Lynafledere anno 1872

Amerikaneren Benjamin Franklin (1706-1790) fik i 1752 bekræftet en formodning om, at lyn er af elektrisk natur. Det lykkedes Franklin (med livet i behold) at trække elektriske gnister fra en drage sat op under et uvejr. Herved opstod idéen om at sikre bygninger ved hjælp af en metallisk fangstang på taget, der skulle rage et godt stykke op i luften og byde sig til for eventuelle lynstråler. Elektriciteten skulle via fangstangen og en metallisk nedleder føres kontrolleret ned i jorden, hvorved det skulle forhindres, at lynet fandt tilfældige veje gennem bygningsdelene med risiko for opståen af brand.

Der var også en anden idé bag ved det spidse jordforbundne spyd på taget. Spyddet skulle formidle en stadig stille og rolig elektrisk udladning mellem jord og skyer som om muligt helt skulle forhindre, at ladningsforskellene blev så store, at et lyn kunne dannes.

Nedenstående tekst om lynafledere er fra et naturvidenskabeligt tidsskrift fra 1872, et tidskrift der blev udgivet gennem en længere årrække af de to brødre August og Julius Thomsen.

Om Constructionen af Lynafledere, af Landsberg. Aflederen, hvorved man forstaaer den samlede Ledning fra Spidsen ned til Jorden, har den Bestemmelse paa en uskadelig Maade at iværksætte den elektriske Ladning og Udladning. Aflederen skal tjene som Vei for den bortstrømmende Elektricitet og maa under denne Function hverken lide nogen indre Forandring eller fremkalde skadelige Virkninger udadtil. Dette opnaaes kun, naar den hele Ledning frembyder mindst mulig Modstand mod Elektricitetens Bevægelse; derfor kan Ledningen kun bestaae af metalliske Dele.

Den nærmeste Følge af en indre Ledningsmodstand vilde være en Opvarmning, som kunde blive saa stor, at der kunde indtræde Smeltning og altsaa Afbrydelse af Ledningen. Ledningsmodstanden voxer i samme Forhold som Tversnittet af Lederen aftager, hvorfor man maa sørge for, at dette Tversnit er tilstrækkeligt stort. Vi kjende nu ikke Mængden af den Elektricitet, som skal neutraliseres ved Lynnedslaget, hvorfor vi ad Erfaringens Vei maae udfinde de Dimensioner, Lederne maae have. Telegraphtraadene paa overjordiske Ledninger staae omtrent paa Grændsen, idet de næppe kunne smeltes af Lynet, derimod vel kunne blive bløde og sønderrives. Der foreligger derimod ingen Erfaringer for, at Jerntraade af mere end 6 Pariser Liniers (13½ Millimetres) Tykkelse ere blevne ødelagte af Lynet, en Tykkelse, som ogsaa en fransk Commission har anseet for den laveste Grændse, hvortil man uden Fare kunde gaae.

Ved Udvalget af Materialet for Ledningen maa man foruden til Ledningsevnen ogsaa tage Hensyn til de physiske Egenskaber og til Prisen. Materialet maa saaledes besidde Bøielighed nok til at kunne følge Bygningens Former, og Forbindelsen mellem Ledningens enkelte Dele maa ikke medføre større techniske Vanskeligheder; Varmeforandringerne og Veirliget i det Hele taget maae ikke fremkalde væsenlige Forandringer i den moleculære og chemiske Beskaffenhed. Foruden Jern kunde her derfor være Tale om Kobber, Messing, Bly, Zink o. fl. Antage vi Ledningsmodstanden for en 6 Linier tyk Jerntraad som tilladeligt Minimum, kan man af de andre Materialiers forholdsvise Ledningsmodstand beregne, i hvilken Tykkelse de skulde anvendes for at frembyde samme elektriske Ledningsevne. Derved kommer man til følgende Resultater

Traad af	Tykkelse i Pariser Linier	Vægtfylde	Vægter af 1 Pariser Fod	Priis for 1 Pariser Fod
			Gr.	Sgr	Pf. *)
Jern	6	7,75	362,1	2	3
Kobber	2,42	8,98	67,8	3	1,4
Galvaniseret Jern	6	7,75	362,1	4	5,1
Bly	7,77	11,4	893,2	6	10
Zink	4,65	7,0	196,9	7	2,8
Messing	4,72	8,34	241,6	9	3
Nysølv	8,22	8,51	746,0	57	1

*) Den fremmede Møntbetegnelse reduceres ikke, da det her væsenligt gjælder at vise Forholdet mellem Bekostningen ved de forskjellige Materialier.    A. T.

