Onderwerp: Blikseminslag

Kompas heb ik inderdaad nog niet gechecked, zal ik zeker doen. Al zal ik de helling fout pas kunnen checken als we weer onderweg zijn.

Tijdens het ontwerp heb ik inderdaad hier wel over nagedacht, maar veel verder dan een goede geleiding van masttop naar het water ben ik eerlijk gezegt niet gekomen. Blijkbaar voor deze keer voldoende en de boot drijft nog

Allen bedankt voor het meedenken, vind ik erg prettig!

Heb geen toegevoegde technische tips, maar wat een mazzel dat er niet meer stuk gegaan is en de boot nog in takt is. Succes met het speuren naar eventuele schade!

Gelukkig goed afgelopen, Erik! Wat een 'ervaring'.

Jouw boot is toch een hele grote, hele stevige, goed geleidende kooi van Faraday? Misschien wel de meest veilige boot die je je kunt wensen om een blikseminslag in te ondergaan, zowel voor bemensing als electronica binnen. Zou er niet zoveel aluminium in de mast en verder zo veel dik staal zijn om de stromen te geleiden, dat er verder niet veel stroom loopt door andere, kleinere geleiders, voor zover dat überhaupt zou kunnen naast de bescherming die de kooi biedt? Maakt dat niet het verschil met een boot van polyester?

(met nauwelijks openingen in het onderwaterschip, meen ik me te herinneren uit eerdere berichten. Kunnen er ook geen afsluiters/doorvoeren exploderen).

Ben erg benieuwd aan eventuele beschadiging van het verfsysteem onder water.

Dat is niet mis wat je meegemaakt hebt.

In de luchtvaart wordt dit als volgt opgelost, nou ja opgelost, ook hier kunnen de gevolgen ernstig zijn. Soms verbazend wekkend dat een full strike op de neus via de tail het vliegtuig verlaat zonder schade!

Wel wordt er alles aangedaan om de stroom, zowel van lightenings als static charge, af te kunnen voeren. Zo zitten er op de nose radome(kunststof) lightning diverter strips, bij deze F16 6 stuks rondom verdeeld;

Op het einde van de strip, witte punt, wordt dit overgebracht naar binnenzijde via een soort boutje en verbind alle 6 aan elkaar met een dikke strip. Deze wordt dmv een aardkabeltje nabij bij het scharnier op de romp door gegeven.

Alle uitwendige luiken/deuren en wheelbaydoors worden eveneens dmv een aardkabel aan het frame verbonden. Alle instrumenten en frames waar deze op geplaatst zijn, waar deze ook zitten, zijn speciaal voorbereid om contact te maken met het airframe. Direct door contact (metaal op metaal) of dmv een aardkabeltje. Voorbereidingen voor een goed contact is een vereiste en een speciaal proces. Zo wordt een aluminium frame ter plaatse van aardkabel bevestiging behandeld door een licht soort alodine (etsende vloeistof) en worden speciale washers geplaatst om een goed blijvende contact te verzekeren. Zo is een vliegtuig van voor naar achter hierop voorbereid.

Aan achter zijde zijn static discharge geplaatst voor afvoer, op vleugels, staart en hoogte roeren. Dat doorgeven en afvoeren is op eerste foto goed te zien.


Met de constructie wordt speciaal voor dit probleem rekening gehouden en op elkaar afgestemd zodat ten alle tijden van voor tot achter afvoer is. Ook met het vervangen van componenten wordt hier aandacht aanbesteed, het preparen van de componenten en structure voor massa contact.
Het principe is dus een gesloten circuit van voor naar achteren!

Even googelen met lightening diverterstrip en static discharge kun je veel informatie hierover vinden.
Hoe de preparation op aluminium uitgevoerd wordt en met wat voor washers massa kabeltjes bevestigd worden kan ik wel even voor je kijken. Zit toch op mijn werk, dan moet je dat even laten weten.

Grtn, Klaas

Klaas,

Dat vind ik zeker interessant, maar ik moet het even een paar keer goed lezen en dan de natturkunde er achter snappen voordat ik weet wat je allemaal bedoeld. Als je het goed vind kom ik zeker met wat meer vragen bij je terug. Nu is het vooral schade vinden en herstellen want we zijn onderweg. Van de herfst alles goed aanpakken, en als het mogelijk is verbeteringen aanbrengen.

Nu heb ik haast dus jouw bericht is even te veel om goed door te dringen, maar zeker bedankt voor je bijdrage!

Uiteraard heb je nu andere prioriteiten.

