Fra arkivet: Når Tor slår med hammer’n
Slik beskytter du deg mot lyn
På landjorda beskytter vi oss mot lynet ved hjelp av lynavledere. Hvordan kan vi beskytte oss utpå sjøen der mastetoppen rager som et fristende mål for spenningene?
Publisert
Sist oppdatert
Fra arkivet: Artiklen ble første gang publisert i SEILmagasinet 6-2000.
Den tradisjonelle måten å beskytte seg mot lynnedslag har vært å installere en lynavleder. Bygninger med viktig elektrisk utstyr som for eksempel flyplasstårn , radarer, e-verk og så videre, er gjerne utrustet med en spiss kopperstang som rager over alt annet. Denne stangen er forbundet med jord med en solid koppertråd eller tykk ledning, som går utenpå bygningen og ned i en stor stålplate som er gravd ned i jorden. Tanken er at lynet skal slå ned i denne, og deretter ha en kontrollert lavmotstands vei mot jord uten å gå gjennom bygningen i seg selv og finne veien mot jord på egen hånd.
Hvordan skal man så gjøre noe tilsvarende på en seilbåt?
Slår ned i mastetoppen
La oss starte i toppen. Ladningen bygger seg opp i toppen av masten, og det er her det er mest sannsynlig at lynet vil slå ned. Ved å montere en stålstang, eller aller helst en kobberstang (minimum 8 mm2), i toppen som stikker minimum 15 cm over alt annet, inkludert VHF-antennen, har man en god start. Denne stangen må være virkelig spiss i enden, for de fysiske begrensningene for opphopningen av ladninger her, gjør at noen av ladningene ledes ut i luften og reduserer potensialforskjellen mellom masten og skyen, og dermed reduserer lynets kraft og i beste fall hindrer lynet i å slå ned (se neste avsnitt).
VHF-antennen er ubrukelig som lynavleder. Den har for lite tverrsnitt, er ofte innkapslet i glassfiber og har ikke direkte kontakt med en god nok leder.
Jording
Lynavlederen må være forbundet med en god leder mot jord (les sjøen). Lederen bør ha så stort tverrsnitt som mulig, minimum 25 mm2, for å redusere motstanden og dermed lede så mye strøm som mulig denne veien. Dette holder nedslagsperioden til et minimum og reduserer faren for sidelyn, det vil si lyn som «hopper» fra sted til sted for å finne jord. Et slikt løpsk lyn er farlig og kan gjøre stor skade på sin vei.
Er du så heldig å ha en aluminiummast, kan denne benyttes som leder, forutsatt at lynavlederen har en god elektrisk kontakt med denne. Du gjenger bare i masten og fester lynavlederen med syrefaste maskinskruer. Et løst mastetoppbeslag kan på grunn av korrosjon mellom beslaget og masten ha så dårlig elektrisk kontakt med masten at hele beslaget kan «blåses» av ved et nedslag, så å feste lynavlederen i denne kan gi en falsk trygghet.
I dette tilfellet fester du lynavlederen rett under topp-beslaget i selve masten. Dersom mastetoppbeslaget er sveiset på masten, fester du bare lynavlederen direkte i toppen. Er masten malt, må du fjerne malingen i festepunktet for å få minst mulig motstand mellom lynavleder og mast. Du kan bare male over etterpå. Dette er et punkt du skal holde øye med, for det hvite pulveret som oppstår mellom syrefast og aluminium, er en bra isolator, og kan sørge for at et lynnedslag gjør mer skade enn nødvendig.
Lynleder
Lederen må være forbundet med noe som kan lede lynet effektivt ned i vannet til enhver tid – uansett om båten ligger rett eller krenger. Har du stål eller aluminiumbåt, fester du bare en tykk kabel mellom mastefoten eller mellom nederste del av masten og skrog eller dekk. Skroget er en perfekt leder mot jord. Med tre eller glassfiberskrog er skroget i seg selv en isolator, og du må finne andre måter å lede lynet mot jord. Har du utenpåliggende kjøl som ikke er støpt inn i plast, fester du lederen til en eller aller helst et par kjølbolter. Dette kan du gjøre ved å sveise fast for eksempel en 8 mm maskinskrue til skiven under mutteren til kjølbolten. Sveiser du skruen fast i kjølbolten eller mutteren direkte, har du ingen mulighet til å stramme kjølboltene senere, og det ønsker du selvfølgelig ikke.
