|
|
|
De bliksemafleider is een apparaat dat volgens de officiële geschiedenis op 15 juni 1752 werd uitgevonden door Benjamin Franklin in Philadelphia.
Het is ontworpen om een kooi van Faraday genoemd. Om bescherming tegen blikseminslag te bewerkstelligen, is het noodzakelijk om een kooi van Faraday te bouwen die het te beschermen gebouw omhult. |
 |
| Bliksemafleider geïnstalleerd op de derde verdieping van de Eiffeltoren in Parijs. |
|
|
 |
Blikseminslag in De Eiffeltoren,
Foto om 21.20 uur op 3 juni 1902 |
|
|
 |
| Bliksemafleider, met aarding (of water) |
|
Benjamin Franklin is gepassioneerd door elektriciteit en denkt dat bliksem een elektrisch fenomeen is. Als de natuurkundige de eerste was die op
29 juli 1750 het idee naar voren bracht om zichzelf te beschermen tegen bliksem door middel van metalen staven die naar de lucht waren gericht
en verbonden met de grond, Franklin was niet de eerste die dit experiment uitvoerde. |
| |
De geschiedenis vertelt het vlieger-experiment van Franklin dat plaatsvond op 15 juni 1752, maar het is zeer waarschijnlijk dat hij dit experiment
niet echt heeft uitgevoerd en bovendien wordt hij met betrekking tot de vangst van een bliksemschicht voorafgegaan door de graaf de Buffon die
een lange ijzeren staaf liet plaatsen op het observatorium van de Montbar-toren, en vlak daarna door de Fransman Thomas-François Dalibard,
die aanbeveelt om in Marly-la-Ville een ijzeren staaf van 12 meter te plaatsten. |
| |
| Het was de laatste, die op 10 mei 1752, als eerste bliksem ontving en de heer Delor zou het experiment een week later in Parijs hebben herhaald, voordat het apparaat van Buffon negen dagen na dat van Marly-la-Ville door vuur werd gedoopt. Kort daarna werden andere bliksemafleiders geplaatst in het Observatorium van Parijs, in Saint-Germain-en-Laye, in Montmorency en over de hele wereld. |
| |
Bovendien voerde Jacques de Romas op 7 juni 1753 het experiment uit waarbij hij publiekelijk de elektrische aard van bliksem bewees door zijn vlieger naar de stormachtige wolk te sturen die meet een touw omgeven door een metaaldraad het op de grond hield, verkrijgt het vonken van
meer dan drie meter lang en indrukwekkende ontploffingen. |
| |
| Jacques de Romas beschreef al
in 1752 het proces dat moest worden opgezet met zijn "elektrische vlieger" voordat Franklin zijn experiment uitvoerde. Het is door een ongelukkige fout van de Academie van Wetenschappen
van Bordeaux dat de uitvinding er niet aan werd toegeschreven, een fout die werd herkend en hersteld door de rapporten van 1 en 4 februari 1764. Zelfs Benjamin Franklin erkende de anterioriteit van de conclusies van Jacques de Romas, maar voor het nageslacht blijft Benjamin Franklin de uitvinder. |
| De werking ervan is tegenwoordig beter bekend. De structuur van een bliksemafleider bestaat uit een staaf die hoog is geplaatst en vervolgens met de aarde is verbonden door een of meer metalen elementen, neerwaartse geleiders genaamd, die deze elektriciteit kunnen geleiden: deze geleiders kunnen deel uitmaken van de kooi van Faraday. |
| |
De bliksemafleider trekt geen bliksem aan, maar maakt het, dankzij het punteffect, waarschijnlijker dat het diëlektricum dat de atmosfeer vormt,
zal breken. Deze uitsplitsing volgt een koers
die vaak wordt geïnitieerd door een voorloper. De bliksemafleider zal dus bliksem opvangen in zijn invloedsgebied (beschermingsgebied), maar bliksem die de neiging had om buiten dit gebied
te vallen, zal dat blijven doen. |
| |
Er bestaan verschillende soorten bliksemafleiders, maar de drie meest voorkomende zijn: het enkele punt (bekend als het Franklin-punt),
de bliksemafleider met startinrichting (PDA) en de gaaskooi (kooi van Faraday).
|
| |
| Eenkelvoudige afleider |
| - Het beveiligingssysteem bestaat, naast het opvangapparaat, uit een of twee regenpijpen die elk zijn gekoppeld aan een aardelektrode. |
- De punt van een staaf wordt bij stormachtig weer omgeven door een elektrisch veld. Gaat de elektrische boog (bliksem) naar een van de punten,
dan eindigt hij zijn baan in de afdalingskabels (in plaats van door het gebouw te gaan). |
- Een enkele punt heeft de bruikbaarheid verminderd, aangezien er geen garantie is dat de bliksem daar zal vallen en er voldoende bewijs is dat
bevestigt dat bliksem net onder of naast een bliksemafleider kan vallen, waardoor het gebouw dat verondersteld wordt beschermd te worden
vernederd wordt. |
| |
| De gaaskooi (kooi van Farraday) |
- Het beschermingssysteem bestaat uit meerdere punten die het gehele dak en de te behouden randen van het gebouw bedekken. De uiteinden zijn
met elkaar verbonden door onderling verbonden geleiderkabels, verbonden met de aarde en vormen een kooi (een kooi van Faraday genoemd).
