BLIKSEMBEVEILIGING: DIRECTE BLIKSEMINSLAG
Herinnering aan de algemene beginselen van bliksembeveiliging: bliksemafleiders en gaaswerkkooien

Eén ding is zeker:

Een schok van gaataltijd naar de aarde en neemt de weg van de minste impedantie.

Twee strategieën in bliksembeveiliging:

- ofwel de weg tussen het voorwerp dat tegen bliksem moet worden beschermd en de aarde zo impedant mogelijk maken.

Dit is een strategie van afzondering van de bliksem,

- of de blikseminslag naar de aarde te leiden via een weg met een zeer lage impedantie, die echter om het tegen blikseminslag te beschermen object heenloopt.

Dit is een bliksemstroom strategie.

BESCHERMING TEGEN DIRECTE BLIKSEMINSLAG

Directe blikseminslag en bliksemisolatie

Probleemstelling: Wat zijn de bestaande middelen om gebouwen tegen directe blikseminslag te beschermen met alleen de zogenaamde isolatiestrategie?

Het gebouw isoleren van de grond: dit is geen voor de hand liggend idee, maar toch bestaan er huizen op palen. De materialen die worden gebruikt om de romp van het gebouw van de grond te scheiden, moeten isolerend zijn.

Het is ook mogelijk om voor de hele constructie alleen isolerende materialen te gebruiken, bijvoorbeeld hout, in dat geval heeft u een chalet.

 Beperkingen:

- Aarding door netwerken (elektrisch, telefoon, enz.).

Oplossing: - Meting elektrisch veld (veldmolen)

indien voorgedefinieerde drempel bereikt

>>> het openen van elektrische circuits

start generator set

- Beschikbaarheid van materialen en esthetiek afhankelijk van de regio.

- Is de verkregen isolatie voldoende tegen een blikseminslag? Zo ja, is dat altijd hetzelfde in de loop van de tijd?

Directe blikseminslag en bescherming tegen blikseminslag

Het doel is de doorgang van de bliksemstroom te bevorderen via een weg die deze wegleidt van het gebouw dat tegen bliksem moet worden beschermd.

Bliksemafleider

Een bliksemafleider is een apparaat dat niet wordt gebruikt om de bliksem maar eerder om de bliksem  de aanwezigheid ervan verhoogt het risico van de bliksem op het terrein dat het moet beschermen.

Principe van bliksembeveiliging door bliksemafleider :

verticaal, op of nabij het gebouw waarvoor de bliksembeveiliging is bestemd, een geleidende structuur (metalen staaf) plaatsen die met de grond is verbonden door een geleider met lage impedantie, zodat de bliksem op een geselecteerde plaats valt en niet overal op de installatie.

Om de stroom van bliksem te helpen opvangen, is het bovenste uiteinde van de staaf ofwel taps toelopend of uitgerust met een puls- of vonksysteem.

De doeltreffendheid van deze bliksembeveiligingssystemen hangt af van de aanwezigheid van een vonk of een puls juist op het moment dat de neergaande bliksemafleider zich in de nabijheid van de bliksemafleider bevindt.

Iedereen denkt dat een virtueel kegelvormig volume, een afdekking genaamd, de bliksembeveiliging waarborgt van alles wat het omvat. De hoogte van deze bescherming zou worden bepaald door de afstand tussen de grond en het uiteinde van de bliksemafleider. De basis zou, in het geval van een enkele staaf, een cirkelvormig gebied bestrijken waarvan de straal gelijk is aan de hoogte. Andere tips zouden voor een nog grotere gronddekking zorgen. Een vergelijking tussen de verschillende bliksemafleidertechnieken is niet gemakkelijk denkbaar, omdat zelfs in zeer blootgestelde landen de kans dat een blikseminslag op een bliksemafleider valt, veel te klein is (ongeveer 1%) om vergelijkende studies te kunnen uitvoeren.

