сами уголки предлагают большую поверхность, их углы полезны для разряда электричества, и они несут на вершине медный терминал, рекомендованный Академией.
ПРАКТИЧЕСКИЙ ТРАКТАТ О МОЛНИЕОТВОДАХ. Автор: Генри У. Спанг. Филадельфия. 1877.
(Abstracted by Prof. T. Hayter Lewis, F.S.A.)
«Тождественность электричества, проявляющегося при трении, с тем, что содержится в атмосфере, не была полностью подтверждена до эксперимента Франклина с его воздушным змеем в июне 1752 года».
«При восстановлении равновесия между противоположными электричествами высокого потенциала разряд пройдет по кратчайшему пути, даже если это плохой проводник, в предпочтении к более длинному пути через хороший проводник».
Электричество земли обычно отрицательное, атмосферы — обычно положительное.
Он цитирует эксперименты в Кью в подтверждение этого.
Трение твердых и жидких частиц о землю и друг о друга в воздухе, вызванное ветром, является источником атмосферного электричества.
The height of the lower part of the thunder-clouds above the sea in the United States averages about 2,500 feet.
Плотные грозовые облака являются хорошими проводниками и наэлектризованы до определенной степени индукцией электричества, содержащегося в поверхностном слое земли. По мере накопления электричества в грозовых облаках оно действует индукцией на поверхность земли и вызывает соответствующее увеличение потенциала в земле и объектах на ней.
Он упоминает стекловидные трубки (фульгуриты), глубиной от 5 до 75 футов, как образованные электричеством, проходящим к подземному водоносному слою через песок или другую сухую почву.
Сильно положительно наэлектризованное облако на расстоянии 3000 футов от здания вызывает в последнем интенсивную отрицательную наэлектризованность индукцией.
Так же, как и земля под зданием и верхняя часть подземного водоносного слоя.
То, что предлагает наименьшее сопротивление удару, будет его выбранным путем, и он никогда не оставит очень хорошую линию проводников, которая находится на коротком пути между двумя противоположными электричествами, ради худшей.
151 человек ежегодно погибает от молнии в Соединенных Штатах, Франции, Англии и Швейцарии.
Он цитирует систему сэра У. С. Харриса для военно-морского флота как профилактическую.
Нигде на открытом воздухе нет абсолютной безопасности. Ее можно найти только внутри конструкции, имеющей хорошие проводники с хорошими заземлениями.
Проводники не могут предотвратить искровой разряд. Они просто обеспечивают хороший путь для молнии, которая проходит по ним, не причиняя никакого ущерба.
Зона защиты. — Комитет, назначенный в 1875 году префектом Сены, сообщает о защите кругового пространства, радиус которого равен 1,45 [Должно быть 1,75, см. стр. (67). Ред.] высоты проводника. Но на это не всегда можно положиться.
Необходимо, чтобы проводник проходил вдоль конька, фронтонов и карнизов дома, а также над каждым дымоходом.
Молния — это электричество очень высокого потенциала, и разница в проводимости между сопротивлением меди и железа для разряда молнии мала и практически сводится к нулю.
Железные стержневые проводники должны быть диаметром не менее 7/16 дюйма. Не зафиксировано ни одного случая, когда такой стержень, правильно соединенный с землей, был бы расплавлен или сильно нагрет молнией.
Краска или обычное количество ржавчины не влияют на проводимость.
Проводник с большой поверхностью оказывает гораздо большее защитное действие, чем то же количество металла в форме проволоки или сплошного стержня.
Не потому, что электричество в движении находится на поверхности, а потому, что экспансивное действие разряда может иметь более широкий охват через металл.
Поэтому железные водосточные трубы являются хорошими проводниками и должны быть соединены с металлическими желобами, проводником на коньке и т. д.
Кабельные проводники легко сгибаются и могут быть изготовлены одной длины, поэтому часто подходят лучше, чем стержни.
Если заземление хорошее, ржавые соединения имеют малое значение.
Проводники не должны быть изолированы.
Железные трубы для газа, воды, отопления и т. д., а также железные колонны, простирающиеся от подвала почти до крыши, должны быть соединены с проводником и заземлителями.
Трубы с каждой стороны газового счетчика должны быть соединены железными лентами.
Воздушные терминалы должны подниматься примерно на 4 фута над каждым дымоходом или другим возвышающимся выступом.
