Hallå, wie groß darf eine "Öffnung" innerhalb eines Blechkastens sein um die Insassen vor atmosphärischen Blitzen zu schützen? In Hochspannungsversuchen ist der Faradysche Käfig ja recht feinmaschig (Maschendurchmasser ca. 10 mm). Ein Automobil dagegen hat recht große Durchbrüche (Frontscheibe ca 150 mm) dennoch gilt ein Automobil bezüglich Blitzen als Insassensicher. Warum? Ist die Ausrichtung zur Blitzrichtung wichtig? Bietet also beispielsweise eine Offnung im Dach wie bei einem Dachfenster/Schiebedach den gleichen Schutz wie die Frontscheibe? Wie schaut es mit Cabrioverdecks aus nichtleitenden Materialen aus - ist bei Gewittern ein Softtop kritischer als ein Hardtop? Med vennlig hilsen
Die Eindringtiefe beträgt etwa den halben Lochdurchmesser. Das ist ein Richtwert aus Experimenten um 1995.#
Das Auto ist kein Faradayscher Käfig im Eigentlichen Sinn, aber bei (fast) allen KFZ ist irgendein Karosserieteil mit Masseverbindung höher als die Köpfe der Insassen. Komplett offene Geländewagen (mit herruntergeklappter Frontscheibe) oder Cabrios bei denen der Überrollbügel erst beim Kippen per Treibladung hochgeschossen wird, werden wohl fast nie bei Gewitter bewegt.
Kleiner Rückblick in meine Unizeit: Grundlage war ein senkrecht zum Lochmittelpunkt stehendes elektrisches Feld. In einer benachbarten Arbeitsgruppe wurden der Funkenüberschlag auf eine gekrümmte Fläche getestet. In einem Experiment wurde ein Lochverschluss, Durchmesser ca 10cm mit einer kleinen Spitze in der Mitte in eine Halbkugel (d ca. 1m) eingebaut und nach innen abgesenkt. Bei einer Tiefe von ca. 5cm schlug die Entladung dann am Lochrand ein und nicht mehr in der Mitte. Genaueres kann ich leider nicht mehr sagen, es gab auch eine theoretische Arbeit dazu.
Þórr schrieb: > ist bei Gewittern ein Softtop kritischer als ein Hardtop? Ja, es ist sehr kritisch! Wo kann ich deinen Cabrio abholen ?
Moin, die Hinweise auf Eindribgtiefe = halbe Öffnung und Masserverbindung sind schon mal sehr interessant. Als kritischer als das Cabrio-szenario betrachte ich inzwischen einen mit Plane überdeckten Pritschenwaggen wie diesen: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0c/IFA_W50_LA-A_mit_2-achs_Anh%C3%A4nger_HL_50.02.JPG Oder eben die PickUps die in der Erntezeit Landarbeiter auch auf der offenen Landefläche schnell ins trockenen fahren: http://www.wksimonsfeld.at/files/personentransport.jpg - schützt da ein Metallbügel der über die Ladefläche gesteckt wird?
Bei einem Gewitter ist durch den Regen die Frontscheibe, das Verdeck und die Reifen nass. Dadurch ist eine ausreichende Leitfähigkeit vorhanden. Selbst der in der DDR gebaute Trabant, der lediglich einen Metallrahmen hatte und komplett mit Anabauteilen aus Duroplast mit Baumwollverstärkung (ähnlich Pertinax) bestand, wurde bei einem Gewitter vom Blitz getroffen und den Insassen passierte nichts. Zufällig war der Fahrer auch noch ein Ing., der im Hochspannungsprüffeld arbeitete und so seine beruflichen Erfahrungen bei der Auswertung der Brandmarken des Einschlages nutzen konnte. Ein weiterer Unterschied zwischen Prüffeld und echtem Gewitter ist, das im Prüffeld meist die Hochspannung mittels Teslatrafo erzeugt wird (Hochfrequenz), während bei einem Gewitter Gleichspannung auftritt. Auch das spielt eine Rolle.
Wir haben in den 90ern Blitzschutz an Häuser gebracht, mit einer Maschenweite von 20m.. Allerdings ist hier die Leitfähigkeit zur Erde besser als beim Auto.
