Villámhárító

Villámhárító egy háztetőn

A villámhárító egy jól vezető, mechanikailag erős anyagból - többnyire acélból - készült szerkezet. 3 fő részből áll. Az egyes részek számos darabból állhatnak. A felfogót az építmény tetejére erősítik. Az építményhez egy villámvédelmileg minősített földelést építenek. A kettőt levezetővel kötik össze. Feladata hogy megvédje a felfogó védelmi terébe tartozó területet a villámcsapástól. Ha az építmény vonzásterében villám alakul ki, az ne véletlen következtében, hanem előre tervezett és kiépített, biztonságos módon érje el a földet, és ott megfelelő elvezetésre kerüljön. A villámhárító nélkül a villám az épület anyagán keresztül haladna, ahol tüzet vagy más károkat okozhatna, esetleg a benn tartózkodók életét veszélyeztetné.

A villámhárító működési elvét Benjamin Franklin találta fel 1749-ben Amerikában és, esetleg tőle függetlenül, Prokop Diviš 1754-ben Európában. Vannak, akik úgy gondolják, hogy Prokop Diviš önállóan fedezte volna fel.

Történelem

A villám a történelem kezdetétől foglalkoztatta az emberiséget. A technikai fejlődés előrehaladtával a villámcsapás elleni védekezés is utat tört magának. A villám bármilyen anyagú építményben (kő, fa, beton, széna) - képes jelentős -, akár megsemmisítő - kárt okozni. Az ipari forradalom során egyre komolyabb értékek születtek, melynek a védelme stratégiai fontosságúvá vált.

Amerikában Benjamin Franklin fedezte fel a „villám vonzót” vagy a „Franklin csövet” 1749-ben, míg az elektromosságot tanulmányozta

A 19. században a villámhárító dekorációs elem lett. A villámhárítókra üvegből készült díszeket húztak . Ezeknek a díszeknek a fő célja az volt, hogy bizonyítékul szolgáljon az esetleges villámütésre. Ha vihar után a dísz széttört, akkor a tulajdonosnak ez jelezte, hogy meg kell vizsgálnia a villámhárítót, és az építményt, nem károsodott-e?

Működése

Kárt a közvetlen villámcsapás akkor okoz az épületben, amikor a villám "belecsap", vagyis a villámot tápláló áram (vagy annak egy része) az épület szerkezetén áthalad. Az épület egyes részei a nagy áramerősség miatt miatt felmelegednek , ami károkat okozhat (tüzet, mechanikai sérülést). A villámhárító és a hozzá tartozó földelés védelmet nyújt, mert az építmény legmagasabb részén helyezkedik el és az építmény védendő részeinek kikerülésével leföldelődik.

A villámhárító, és a földelővezeték anyaga általában vastag (1cm<) szigeteletlen vas, vagy acéldrót.

Távvezetékek védelmére a vezetékekkel párhuzamos, azok felett párhuzamosan futó földelt vezetéket használnak.

A villámhárító nem véd a közeli villaácsapás hatásaitól, amelyek tönkretehetik a félvezetővel működő elektronikus készülékeket, az elektroncsőves készülékek azonban erre nem érzékenyek.

A 30 méternél alacsonyabb épületeknél a villámhárító egy 45 fokos védelemkúpot képez , amelynek a földelési sugara megközelítőleg egyenlő a villámhárító magasságával. Magasabb épületeken a védett terület körülbelül 30 méter sugarú lehet .

Mivel ez nem kielégítő magasabb épületeknél, egy eddigieknél jobb megoldást fejlesztett ki Dr Horváth Tibor, , az úgynevezett gördülő gömb technikát. Hogy megértsük hogyan működik ez, tudnunk kell hogyan működik a villám. Amikor átívelés van a föld felé, akkor a legközelebbi, a földdel hasonló potenciálú tárgy felé igyekszik haladni. A maximális távolságot minden egyes kisülésnél kritikus távolságnak nevezik és ez arányos az elektromos feszültség nagyságával. Ezen a kritikus távolságon belül azokon a tárgyakon keresztül fog megtörténni az átívelés, amelyek legközelebb állnak a villámot létrehozó magas potenciálú helyhez .

Ahogy a villám átível, azon a tárgyon keresztül fog haladni, amely a kritikus távolságon belül van, és potenciálja közel van a föld potenciálhoz, vagy megegyezik azzal. Ezt figyelembe véve, egy gömböt rajzolhatunk a villám potenciális lehetséges átívelési pontjai körül. Ennek alapján alapján megállapítható, melyik részek biztonságosak a villámtól. Ott, ahol nagy valószínűség van a villámcsapásra, villámhárítót helyeznek el.