Высокие шпили должны иметь горизонтальные проводники вокруг них каждые 20 футов по высоте, соединенные с вертикальными проводниками.
Достаточно одного терминала в центре здания длиной или шириной не более 25 футов, или по одному на каждом конце конька. По одному на каждые 20 футов большого здания, с одним на каждом конце и к каждому дымоходу и т. д.
Когда горизонтальная часть молниеотвода или путь вдоль крыши здания от конька до карнизов (sic) превышает 50 футов в длину, путь становится довольно косвенным для разряда молнии, который тогда склонен выбирать более короткий маршрут через здание.
Верхняя часть терминала не обязательно должна быть позолоченной.
Наконечники практически бесполезны.
Дымоходы очень вероятно будут поражены из-за нагретого воздуха, поднимающегося из них.
Предусмотрите это с помощью металлических колпаков.
Существует также опасность из-за пара, поднимающегося из них, для амбаров, где хранится новое сено или зерно, конюшен, школ, церквей и т. д., содержащих много людей, отары овец и т. д.
Заземлители должны находиться во влажной почве.
Автор цитирует проф. Ф. Дженкина относительно разницы в проводимости между хорошо увлажненной и совершенно сухой землей (как фарфор и т. д.) при электричестве низкого потенциала как 1 000 000 000 000 к 1.
Газовые и водопроводные магистрали обычно проложены на глубине около 4 футов в сухом грунте, поэтому они не являются хорошими проводниками.
Приводятся примеры повреждения их соединений молнией, которая переходила с молниеотводов на магистрали.
В качестве заземлителя предлагается использовать железную трубу длиной 10 футов и диаметром 2 дюйма, открытую с обоих концов, с перфорированными стенками, установленную вертикально, в которую отводятся сточные воды из водосточных труб.
Она должна находиться на расстоянии 8 футов от фундамента.
Приводятся гравюры многочисленных форм, предложенных для молниеотводов, большинство из которых являются дефектными, и ни одна из них не показывает улучшения по сравнению с круглым стержнем Франклина.
Медные стержни, удерживаемые железными держателями и соединенные с железными заземлителями, являются неудачным решением из-за гальванического эффекта.
Медные проволоки в тросовых молниеотводах становятся хрупкими и ломаются при вибрации от ветра; иногда они также разрушаются в результате электролитического процесса.
Он приводит чертеж дома, защищенного предложенным им способом, а именно: металлическими водосточными трубами, соединенными с металлическими желобами и коньком крыши, а также с его усовершенствованным заземлителем посредством хорошего железного стержневого проводника.
Газовые, водопроводные и другие трубы должны быть соединены между собой и с молниеотводом.
Они часто обеспечивают лучший путь для молнии, чем сами молниеотводы.
Однако это опасно при отсутствии надлежащего заземлителя.
Он не согласен с теорией профессора К. Максвелла относительно отсоединения металлической обшивки и т. д. зданий от земли.
Молниеотводы, отделенные от зданий, не обеспечивают абсолютной защиты.
Молния обладает большим притяжением к газгольдерам, поэтому одна из ближайших направляющих колонн должна быть соединена металлическим проводником с трубой, ведущей к уличной магистрали, а также с вертикальным заземлителем.
Когда телеграфная линия является полностью металлической, хорошо изолированной на столбах и т. д. и не имеет металлического соединения с землей, электричество грозового облака не оказывает на нее такого сильного индуктивного влияния, как на линию, концы которой заземлены.
Линейный провод часто плавится, столбы и аппаратура разрушаются, а служащие иногда погибают.
В качестве средства защиты теперь к каждому четвертому столбу с помощью железных держателей крепится оцинкованная железная проволока, проходящая от точки на 4 дюйма выше вершины столба до спирали длиной около 10 футов из железной проволоки под его нижним концом.
О молниеотводах и ударах молнии в здания, оборудованные молниеотводами. Автор: Г. Карстен. Киль. 8-я доля листа. 1877.
(Abstracted by R. Van der Broek.)
В этой брошюре доктор Карстен приводит описание двух случаев, когда здания, оборудованные молниеотводами, пострадали от удара молнии. Автор утверждает, что статистика за 1873 год показывает, что в Шлезвиг-Гольштейне двадцать шесть процентов всех случаев пожаров были вызваны молнией; 1/130-я часть этих случаев произошла в городах, а остальные — в сельской местности.