Har du gjennomgående aluminiummast, fester du bare en eller to minimum 25 mm2 kabler fra bunnen av masten og til kjølboltene. Har du ikke gjennomgående mast, fester du en tilsvarende kabel til mastefoten og fører på samme måte kabelen til kjølbolten.
Med innkapslet kjøl, må du feste kabelen til en egen kobberplate under vannlinjen med et minumum overflateareal på 0,25 m2. Denne kobberplaten må være under vann til enhver tid, også når du krenger. Du kan ikke benytte jordingsplaten til HF-radioen, for den er altfor liten (det ekvivalente overflatearealet på grunn av den porøse flaten gjelder kun ved høyfrekvente strømmer, og ikke ved lynnedslag). Resultatet vil være at platen blir blåst ut av båten. Det samme gjelder ved vanlige skroggjennomføringer.
En del hevder at man ved å feste jordingskabelen i motoren ,kan benytte denne via giret, propellakselen og la lynet lade seg ut gjennom propellen. Selv om akselen og propellen i seg selv har store nok dimensjoner, kan oljen i de forskjellige lagrene i giret gi så mye motstand når lynet slår ned, at giret blir ødelagt. For de med fleksibel kopling på akslingen, er det ikke elektrisk kontakt mellom propell og motor i det hele tatt !
Stag og røstjern
Mesteparten av strømmen vil følge denne hovedlederen mot jord. Nå har det seg jo slik at de fleste av oss har vant og stag festet til masten, og disse vil også kunne lede en del strøm som det er best å få ledet mot jord på enklest mulig måte. Dette kan du ordne ved å feste en leder fra hver av røstjernene og ned mot en kjølbolt/jordingsplaten. Mindre strøm vil gå her, så du kan greie deg med en 16 mm2 kabel.
Metalldeler bør jordes
Har du fulgt punktene over, har båten i seg selv større sjanse for å komme unna et lynnedslag uten altfor store skader, enn en båt uten beskyttelse. Dette beskytter også menneskene om bord, men det kan ytterligere forbedres ved å ta et par andre forholdsregler i tillegg.
Ved et lynnedslag vil alle metalldeler om bord ha forskjellige potensialer. Dette kan føre til at vi kan få sidelyn som hopper mellom disse metalldelene på sin vei mot jord. Alle store metallobjekter innenfor 2 m fra hver av lederne mot jord, bør derfor også jordes. Dette vil føre til at alle metalldelene ligger på samme potensiale og strømmen går gjennom lederen mot jord og ikke gjennom mennesker som tilfeldigvis er i nærheten. Dette gjelder vanntanker, motor, ankerspill, pulpit, pushpit og rekke, pidestallen, etc.
Elektrisk utstyr
Så var det dette med det elektriske utstyret da. Det er det som regel vanskelig å få helskinnet gjennom et lynnedslag, men noe kan gjøres for om mulig å berge noe av utstyret. En venn av oss legger den bærbare gpsen i komfyren under tordenvær!
Når elektrisk strøm går gjennom en leder, vil endringen av strømstyrken gi opphav til et magnetfelt. Dette magnetfeltet induserer strøm i alle ledere som er i nærheten, proporsjonalt med styrken på feltet (de er det som skjer i dynamoen på motoren). Når lynet treffer båten, foregår det en utladning mellom flere millioner volt og med en strømstyrke på opptil et par hundre tusen ampere.
Denne plutselige økningen og kort etter reduksjonen av strøm - fører til et kraftig magnetfelt ikke bare i båten, men også flere titalls meter unna. Magnetfeltet induserer strøm og spenninger i alle ledningene i båten og nabobåtene. Utstyr koplet til ledningene kan sjelden takle de spenningene det er snakk om, og vil bli ødelagt.
Spesielt sårbart er elektronisk utstyr som normalt jobber på 5 volt internt og strømstyrker i tusendels ampere. Sikringene er som regel for trege til å reagere, og en lysbue kan lett kortslutte sikringen selv om den er gått. Det samme gjelder brytere.
Det beste er å kople fra alle ledninger og antenner på utstyret og lede antennene (både innerleder og ytterleder) mot jord. Unntaket er jordledninger til metallchassis. For å minske de induserte strømmene i kablene om bord i båten i et lynnedslag, må alle ledninger være så korte som mulig, ikke ha noen løkker og gå mest mulig på tvers av jordledningene som lynet skal følge. Legg for all del ikke ledningene i samme bunt som jordledningene.