Het heeft geen zin om het heel hoog te verhogen. |
- Er zijn net zoveel blikseminslagen in het gaas van de kooi. In werkelijkheid zijn deze gevallen van mislukte vangst zeer zeldzaam, ongeacht het
type bescherming. Het beschermingssysteem bestaat uit meerdere punten die het gehele dak en de te behouden randen van het gebouw bedekken.
De uiteinden zijn met elkaar verbonden door onderling verbonden geleiderkabels, verbonden met de aarde en vormen een kooi (een kooi van
Faraday genoemd). Het heeft geen zin om het heel hoog te verhogen. |
- Er zijn net zoveel blikseminslagen in het gaas van de kooi ... In werkelijkheid zijn deze gevallen van mislukte vangst zeer zeldzaam, ongeacht het
type bescherming. Of de punt alleen is, maakt niet uit in termen van opname ... het gaat erom dat de te beschermen constructie zich in de
beschermingszone van de bliksemafleider bevindt.
met een bliksemafleider) alleen wordt beschermd onder een aangrenzende bol. Met andere
woorden, we nemen een gigantische en denkbeeldige bal (bol) die we rollen totdat deze contact |
| |
| Beschermd gebied |
| Het momenteel erkende model voor het evalueren van het beschermde gebied is het "elektrogeometrische model". Het houdt in dat een gebouw (ongeacht de hoogte, al dan niet uitgerust
met een bliksemafleider) alleen wordt beschermd onder een aangrenzende bol. Met andere woorden, we nemen een gigantische en denkbeeldige bal (bol) die we rollen totdat deze contact
maakt met het gebouw. |
| |
| - Aangenomen wordt dat de ruimte onder het contactpunt beschermd is. |
- De grootte van de straal van de bol hangt af van de intensiteit van de bliksem waartegen we onszelf hopen te beschermen (van slechts 5 meter
voor een kleine schok tot 200 meter voor zeer zeldzame en intense schokken). |
- Vanuit een andere hoek bezien zullen alleen sterke blikseminslagen worden aangetrokken door de hoogte van het gebouw of de punten van
bliksemafleiders. |
- Potentieel loopt de onderkant van een gebouw altijd het risico van een mogelijke blikseminslag. Daarom kan bliksem zelfs tussen twee voet van
de Eiffeltoren vallen. |
- Als u zich van het gebouw verwijdert, wordt er geen bijzondere bescherming in acht genomen. Het idee dat de punt van de klokkentoren het hele
dorp beschermt, klopt dus niet |
| - Dit houdt ook in dat het niet erg handig is om de bliksemafleiders overdreven op te heffen, noch erg voorzichtig om er alles op te wedden. |
| |
| Ten slotte werd dit model alleen waargenomen voor negatieve ontladingen (90% van de gevallen), geen echte bescherming werd waargenomen bij positieve schokken (10% van de gevallen). |
 |
| PDA bliksemafleider |
|
|
 |
| Hoge punten worden vaak gekozen als ondersteuning voor bliksemafleiders |
|
|
 |
Bliksemafleider om een
standbeeld te beschermen |
|
|
 |
| Traditionele bliksemafleider |
|
| Het is zeldzaam om een directe blikseminslag te ervaren. Meestal worden degradaties en storingen op afstand veroorzaakt door de magnetische golf, omdat een bliksem een zeer krachtige golf afgeeft. Dit indirecte effect is verantwoordelijk voor de meeste elektrische of elektronische storingen. |
| |
- Dit houdt in dat een bliksemafleider op geen enkele manier elektronische apparatuur beschermt (integendeel, als de bliksem inslaat, valt deze zo
dicht mogelijk bij de apparaten). |
- Als er echter meerdere neerwaartse geleiders naar de aarde zijn, kan er een bijkomend reducerend effect zijn van de magnetische golf
(in het gebouw). |
- Het doel van een bliksemafleider is om brand en schade aan de bouwconstructie te voorkomen. Het beschermt dus eigendommen en mensen.
Maar het is belangrijk om bescherming tegen indirecte effecten te combineren met deze bescherming tegen directe impact. |
- Het is belangrijk om meerdere geleiders naar beneden te hebben die in staat is om de blikseminslag te laten stromen en goed gepositioneerd.
