Решён
Как реализован молниеотвод в поездах?

Дмитрий Волков Физика
11.4k
6

Ехал сегодня в электричке, за окном гроза, молнии прямо рядом лупят. Задумался: а как вообще поезда защищены от попадания молнии? Провода контактной сети идут над составом, сам состав металлический, рельсы заземлены. Молния же должна бить в самую высокую точку?

Конкретно интересует:

  • Что происходит если молния попадает в контактный провод или в крышу вагона?
  • Есть ли специальные молниеотводы на локомотивах?
  • Чувствуют ли пассажиры удар молнии в поезд?
Решение
83
Участник • 2 ответа

Коротко: поезд сам по себе гигантский молниеотвод, пассажирам ничего не угрожает.

Теперь подробнее.

Контактная сеть и грозозащита

Над контактной сетью на опорах натянут так называемый грозозащитный трос (он же молниезащитный трос). Это заземленный стальной провод, который принимает на себя прямой удар молнии и отводит ток через опору в землю. На участках с напряжением 25 кВ переменного тока такие тросы обязательны по регламенту. На участках 3 кВ постоянного тока их ставят реже, потому что высота опор ниже и вероятность прямого попадания меньше.

Помимо троса на подстанциях и в ключевых точках сети стоят разрядники и ограничители перенапряжения (ОПН). Они срабатывают при скачке напряжения от грозового импульса и сбрасывают энергию в контур заземления.

Сам подвижной состав

На крыше электровоза или электропоезда установлены токоприемники (пантографы), которые контактируют с проводом. Если молния бьет в провод рядом с составом, импульс приходит через токоприемник в силовую цепь локомотива. Там его встречают собственные разрядники и ОПН, которые шунтируют импульс на корпус и далее через колесные пары в рельсы, а рельсы заземлены.

Если молния бьет прямо в крышу вагона, ток идет по металлическому корпусу (обшивке) и опять же через колеса уходит в рельс. Пассажиры внутри вагона находятся в так называемой клетке Фарадея, образованной металлическим кузовом. Ток течет по поверхности проводника и внутрь не проникает.

Ощущают ли пассажиры?

Может быть яркая вспышка и громкий хлопок. Иногда кратковременно моргает свет, потому что защитная автоматика на подстанции отключает участок и через секунды включает обратно (автоматическое повторное включение, АПВ). Физически ток через тело пассажира не проходит.

56
Участник • 1 ответ

Работал на железке 12 лет, из них 5 в СЦБ. Видел последствия прямого попадания молнии в электровоз ВЛ80 раза три.

Самое заметное, что происходит: срабатывает защита на тяговой подстанции, участок обесточивается, через пару секунд АПВ все включает обратно. Машинист видит, как у него стрелки приборов дергаются, и кратковременно пропадает тяга. Пассажиры в лучшем случае замечают что свет моргнул.

Один раз видел как молния ударила в опору контактной сети прямо перед составом. Грозотрос принял удар, но разрядник на опоре разлетелся. Пришлось останавливать движение на час пока ремонтная бригада не поменяла. Состав при этом стоял в 200 метрах, пассажиры даже не поняли что случилось.

Единственная реальная опасность, не молния сама по себе, а то что она может повредить устройства СЦБ (сигнализацию, централизацию, блокировку). Тогда сигнал на семафоре может погаснуть и машинист вынужден ехать с пониженной скоростью по приказу диспетчера. Но к пассажирам это отношения не имеет.

20
Участник • 5 ответов

Принцип клетки Фарадея. Тот же принцип, по которому автомобиль безопасен в грозу. Ток течет по внешней поверхности проводника, внутри электрическое поле равно нулю. Поезд это замкнутый металлический контур, заземленный через рельсы.

10
Участник • 1 ответ

Забавно что люди боятся молнии в поезде, когда самое опасное место в грозу это открытое поле. Поезд буквально идеальное укрытие.

А вот в старых деревянных вагонах (да, такие ещо ходили в 90-х на пригородных маршрутах) теоретически было опаснее. Дерево не проводит ток, клетка Фарадея не замыкается. Но я не слышал ни одного случая чтобы кого то ударило.

3
Участник • 1 ответ

а я вот думаю что не все так безопасно как тут расписывают)) у нас в краснодаре была история, молния ударила в электричку и у людей телефоны перезагрузились, кто то писал что наушники заискрили даже. так что клетка фарадея клеткой, а электромагнитный импульс никто не отменял

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.