Doordenkend naar die full hit van dat vliegtuig, als die een onderbreking had gehad was dit waarschijnlijk slecht afgelopen. Een bliksem inslag gevolgd met een explosie aan boord (mogelijk een onderbreking of hij was veel te krachtig) is eerder voorgekomen. Jouw constructie van je schip heeft dit al een heel eind goed opgevangen, immers vele instrumenten mankeerden niets. Feit is dat die via de mast binnen gekomen is en heeft kennelijk geen weg naar buiten gevonden via je kiel en de romp was zo beschermd (verfpakket) dat die via deze weg ook geen en/of te weinig contact met het water kon krijgen. Mogelijk de reden dat die binnen een uitweg zocht (hoofdschakelpaneel lijkt me hiervoor aantrekkelijk) en dood liep en explodeerde. Bij een onderbreking binnen kan die alle kanten opslaan en het eerste pakken wat ie krijgen kan. Meeste inslagen zijn in de mast. Mogelijk is de afvoer van de mast naar het water te verbeteren. Zou daar in de toekomst de aandacht op richten.

Het is maar een redenering

Trommelvliezen nog in orde?

Dat vliegende schakelpaneel verbaast me niets.

Ik heb foto's gezien van een stopcontact dat door de blikseminslag in het stucwerk in de tegenover liggende muur geschoten is, èn daarin bleef hangen.
Misschien omdat er geen verdere verbinding was?
Het schakelpaneel had zeker ook een paar schakelaars die "open" stonden.

Diezelfde bliksem inslag had op zolder ook eeuwenoude dakbalken (25 x 25 cm) laten exploderen.

kbakker, wellicht een aardplaat (ongeschilderd stuk) aanbrengen onderwater. overigens staat onze mast gewoon op dek, maar daaronder staat een stalen paal waar de mastplaat op vastgeboud staat.

Ik ben net wezen zwemmen met scubba gear en onderwater lijkt alles prima. De anodes zitten nog goed vast, schroefas is heel (en werkt). Op de kiel mist een stukje verf, maar dat kan ook van een aanvaring met een rots zijn die we eerder dit jaar gehad hebben.

Toch handig zo'n stalen boot. Mogelijk had mijn plastic dingetje het allemaal niet zo goed overleeft.
Het is afwachten wat voor ervaringen er bij Selden is. Wat ik zelf nog heb kunnen bedenken is het los schroeven van de spanners van de top verstaging en het goed inspecteren op punt las verschijnselen. Als de stroom hier doorheen is gegaan zou je denken dat er op de pinnen / contact vlakken iets te zien zou moeten zijn. Maar het is misschien mijn al te voorzichtig zijn met de mast, wat mede bepaald wordt door minder gelukkige ervaringen op dit gebied.

Inhoudelijk geen bijdrage, maar wel mooi dat er geen persoonlijke schade is, en dat de schade vaarbaar is tot het eind van je gastenseizoen.

Dekadent

Dat je masttopinstrumenten aangruzelementen zijn, kan dus ook komen doordat die nog net niet geaard zijn en de rest eronder wel.
Had je op moment van inslag de marifoonantenne losgekoppeld? (Het hoogste punt neem ik aan?)
Zo ja, dan was deze dus niet geaard....

Ik heb ooit in de bliksembeveiliging gewerkt, dus laat ik even reageren:

1) Zijn er verschillende gradaties van sterkte mbt blikseminslagen?
Ja, Amperages zijn sterk verschillend.

2) Kan ik verborgen schade verwachten?
Ja, met name elementen in elektronische apparatuur kan versneld verouderen, dit is helaas pas te merken als je na verloop van tijd onduidelijke storingen krijgt.

3) Is er een methode om de masttop te beschermen tegen bliksem inslag? Metalen staaf kan werken tegen directe blikseminslag, maar het effect zal mogelijk niet groot zijn i.v.m. inductie, alsmede nevenstroom (bij blikseminslag is er meestal niet 1 stroomkanaal, maar meerdere nabij het inslagpunt).

4) Wat voor beveiliging hebben jullie tegen bliksem inslag en wat doen jullie als bliksem naderd?
Mast (aangenomen dat het een alu mast betreft) aarden met Cu50 op de kiel, alsmede andere stalen onderdelen goed aarden. Overspanningsbeveiliging bij apparatuur installeren, goede is echter kostbaar en moet specifiek uitgezocht worden. Denk hierbij aan Phoenix, OBO Betterman of Dehn.

