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Wie funktioniert ein Blitzableiter?

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Wie funktioniert ein Blitzableiter?

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Der Blitzableiter ist eine Vorrichtung zum Schutz von Gebäuden und anderen Bauwerken vor den zerstörerischen Auswirkungen von Blitzen. Seine Funktionsweise basiert auf den physikalischen Prinzipien der Elektrizität und dem Verhalten des elektrischen Feldes in der Nähe hoher Strukturen.

Jeder weiß, was ein Blitzableiter ist und welche Funktion er als Blitzschutzeinrichtung hat. Er ist auch das Hauptelement von Blitzschutzsystemen, die dazu beitragen, Bauwerke vor den zerstörerischen Auswirkungen dieses atmosphärischen Phänomens zu schützen. Doch obwohl man seine Bedeutung kennt, weiß man nicht, wie ein Blitzableiter funktioniert?

Wie funktioniert ein Blitzableiter?

Um seine Funktion zu erfüllen, muss der Blitzableiter immer über dem höchsten Punkt des zu schützenden Gebäudes oder der Anlage installiert werden, um die Blitzentladung aufzufangen und sicher in den Boden zu leiten.

Um diese Entladung auffangen zu können, sind Blitzableiter sowohl mit einer Spitze als auch mit einem Metallkörper ausgestattet. Beide Elemente sind über ein leitfähiges Netz mit einer niederohmigen Erdungsanlage (weniger als 10 Ω) verbunden, über die die Blitzenergie sicher abgeleitet wird.

Während eines Gewitters entsteht zwischen der Wolke und dem Boden eine hohe Spannung, die durch die hohe elektrische Ladung an der Basis der Wolke und am Boden verursacht wird. Diese Spannung ist der Auslöser für den abwärts gerichteten Blitzableiter. Das extrem hohe elektrische Feld E (kV/m) in diesem Bereich bewirkt eine Zirkulation aufsteigender elektrischer Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen durch den Blitzableiterkörper, wodurch eine Aufwärtsspur entsteht. Diese Ladungen treffen auf den abwärts gerichteten Blitzableiter und verbinden sich mit ihm, fangen ihn ein und leiten ihn zur Erde ab.

Die Anziehung des Blitzes durch den Blitzableiter beruht also auf:

Konzentration des elektrischen Feldes: Die scharfe Spitze des Blitzableiters konzentriert das elektrische Feld an seiner Spitze, wodurch ein Bereich mit höherem elektrischem Potenzial als die umliegenden Bereiche entsteht.

Die Ionisierung der Luft: Die Spitze des Blitzableiters ionisiert die Luft in seiner Umgebung, wodurch ein leitfähiger Kanal für die Blitzentladung entsteht. Ionisierte Luft hat einen geringeren elektrischen Widerstand, wodurch der Stromfluss erleichtert wird.

Welche Arten von Blitzableitern gibt es?

1. Franklin-Stäbe und Maschenableiter . Erdspieß- und Netzfangsysteme funktionieren, indem sie den Blitzentladungsstrom über ein Netz von Leitern verteilen und ableiten. Die verwendeten Querschnitte und Materialien müssen den in den einschlägigen Normen (Reihen IEC/EN 62305 und IEC/EN 62561) festgelegten Spezifikationen entsprechen.

2. ESE (Early Streamer Emission) Luftanschlüsse. Der ESE-Blitzstromableiter (Early Streamer Emission) ist eine Art Blitzableiter, dessen Funktionsweise auf den elektrischen Eigenschaften der Blitzentstehung beruht. Der Blitz beginnt mit einer nach unten gerichteten Leuchtspur, die sich in jede Richtung ausbreiten kann. Wenn sich diese Leuchtspur Objekten am Boden nähert, kann jedes dieser Objekte getroffen werden. Blitzableiter mit einer Zündvorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass sie vor jedem anderen Objekt innerhalb ihres Schutzradius eine kontinuierliche Leuchtspur nach oben aussenden. Der Ableiter muss der kontrollierte Einschlagspunkt der Entladung sein und dem Blitzstrom einen Weg zum Boden bieten, ohne die Struktur zu beschädigen. Die wichtigsten Normen, die diese Blitzschutzsysteme regeln, sind UNE 21186, NFC 17-102 und NP 4426.

Der Schutzradius eines ESE-Blitzableiters hängt von seiner Vorlaufzeit, dem Schutzniveau der zu schützenden Struktur und seiner Höhe über dem zu schützenden Punkt ab. Gemäß den Normen beträgt die längste Vorlaufzeit, die angewendet werden kann, 60 Mikrosekunden. Blitzableiter mit dieser Zeit können mehr als 100 Meter schützen, obwohl dies immer vom Schutzniveau und der Höhe abhängt.

Wie funktioniert eine Blitzfangstange? - Vollständiges Schutzsystem

Bei der Erklärung der Funktionsweise eines Blitzableiters muss berücksichtigt werden, dass der Blitzableiter allein kein Bauwerk schützt. Um richtig zu funktionieren, muss ein Blitzschutzsystem (LPS) neben einem von Fachleuten ausgeführten Projekt die folgenden Elemente umfassen:

Blitzableitersystem (Blitzableiter mit Anzündvorrichtung (PDC) oder ein einzelner Punkt).

Ableitungen

Erdungsanlage

Überspannungsschutz

Andere Maßnahmen zur Minimierung der zerstörerischen Auswirkungen des Blitzes (Potenzialausgleich, Abschirmung usw.).

Woher weiß ich, ob ich einen Blitzableiter installieren sollte?

Wenn Sie die Funktionsweise eines Blitzableiters kennen und Zweifel haben, ob Sie einen Blitzableiter installieren sollten oder nicht, kann Aplicaciones Tecnológicas S.A. eine Studie auf der Grundlage der Normen und Ihrer spezifischen Bedürfnisse durchführen. Sie können unsere Techniker kontaktieren, indem Sie hier klicken.

Wenn Sie möchten, können Sie auch an einer unserer kostenlosen Online-Schulungen zum Thema Blitzschutz auf unserer Webinar-Seite teilnehmen.