Bliksem en inductie

In Nederland vinden jaarlijks zo’n 230.00 tot 430.000 ontladingen plaats, het aantal inslagen varieert tussen zo’n 20.000 tot 42.700.
Er zijn twee soorten blikseminslagen te onderscheiden: de wolk-aarde ontlading en de wolk-wolk ontlading. De eerst genoemde kan op twee manieren schade veroorzaken:  
 

Directe inslag, de bliksem slaat in op een gebouw, waar het brand of schade veroorzaakt.
Indirecte inslag, de bliksem slaat in de (directe) omgeving van een gebouw in, waarbij inductie schade veroorzaakt aan apparatuur en materieel.
 
Bij de overweging om bliksembeveiliging te installeren is het van belang om vast te stellen wat er beveiligd moet worden: de opstallen, de elektronische apperatuur, of beide.
 
 

EXTERNE BLIKSEM BEVEILIGING

Beveiliging van een gebouw: Schade aan de opstallen wordt veroorzaakt door de directe blikseminslag. Dit kan brand en/of constructieve schade tot gevolg hebben. Bescherming hiertegen is te verkrijgen door het aanbrengen van een uitwendige bliksembeveiliging: het welbekende koper- of aluminium draad. Het laatste is minder diefstalgevoelig.

Als een van de laatste landen in Europa wordt in Nederland de bliksembeveiliging van bepaalde categorieën gebouwen niet door wetgeving verplicht gesteld.
 
Uitwendige bliksembeveiligingen zijn in Nederland in het verleden ontworpen aan de hand van de norm NEN 1014 (Bliksembeveiliging). Sinds 2006 is deze norm vervangen door de NEN-EN-IEC 62305 deel 1 tot en met 5.
In deze normen staat nauwkeurig omschreven hoe een bliksembeveiliging moet worden aangebracht, welke materialen er gebruikt kunnen worden en hoe een uitwendige bliksembeveiligingsinstallatie onderhouden dient te worden.
 
De opbouw van een uitwendige bliksembeveiliging
 
Een uitwendige bliksembeveiliging dient er globaal als volgt uit te zien:

• een vermaasd daknet, met eventueel bijbehorende opvangers voor metalen delen. De mate van vermazing wordt voornamelijk bepaald door de beveiligingsklasse en de hoogte van het pand;
• de afgaande leidingen, welke aan de bovenzijde worden aangesloten op het daknet en aan de onderzijde op het aardnet. De hoeveelheid afgaande leidingen wordt bepaald door o.a. de oppervlakte van het gebouw, de hoogte en de beveiligingsklasse;
• het aardnet, welke bij bestaande gebouwen meestal bestaat uit aardelektroden en bij nieuwbouw vaak in de fundering wordt aangebracht (= fundatie-aarding).

 

Beveiligingsklassen volgens NEN 1014 (norm van kracht tot 2006) 
De norm NEN 1014 artikel 5.1 hanteert het begrip LP (Lightning Protection) en geeft een risicoklassenindeling aan, welke aan de hand van een puntentelling tot stand komt. Aan de hand van de puntentelling valt een gebouw in een bepaalde beveiligingsklasse. Deze klasse staat voor een statistische mate van beveiliging.
Deze beveiligingklassen zijn:

• LP1: beveiligingsniveau van 0,5. Een uitwendige bliksembeveiliging conform klasse LP1 bestaat voornamelijk uit het aansluiten van de aanwezige stalen skeletten van het gebouw op een aardnet;
• LP2: beveiligingsniveau van 0,8. Hierbij wordt op het pand een bliksembeveiligingsinstallatie volgens de hierboven vermelde opbouw aangebracht;
• LP3: beveiligingsniveau van 0,9. De uitwendige bliksembeveiliging is gelijk aan klasse LP2, maar is uitgebreid met een eenvoudige vorm van interne bliksembeveiliging (zie het volgende hoofdstuk);
• LP4: beveiligingsniveau van 0,95. De uitwendige opbouw is qua opbouw gelijk aan klasse LP3, maar fijnvermaasder. De interne bliksembeveiliging is gelijk aan klasse LP3.

 

Klasse-indeling volgens NEN-EN-IEC 62305-1 (norm van kracht vanaf 2006)
In Nederland wordt nu een klasse-indeling gehanteerd op basis van de NEN-EN-IEC62305. De basis is LPL nummering: Lightning Protection Level. De nummering loopt hierbij van LPL4 (een lage graad van beveiliging) op tot LPL1 (een hoge graad van beveiliging). De nummering loopt dus tegenovergesteld aan de norm die voor 2006 gehanteerd werd.