Blandt alle anvendelige Materialier kan der nu for Alvor kun være Tale om Jern og Kobber. Ved ældre Lynafledere har man ikke sjeldent anvendt Bly i Form af Traade eller Strimler, men det maa betragtes som aldeles uskikket til dette Brug. Vil man anvende det af tilstrækkelig Tykkelse, bliver det altfor dyrt, som Ovenstaaende Tabel udviser.

I mange Tilfælde finder man anvendt Touge af Messingtraad eller Fletninger af tynde Messingstraade; men Messinget har, benyttet i denne Form, ikke bestaaet sin Prøve, afseet fra Bekostningen. Traaden viste nemlig efter kortere eller længere Tid en meget kjendelig Forandring i den indre Textur. Man har undersøgt et meget stort Antal Ledninger af Messingtoug og fundet næsten alle saa møre, at de ved Indtrædende Tordenveir maatte give Anledning til alvorlige Bekymringer. En Ledningstraad paa Communehospitalet i St. Gallen var allerede ubrugbar efter 6 Aars Forløb. Et andet Toug, som kun havde ligget eet Aar, var allerede i de yderste Lag overordenligt Skjørt og næsten decomponeret. I et tredie Tilfælde iagttoges det Samme, men Touget var især angrebet, hvor det var i Berøring med Jernhagerne, som støttede Touget. Det er ogsaa blevet bekræftet, at tynd Messingtraad meget hurtigt gaaer over i den krystallinske Tilstand under visse Omstændigheder, og navnligt, naar det paavirkes af Elektricitet og Varme. - Da Messing er saa dyrt, har man tilmed ladet sig forlede til at anvende for tynd Traad og derved yderligere forøget Faren.

Kobber synes ogsaa, under Indvirkning af hyppig Temperaturskiften og af elektriske Strømme, at lide en vis Forandring i sin Textur, at blive mere krystallinsk og at tabe i Fasthed, medens paa den anden Side, ifølge Dufour, Jerntraade vinde i Fasthed ved at passeres af galvaniske Strømme. Man forkaster derfor ogsaa Touge eller Snore af Kobbertraad, og anvender Kobberet helst som en eneste Traad eller som en Strimmel. Ureent Kobber maa man særligt vogte sig for, da det paa sine Steder kun har ringe Cohæsion og Styrke, ligesom det ogsaa under de nævnte Paavirkninger lettere end reent Kobber bliver mørt. Især maa man være forsigtig med at benytte dette Materiale, hvor Ledningen særligt er udsat for skadelige Paavirkninger, t. Ex. naar den er lagt opad en Skorsteen i en Fabrik, hvor Temperaturforandringerne jo ere store, ligesom ogsaa Dampe og Forbrændingsproducter angribe Kobberet stærkt. Man maa da beskytte Ledningen ved at overmale den med et eller andet Beskyttelsesmiddel, og navnligt aldeles ikke benytte Touge eller Snore af Kobbertraad, da de angribes lettest. Et Toug af Kobbertraad, som var sat i Forbindelse med Fangstangen paa en Fabrikskorsteen i Nærheden af Byen Giessen var fuldstændigt gjennemædt; Dampkjedlerne bleve her opvarmede ved Gichtgassen fra to Høiovne.

De ældre Angivelser over Dimensionerne for Ledningen ere grebne temmelig vilkaarligt. De fleste nyere Forfattere og Constructeurer antage, at 6 Pariser-Linier er tilstrækkeligt for Rundjern, dog kun naar Afstanden fra Fangstangen ikke overstiger 60-70 Fod. En Forøgelse i Længden forøger Ledningsmodstanden, saaat Tversnittet maa gjøres større; men det lader sig let beregne. Kuhn har nu (i sit Værk »Angevendete Elektricitætslehre«) udregnet følgende Formler for Tykkelsen, naar Længden, L, er lig eller større end 64 Pariser Fod.