Гарантируют ли молниеотводы абсолютную защиту? Автор отвечает на этот вопрос следующим образом: в эмпирических вопросах нет абсолютной уверенности; каждый новый случай может обратить наше внимание на обстоятельства, которые были упущены из виду. Если нельзя сказать, что молниеотводы обеспечивают полную безопасность, то они, безусловно, обеспечивают очень высокую степень защиты.
Разряд молнии, ударивший в церковь в Гардинге 18 мая 1877 года, разрушил молниеотвод в пятнадцати местах и пробил стену колокольни в двух местах. Неэффективность молниеотвода стала следствием небрежности при его установке; линия была проложена по северной стороне колокольни и закреплена двадцатью пятью стенными крюками; эти крюки были забиты слишком глубоко в стену, что повредило линию и образовало в каждом случае короткий и острый изгиб, а также вызвало чрезмерное натяжение проволоки. Повреждение колокольни стало следствием пренебрежения вторичной цепью. В колокольне находится чрезмерно большое количество стяжных болтов; головки этих болтов не соединены между собой, и, за исключением одного случая, они не находятся в непосредственной близости от каких-либо крупных масс металла, имеющихся в здании. Молниеотвод проходил рядом с одной из таких головок; южная сторона колокольни, где находится противоположная головка, промокла от дождя, в результате чего образовалась вторичная цепь и последовал обратный удар; повреждение колокольни было незначительным.
Стержень был снабжен коническим наконечником, довольно тупым, но увенчанным коротким платиновым острием. Медный линейный провод был изготовлен из хорошего материала — не одинаковой толщины, но в самых слабых местах весил не менее 240 граммов на погонный метр (8 унций на ярд или чуть менее ¼ дюйма в диаметре, если он сплошной). Заземляющая пластина была опущена в колодец глубиной 10 метров и после разряда показала безупречную работу.
Исследование молниеотводов, их конструкции и установки. Автор: Жарриан. 8-я доля листа. Париж. 1878.
(Abstracted by G. J. Symons, F.R.S.)
Эта брошюра открывается двумя страницами, посвященными рассмотрению работы Михаэлиса, опубликованной в 1783 году, «Об эффекте острий, размещенных на Храме Соломона»; затем она становится более практичной, ссылается на Академию Бордо, поставившую в 1750 году вопрос об идентичности молнии и электричества, и на письмо Франклина того же года Коллинсону, в котором он излагает свои доводы в пользу веры в эту аналогию; указывает, что предложенные им эксперименты были повторены Бюффоном и Далибаром в марте 1752 года, а впоследствии повторены в Марли перед Людовиком XV. Затем автор упоминает об установке первого молниеотвода во Франции, о народном недовольстве, которое он вызвал, и о долгом судебном процессе, прежде чем владельцу было разрешено оставить его на месте.
Автор считает, что во многих случаях лучше немного увеличить количество молниеотводов, чем делать их чрезмерно длинными, поскольку последнее приводит к их усталости и расшатыванию стропил крыши из-за вибрации на ветру.
Относительно платиновых остриев он высказывается решительно и в следующем духе: «Я уже упоминал, что первый молниеотвод Франклина расплавился. С тех пор верхние приемники молниеотводов изготавливаются из платины, поскольку это наименее плавкий и наименее окисляемый из всех металлов, очень подходящий для изготовления острий. Более того, чем острее острие, тем выше его профилактическое действие, и поэтому я осуждаю любой молниеотвод без платинового острия. Хотя некоторые производители используют простые медные конусы, которые, безусловно, могут прослужить некоторое время без ухудшения характеристик, полагая, что острия должны всегда быть в идеальном состоянии, я полностью отвергаю их систему».
Мало кто умеет изготавливать платиновые острия, это парижская специализация; те, которые предпочитает автор, образуют конус с углом около 10 градусов при вершине и имеют длину около 1½ дюймов, затем они ввинчиваются и припаиваются в медную массу, образующую гайку на коническом медном стержне длиной 1 фут или 1 фут 6 дюймов. Платиновое острие, установленное таким образом, может вызвать лишь настолько слабое гальваническое действие, что оно нисколько не влияет на долговечность аппарата. Некоторые люди ради дешевизны отказываются от этого платинового острия, но они ошибаются: экономия невелика, а результат дефектен. Автор возражает против молниеотводов из полосового железа, поскольку их соединения всегда дефектны, а если сечение проводника слишком мало, они могут нагреться настолько, что подожгут древесный уголь, в котором закопан нижний конец.(!) Однако автор предпочитает трос, но не уточняет, железный или медный, и прокладывает в середине пеньковую прядь, чтобы сделать его более гибким.