Op de Proost (polyester) heb ik een soort aarding gemaakt die er overigens niet permanent opzit maar gemonteerd kan worden als het dreigt. Een aluminium klem die onder om de mast gemaakt wordt met daaraan een 40 mm2 koper kabel die minimaal 1,5 meter in het water hangt. Waarschijnlijk is een directe geleiding het beste en via de kortste weg, vandaar deze keus. De invloed op apparatuur wordt dan minimaal.

Eric voor later;
Ter info hoe in de luchtvaart hier rekening mee gehouden wordt. Niet dat dit voor de watersport ook zo zou moeten maar daar zitten toch wel interessante punten bij.

In de luchtvaart wordt een antenne of een navigation light (denk hierbij aan je marifoon antenne en toplicht) altijd geplaatst zodat electrical bonding gewaarborgd is tussen het component en het frame (mast), door baseplate en frame als zodanig te preparen. Na plaatsing wordt de overgangsweerstand gemeten, die mag voor een antenne maximaal 0.0025 ohm zijn. Om te voorkomen dat er vocht tussen komt wordt geheel rondom ge-sealed. Dit om de werking onder alle omstandigheden te waarborgen (corrosie voorkomen, statische ladingen en bliksem inslag afvoer).

Toch levert dit nog wel eens problemen op ondanks deze processen. Als de processen niet goed uitgevoerd worden, zie dit stukje, ontstaat er corrosie. Dit geldt voor de gehele luchtvaart, dus ook onze SAR heli’s, die zeelucht/water gevoelig zijn. Randen afkitten is een must. Overigen is het standard in de luchtvaart dat alle metalen bevestigingsmiddelen (ook rvs), waarmee componenten op een aluminium basis frame (b.v. je mast) bevestigd worden, voorzien zijn van een cadmiumlaag en ‘nat’ (met kit) geplaatst om interkristallijne corrosie te voorkomen en water niet tussen te laten komen.

Bedenk dat bout en popnagel bevestigingen van welk materiaal dan ook op aluminium nooit de zekerheid geeft dat de electrical bonding gewaarborgd is. Een aluminium mast is ge-anodiseerd en/of gepoedercoat met of zonder een kleur. Componenten rechtstreeks hierop gemonteerd hebben bijna altijd een te grote overgangsweerstand. Met een licht soort alodine (geleverd als viltstift) worden contact oppervlaktes ge-prepared. In de luchtvaart is alles duur. Deze alodine levert een minimale overgangsweerstand en geeft toch voldoende corrosie bescherming. Dit zijn specifieke processen. Hierbij is goed te zien welk contact oppervlakte prepared dient te worden. Zie verschil massakabel verbindingsmethode op een cress plate of aluminium plate (figure 1 blz. 3-9 en figure 3 blz. 3-11) Staar je niet blind dat dit een baseline is voor space shuttle program, civiele als ook onze heli en F16 vloot kennen dezelfde standards, de beschreven processen zijn hetzelfde. Die mag ik niet publiceren, deze is openbaar.

Filosoferend;
Met deze processen uit de luchtvaart zou je voor de kwetsbare componenten (lees mast met zijn geïnstalleerde accessoires) t.a.v blikseminslag d.m.v. vergelijkbare electrical bonding processen een situatie kunnen creëren welke ten eerste een goede werking waarborgt, corrosie gevoelige verbindingen indamt en blikseminslag zo goed mogelijk afvoert door;
1. Een kabel die bovenin uit de mast komt in principe rechtstreeks aansluiten op het part, het part dient electrical bonded te zijn aan de mast. Andere kant van de kabel dient dekdoorvoer (buiten) connector electrical bonded geplaatst te zijn aan romp. In een vliegtuig wordt elke connector, op een bracket, spant of plaat doorvoer, met een electrical bond methode geplaatst. Door een dekdoorvoer connector te plaatsen, electrical bond methode geplaatst, verlaag je de kans op bliksem inslag doorvoer naar binnen!
2. Indien een kabel uit de mast, met een connector eruit komt, wordt deze op een bracket gemonteerd. Bracket dient door een electrical bond methode aan het frame of mast geplaatst te worden en connector evenzo weer aan het bracket.
3. Aluminium mastvoet afvoer naar beneden. Bedenk dat een bout onderin door de mastvoet, waar de mast op draait bij het strijken, niet altijd voldoende electrical bonding kan hebben met romp. Ook niet als die op de mastvoet staat. Immers al deze materialen zijn ‘beschermd’ met een anodiseer laag of poedercoating. De ‘dop’ onderin de mast heeft ie wel voldoende electrical bonding met de mastbody zelf? Geeft die ‘dop’ wel voldoende bonding aan de romp? In het verstandig een massakabel rechtstreeks op de mastbody (boven de voet) op de romp aan te sluiten?
4. Verstagingen, hebben deze een electrical bond verbinding met mast en romp?
5. Bij een kunststof of houtenboot zijn meestal één of meerdere rvs geleide strip nabij mast geplaatst waarop zowel mast als stagen op aangesloten worden, die voor afvoer zorgt. Heb je die overgangsweerstand wel eens gemeten van alle aansluitingen? Afhankelijk van soort verbinding varieert de toegestane ohmse weerstand 0.0025 tot 1.0 ohm in de luchtvaart.
6. Zit kiel dermate in een verfschema of ander soort corrosie bestendig beschermingslaag dat bliksem lossingsweerstand te hoog geworden is en ergens anders gaat knallen?