Materiale	Ledningens Tykkelse	Materialets Ledningsmodstand.
Smedejern (el. galvaniseret Jern)	0,75	5,65
Chemisk reent Kobber	0,80	1
Messing	0,59	3,80
Bly	0,97	10,28
Zink	0,58	3,69

Naar Aflederen havde en Længde af 256 Fod, maatte man allerede fordobble Tykkelsen. Heraf seer man, hvor vigtigt det er at føre Aflederen ad den korteste Vei ned til de underjordiske Vandsamlinger. Det turde dog være en overdreven Forsigtighed at ville reducere Ledningsmodstanden i meget lange Ledninger til den samme Størrelse som i korte; Maximum af Tykkelse kunde man sætte til 10-12 Linier, med hvilken Dimension Aflederen ikke mere vilde kunne smeltes og forstyrres af Lynet. Ved meget udstrakte Bygninger vil man dog aldrig lade sig nøie med en enkelt Afleder, men føre flere Ledninger ned i Jorden.

Iøvrigt maa det bemærkes, at den Dimension, man maa give Aflederen, noget afhænger af de locale Forhold. Har saaledes Bygningen en høi og isoleret Beliggenhed, og findes der i Jordbunden talrige Vandaarer, som lette Elektricitens Fordeling, kan det synes nødvendigt at give Aflederen en mere end normal Styrke. I en saadan ugunstig Stilling befinder sig t. Ex. et Skib i rum Sø, og man er nødt til at give Skibsaflederen en Tykkelse, som under normale Forhold vilde være overdreven. Er Bygningen derimod beskyttet af Omgivelserne, støder den t. Ex. op til høiere Bygninger, som maaskee tillige ere forsynede med Lynafledere, kan man give Aflederen langt mindre Dimensioner.

Forøvrigt er det ligegyldigt, hvilken Form man giver Tversnittet af Aflederen, naar blot Tversnittets Størrelse er den rette. Til almindelige Ledninger foretrækker man brede og tynde Metalbaand, da de lettest lade sig bøie og anbringe.

Det er meget væsenligt, at Aflederen gjennem sin hele Længde fra Spidsen og ned til Jorden, ikke har noget mindre Tversnit end det, som bestemmes af Materialets Beskaffenhed, Aflederens Længde og øvrige Forhold. Her komme navnligt Forbindelsesstederne i Betragtning, hvor man maa have en virkelig metallisk Berøring af tilstrækkelig Overflade. Skruer og Klemmer kunne derfor ikke bruges, man maa tye til Lodning. En fransk Commission har i denne Henseende givet bestemte Forskrifter. Som Exempel skal anføres Forbindelsesmaaden mellem Fangstangen og den øvrige Afleder. Den sidste, som er qvadratisk med 20 Millimetres Sidelinie, er paa et Stykke afdreiet cylindrisk til 15 Millimetres Tykkelse, stukket igjennem Fangstangen, fortinnet og skruet fast ved en Møttrik, hvorpaa der er anbragt Tinlodning udvendigt. Alle øvrige Dele af Aflederen have en Sidelinie af 15 Millimetre og forbindes og sammenloddes saaledes, at Lodningsfladerne have mindst 20^mm Længde, Forbindelsen af de iforveien fortinnede Flader skeer ved Bolte og Møttriker, og Møttrikerne og tildeels ogsaa Sidefladerne bedækkes bagefter med Tinlod. Findes der Tverledninger, skeer Forbindelsen ved Paalodning af et T-Stykke.*) - Sacre foreslaaer at anvende runde Jernstænger af 18^mm Tvermaal, hvis Ender ere forsynede med modsatte Skruevindinger; mellem de sammenstødende Ender lægges en Blyplade, mod hvilken Enderne skrues fast ved en Metalmøttrik, som passer til Skruevindingerne. - Kobberstrimler maae forenes ved Slaglod, forresten paa samme Maade som qvadratiske Jernstænger. - Jern- og Kobbertouge maae helst anvendes saa lange, at ingen Sammenføining bliver nødvendig.

