Über die thermische Wirkung am Fußpunkt von Blitzstromlichtbögen

Inhalt:
Die thermo-mechanische Schädigung einer Struktur in der Nähe des Blitzeinschlagpunktes wird durch den direkten Wärmeeintrag des Plasmakanals in den Blitzfußpunkt, durch die generierte Joule’sche Wärme des eingeprägten Blitzstroms und durch die thermische Wärmestrahlung vom heißen Plasmakanal auf die Strukturoberfläche verursacht. Für eine korrekte Simulation der Schädigung der Struktur müssen alle Beanspruchungsmechanismen berücksichtigt werden, wobei sämtliche relevanten Parametergrößen genau bekannt sein müssen. Die Schädigung der Struktur und die Degradation des Materials werden dabei nicht nur durch den Einfluss des Lichtbogens, sondern auch durch die Wechselwirkungen der Plasma- und Wärmestrahlung mit der Materialoberfläche der Struktur beeinflusst. Der Einfluss der Wärmestrahlung auf die Strukturschädigung wird in der Literatur kontrovers diskutiert. In der vorliegenden Studie wird gezeigt, dass der Beitrag der thermischen Strahlung des heißen Plasmakanals während der kontinuierlichen Blitzstromkomponente vergleichsweise klein ist und außerhalb des Lichtbogenfußpunktes vernachlässigt werden kann.