Klasse LPL4
Bliksembeveiliging van klasse LPL4 betreft installaties van beperkte omvang. Er is geen potentiaalvereffening toegepast. Objecten van staal of doorverbonden betonwapening hebben geen opvanginrichtingen. De beveiligingsgraad is voornamelijk afhankelijk van de afstand die is aangehouden tussen metalen delen van het object en de uitwendige bliksembeveiligingsinstallatie. De voor deze klasse te hanteren beveiligingsgraad is 0,5.

Klasse LPL3
Bliksembeveiliging van klasse LPL3 is de traditionele vorm van bliksembeveiliging. Daken zijn als volgt beveiligd:

• normale dakconstructie: daknet met mazen van 20m x 20m;
• daken waar in metaal is verwerkt: daknet met mazen van l0m x 20m;
• hellende daken: opvanginrichting gebaseerd op een beschermingshoek van 60º;
• afgaande leidingen om de 20m;
• de beveiligingsgraad is afhankelijk van de volgende aspecten:
  o voornamelijk de afstand die is aangehouden tussen metalen delen van het object en de uitwendige bliksembeveiligingsinstallatie;
  o de uitvoering van de opvanginrichtingen met eventueel aanvullende opvangers voor materieel dat op het dak is geplaatst.
  De voor deze klasse te hanteren beveiligingsgraad is 0,8.

Klasse LPL2
Bliksembeveiliging van klasse LPL2 is de verbeterde traditionele vorm van bliksembeveiliging. Daken zijn als volgt beveiligd:

• normale dakconstructie: daknet met mazen van 20m x 20m;
• daken waarin metaal is verwerkt: daknet met mazen 10m x 20m;
• hellende daken: opvanginrichting gebaseerd op een beschermingshoek van 60º;
• afgaande leidingen om de 20m;
• de beveiligingsgraad is afhankelijk van de volgende aspecten:
  o de afstand die is aangehouden tussen metalen delen van het object en de uitwendige bliksembeveiligingsinstallatie;
  o de uitvoering van de opvanginrichting met eventueel aanvullende opvangers voor materieel dat op het dak is geplaatst.
  De voor deze klasse te hanteren beveiligingsgraad is 0,9.

Klasse LPL1
Bliksembeveiliging van klasse LPL1 is de geavanceerde vorm van bliksembeveiliging. Er is potentiaalvereffening toegepast. Daken zijn als volgt beveiligd:

• normale dakconstructie: daknet met mazen van 10m x20m, dan wel 20m x20m indien tussen metalen delen van het object en de uitwendige bliksembeveiligingsinstallatie een afstand van ten minste 1m is aangehouden en afgaande leidingen om de 20m;
• daken waarin metaal is verwerkt: daknet met mazen van 10m x 10m en afgaande leidingen om de 10m;
•  hellende daken: opvanginrichtingen gebaseerd op een beschermingshoek van 45º.
  De beveiligingsgraad is voornamelijk afhankelijk van de afstand die tussen metalen delen van het object en de uitwendige bliksembeveiligingsinstallatie is aangehouden. De voor deze klasse te hanteren beveiligingsgraad is 0,99.

 

Inspectie en/of onderhoud van een uitwendige bliksembeveiliging
 
Als er een uitwendige bliksembeveiliging is, wordt aanbevolen om deze regelmatig te inspecteren.
Periodieke inspecties staan beschreven in de NEN 1014, artikel 11.4.2.
De aanbevolen frequentie van inspecties is eens per jaar tot eens per 5 jaar.

De volgende zaken zouden uit een inspectie naar voren moeten komen:

• algemene staat van de installatie;
• eventuele aanpassing naar aanleiding van een wijziging in de norm;
• aardverspreidingsweerstand van het aardnet;
• goed- of afkeuring van de installatie. Bij afkeuring een duidelijke reden en een advies om het systeem weer aan de norm te laten voldoen.