*) Det franske Akademi har i 1867 afgivet en Betænkning over Anlæg af Lynafledere paa Krudttaarne (gjengivet i Polyt Gentralblatt 1867. S. 385) og senere over Anbringelsen af Lynafledere paa Louvre og Tuilerierne (Comptes rendus, Bd. 67, S. 148, Polyt. Centralblatt 1868. S. 1473). Betænkningerne ere ledsagede af detaillerede Forskrifter med tilhørende Tegninger.    A. T.

Om det end kan gaae an at lægge Aflederen umiddelbart paa Tagrygning og Tagflade, understøtter man den dog helst særligt ved at lade den hvile i Gafler eller Øskener; paa denne Maade vanskeliggjør Ledningen ikke Reparationer paa Taget.

Som oftest vil det ikke være nødvendigt særligt at tage Hensyn til den Udvidelse, Ledningen lider ved Forandringerne i Varmegrad, Skjøndt disse kunne beløbe sig til 60-80° C. Thi de fleste Ledninger indeholde Krumninger nok til at kunne give efter. Ved lange retlinede Stykker maa dog anvendes en Compensator, som da kan bestaae af en bøiet Kobberstrimmel (20^mm bred, 5^mm tyk og 70^mm lang), som er loddet fast til to modstaaende Ender af Aflederen paa en tilstrækkeligt betryggende Maade. Denne Strimmel besidder Bøielighed nok til at give efter for Træk og Tryk.

Man har ført megen Strid om, hvad der var bedst, at lægge Aflederen indvendigt i eller udvendigt paa Huset. Faraday har udtalt sig for det Første, men den almindelige Mening tager afgjort Parti for det Sidste, idet man uvilkaarligt nærer Frygt for, at Lynilden eller rettere den elektriske Strøm skulde forlade den samme anviste Vei, hvorimod man kun er sikkret ved et feilfrit Anlæg, og herfor kan man jo ikke borge til enhver Tid. Lynilden vil nemlig kunne følge andre Veie, naar Modstanden i selve Ledningen er for stor, og der fremdeles i Nærheden af Ledningen findes metalliske Masser, saasom Metaltage, Jernsøiler, Vandrender, i hvilke der fremkaldes elektrisk Spænding. Saadanne Masser maae derfor ved Sideledninger af Kobbertraad eller forzinket Jerntraad bringes i ledende Forbindelse med Lederen, og Fangstangens Spids maa være godt tilspidset, at Elektriciteten hurtigt kan strømme bort og en Ophobning i Lederen derved kan undgaaes.

Ledningen, som fra Taget fører langs Muurværket, maa saa meget som muligt føie sig efter dettes Overflade uden dog at modtage for skarpe Bøininger. I enkelte Tilfælde, hvor Ledningstraadene vare bøiede i spidse Vinkler, har man nemlig iagttaget, at Lynilden har skudt Gjenvei gjennem Luften. Dette kan muligviis være uden alvorlige Følger, naar der nemlig ingen brændbar Gjenstand findes paa denne Gjenvei; men er dette Tilfældet eller finder en Sideudladning Sted, indtræder der Fare, og i sidste Tilfælde kan Lynstraalen gaae uberegnelige Veie. Aflederen befæstes enten umiddelbart paa Muurværket eller bæres af Jernhager, hvorimod det er uhensigtsmæssigt at lægge Aflederen i en ved Husets Bygning udsparet Rende, som bagefter dækkes til; thi herved hindres senere Eftersyn og Reparationer.

Der er forskjellige Meninger om, hvorvidt man skal isolere Lederen paa de Steder, hvor den berører Bygningen. Det rimeligste synes at være ikke at foretage nogen Isolering. Thi hvis Bygningen indeholder større Metalmasser, have vi seet, at de bør bringes i ledende Forbindelse med Aflederen, og i de slette omgivende Ledere kan der ikke ophobe sig større Mængder Elektricitet, og Lynilden har derfor ingen Anledning til at fravige sin Bane. En anden Omstændighed er det, at Lynnedslaget kan udøve en Sidevirkning paa Jernkramper, Forankringer o. dsl. i Muren, idet man bagefter har fundet dem heelt løsnede fra det omgivende Muurværk. Herimod kunde man sikkre sig ved at gjøre disse Gjenstande af et ikke ledende Materiale, f. Ex. Steen. Den hele Leder maa nødvendigviis beskyttes mod Veiret ved at stryges over med et eller andet beskyttende Lag, som i de fleste Tilfælde kun hvert sjette til ottende Aar behøver at fornyes.

