Zaloguj się
Wszystkie
25 sierpnia 2025
11
Uderzenie pioruna i jego skutki
Telewizory i komputery uszkodzone?
Choć nie jest to codzienny temat wiadomości, co jakiś czas w lokalnej prasie można trafić na sensacyjny artykuł o tym, że w jednej z dzielnic kilkadziesiąt telewizorów i komputerów zostało uszkodzonych w wyniku uderzenia pioruna.
Prawda czy mit?
Tak, to możliwe. Gdy piorun uderzy w infrastrukturę energetyczną lub bliskie jej okolice, w instalacji elektrycznej budynków mogą pojawić się bardzo silne, nagłe skoki napięcia. Choć takie impulsy trwają niezwykle krótko – co widać na poniższym wykresie – potrafią poważnie uszkodzić wrażliwe urządzenia elektroniczne. Ich amplituda może być na tyle wysoka, że przeskok iskry w powietrzu „zamknie” obwód na stykach otwartego wyłącznika sieciowego. W efekcie może dojść do sytuacji wręcz niewiarygodnej: komputer, który był wyłączony, po burzy przestaje działać.
LEMP
Zjawisko to w literaturze fachowej określa się skrótem LEMP – od angielskiego Lightning ElectroMagnetic Pulse, czyli „impuls elektromagnetyczny od wyładowania atmosferycznego”. Pod tym pojęciem kryją się wszelkie uszkodzenia spowodowane przez piorun – zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio.
Wyciągnąć wszystkie wtyczki z gniazdek?
Mimo że w prasie co jakiś czas pojawiają się ostrzeżenia, według których jedynym skutecznym sposobem ochrony przed skutkami uderzenia pioruna jest odłączenie od sieci wszystkich nieużywanych urządzeń, niewielu ludzi faktycznie to robi. Jest to kłopotliwe, a w dzisiejszych czasach wydaje się wręcz anachroniczne, by „bać się pioruna”. W praktyce trzeba więc szukać innych metod ograniczenia szkód spowodowanych wyładowaniami atmosferycznymi.
Czym jest piorun?
Piorun to wyładowanie elektryczne w atmosferze, które występuje wtedy, gdy między powierzchnią ziemi a chmurą burzową zgromadzi się znaczna różnica potencjałów. Proces ten jest niezwykle złożony i w tym artykule nie będziemy szczegółowo go omawiać. Warto jednak wiedzieć, jakie napięcia i prądy mu towarzyszą oraz jak długo trwa samo zjawisko. Napięcie w kanale piorunowym może osiągać od 20 do nawet 100 milionów woltów, a natężenie prądu – do 100 000 amperów. Temperatura w rdzeniu pioruna potrafi sięgnąć 30 000°C, czyli około sześciokrotnie więcej niż na powierzchni Słońca. Samo wyładowanie trwa jednak krótko – zazwyczaj w granicach 1 milisekundy.
Uszkodzenia spowodowane bezpośrednim uderzeniem pioruna
Z pewnością znasz podstawową zasadę, że moc jest równa iloczynowi napięcia i prądu. Skoro więc w miejscu uderzenia pioruna pojawia się jednocześnie ogromne napięcie i gigantyczny prąd, w ułamku sekundy rozpraszana jest tam niewyobrażalna ilość energii. Jasne jest, że trudno się przed tym skutecznie zabezpieczyć – nawet w budynku wyposażonym w instalację odgromową. Ilustruje to rysunek. Przykład pochodzi (wraz z kolejnymi ilustracjami) w zmodyfikowanej formie z broszury firmy Stagobel Electro – flamandzkiego przedsiębiorstwa specjalizującego się w ochronie przed skutkami wyładowań atmosferycznych.
Załóżmy, że rezystancja uziemienia w instalacji elektrycznej domu wynosi 1 Ω. Jeżeli piorun uderzy w zwód instalacji odgromowej na dachu, a prąd wyładowania osiągnie wartość 100 kA, to na tej rezystancji powstanie spadek napięcia aż 100 kV! Oznacza to, że wszystkie metalowe elementy w domu, które są połączone z uziemieniem, znajdą się chwilowo pod tym właśnie napięciem. W efekcie między obudową, na przykład stacjonarnego komputera, a przewodami sieci 230 V może na moment wystąpić różnica potencjałów rzędu 100 kV. Nietrudno zgadnąć, że żadne urządzenie nie jest w stanie przetrwać takiego zdarzenia.
Uszkodzenia spowodowane uderzeniem pioruna w pobliżu
Jak pokazuje poprzedni rysunek, może się zdarzyć, że w wyniku uderzenia pioruna w dom, ekstremalnie wysokie napięcie powstałe na uziemieniu „przeskoczy” przez iskrę na przewód fazowy i neutralny w instalacji elektrycznej. Oczywiście sieć energetyczna ma stosunkowo niską impedancję i pewną indukcyjność własną, które sprawią, że znaczna część tak krótkiego impulsu napięciowego zostanie pochłonięta. Mimo to, w rozdzielnicy w Twoim domu może pojawić się bardzo krótki impuls napięciowy o wartości sięgającej dziesiątek kilowoltów, jeśli piorun uderzy na przykład w budynek w Twoim sąsiedztwie. Pozostaje pytanie – czy Twoje urządzenia są w stanie coś takiego przetrwać?
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
