BLITZSCHUTZ: DIREKTE BLITZEINSCHLÄGE
Allgemeine Prinzipien des Blitzschutzes: Blitzableiter und Maschennetze

Eine Gewissheit:

Ein Schock von Blitz geht immer zur Erde und nimmt den Weg der geringsten Impedanz.

Zwei Strategien im Blitzschutz:

- oder die Strecke zwischen dem vor Blitzschlag zu schützenden Objekt und der Erde so impedanzstark wie möglich machen.

In diesem Fall wird eine Isolationsstrategie gegen Blitzeinschlag verfolgt,

- oder den Übergang des Blitzstoßes zur Erde durch einen Weg erleichtern, der sehr niederohmig ist, aber um das vor Blitzschlag zu schützende Objekt herumführt.

Man begibt sich dann in eine Strategie zur Ableitung von Blitzen.

SCHUTZ VOR DIREKTEM BLITZSCHLAG

Direkter Blitzschlag und Isolation gegen Blitzschlag

Problem: Welche Möglichkeiten gibt es, ein Gebäude gegen direkte Blitzeinschläge zu schützen, indem man nur die Isolationsstrategie anwendet?

-Das Gebäude vom Boden isolieren: Die Idee ist nicht offensichtlich, und doch gibt es Häuser auf Stelzen. Die Materialien, die verwendet werden, um den Gebäudekörper vom Boden zu trennen, müssen isolierend sein.

-Es ist auch denkbar, dass für die gesamte Konstruktion nur isolierende Materialien verwendet werden, z. B. Holz, dann handelt es sich um ein Chalet.

 Grenzen:

- Erdung durch Netzwerke (Strom, Telefon, etc.).

Lösung: - Messung des elektrischen Feldes (Feldmühle)

>>> wenn vordefinierter Schwellenwert erreicht

>>> Öffnung der Stromkreise

>>> Start des Stromerzeugers

- Verfügbarkeit von Materialien sowie Ästhetik je nach Region.

- Ist die erreichte Isolierung angesichts eines Blitzeinschlags ausreichend? Wenn ja, ist sie im Laufe der Zeit immer gleich?

Direkter Blitzschlag und Blitzschutz durch Ablauf

Hier geht es darum, den Durchgang des Stroms von Blitz durch einen Weg zu begünstigen, der ihn von dem Gebäude abführt, das vor Blitz geschützt werden soll.

Blitzableiter

Ein Blitzableiter ist ein Gerät, das nicht dazu dient, die Sonne fernzuhalten. Blitzschlag sondern im Gegenteil die Blitzschlag  : Seine Anwesenheit erhöht das Risiko, dass die Blitzschlag über den Ort, den er schützen soll.

Prinzip des Blitzschutzes durch Blitzableiter :

eine leitende Struktur (Metallstange), die über einen niederohmigen Leiter mit dem Boden verbunden ist, vertikal auf oder in der Nähe des Gebäudes, für das der Blitzschutz bestimmt ist, anbringen, um den Blitz auf eine ausgewählte Stelle und nicht irgendwo in der Anlage fallen zu lassen.

Um das Einfangen des Stroms von Blitz zu begünstigen, ist das obere Ende des Stabs entweder verjüngt oder mit Impuls- oder Funkensystemen ausgestattet.

Die Wirksamkeit dieser Blitzschutzsysteme beruht auf dem Vorhandensein eines Funkens oder Impulses genau in dem Moment, in dem sich der Abwärtsblitz in der Nähe des Blitzableiters befindet.

Es ist allgemein bekannt, dass ein virtuelles kegelförmiges Volumen, das sogenannte Dach, den Blitzschutz alles, was es umgibt, gewährleistet. Die Höhe dieses Schutzes wird durch den Abstand zwischen dem Boden und der Spitze des Blitzableiters bestimmt. Die Basis der Spitze würde bei einem einfachen Stab eine kreisförmige Fläche abdecken, deren Radius gleich der Höhe ist. Die anderen Spitzen würden eine noch größere Bodenabdeckung bieten. Ein Vergleich zwischen den verschiedenen Blitzableitertechniken ist nicht leicht vorstellbar, da selbst in stark gefährdeten Ländern die Wahrscheinlichkeit, dass ein Blitzin einen Blitzableiter einschlägt, viel zu gering ist (ca. 1 %), als dass vergleichende Studien durchgeführt werden könnten.