Gerald B. schrieb: > Ein weiterer Unterschied zwischen Prüffeld und echtem Gewitter ist, das > im Prüffeld meist die Hochspannung mittels Teslatrafo erzeugt wird > (Hochfrequenz), Quellen? In den Hochspannungshallen in denen ich war gabs für solche Versuche immer eine Kaskade mit eine entsprechende Kapazität (Kugel/Torus) aufgeladen wurde.
Gerald B. schrieb: > Bei einem Gewitter ist durch den Regen die Frontscheibe, das Verdeck und > die Reifen nass. Dadurch ist eine ausreichende Leitfähigkeit vorhanden. Gelentlich treten Blitz und Donner auch ohne zugehörigen Regen auf.
Gerald B. schrieb: > im Prüffeld meist die Hochspannung mittels Teslatrafo erzeugt wird Nein, dort werden Marx-Generatoren eingesetzt, die erzeugen Gleichspannung
@Sinus Tangentus (micha_micha) >> im Prüffeld meist die Hochspannung mittels Teslatrafo erzeugt wird >Nein, dort werden Marx-Generatoren eingesetzt, die erzeugen >Gleichspannung Man kann auch mit einem normalen 50Hz Trafo einen Durchschlag testen, das wurde zumindest mal bei einer Schauvorführung gemacht. Und selbst wenn beim Marx-Generator Gleichspannung zum Laden genutzt wird, ist der eigentlich Blitz alles andere als Gleichspannung, sondern schon ganz ordentlich Hochfrequenz. Nicht ganz umsonst arbeiten diverse, öffentliche Blitzortungssysteme im Mittelwellenbereich.
Der Blitz selbst entstehr aber erstmal durch ein Gleichfeld. Dass durch die steile Flanke bei der Zündung jeden Menge HF entsteht, ist eine andere Geschichte.
@Sinus Tangentus (micha_micha)
>Der Blitz selbst entstehr aber erstmal durch ein Gleichfeld.
Wirklich? Wie entsteht dann der Durchschlag bei Wechselspannung? ;-)
Mensch Falk, dreh mir doch nicht das Wort im Munde rum: Du schriebst im Zusammenhang mit HF von öffentlichen Blitzortungssystemen, das heißt für mich: Gewitter mit Blitzen. Ist da irgendwo Wechselspannung in den Wolken?
>> im Prüffeld meist die Hochspannung mittels Teslatrafo erzeugt wird Im Praktikum für Hochspannungstechnik hatten wir "normale" Transformatoren für 50 Hz. Die Spannungsmessung wurde u.a. mit einer Kugelfunkenstrecke durchgeführt. Siehe z.B. Seite 32 von: http://itet.hubjo.org/zf_hs_v10.pdf
Ich erlaube mir da altes HTL-Wissen aufzuwärmen: Für die Frage, wo an einem Gebäude Blitzschutz notwendig ist, nehmen man eine (virtuelle) Kugel mit 20m Radius und rolle sie gedanklich über die Gebäudestrukturen. Jede Kante oder Spitze, welche von der Kugel berührt wird, benötigt Blitzschutz. Die genaue Herkunft für diese 20m kenne ich zwar nicht, ich denke aber, daß das mit den Fangblitzen zu tun hat. Bzgl. der Frage nach Auto & Co: Wie auch schon oben formuliert, ist ein zumindest regennasses Fahrzeug ohnehin als Ganzes ein guter Leiter oder wird einer, wenn ein Blitz einschlägt und alles ionisiert. Aber auch wenn das Fzg. trocken ist, darf man nicht davon ausgehen, daß es sich dabei um einen perfekten Isolator handelt. Jede Kante am Fahrzeug führt zu hohen lokalen Feldstärken, an denen die Luft ionisiert wird und damit potentieller Startpunkt für einen Fangblitz ist.
Þórr schrieb: > Als kritischer als das Cabrio-szenario betrachte ich inzwischen einen > mit Plane überdeckten Pritschenwaggen wie diesen: > https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0c/IFA_W50_LA-A_mit_2-achs_Anh%C3%A4nger_HL_50.02.JPG Keine Angst, die Plane bleibt nicht von selbst an ihrem Platz. Die wird von etlichen Metallbügeln gehalten, die meist noch mi Querstreben verbunden sind. Einfach mal auf die Ladefläche klettern und sich das ganze anschauen. > Oder eben die PickUps die in der Erntezeit Landarbeiter auch auf der > offenen Landefläche schnell ins trockenen fahren: > http://www.wksimonsfeld.at/files/personentransport.jpg - schützt da ein > Metallbügel der über die Ladefläche gesteckt wird? Das sind Erntehelfer in "weniger wohlhabenden Ländern", da gibts erstens reichlich Nachschub und zweitens keine Berufsgenossenschaft, die dumme Fragen stellt. Also auch kein Problem...