Volgens het elektromagnetische model, dat thans algemeen wordt erkend, zou de realiteit van de bliksembeveiliging door bliksemafleiders er heel anders uitzien. De beschermingszone tegen bliksem wordt in feite bepaald door een bol van bliksemvangst waarvan het centrum het uiteinde van de tracer is en waarvan de straal bij benadering wordt gedefinieerd door de formule: R = 5 x I 2/3. Eenblikseminslag gemiddeld, 40 kA wordt dus opgevangen door een geleidend element dat zich op ongeveer 35 m van het uiteinde van de tracer bevindt. Dit model geeft aan dat het dekkingsgebied (bescherming) niet afhangt van de aard van de bliksemafleider, noch van de hoogte waarop de bliksemafleider is geplaatst, maar alleen van de intensiteit van de blikseminslag.

Hoe groter deblikseminslag , hoe groter het gebied dat beschermd is tegen bliksem .

 Kooi van Faraday

Een kooi van Faraday is een uit metalen wanden bestaand volume waarbinnen men beschermd is tegen de directe gevolgen van een ontlading (b.v. bliksem). Het is niet denkbaar om, om een goede bescherming te verkrijgen bliksemDe bliksemontladingsstroom is het resultaat van een blikseminslag, een gebouw binnen een volledig afgesloten metalen omhulsel. Bij toepassing van het elektromagnetische model op de kooi van Faraday blijkt echter dat de omhulling niet volledig behoeft te zijn om de bliksemontladingsstroom op te vangen en vervolgens naar de aarde te leiden. Het omringen van het gebouw met geleiders, bij voorkeur vlak, met een tussenafstand van 10 m, biedt bescherming bliksem van het gebouw voor alle blikseminslagen boven 3 kA, wat duidelijk voldoende is voor volledige bescherming tegen bliksem.

Dit apparaat, met zijn meervoudige neergaande geleiders, bevordert de verdeling van de stromen en vermindert zo de risico's van een potentiaalstijging in verband met de stroom op één punt.

Het gaaskooi-principe wordt ook gebruikt voor bliksembeveiliging van installaties buiten gebouwen. Deze worden bewakingskabels genoemd. Dit zijn kabels die in de lucht worden gespannen, ondersteund door palen die 10 tot 15 m uit elkaar staan en verbonden zijn met een vermaasd aardnetwerk.

De Ariane-raket, de zonneoven in Font Romeu en de H.T.-lijnen op de EDF-masten zijn op die manier beschermd tegen blikseminslag.

 Een goedontworpenaardingsnet :

De belangrijkste voorzorgsmaatregel die in acht moet worden genomen bij het gebruik van de stroomstrategie voor bescherming is de volgende. Bliksemafleiders of gaaskooistrips moeten zo verticaal en recht mogelijk zijn. Er moet op worden gelet dat de buigradii, de doorsnede van de geleider naar beneden en andere installatievoorschriften die in de normen zijn vastgelegd, in acht worden genomen. In gebouwen met een metalen structuur moet een verbinding tot stand worden gebracht tussen de verschillende grondvlakken van de verdiepingen en de neergaande geleiders van de bliksemafleiders of gaaskooien, om potentiaalverschillen (DDP) tussen elke verdieping en de aardverbinding te voorkomen.

Zonder deze aansluiting zou de DDP op een hoogte van 10 m voor een schok van 100 kA ongeveer zijn: ΔU = Lω x di / dt ΔU =10 x 10-6 x 100 x103 / 10-6 ΔU = 1000 kV Dit resultaat moet worden gedeeld door het aantal neergaande geleiders van de bliksembeveiliging.

Zonder rechtstreekse verbinding van de plattegrond met de benedengeleiders is deze PDD aanwezig tussen de vloer en debenedengeleider die 20 of 30 cm verder buiten het gebouw loopt. Het risico van pech is dan belangrijk.