 

Volgens de NEN-EN-IEC 62305-3:2006 artikel 7.2 volgorde van inspecties:bijlage E7, Tabel E.2 – Maximale tijd tussen inspecties van een bliksembeveiligingsinstallatie

Beschermingsniveau	Visuele inspectie   (jaar)	Volledige inspectie   (jaar)	Volledige inspectie van kritische systemen (jaar)
I en II	1	2	1
III en IV	2	4	1
Opmerking: bliksembeveiligingsinstallatie die worden gebruikt voor toepassingen waarbij objecten met een ontploffingsrisico zijn betrokken zouden elk halfjaar visueel moeten worden geïnspecteerd. De elektrische beproeving van de installatie zou eenmaal per jaar moeten vinden.   Een aanvaardbare uitzondering op het jaarlijkse beproevingsschema zou zijn dat de proeven worden uitgevoerd in een cyclus van 14 tot 15 maanden, waarbij het als zinvol wordt gezien om de beproeving van de aardverspreidingsweerstand op verschillende tijdstippen in het jaar uit te voeren om een indicatie te krijgen van de wisselingen op de grond van de seizoenen.

De frequentie van inspecties volgens tabel E.2 zouden moeten gelden wanneer de bevoegde instanties geen specifieke eisen hebben geformuleerd.

OPMERKING: indien nationale autoriteiten of instellingen regelmatige beproevingen van de elektrische installatie van een object voorschrijven, wordt aanbevolen om tegelijkertijd de bliksembeveiligingsinstallatie te controleren op de juiste werking met inbegrip van de potentiaalvereffening tussen de bliksembeveiliging en de  de elektrische installatie. Analoog hieraan zouden oudere installaties moeten worden gekoppeld aan de nieuwe bliksembeveiligingsklasse.

Bijlage E.7.2.3 Visuele inspectie en E.7.2.4 Beproeving:
In deze artikelen wordt aangegeven wat bij een visuele inspectie en wat bij beproevingen belangrijk is.

Algemeen advies ten aanzien van uitwendige bliksembeveiliging
 
Aanbevolen wordt om een uitwendige bliksembeveiliging te installeren volgens de norm NEN-EN-IEC 62305 en een bepaald bliksembeveiligingsniveau. Een installateur zou dit ook altijd duidelijk moeten vermelden op zijn aanbieding. Het doel hiervan is tweeledig: u kunt concurrerende offertes met elkaar vergelijken en bovendien weet u goed wat u aanschaft (en dus welk beveiligingsniveau u creëert). 
 
Samenvatting
 
Om een gebouw tegen brand en/of constructieve schade door blikseminslag te beschermen dient er een uitwendige bliksembeveiliging te worden aangebracht. Deze zou moeten voldoen aan de norm NEN 62305, welke door middel van bepaalde beveiligingsklassen een beveiligingsniveau creëert. De uitwendige bliksembeveiliging dient geïnspecteerd en/of onderhouden te worden.
 
 
_____________________________________________________________

INTERNE OVERSPANNING BEVEILIGING

Bescherming van apparatuur: Tegenwoordig worden in apparatuur steeds kleinere componenten gebruikt. Deze kleine componenten zijn zeer gevoelig voor overspanningen, dus ook voor overspanningen die door blikseminslagen worden veroorzaakt.
 
Om tot een reële beveiliging van apparatuur te komen hanteren veel bliksembeveiligingsbedrijven de Nederlandse Praktijkrichtlijn 8110:2003 (Risicoklassen overspanningsbeveiliging). Deze NPR heeft geen (wettelijk) verplichte karakter. Gelijk als in de NEN 62305 wordt door middel van een puntentelling een apparaat in een bepaalde klasse ingedeeld. In deze klassen staan ook weer omschreven welke maatregelen er genomen moeten worden om tot een goede interne bliksembeveiliging te komen.
 
Opbouw van interne bliksembeveiliging
 
Interne bliksembeveiliging kan het beste worden opgebouwd volgens de aanpak van de NPR 8110:2003. Afhankelijk van de wel of niet aanwezigheid van een uitwendige bliksembeveiliging dienen er zware of minder zware overspanningsbeveiligingen aangebracht te worden op alle lange bekabeling welke het pand in of uitgaat. Denk bij lange bekabeling aan de hoofdvoeding, de telefoonaansluitingen, de CAI-aansluiting en ook bijvoorbeeld uitgestrekte terreinverlichting, vijverpompen enz. enz. De grote metalen delen dienen (afhankelijk van de grootte van het gebouw) een of meerdere malen met elkaar verbonden te worden (potentiaalvereffening).
Indien er een uitwendige bliksembeveiliging is, aangelegd conform de norm NEN-EN-IEC 62305-1 klasse LPL1 of LPL2 dient deze vorm van interne bliksembeveiliging ook te worden aangebracht.
 
Specifieke belangrijke, dure of moeilijk vervangbare apparatuur dienen volgens de NPR 8110 van aanvullende overspanningsbeveiligingen te worden voorzien. 
 