Deze geleiders moeten worden aangesloten op nabijgelegen metalen massa's om elektrische bogen te voorkomenVoor individuele constructies
kennen EMC-specialisten (elektromagnetische compatibiliteit) eenvoudige, efficiënte en goedkope technieken voor het bedraden van de elektrische
installatie
om apparatuur te beschermen. Deze tips maken vaak deel uit van de huidige normen, zeker bij nieuwbouw: |
| |
| - potentiaalvereffening; |
| - afwezigheid van lussen behalve op de massa; |
| - herbedrading van het elektrische netwerk is efficiënter dan een bliksemafleider bij het beschermen van apparatuur. |
| |
| Om ook het gebouw te beschermen, is een bliksemafleider met meerdere punten of de installatie van een geleidende riem aan de randen van het gebouw noodzakelijk. Dit is beperkend en onaantrekkelijk in de context van een individuele woning. De installatie kom je dan ook vooral tegen in een industriële omgeving. Aan de andere kant is het aan te raden om een punt te plaatsen op het inslagpunt als het gebouw al is geraakt door een directe inslag. |
| |
| Het goede nieuws is dat het mogelijk is, maar zeer zeldzaam, om direct door de bliksem getroffen te worden, of het gebouw nu "beschermd" is of niet. Aan de andere kant heeft het bestrijden van indirecte (elektromagnetische) effecten prioriteit omdat er regelmatig onweer is. |
| |
| Pas op dat u bliksemafleiders (die in dit artikel worden besproken en die de structuur van een gebouw proberen te beschermen) niet verwarren met overspanningsafleiders (die elektrische apparaten beschermen). Overspanningsafleiders zijn beveiligingen (effectief indien correct bedraad) die op het elektrische circuit moeten worden geïnstalleerd, precies om te beschermen
tegen geïnduceerde overspanningen. |
| Dit zijn bliksemafleiders die op hun punt zijn voorzien van een apparaat dat bedoeld is om de beschermingszone te vergroten, ook wel PDA genoemd, voor bliksemafleiders met een ontstekingsapparaat |
| |
| Radioactieve bliksemafleiders |
| Al in 1914 stelde de Hongaarse natuurkundige Béla Szilárd voor om de natuurlijke ionisatie rond bliksembeveiligingsinstallaties te versterken met radioactieve bronnen nabij de punt van bliksemafleiders. Het idee leidde tot de commercialisering van radioactieve bliksemafleiders, eenvoudiger de bijnaam parads. Twijfels over de geldigheid van het proces, gezien de moeilijkheid om de doeltreffendheid ervan te bewijzen, doken op in de jaren zeventig en brachten veel landen ertoe om ze te verbieden vanaf de jaren tachtig, in 1985 in België en op 1 januari 1987 voor Frankrijk. |
| |
| Zich bewust van het risico van verspreiding van radio-elementen radium 226 en americium 241, hebben de autoriteiten de productie, verkoop en installatie ervan verboden, waarbij de "Parads" een activiteit hebben van enkele tientallen MBq voor alfastralers en 1 GBq kunnen bereiken. |
| |
| Bliksemafleiders met priming-apparaten |
| De verbetering van de Franklin-bliksemafleider bestaat uit "het creëren van een ionisatie die duidelijk groter is dan die welke het resultaat is van het spontane corona-effect of het beheersen van dit corona-effect om de productie ervan te optimaliseren". |
| |
| Op basis hiervan verschenen in 1984 bliksemafleiders met startinrichting (PDA) in Frankrijk en vervolgens in Spanje, die ook de eerste landen waren die specifieke normen toepasten. Tegenwoordig wordt dit type bliksemafleider aangeboden door een groot aantal fabrikanten Amerikaans, Chinees, Australisch, Argentijns, Turks, Indonesisch, etc. |
| |
| Deze apparaten met actieve tips zijn gebaseerd op de wetenschappelijke theorie "van voorschot tot priming": het priming-apparaat maakt het mogelijk om de priming-afstand te vergroten door
een vroege opwaartse tracer te genereren (vergeleken met de opwaartse tracer die van nature wordt uitgezonden door een enkel punt) en dus de beschermingszone van de bliksemafleider. "De analyse van de ontwikkeling van de oplopende tracers, uitgevoerd met de beeldomzetter, toont duidelijk een vooruitgang in het primen van de tracers, wanneer het hulpapparaat in werking is". |
| |
| Onderzoek op het gebied van bliksem toont ook aan dat geen enkele wetenschappelijke demonstratie de gekozen technische oplossing (PDA of mesh-kooi) kan valideren, aangezien meteorologische fenomenen gebaseerd zijn op ervaringsfeedback en op de 'doelstelling om de kwetsbaarheid van sites te verminderen'. |
| |
Zo werd voor PDA's in 2009 bijna vijf miljoen jaar ervaring verzameld (aantal PDA's x naar leeftijd PDA). De gaaskooi is al bijna 300 jaar in gebruik.
In beide gevallen zijn beveiligingsfouten uiterst zeldzaam, wetende dat geen enkele oplossing 100% bescherming garandeert. Laten we het echte belang van een bliksemafleider in herinnering brengen: het is vooral een vraag, in het geval dat blikseminslag toevallig in de buurt komt en het
gebouw dreigt te raken, de ontlading in de neergaande geleiders op te vangen en af te voeren en dus van behoud van de bouwconstructie. |
| Bronnen: Wikipedia-fr |
|
|
|
|
