BLIKSEMBEVEILIGING: DIRECTE BLIKSEMINSLAG
Algemene principes van bliksembeveiliging: bliksemafleiders en gaaskooien

Eén ding is zeker:

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

Twee bliksembeveiligingsstrategieën:

- Maak het pad tussen het object dat tegen bliksem moet worden beschermd en de aarde zo impedant mogelijk.

In dit geval is de strategie om te isoleren tegen bliksem,

- of de blikseminslag naar de aarde vergemakkelijken via een pad met zeer lage impedantie dat echter voorbij het object gaat dat tegen bliksem moet worden beschermd.

Dit is een bliksemstrategie.

BESCHERMING TEGEN DIRECTE BLIKSEMINSLAG

Directe blikseminslag en bliksemisolatie

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

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

-Het is ook mogelijk om alleen isolerende materialen te gebruiken voor de hele constructie, zoals hout, in het geval van een chalet.

 Grenzen :

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

Oplossing: - Elektrische veldmeting (veldmolen)

>>> als vooraf gedefinieerde drempel bereikt

>>> openen van elektrische circuits

>>> start generatorset

- Beschikbaarheid van materialen en esthetica die passen bij verschillende regio's.

- Is de verkregen isolatie voldoende om een blikseminslag te weerstaan? Zo ja, is het na verloop van tijd altijd hetzelfde?

Directe blikseminslag en bliksemstroombeveiliging

Het doel hier is om de doorgang van de bliksemstroom te bevorderen langs een pad dat de stroom afleidt van het gebouw dat beschermd moet worden tegen bliksem.

Bliksemafleider

Een bliksemafleider is een apparaat dat niet wordt gebruikt om bliksem af te weren. bliksem maar eerder om bliksem  de aanwezigheid ervan verhoogt het risico op het zien van de bliksem op de plek die het moet beschermen.

Principe van bliksembeveiliging :

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

Om de bliksemstroom te helpen opvangen, is het bovenste uiteinde van de staaf ofwel taps toelopend of voorzien van impuls- of vonksystemen.

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

Iedereen weet dat een virtueel kegelvormig volume, bekend als een omhulsel, bliksembeveiliging biedt voor alles wat het omhult. De hoogte van deze bescherming wordt bepaald door de afstand tussen de grond en het uiteinde van de bliksemafleider. In het geval van een enkele staaf zou de basis een cirkelvormig oppervlak bedekken waarvan de straal gelijk is aan de hoogte. Andere punten zouden een nog grotere gronddekking geven. Vergelijkingen tussen de verschillende bliksemafleidertechnieken zijn niet gemakkelijk voor te stellen, want zelfs in zeer blootgestelde landen is de kans dat een blikseminslag op een bliksemafleider valt veel te klein (ongeveer 1%) om vergelijkende studies uit te voeren.

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

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

 Kooi van Faraday

Een kooi van Faraday is een volume bestaande uit metalen wanden waarin je beschermd bent tegen de directe effecten van een ontlading (bliksem bijvoorbeeld). Het zou ondenkbaar zijn om, om een goede bescherming te krijgen bliksemDe kooi van Faraday is een gebouw binnen een volledig gesloten metalen omhulsel. Als we echter het elektromagnetische model toepassen op de kooi van Faraday, zien we dat het omhulsel niet volledig hoeft te zijn om de bliksemstroom op te vangen en af te voeren naar de aarde. Het omringen van het gebouw met geleiders, bij voorkeur platte geleiders, om de 10 meter, biedt bescherming. bliksem van het gebouw voor alle blikseminslagen groter dan 3 kA, wat meer dan genoeg is om volledige bescherming tegen bliksem te bieden. bliksem.

Dit systeem, met zijn vele geleiders naar aarde, helpt om stromen te verspreiden en vermindert zo het risico van een potentiaalstijging die gepaard gaat met stromen op één punt.

Het principe van de gaaskooi wordt ook gebruikt om installaties buiten gebouwen te beschermen tegen blikseminslag . Deze staan bekend als bewakingskabels. Dit zijn kabels die in de lucht gespannen zijn, ondersteund worden door palen die 10 tot 15 m uit elkaar staan en verbonden zijn met een vermaasd aardnetwerk.

Bescherming tegen blikseminslag, de Ariane-raket, de zonneoven bij Font Romeu en HV-lijnen op pylonen van EDF zijn allemaal gerealiseerd.

 Een goedgeïnstalleerdaardingssysteem :

Dit is de belangrijkste voorzorgsmaatregel bij het gebruik van de stroomstrategie voor beveiliging . Bliksemafleiders of gaaskooistrips moeten zo verticaal en recht mogelijk zijn. Zorg ervoor dat u voldoet aan de buigradii, de doorsneden van de afleiders en andere installatieregels die zijn gedefinieerd door de normen. In gebouwen met een metalen structuur is het noodzakelijk om een verbinding te maken tussen de verschillende aardvlakken van de verdiepingen en de neergaande geleiders van de bliksemafleiders of gaaskooien om potentiaalverschillen (PDD) tussen elke verdieping en het aardingspunt te vermijden.

Zonder deze verbinding 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 in het bliksembeveiligingssysteem.

Zonder rechtstreekse verbinding van de plattegrond met de neergaande geleiders is deze DDP aanwezig tussen de vloer en de neergaande geleider die 20 of 30 cm verder buiten het gebouw loopt. Het risico op doorslag is dus aanzienlijk.