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Blitzschutzsystem

Anonim

Einführung

Ein Blitzeinschlag kann 100 Millionen Volt Ampere überschreiten. Jedes geerdete Objekt, das einen Pfad zur Erde bietet, sendet nach oben "positive Luftschlangen" oder Finger elektrischer Ladung. Diese erzeugen einen Kanal von Plasma-Luft für die großen Abwärtsströme eines Blitzeinschlags.

Die Hochspannungsströme eines Blitzeinschlags nehmen immer den Weg mit dem geringsten Widerstand gegen Erde. Ein Blitzschutzsystem (LPS) kann eine Struktur vor Schäden schützen, die durch Blitzeinschlag verursacht werden, indem sie einen niederohmigen Pfad zur Erde bereitstellt, damit der Blitz folgen und sich zerstreuen kann.

Ein LPS zieht keine Blitze an und kann keine Blitze zerstreuen. Es bietet lediglich Schutz vor Feuer und Bauschäden, indem verhindert wird, dass Blitze durch das Baumaterial selbst dringen.

Am stärksten gefährdete Gebäude sind Gebäude in großer Höhe, auf Hügeln oder Hügeln, in isolierten Lagen und hohen Türmen und Schornsteinen.

Gefahren eines Blitzschlags

In Abwesenheit eines LPS kann ein Blitzeinschlag einen beliebigen Leiter als Pfad zum Erreichen des Bodens verwenden, z. B. Telefonkabel, Stromkabel, Versorgungsleitungen wie Wasser- oder Gasleitungen oder die Struktur selbst, wenn es sich um einen Stahlrahmen handelt.

Zu den Hauptgefahren, die ein Blitzschlag für ein Gebäude mit sich bringt, gehören:

  • Feuer durch blitzgezündete brennbare Materialien oder Überhitzung der elektrischen Leitungen.
  • Die Seite blinkt, wenn der Blitz durch die Luft springt, um einen besser geerdeten Leiter zu erreichen.
  • Bauteile können durch explosive Stoßwellen beschädigt werden, Glas zerspringt, Beton und Gips zersplittern und so weiter.
  • Jedes an einen Stromkreis angeschlossene elektrische Gerät kann stark beschädigt werden.
  • Die Luft in porösen Materialien wie Mauerwerk kann sich schnell ausdehnen.
  • Materialien, die Feuchtigkeit durch Feuchtigkeit oder Regen enthalten, können zu Dampf verdampfen.
  • Andere Materialien können an ihre Grenzen stoßen und schmelzen oder sich entzünden.

Arten von LPS

Stangen oder "Luftterminals"

Ein Blitzableiter ist eine hohe Metallspitze oder Spitznadel, die oben in einem Gebäude platziert ist. Ein oder mehrere Leiter, häufig Kupferstreifen, werden zur Erdung des Stabes verwendet. Stangen dienen als "Terminal" für eine Blitzentladung.

Leitungskabel

Zahlreiche schwere Kabel symmetrisch angeordnet. Dies wird manchmal als "Faraday-Käfig" bezeichnet. Diese Kabel werden entlang der Oberkante und an den Rändern der Dächer geführt und über eine oder mehrere Ecken des Gebäudes bis zu den Bodenstangen geführt, die den Strom zum Boden führen. Dieser LPS-Typ kann für Gebäude verwendet werden, die stark exponiert sind oder empfindliche Installationen wie Computerräume beherbergen.

Bodenstangen

Dies sind lange, dicke Stäbe, die tief in die Erde um eine geschützte Struktur eingegraben sind. Sie bestehen normalerweise aus Kupfer oder Aluminium und sind so ausgelegt, dass sie positive Luftschlangen abgeben.

Entwerfen eines LPS

Die Einbeziehung eines LPS sollte während der Entwurfsphase berücksichtigt werden. Die Konstruktion sollte sicherstellen, dass selbst wenn der Blitz zuerst auf die Struktur auftrifft, die großen Spannungsströme in das LPS gezogen werden, bevor ernsthafte Schäden entstehen können.

Ein LPS kann so ausgelegt werden, dass Gebäudeteile verwendet werden, die große Stromlasten sicher transportieren können und Energie von den Gebäudeteilen abziehen, die dazu nicht in der Lage sind.

Ein LPS sollte so konzipiert und installiert werden, dass seitliche Blitze zwischen Objekten vermieden werden. Durch Aufrechterhaltung der elektrischen Kontinuität von Objekten zu einem Bonding-Leiter können alle elektrischen Potentialunterschiede auf Null gebracht werden, wodurch Spannungsänderungen gleichzeitig auftreten können.

Wenn keine ordnungsgemäße Erdung vorgesehen ist, ist ein LPS unwirksam, da eine sichere Verteilung der Energie aus dem Schlag nicht möglich ist. Oft ist eine zusätzliche Erdung erforderlich, die von einem Versorgungsunternehmen bereitgestellt wird.

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