Nach dem heute allgemein anerkannten elektromagnetischen Modell würde die Realität des Blitzschutzes durch einen Blitzableiter ziemlich anders aussehen. Die Schutzzone gegenüber dem Blitz wird nämlich durch eine Blitzeinfangkugel bestimmt, deren Mittelpunkt das Ende des Tracers ist und deren Radius näherungsweise durch die Formel R = 5 x I 2/3 definiert wird. Ein Schlag von Blitz mittel, 40 kA wird also von jedem leitenden Element aufgefangen, das sich etwa 35 m vom Ende des Plotters entfernt befindet. Dieses Modell zeigt, dass der Abdeckungsbereich (Schutz) weder von der Art des Blitzableiters noch von der Höhe, in der der Blitzableiter angebracht ist, abhängt, sondern nur von der Intensität des Blitzschlages.

Je größer der Schlag von Blitz ist, desto größer ist die vor Blitz geschützte Zone.

 Faradays Käfig

Ein Faradayscher Käfig ist ein Raum aus Metallwänden, in dem man vor den direkten Auswirkungen einer Entladung (z. B. eines Blitzes) geschützt ist. Es ist nicht vorstellbar, dass man, um einen Bajonettverschluss zu erreichen, Folgendes anbringt BlitzschlagDer Farayaysche Käfig ist ein Gebäude innerhalb einer vollständig geschlossenen Metallhülle. Wenn man das elektromagnetische Modell auf den Faradayschen Käfig anwendet, stellt man fest, dass die Hülle nicht vollständig sein muss, um den Entladungsstrom des Blitzes aufzufangen und in die Erde abzuleiten. Die Umreifung des Gebäudes mit vorzugsweise flachen Leitern in Abständen von 10 m bietet Schutz. Blitzschlag des Gebäudes für alle Blitzeinschläge über 3 kA, was für einen vollständigen Schutz vor der Blitzschlag.

Diese Vorrichtung fördert durch die Vielzahl von Erdungspunkten die Verteilung der Ströme und verringert so die Gefahr eines Potentialanstiegs, die mit dem Fluss an einem einzigen Punkt verbunden ist.

Das Prinzip des Maschenkäfigs wird auch für den Blitzschutz von Anlagen außerhalb von Gebäuden verwendet. In diesem Fall spricht man von Fangseilen. Es handelt sich um in die Luft gespannte Kabel, die von Pfosten im Abstand von 10 bis 15 m gestützt werden und mit einem vermaschten Erdungsnetz verbunden sind.

Die Ariane-Rakete, der Solarofen in Font Romeu und die Hochspannungsleitungen auf den EDF-Masten wurden so vor Blitzschlag geschützt.

 Ein korrektes Erdungsnetzwerk realisiert :

Dies ist die wichtigste Vorsichtsmaßnahme, die man beachten muss, wenn man zum Schutz vorBlitzen die Strategie des Abfließens anwendet. Die Ableitungen von Blitzableitern oder die Bänder von Maschendrahtkörben sollten so senkrecht und gerade wie möglich verlaufen. Es ist darauf zu achten, dass die in den Normen festgelegten Biegeradien, Querschnitte der Ableitungen und andere Installationsregeln eingehalten werden. In Gebäuden mit Metallstruktur ist es notwendig, eine Verbindung zwischen den verschiedenen Grundrissen der Stockwerke und den Fallrohren der Blitzableiter oder Maschennetze herzustellen, um Potenzialunterschiede (DDP) zwischen jedem Boden und dem Erdungspunkt zu vermeiden.

Ohne diese Verbindung würde die PDD in 10 m Höhe bei einem Stoß von 100 kA ungefähr folgendes erreichen: ΔU = Lω x di / dt ΔU =10 x 10-6 x 100 x103 / 10-6 ΔU = 1000 kV Dieses Ergebnis ist durch die Anzahl der Erdungsabgänge desBlitzschutzes zu dividieren.

Ohne direkte Verbindung des Grundrisses des Stockwerks mit den Fallrohren befindet sich dieses PDD zwischen dem Boden und demBlitzschutzfallrohr , das 20 oder 30 cm weiter außerhalb des Gebäudes verläuft. Die Gefahr eines Durchschlags ist dann groß.