«Достигнув земли, молниеотвод не должен находиться в непосредственном контакте с почвой, так как влага будет медленно разрушать его; мы избегаем этого (?), пропуская его через желоб, наполненный коксом. Опыт показал, что железо, закопанное таким образом в кокс, не претерпевает никаких изменений даже в течение тридцати лет... Дробленый кокс лучше древесного угля из-за большого количества воды, которую он поглощает».
Затем автор говорит, что после прохождения через этот желоб молниеотвод должен быть продолжен в колодец или в очень влажную почву и должен заканчиваться разрядником, похожим на вилку с множеством зубцов.
Он рекомендует, чтобы все железные части были оцинкованы.
Хотя заключительный абзац, исходящий от производителя, звучит скорее как самореклама, он, несомненно, содержит важные истины. М. Жарриан говорит:—
«Я не могу не посоветовать при установке молниеотводов привлекать тех специалистов, чьи исследования и постоянная практика позволяют им гарантировать безупречную работу. Необходимо также, чтобы каждый рабочий помнил, что, устанавливая молниеотвод, он держит в своих руках человеческие жизни, что он должен быть добросовестно заинтересован в совершенстве своей работы и, наконец, что он должен чувствовать, что это миссия, которую он выполняет, а не просто торговое дело, которым он занимается».
ОТЧЕТ о МОЛНИЕОТВОДАХ ЗАВОДА БОЕПРИПАСОВ ДЛЯ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ в ДАМ-ДАМЕ, КАЛЬКУТТА. Автор: В. П. Джонстон. Правительственная телеграфная типография. 1878. 4-я доля листа.
(Abstracted by W. H. Preece, C.E.)
Это интересный отчет о тщательной инспекции и электрических испытаниях, проведенных квалифицированным электриком, молниеотводов на этом объекте. Несмотря на то, что здания были очень тщательно защищены хорошо организованными и адекватными медными стержнями, медными лентами, железными стержнями и железными трубами, заканчивающимися остриями, было обнаружено, что острия были покрыты либо ржавчиной, либо краской, а заземляющие соединения были настолько плохими, что здания были небезопасны, хотя не было никаких трудностей с получением хорошего заземления в любой части завода.
АТМОСФЕРНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Автор: Дэвид Брукс. Филадельфия. 1878. 8-я доля листа.
(Abstracted by W. H. Preece, C.E.)
Брошюра выдающегося американского инженера-телеграфиста, излагающая его взгляд на величину и происхождение атмосферного электричества, которое он приписывает главным образом трению воздуха о лед в полярных регионах, и которое циркулирует на юг в верхних слоях воздуха и на север в земной коре. Отсюда также полярные сияния, которым всегда предшествуют сильные ветры и которые наиболее часты, когда земля покрыта снегом.
Грозовые облака обычно находятся на высоте около 2 миль и имеют толщину от 13 до 23 миль. Молнии гораздо реже встречаются в горных странах, чем на равнинах. Медные молниеотводы часто применяются на железных судах и железных зданиях, но абсурдно, так как в таких случаях они излишни.
Автор выступает за огромные заземляющие пластины там, где нет газовых и водопроводных труб, которые он называет лучшими молниеотводами из когда-либо установленных, потому что они находятся в идеальном электрическом соединении с землей. Железнодорожное полотно является отличным заземлителем. Он никогда не знал об авариях там, где использовались надлежащие молниеотводы, тогда как знал о многих авариях из-за несовершенных и неправильно сконструированных молниеотводов, даже самых последних и одобренных патентов.
КАТАЛОГ господ А. Коллен и сыновья, статья МОЛНИЕОТВОДЫ. Париж. 4-я доля листа.
(Abstracted by Prof. T. Hayter Lewis, F.S.A.)
Авторы заявляют, что Муниципальная комиссия рекомендовала, в исключение всех других острий, медные диаметром около ¾ дюйма, заканчивающиеся конусом в 30°.
Что касается защищаемой площади, господа Коллен ссылаются на отчеты Академии 1823 и 1854 годов, допуская в качестве предела защищаемой площади окружность, радиус которой равен удвоенной высоте приемника молниеотвода для зданий с небольшой высотой, и просто высоте для башен и т. д., но это правило плохо определено.