Interessant zou zijn, bij gelegenheid, de ohm’se electrical bonding weerstand eens te meten van elk geïnstalleerde componenten op de mast (ook die op de zalingen geplaatst zijn en de zaling zelf naar de mast), zo van elk onderdeel naar beneden tot aan de kiel. Hoe minder verbinding tussen mast en kiel des te bedrijfszeker zal dit werken. Ook vanaf de mast (buitenom) rechtstreeks op de kiel of daarvoor bedoelde plaat onder water meten.

In dit licht gezien waarom zijn je rvs toplicht bevestigingsbouten en je antenne er af geslagen? Het is altijd de vraag…indien die op deze wijze geplaatst waren…zouden zij er dan nog opzitten? Was de schade dan beperkter en hadden ze mogelijk nog gefunctioneerd? Of was de ontlading te groot?

Ik heb diverse bliksem inslagen op vliegtuigen mogen beoordelen. Meestal zijn dit kleine brandpuntjes op een rij, op het frame, over canopy’s en over antennes. Zo nodig dient de oppervlakte pitting schade behandeld te worden tegen corrosie. Onze jachtvliegtuigen zitten vol met antennes. Het gesloten circuit (electrical bonding) van het airframe zorgt voor door en afvoer. Mogelijk vind je ook brandpuntjes in de top van de mast. Als je googeld op bliksem inslag afbeeldingen van een vliegtuig vind je ook doorgebrande gaten in de romp terug. Dat is meestal bij inslag of uitgangpunt. Ter beeldvorming een algemene checklist (para 4)wat er zo al op een vliegtuig geïnspecteerd wordt na een bliksem inslag.

Grtn, Klaas

Erik al een beetje van de schrik bekomen

@Klaas: Als ik je verhaal zo lees, zou dan een metalen staaf met daaraan een dikke koperen kabel omhoog hijsen in de mast en het andere eind van de kabel in het water gooien een (nood)oplossing kunnen zijn?

Stan

@klaas

dank voor je verhaal! het is duidelijk dat de watersport (en de bouw) veel kan leren van de luchtvaart.
ik ben altijd een groot voorstander van dit soort kennisoverdracht tussen 'takken van sport' ,
maar het gebeurt te weinig. Jouw verhaal is een voorbeeld van het nut!

groet
t

Revolution1 schreef : Ja hoor, we zijn alweer onderweg

Ik kwam dit stukje nog tegen bij een google zoektocht, ik vond het wel aardig/informatief om te lezen.
edis.ifas.ufl.edu/pdffiles/SG/SG07100.pdf

Klaas, hartelijk dank voor je zeer uitgebreide antwoord, hier ga ik zeker eens voor zitten en misschien heb ik nog wel een hele berg vragen voor je als ik er mee aan het werk ga. Al zal dat denk ik pas eind oktober worden. Je bijdrage waardeer ik!

Erikdejong schreef :
mooi stukje! voor mij reden om de doorgestoken mast maar eens met koper aan de kielbouten te gaan verbinden!

groet
t

Ik heb toch een beetje gemengde gevoelens over alles elektrisch verbinden. Je hebt verschillende metalen bij elkaar en als je alles gaat verbinden krijg je sterk vergroote kans op galvanische corrosie.

Je moet dus het zwakste deel makkelijk en bij voorkeur goedkoop kunnen vervangen. Anders zou het middel wel eens bijwerkingen kunnen krijgen die erger zijn dan de kwaal. Want, zeker in Nederland, is de kans op een bliksem inslag natuurlijk bijzonder klein.