Risicoklassen
 
De NPR 8110 heeft, zoals eerder opgemerkt, ook een indeling in risicoklassen. Middels een puntentelling zal een specifieke installatie of apparaat (let op: nooit een gebouw of een onderdeel van een gebouw!) in een van deze klassen terecht komen.
 
De klassenindeling gaat van klasse 1 tot en met klasse 5, waarbij klasse 5 het hoogste beveiligingsniveau creëert.

• Klasse 1: Het aanbrengen van overspanningsfijnbeveiligingen bij diverse apparatuur. In de praktijk wordt deze klasse alleen door particulieren toegepast. Potentiaalvereffening mag op de lokale elektra-aarding;
• Klasse 2: Het aanbrengen van een lichte overspanningsmiddenbeveiliging op alle binnenkomende bekabeling. Potentiaalvereffening behoort te worden uitgevoerd met laag-impedantie leidingen;
• Klasse 3: Het aanbrengen van een zwaardere overspanningsmiddenbeveiliging op de binnenkomende bekabeling, alsmede overspanningsfijnbeveiligingen bij specifieke apparatuur. Potentiaalvereffening behoort te worden uitgevoerd met laag-impedantie leidingen;
• Klasse 4: Het aanbrengen van een zwaardere overspanningsmiddenbeveiliging op de binnenkomende bekabeling, eventueel bij grotere afstanden aangevuld met nog een overspanningsmiddenbeveiliging, alsmede overspanningsfijnbeveiligingen op korte afstand bij specifieke apparatuur. Een uitwendige bliksembeveiliging conform klasse LPL2 van de norm NEN-EN-IEC 62305-1. Potentiaalvereffening behoort te worden uitgevoerd met laag-impedantie leidingen;
• Klasse 5: Het aanbrengen van een overspanningsgrofbeveiliging in de hoofdverdelers op de binnenkomende bekabeling, aangevuld met overspanningsmiddenbeveiligingen in de onderverdelers, alsmede overspanningsfijnbeveiligingen op korte afstand bij specifieke apparatuur. Een uitwendige bliksembeveiliging conform klasse LPL1 van de norm NEN-EN-IEC 62305-1. Potentiaalvereffening behoort te worden uitgevoerd met laag-impedantie leidingen.

In het algemeen kan men stellen dat het gemiddelde bedrijf met de gebouwinstallatie in klasse 2 terecht komt, en dat specifieke apparatuur in klasse 3 of 4 terecht komt.
 
Inspectie en/of onderhoud van een interne bliksembeveiliging
 
Als er een interne bliksembeveiliging is, is het aan te bevelen deze te inspecteren op de werking. De volgende zaken zouden uit een inspectie naar voren moeten komen:

• algemene staat van de overspanningsbeveiligingen en de potentiaalvereffening;
• verouderingsgegevens van de overspanningsbeveiligingen;
• bij wijziging van de installatie een beveiligingsadvies;
• goed- of afkeuring van de installatie. Bij afkeuring een duidelijke reden en een advies om de installatie weer aan de norm te laten voldoen.

 

Algemeen advies ten aanzien van interne bliksembeveiliging
 
Interne bliksembeveiliging is maatwerk. Aanbevolen wordt om een risico-inventarisatie (conform NPR 8110) onderdeel te maken van een offerte voor bliksembeveiliging. In de risicoanalyse dient duidelijk te zijn omschreven welk apparaat men gaat beveiligen volgens welke klasse, en vooral: waarom dat gedaan wordt. Op deze manier is het voor u en voor derden (verzekeringsmaatschappijen, installateurs) controleerbaar of de analyse vakkundig is uitgevoerd. Bovendien zijn de bijbehorende aanbiedingen vergelijkbaar met andere analysen.
 
Samenvatting
 
Interne bliksembeveiliging dient ter voorkoming van schade aan apparatuur en is een combinatie van overspanningsbeveiliging en potentiaalvereffening. Om een reële interne bliksembeveiliging te installeren is het te adviseren om de NPR 8110 toe te passen. Door middel van een risicoanalyse, uitgevoerd door een gespecialiseerd bliksembeveiligingsbedrijf, is het mogelijk om tegen reële kosten een installatie aan te brengen.

 

aanleg uitwendige bliksembeveiliging, daknet

slaan van aardelektroden

resultaat van overspanning, als gevolg van (in)directe inslag

resultaat van overspanning, als gevolg van (in)directe inslag

resultaat van een directe blikseminslag