– En lynutladning kan føre til strømstyrker opp til 300.000 ampere

Det overordnede spørsmålet i Holtans foredrag er om overspenning er en trussel for smarte installasjoner. Han har sett sin porsjon med skader og er opptatt av hvordan man best kan forebygge overspenningsskader.

Feil på nettselskapets jordingsanlegg, kan føre med seg overspenning til mange bygg. Da er det nettselskapet som må gjøre tiltak.
– Hele poenget er å finne årsaken. Deretter må vi vurdere hvordan kan vi forebygge, slår Holtan fast.

Høyfrekvent strøm
– En lynutladning kan føre til strømstyrker opp til 300.000 ampere. Lynstrømmene er transiente, framstår som svært høyfrekvente og kan forårsake skader 2 km unna lynnedslaget, sier Holtan.

På bilder av lynnedslag i kirkebygg, viser Holtan hvor effektivt lynvernanlegget virker. Når et bilde viser lynnedslag til kirkespiret som oppfanger, og ikke noe gnister nedover bygget, betyr det at lynvernanlegget har fanget opp strømmen og ledet den trygt til jord gjennom avledersystemet. 

Risikovurderinger
– Jeg skulle ønske bransjen var bedre til å gjøre konkrete vurderinger på sannsynlighet og konsekvens, sier Holtan. Han henviser til NEK 320-2-Risk management.

Han viser også til veiledningen til Forskrift om elektriske lavspenningsanlegg §25 som sier at antall skader relatert til hyppighet av atmosfæriske utladninger ofte kan være høyere i Norge enn i sentraleuropeiske land. 

– Dette skyldes naturgitte forhold som kaldere klima, skyer med torden nærmere bakken, sier Holtan.

Som følge av at de internasjonale normer ikke tar hensyn til dette kan det være påkrevd med tilleggsbeskyttelse mot overspenning etter vurdering av lokale forhold. Dette har vist seg vanskelig i praksis.

– Frem til 2010 viste det seg at bransjen, basert på «AQ klassifisering og den forventede tordenværshyppigheten» gjennomgående vurderte at det ikke var risiko. Med så få tordendager, var konklusjonen som regel at overspenningsvern ikke var nødvendig, forteller Holtan.

Så kom kravene
Kravene til at alle lavspenningsinstallasjoner som ikke er en integrert del av distribusjonsnettet skal være beskyttet av overspenningsvern kom, da det viste seg at risikovurderingene ikke fungerte som forutsatt.

Holtan har observert mange branntomter for å finne årsaken til hvorfor det har begynt å brenne. 

– Dersom det man observerer av skader ikke stemmer med teoretiske beregninger er det teorien som må ettergås siden virkeligheten er bevist, sier Holtan.

Overspenningsvern og det svake punkt
– Et overspenningsvern er et planlagt «svakt» punkt som skal avlede overspenningene og derved beskytte elektrisk utstyr, sier Holtan.
Holtan gir i foredraget en del praktiske erfaringer etter skader ved lynutladninger. Han viste et eksempel på en kabel som var rettet opp ved å benytte en hammer for å få kabelen inntil veggen.  

– Men hva skjer egentlig da? Den jorda skjermen i kabelen kommer nærmere faselederen og lager vi et svakt punkt, sier Holtan.

Bildet av kabelen på veggen viste en punktering (sotutslag og overslag mellom faseleder og jord) i dette svake punktet. Siden det svake punktet hadde lavere størstspenningsholdfasthet enn resten av kabelen, fungerte det i prinsippet som et «overspenningsvern» og resten av kabelen var like hel. 

Han nevner at i mange tilfeller blir hele det elektriske anlegget skiftet ut ved lynnedslag, selv om det faktisk som regel ikke er nødvendig. Det vil være nok å identifisere og skifte ut ødelagt og svekket elektrisk utstyr.

Videre i foredraget snakker Holtan om ulike typer overspenninger, fysikken i atmosfæriske utladninger, beskyttelsestiltak og jordingsanlegg.

Han trekker frem standardene NEK 320 (IEC 62 305-serien).

Lynanlegg på verneverdige bygg
Som regel ønsker man at lynanlegget ikke skal synes på verneverdige bygg. Det blir ofte en avveining mellom grad av beskyttelse og estetikk. Riksantikvaren har utarbeidet en veileder om temaet som bør benyttes.

Holtan forteller at lynstrømmens forløp er ofte en eller flere kortvarige utladninger med strømstyrker opp til 300 kA. Det er også rask stigetid, typisk 10 mikrosekunder.

– Det betyr at lynstrømmen fremstår som høyfrekvent noe som medfører at lederframføringer må bygge på andre prinsipper enn det man legger til grunn for 50 HZ anlegg. Resistansforholdene i lederfremføringen er vanligvis neglisjerbar, mens det er reaktansforholdene som må hensyntas. Så korte føringer som mulig som mulig uten «knekker» og krappe bøyer, unngå bruk av skruklemmer i koblinger osv. Dette sammen med at godt planlagt jordingsanlegg i ht. NEK 320 er viktige prinsipper for et lynvernanlegg, avslutter Jørn Holtan.