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EIN Blitzableiter oder Donner (der) ist eine Anlage, die dazu dient, Schäden durch Blitzeinschläge zu verhindern, indem die Energie des Blitz zur Erde leiten.
Erfindung
Der Blitzableiter wurde erfunden von Benjamin Franklin nach einem an 15. Juni1752 durchgeführtes Experiment mit a Drachen und nasses Drachenseil während eines Gewitter.
In den Niederlanden wurde 1778 der erste Blitzableiter auf einem Schloss bei Velp installiert. 1782 wurde einer von gepostet Cornelis Krayenhoff auf dem turm der Grote oder Martinikerk von Doesburg.
Aufbau und Betrieb
Ein Blitzableiter befindet sich meist am höchsten Punkt eines Gebäudes und sorgt im Falle eines Blitzeinschlags für die fließen von mehreren tausend Ampere großes niedrige Impedanz Weg nach unten (Erdung). Auf diese Weise wird verhindert, dass der große Strom einen anderen Weg mit mehr Widerstand sucht, wodurch so viel Energie frei wird, dass Feuer oder andere Schäden auftreten.
Aufgrund der niedrigen Induktivität und tief Widerstand des Blitzableiters wird versucht zu viel zu verhindern elektrische Spannung baut darauf auf Dach. Der Blitzableiter wird auf das Dach spitz, um mit Hilfe eines lokal durch den spitzen Sporn angehobenen Blitzes den Blitz anzuziehen elektrisches Feld. Der Rest des Blitzableiters ist dick genug, um den großen Strom zu tragen. Scharfe Biegungen werden vermieden, um zu verhindern, dass der Strom in einer Biegung aufgrund eines erhöhten Feldes vom Kupferdraht auf etwas anderes überspringt.
Bemerkenswert ist der sekundäre Blitzschaden. Der große Strom aus dem Blitzeinschlag kann in einzelnen im Haus vorhandenen Drahtschleifen ausreichend Strom und Spannung erzeugen, um dennoch Schäden zu verursachen.
Biene Strommasten stromführende Leiter sind durch einen oder mehrere geschützt Erdungskabel die den Blitz einfangen und über die Masten zur Erde tragen müssen. Dadurch entsteht manchmal ein Kurzschluss, denn die großen Blitzströme verursachen hohe Spannungen an den Hochspannungsmasten. Dadurch kommt es zu einem Überschlag über die Isolatoren der stromführenden Stromkreise, was insbesondere dann problematisch ist, wenn mehrere Stromkreise am Mast gleichzeitig betroffen sind.
Klassifizierung der Blitzschutzklasse
In den Niederlanden wird eine Klasseneinteilung in Anlehnung an NEN-EN-IEC62305 verwendet, wobei durch die Nummerierung eine absteigende höhere Schutzklasse angegeben wird Die Eigenschaften eines LPS werden durch die Eigenschaften des zu schützenden Objekts bestimmt und durch die Blitzschutzstufe (LPL) angenommen Es wurden vier Blitzschutzklassen (I bis IV) entsprechend der Blitzschutzstufen definiert.
LPL I ist daher die höchste Sicherheitsstufe in den Niederlanden. PASST AUF! Die Klassifizierung nach der alten Norm (NEN 1014) ist völlig anders.
- Klasse LPL I
Der Blitzschutz der Klasse LPL I ist die fortschrittlichste Form des Blitzschutzes. Dächer werden wie folgt gesichert:
- normale Dachkonstruktion: Dachnetz mit Maschen von maximal 5 × 5 m
- Fallrohre alle 10 m;
- Schrägdächer: Unterstände basierend auf einem maximalen Schutzwinkel von 20°.
Die Schutzart hängt im Wesentlichen vom Abstand ab, der zwischen metallischen Objektteilen und der äußeren Blitzschutzanlage eingehalten wird. Die für diese Klasse zu verwendende Sicherheitsstufe ist 0,99.
- Klasse LPL II
Der Blitzschutz der Klasse LPL II stellt die traditionelle Form des Blitzschutzes dar. Dächer werden wie folgt geschützt:
- normale Dachkonstruktion: Dachnetz mit Maschen von maximal 10 × 10 m;
- Schrägdächer: Auffangvorrichtung bezogen auf einen maximalen Schutzwinkel von 30°.
- Fallrohre alle 10 m.
Die für diese Klasse zu verwendende Sicherheitsstufe ist 0,97 - 0,98.
- Klasse LPL III
Der Blitzschutz der Klasse LPL III stellt die verbesserte traditionelle Form des Blitzschutzes dar. Dächer werden wie folgt geschützt:
- normale Dachkonstruktion: Dachnetz mit Maschen von maximal 15 × 15 m;
- Schrägdächer: Auffangvorrichtung bezogen auf einen Schutzwinkel von maximal 45°
- Fallrohre alle 15 m.
- Der Grad der Sicherheit hängt von folgenden Aspekten ab:
Die für diese Klasse zu verwendende Sicherheitsstufe ist 0,97 - 0,91.
- Klasse LPL IV
Die Blitzschutzklasse LPL IV stellt die am wenigsten fortgeschrittene Form des Blitzschutzes dar. Dächer werden wie folgt geschützt:
- normale Dachkonstruktion: Dachnetz mit Maschen von 20 × 20 m
- Fallrohre alle 20 m;
- Schrägdächer: Unterstände basierend auf einem maximalen Schutzwinkel von 60°.
Die für diese Klasse zu verwendende Sicherheitsstufe ist 0,84 - 0,97.
- Außerdem für alle Klassen
Metallische Feststoffe auf dem Dach, die nicht durch Fangstangen gesichert sind, benötigen keinen zusätzlichen Schutz, wenn die Abmessungen folgende Werte nicht überschreiten:
- Höhe über Dachhöhe 0,3 m
- Gesamtfläche des Überbaus 1,0 m²
- Körperlänge 2,0 m
Nichtleitende feste Teile auf dem Dach, die sich nicht innerhalb des durch die Sammelstangen geschaffenen Schutzbereichs befinden und die nicht mehr als 0,5 m über die von der Sammelvorrichtung gebildete Fläche hinausragen, brauchen nicht zusätzlich durch Sammelrohre geschützt zu werden.
Spannungsaufbau
Der Gesamtspannungsaufbau über dem Blitzableiter wird hauptsächlich durch die Induktivität und die Stromsteilheit bestimmt:
- ,
in welchem
- die Induktivität Spannung in Volt ist
- die Änderung des Stroms pro Zeiteinheit (Steigungsgeschwindigkeit) in Ampere pro zweite ist
- , der Proportionalitätsfaktor, der Koeffizient von Induktivität im Henry (= Vs/A), für die näherungsweise gilt: (im Henry), mit die Länge des Drahtes (in Metern}.
Bei einem 10 Meter hohen Haus und einer Stromanstiegsrate von 2000 Ampere pro Mikrosekunde würde das einer Spannung von 20 Kilovolt entsprechen.
Literatur
- Jan Wim Buisman: Gewitter. Eine kleine Kulturgeschichte 1752-1830. Vantilt, Nimwegen 2019.
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