Kuglemetoden til planlægning af lynafledere
Fysisk begrundet fremgangsmåde til komplekse anlæg
Ved planlægning af lynafledere som en del af de ydre lynafledningssystemer kan forskellige fremgangsmåder anvendes. En fremgangsmåde, som fungerer i mange tilfælde, er den såkaldte kuglemetode. Den egner sig særligt som planlægningsmetode til komplekse anlæg. Til forskel fra metoder med beskyttelsesvinkler eller masker er kuglemetoden afledt fra den elektrogeometriske lynmodel og fysisk begrundet. Derfor bør der også gøres brug af denne metode ved tilfælde af usikkerhed med beskyttelsesvinkler eller masker.
Grundlaget for beregningen af lynafledere er lynkugleradiussen, for med denne metoder rulles en lynkugle digitalt over det objekt, der skal beskyttes. Berøringspunkterne viser så mulige punkter, hvor lynet kan slå ned.
Nedslagsstrækning og lynkanalhoved
På grund af ladningsadskillelse opstår der en potentialforskel mellem skyer og jord, hvilket giver en lynkanal med lynkanalhoved. Fra diverse punkter som træer, huse eller antenner starter udladningen i retning af dette lynkanalhoved. På dette punkt, som lynkanalens udladning når først, sker der et nedslag. Resultatet er, at alle punkter på lynkuglens overflade med radius ud fra nedslagsstrækningens og lynkanalhovedets midtpunkt skal beskyttes mod direkte lynnedslag. Lynkuglens radius bestemmes af lynbeskyttelsesklassen for de bygninger, der skal beskyttes.
Lynafledningssystemer som beskyttelsesrum
Strømmen fra lynet skal opfanges af lynafledningssystemet og ledes væk, hvilket også giver bygningen brandbeskyttelse i tilfælde af et direkte nedslag. Lynafledere giver et optimal nedslagspunkt og er forbundet med jordingsanlægget via afledninger. Derved opnås en elektrisk ledende overgang for lynstrømmen ned i jorden. Man kan forestille sig lynafledersystemer som beskyttelsesrum Disse beskyttelsesrum findes med kuglemetoden.
Ved hjælp af kuglemetoden kan man finde de nødvendige længder af lynafledere samt afstandene mellem lynaflederne. De skal placeres, så alle dele af anlægget, der skal beskyttes, befinder sig i lynafledningens beskyttelsesområde. På samme måde skal bygningen, der skal beskyttes, udstyres med lynafledere, så en kugle med en radius i henhold til de anførte lynbeskyttelsesklasser ikke kan berøre bygningen.
Den elektrogeometriske lynmodel som fysisk anerkendt model
Lynkuglens radius sammenholdt med strømtoppunktsværdierne fra den pågældende lynbeskyttelsesklasse danner den elektro-geometriske model (EGM), der som den eneste fysisk anerkendte basismodel anvendes til at udarbejde konceptet for lynsikringszoner iht. VDE 0185-305-1 (IEC /EN 62305-1) dient.
Ved hjælp af CAD-programmer kan lynkuglen i tredimensionelt rum rulles hen over hele anlægget, der skal beskyttes. På den måde er der flader og punkter der eksempelvis bliver berørt af kuglen for bygninger i lynbeskyttelsesklasse I, som for bygninger i lynbeskyttelsesklasse II, III eller IV stadig ligger i det beskyttede område. Ved hjælp af kuglemetoden kan de anlæg, der skal beskyttes, opdeles i forskellige ydre lynbeskyttelseszoner (Lightning Protection Zones = LPZ):
LPZ 0A: Fare ved direkte lynnedslag og lynets samlede elektromagnetiske felt
LPZ 0B: Beskyttet mod direkte lynnedslag, men i fare for lynets samlede elektriske felt
Beregning af indtrængningsdybde
Hvis der bruges flere lynafledere til at sikre et objekt, skal der tages højde for indtrængningsdybden mellem lynaflederne. Følgende formel kan anvendes til en nøje beregning:
