Aktívny bleskozvod

Aktívne bleskozvody patria medzi najnovšie ochrany objektov pred účinkami atmosférických prepätí. Ich výstavba sa realizuje v zmysle STN 34 1390- 1: 6/ 1998.

Existujú dve koncepcie bleskozvodov založené na: predstihu aktivácie, priťahovaní blesku.

Pre pochopenie princípu činnosti aktívneho bleskozvodu je potrebné objasniť javy, ktoré prebiehajú po bleskovom výboji medzi mrakom a zachytávačom bleskozvodu. V čase vzniku búrkového mraku narastá elektrostatické pole v dolných vrstvách atmosféry z priemernej hodnoty 100 V/m na hodnotu presahujúcu 10 kV/m. Dochádza k prekročeniu prieraznej pevnosti vzduchu a ku vzniku koronárneho efektu, prevažne v okolí kovových predmetov. Keď sa stretnú dve masy vzduchu s rozličnou teplotou a obsahom vlhkosti, vytvoria sa podmienky na vznik búrky. Silné vzostupné prúdenie vzduchu presúva vlhkosť, kúsky ľadu a kvapky vody do hornej časti mraku. V mrakoch vznikajú kladne a záporne nabité častice. Keď sa elektrické náboje oddelia a nazhromaždia v rôznych častiach mraku, potenciálny rozdiel vyvolá elektrické výboje a nastane búrka. Benjamin Franklin dokázal elektrické vlastnosti mraku v roku 1752. Zem a mrak vytvárajú veľký nabitý kondenzátor. Vo väčšine prípadov sa záporný náboj sústreďuje v dolnej časti mraku a kladný náboj sa indukuje pri zemi, približne pod mrakom. Akýkoľvek objekt v danom priestore mení tvar siločiar a elektrické pole mení svoju intenzitu a smer. Veľkosť intenzity na najvyššom bode objektu je lokálne najdôležitejšia. Väčšie elektrické pole v blízkosti špicatých objektov zvyšuje tvorbu predvýboja vznikajúceho tesne pred bleskom. Ak blesk zasiahne zem, záporný náboj v spodnej časti mraku sa premiestni ku kladnému náboju pri zemi po kľukatej dráhe. Tieto náboje tvoria kanál nazývaný skokový stopovač, Jeho cesta k zemi trvá 1/100 s a jeho rýchlosť je asi 200 km/h). Elektrické pole na zemi sa rýchlo zosilňuje so vznikom zostupného stopovača. Zostupné predvýboje sa tvoria na najvyšších častiach pozemských objektov (aj na nekovových). Keď sa zostupný stopovač priblíži na stovky metrov, okolité elektrické pole prekročí kritickú hranicu a vznikne jeden alebo aj viac vzostupných stopovačov. Jeden z nich sa stretne so zostupným a dochádza k výboju, medzi mrakom a zemou vzniká skrat. Ak sa oba stopovače spoja, dôjde k hlavnému výboju; krátky čas cirkuluje veľmi silný prúd medzi zemou a mrakom. Vzniká spätný zápal často sprevádzaný hrmením. Po prvom blesku zvyčajne nasledujú daľšie výboje v tom istom kanáli. Tento proces pokračuje až do vybitia mraku.

Väčšina výbojov sa odohrá vo vnútri mraku, spravidla ale každý štvrtý udrie do zeme, ten nazývame blesk. Negatívny náboj má 90% bleskov. Veľké búrky môžu vyvolať až 100 zábleskov za minútu.

Princíp predstihu aktivácie

Predchádzajúci opis naznačuje, že existujú javy signalizujúce príchod blesku. Sú to: výrazné zväčšenie elektrického poľa, predvýboj pri vyšších objektoch, vznik vzostupných stopovačov.

Úvaha, ktorá viedla k vývoju aktívnych bleskozvodov, je nasledovná: ak nejaké ochranné zariadenie vygeneruje vzostupný stopovač pred blízkym objektom, logicky musí byť najsilnejší pri vzniku ďalších vzostupných stopovačov. Jeho časový predstih je AT oproti klasickému bleskozvodu, ak zariadenie má predstih AT, stopovač, ktorý zariadenie generuje, prejde vzdialenosť D, ktorá je väčšia ako pri klasickom bleskozvode, a teda jeho dosah je tiež väčší. Preto zachytí blesk skôr.

Druhy aktívnych bleskozvodov

Nekonvenčné bleskozvody sa volajú aktívne alebo bleskozvody so včasnou aktiváciou. Existujú viaceré typy.

Podľa technológie výroby a činnosti sú známe štyri typy aktívnych bleskozvodov:

• rádioaktívne,
• s elektronickým spúšťaním,
• piezoelektrické,
• so špeciálnym profilom.