Jürgen Wissenwasser schrieb: > Ich erlaube mir da altes HTL-Wissen aufzuwärmen: > Für die Frage, wo an einem Gebäude Blitzschutz notwendig ist, nehmen man > eine (virtuelle) Kugel mit 20m Radius und rolle sie gedanklich über die > Gebäudestrukturen. Jede Kante oder Spitze, welche von der Kugel berührt > wird, benötigt Blitzschutz. > Die genaue Herkunft für diese 20m kenne ich zwar nicht, ich denke aber, > daß das mit den Fangblitzen zu tun hat. Das sind empirisch gewonnene Erfahrungswerte, die einen brauchbaren Kompromiss aus Kosten und Wirksamkeit bieten.
Jürgen Wissenwasser schrieb: > Für die Frage, wo an einem Gebäude Blitzschutz notwendig ist, nehmen man > eine (virtuelle) Kugel mit 20m Radius und rolle sie gedanklich über die > Gebäudestrukturen. Jede Kante oder Spitze, welche von der Kugel berührt > wird, benötigt Blitzschutz. in diese 20m-Kugel passt ja ein ganzes 4-stöckiges Wohnhaus rein wenn es nicht zu breit ist. Heißt das, daß ich erst für dickere Wohnblöcke überhaupt einen Blitzableiter bräuchte? Warum haben dann auch normale neue 1-Familienhäuser einen?
Es geht nicht drum was in die Kugel reinpasst sondern was sie berührt wenn man sich vorstellt wie man sie durch die Gegend rollt. Deswegen brauch ein Haus in einer Häuserschlucht keinen Blitzableiter weil die Kugel auf den umgebenden Häusern rollen würde. Und deswegen braucht ein freistehendes minihaus einen Blitzableiter weil eine Kugel es beim drüberrollen berühren würde.
Jürgen Wissenwasser schrieb: > Bzgl. der Frage nach Auto & Co: Wie auch schon oben formuliert, ist ein > zumindest regennasses Fahrzeug ohnehin als Ganzes ein guter Leiter oder > wird einer, wenn ein Blitz einschlägt und alles ionisiert. Also für einen Blitzschutz muss man manche Fahrzeuge erst benässen - das klingt für mich nicht nach einer hinsichtlich Schutz vor elektrischen Feldern durchdachten Konstruktion. Hinsichtlich des Plastikbombers Trabant hab ich das gefunden: http://trabitechnik.com/index.php?lang=de&page=15&page_number=8 Ich nehme mal an das der Text authentisch ist. Dann zeigt der das ein -trockener Trabant durchschlagen wird -eine einfache Metallleiste zumindest füt den Blitzschutz reicht -es aber zu Sekundärwirkungen kommen kann, die auch "nicht angenehm" sind Interessant wäre noch die Wahrscheinlichkeit von "Trockengewitter", hat da jemand belastbares Material? Für Notamerika findet man bspw. das: http://www.stern.de/politik/ausland/hintergrund-trockengewitter---blitze-ohne-regen-3286134.html > Aber auch wenn das Fzg. trocken ist, darf man nicht davon ausgehen, daß > es sich dabei um einen perfekten Isolator handelt. Jede Kante am > Fahrzeug führt zu hohen lokalen Feldstärken, an denen die Luft ionisiert > wird und damit potentieller Startpunkt für einen Fangblitz ist. Käfig aus schlechten Leiter ist wohl auch nicht ganz unproblemtisch. Zwar werden die Insassen geschützt, eskommt aber zu hohen Temperatur die zu Strukturschäden führen. Da hat wohl die Luftfahrt mit ihren Kohlefaserfliegern einiges lernen müssen: https://www.lufthansa-technik.com/de/lightning-strikes Interessant das das Wasser das vor dem Blitz schützt selbst zur Gefahr werden kann (Dampfexlosion) -> aber das führt von der eigentlichen Frage zu den elektrischen Effekten weg. Schon mal vielen Dank für die Denkanstöße.
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