Tips om jording
Lynet liker å gå korteste veien mot jord, så unngå å trekke en kabel horisontalt langs hele båten som jordledningene festes til for så å ha et feste til en kjølbolt. Trekk hver av ledningene korteste vei rett ned til en kjølbolt. Skarpe bend på ledningene er heller ikke bra, for her kan lynet finne på å «hoppe av» og finne en kortere vei mot jord. Må du bøye ledningen, er det ikke anbefalt å ha mer enn 90O bøy og radien må være på minimum 20 cm. Terminalene på ledningene må klemmes på og ikke loddes, for loddingen kan lett smelte under utladningen.
En del seiler rundt med kraftige startkabler som de i tordenvær klemmer på overvantet på hver side av båten og lar den andre enden av kabelen slepe i sjøen. Dette er en løsning som har flere ulemper:
Veien mot jord går kun gjennom vantene, som har mye høyere motstand enn en tykk kabel eller en aluminiummast. Sjansen for at lynet går andre veier er stor. Sjansen for kraftige sidelyn er også stor.
Klemmene som presser på strekkfiskene eller vaieren har så lite areal i klempunktet at det vil bli kraftig varmeutvikling her på grunn av for mye motstand. Dette vil i beste fall kun sveise fast klemmen til vantet, men i verste fall sørge for at vaieren ryker tvers av. Kabelenden som slepes i vannet må ha et langt strekk uten isolasjon for å ha stort nok overflateareal til å kunne lede lynet effektivt ned. Skal man benytte et slikt system, bør man i det minste også inkludere masten og sørge for at kontakten mellom vant/strekkfisk og kablene er god.
I stedet for enkle klemmer, kan kabelen for eksempel avisoleres ved vantet og tvinnes rundt vantet flere ganger omlag 30–40 cm oppover og tapes eller aller helst klemmes fast flere steder, for eksempel med slangeklemmer. Mörer Schiffselektronik GmBH i Tyskland (Seilmagasinet 2/1999) lager et system etter dette prinsippet med spesiallagde klemmer som sørger for god kontakt.
Hvorfor ikke avvise lynet?
Når den ladede skyen passerer over båten, vil det føre til at elektrisk ladde partikler med motsatt ladning blir trukket opp til toppen av masten, hvor de blir presset sammen i spisse punkter. Dersom dette punktet er veldig spisst, vil presset på partiklene sammen med de fysiske begrensningene føre til at partikler blir presset ut i luften.
Med mange nok spisse punkter, vil tilsvarende flere elektrisk ladde partikler ledes ut i luften og ionisere luften og sørge for at en del av ladningen i bakken i nærheten blir utladet mot ladningen i skyen. Dette skjer over mye lenger tid enn et lyn, og vil dermed ikke gjøre noen skade på båten. Med god elektrisk kontakt mellom masten og bakken under, vil dette sørge for at potensialet mellom skyen og båten ikke bygges opp til det nivået som må til for at lynet skal slå ned. Vi har med andre ord sørget for at lynet ikke kan slå ned der vi er!
Forespar lager Lightning master, som ligner en liten oppoverpekende metallbørste. Av andre typer kan nevnes No Strike (USA), som ligner en flaskebørste. Lynavviseren festes i masten på samme måte som en lynavleder. Det er viktig også for lynavviseren at vi har tatt alle forholdsregler med hensyn til jording slik som for en lynavleder. Dette tjener to hensikter. For det første er det viktig at lynavviseren har god kontakt med jord slik at de ladde partiklene har en lavmotsandsbane opp. For det andre; skulle mot formodning lynet likevel slå ned i båten, må det ledes unna på en effektiv måte.
Ved lynnedslag er store krefter involvert. Lynet kan ta veier som virker helt irrasjonelle. Ingen system gir derfor 100% beskyttelse, verken ved bruk av lynavleder eller lynavviser. Ved riktig montering av lynavleder har man imidlertid mye større sannsynlighet for at båt, utstyr og mennesker kommer unna et lynnedslag i bedre kondisjon enn uten noen beskyttelse i det hele tatt.
Teorien om å avvise lynet i stedet for å avlede lynet, får støtte av stadig flere, selv om lenger tid og mer erfaring må til for å se om det virkelig virker. Det er vanskelig å gjøre sammenlignbare tester, for lynet beveger seg på en ytterst lite forutsigbar måte. Så langt ser det imidlertid lovende ut. Viser det seg at dette virkelig er effektivt, burde enhver seilbåt ha en kost i toppen.
