Труды Кольского научного центра РАН. №7, вып. 19. 2020 г.

Окончательная физическая картина формирования молниевых разрядов еще не составлена. Рассмотрим существующие на сегодняшний день основные представления. В пределах одной грозы есть восходящие и нисходящие потоки, а также множество осадков. Грозовые осадки в различных точках имеют тенденцию производить избыточный отрицательный заряд на высотах, где температура окружающего воздуха находится в пределах от -5 ...-1 5 °С. Положительный заряд накапливается как на больших, так и на малых высотах. Результатом является разделение заряда по пространству, которое создает сильное электрическое поле. Электрическое поле «тянет» заряд с поверхности земли вверх, в попытке стать заряженным нейтрально (обычно через высокие объекты). Когда заряды сближаются, электрическое поле усиливается. Когда напряженность поля достигает 30 кВ/см, заряд в форме тока начинает протекать через воздух [1,2]. Острые предметы значительно усиливают электрическое поле, образуя корону (иначе называемую огнями святого Эльма). Во время типичной грозы примерно две трети всех разрядов образуются внутри облака, из облака в облако или из облака в воздух. Остальные находятся между облаком и землей. Большинство из них происходит из отрицательно заряженных областей облака. Во время удара молнии токи до (и более) 200 кА проходят между облаком и объектом, где образовался канал молнии [3]. Лопасти ветряных турбин имеют острый аэродинамический профиль, что позволяет им работать эффективно, но также делает их чрезвычайно восприимчивыми к ударам молний. Производители ветроустановок стремятся сделать лопасти и турбины более надежными и способными противостоять таким природным явлениям, как молния. Эти конструкции обеспечивают «предпочтительные» пути для тока молнии. Проводящие сетки на внешней стороне лезвий, молниеприемники и нисходящие проводники помогают безопасно переносить большие токи в землю [4]. Все меры предосторожности требуют подробного планирования, включающего экранирование проводов, надлежащую прокладку проводов, заземление проводников, обеспечение параллельных путей тока и т. д. Продуманные конструкции обладают значительным преимуществом. Воздействие молнии не полностью сводится на нет, но ущерб от ее удара может быть снижен. В попытке уменьшить повреждение лопастей ВЭУ от молнии предусмотрели некоторые меры по заземлению, включающие в себя модификацию рецептора, наложение изолированного кабеля на нисходящий проводник для увеличения вероятности удара молнии по рецептору [3]. Также разрабатывают эффективную систему с использованием численного анализа электромагнитного поля в конструкции заземления. Кроме того, была предложена система автоматического определения, которая точно обнаруживает удары молнии, определяет уровень повреждения от удара и сообщает, нужно ли ремонтировать турбину, способна ли она продолжать работу. Ведутся исследования по обнаружению приближения грозовых облаков, определению вероятности удара в ВЭУ. Предусматривают также наличие 33