Ik kreeg net een email terug van de fabrikant van de mast (Selden).
Zij hebben inderdaad ervaring op dit gebied, en slechts heel zelden word er geadviseerd om een mast danwel verstaging te vervangen.

Hitte is het grootste probleem bij inslag in een tuigage. Met name het aluminium profiel kan hier ernstig door verzwakken. Echter is een dergelijk probleem altijd zichtbaar door brandplekken/zwarte aanslag op overgangspunten tussen bijvoorbeeld mastbeslag en het profiel, en dan met name het voetstuk en de masttop. Deze plekken zijn bij ons niet zichtbaar dus ze hebben aangegeven dat vervangen van mast of verstaging niet nodig is. Iets dat de verzekeringsexpert ook zo beoordeeld heeft.

Erikdejong schreef : zeker waar, die corrosie. Misschien alleen vastmaken als ik in een onweer dreig te komen..... ik zal eens zien of dat kan.

de kans in NL, daar heb ik net even aan gerekend!
Als we aannemen dat voor elke m2 in NL de kans even groot is (waarom zou dat ander zijn) en dat een boot 30m2 oppervlak (horizontaal) heeft dan ziet dat er als volgt uit:


30 m2 is oppervlakte boot
100000 inslagen per jaar volgens KNMI
41526000000 m2 is oppervlakte NL
7,22439E-10 ratio boot/nl
0,0072% kans op inslag per jaar in 1 boot
210000 aantal jachtjes in NL volgens onderzoek overheid
DUS 15 inslagen per jaar in jachten

0,07% de kans dat jouw boot in 10 jaar ooit wordt getroffen

groet
t

Maar het gebeurt vaak dat er een onweersbui overkomt als je niet aanboord bent. Als wij de boot voor langere tijd achterlaten (= meer dan 2 dagen) dan ga ik in "bliksem inslag modus" dwz alle antenens los koppelen. Maar als je vanboord gaat, in de meeste gevallen ga je tussen de weekeinden in naar huis, dan zou je dus ook de aarding weer moeten aansluiten. Al me al heb je dan toch het grootste deel van de tijd je corrosie versneller aanstaan.
Tenzij je naar de boot heen en weer gaat als er onweer dreigt.

Een klein onderzoekje aanboord heeft me trouwens geleerd dat het schakelpaneel er hoogst waarschijnlijk (letterlijk) uitgeklapt is door de bekabeling van het toplicht. Ik ga dus alle verlichting nu uitvoeren met een stekker bij de mast (binnen) en haal deze ook los tijdens onweer en laat wellicht de stekker aan de mast zijde contact houden met de mast.

De autoradio zat bij ons naast het schakel paneel en die is opgeblazen doordat de masttop verlichtingskabel los geschoten is tijdens de klap en tegen de behuizing van de radio aangekomen is. Als de kabels uit de mast dus onderbroken zijn bij de mastvoet, dan zou dergelijke schade mijnsinziens minder makkelijk op moeten kunnen treden.

net ook ondekt dat het accumonitorings systeem enkele data die afkomstig moet zijn van de shunt niet meer weergeeft. het LED-je op de shunt knippert nog wel zoals gebruikelijk, maar slechts beperkte informatie is beschikbaar. Ik heb nog reserve data kabels aanboord dus volgende week eens kijken of vervangen van de kabels wellicht helpt.

Als je alles loskoppelt heb je dus geen enkele navigatieverlichting meer. Kan Capo uitrekenen wat dan de kans is om daardoor weer aangevaren te worden? Nee, gekheid, maar het is dan wel zo handig om een setje noodnavigatieverlichting met LED's klaar te houden en die dan plaatsen.

Onweer duurt nooit lang, die 10 minuten wil ik wel zonder verlichting varen. ook voor nood verlichting heb je een kabel naar beneden nodig om dit te activeren en juist dat wil je elimineren. Alles moet feitelijk buiten blijven. Eventueel iets met een batterij houder die je activeerd door er batterijen in te stoppen en die buiten te laten liggen zou kunnen werken.

Maar nogmaals, die 10 minuten houd ik wel extra goede uitkijk. Ik vraag me toch af hoe goed je LED lamphje kunt zien als het overal bliksemt.

beewee schreef :
als je maar hard genoeg vaart is de kans nul, omdat de kans dat er net iemand anders ook op die plek is nul wordt bij hele hoge snelheid

hetzelfde geldt met de auto! Als je maar hard genoeg over een kruising rijdt is de kans dat er net ook iemand anders rijdt nul.

groet
t