Den Deel af Aflederen, som skal skaffe Forbindelsen med Jorden tilveie, og som skal tjene til endelig Udjevning af den atmosphæriske Udladning, kræver vor Opmærksomhed i høieste Grad, fordi man hidtil netop har undervurderet dens Betydning. Man tør med Bestemthed paastaae, at i de fleste Tilfælde, hvor Lynaflederen ikke har gjort den fulde Nytte, Aarsagen maatte søges i en mangelfuld Jordledning. Det er derfor en unyttig Bestræbelse af de Erfaringer, man for Øieblikket raader over, at ville bestemme, til hvor stor en Omkreds Lynaflederens Beskyttelse strækker sig. Thi i de Tilfælde, hvor Lynilden slog ned i den mindste Afstand fra Lynaflederen, uden at følge denne, fungerede denne næsten altid meget ufuldkomment. Nødvendigheden af en god Jordledning erkjendes bedst, naar man kaster et Blik paa den ved Uveiret fremkaldte Fordeling af Elektriciteten. Jorden indeholder nemlig en ubegrændset Mængde Elektricitet, men i neutral Tilstand; og denne bliver fordeelt af Tordenskyen, som frastøder den eensartede og tiltrækker den ueensartede. Men ikke alle Dele af Jordens Overflade tage lige stærkt Deel i denne Fordeling; og afseet fra de metalliske Dele, som forekomme forholdsviis sjeldent, spille de fugtige Jordlag den største Rolle, og hvad Vandet mangler i Ledningsevne, erstatter det ved sin Masse, sin store Udbredelse. Derfor ville selv de største Elektricitetsmængder ved Berøring med de underjordiske Vandbeholdninger og Vandaarer fordele sig saaledes, at de saa at sige forsvinde for Iagttagelsen.

Den elektriske Fordeling vil derfor fortrinsviis træffe de vandholdige eller fugtige Jordmasser, og den tiltrukne Elektricitet vil stige op til de høist beliggende Puncter, Bjergspidser, Trætoppe, Taarnspidser og Bygninger, men de hindres af det isolerende Luftlag i at trænge heelt op til Skyen og neutralisere dennes Elektricitet. Men denne Opstigning er dog betinget af, at vedkommende Gjenstand leder Elektriciteten tilstrækkeligt. Et Træ eller et Huus paa en tør Klippegrund vil kun tage ringe Deel i den elektriske Fordeling, men det Modsatte indtræder, naar Træets Rødder naae ned i den fugtige Jord. Det samme gjælder om Lynaflederen, der maa staae i Forbindelse med de store ledende Vandmasser og selv med Lethed kunne bortlede de i samme udviklede store Elektricitetsmængder.

Lynet, som er en afbrudt Udladning, vil nu tillige saameget desto sikkrere træffe Fangstangen, jo mere den tiltrækkes af den i samme opsamlede Elektricitet, og jo mere Veien iforveien er banet ved de udstrømmende Elektricitetsmængder. Altsaa vil Lynaflederen beskytte i en desto videre Omkreds, jo bedre Jordledningen er anlagt. Tænke vi os paa den anden Side en Jordledning, som ender i større isolerede Jordlag, vil der i Aflederen kun samles den ringe Mængde Elektricitet, som Fordelingen i samme frembringer; det er altsaa kun en meget ringe Mængde, som samler sig i Spidsen, og den hele Afleder er saagodtsom uvirksom. Træffes en saadan Lynafleder af Lynet, er det endda et Spørgsmaal, om det vil følge Lederen ned i Jorden; findes der et Punct i Nærheden, som staaer i bedre ledende Forbindelse med de underjordiske Vandbeholdninger, kan dette udøve en saa overveiende Tiltrækning paa Lynilden, at den forlader den metalliske Leder. En Lynafleder af denne Beskaffenhed er snarere en Fare for Huset end en Beskyttelse.

Herhen synes et Tilfælde at høre, som er meddeelt af Hopkinson (Pogg. Annal. Bd. 1. S. 408). Lynet havde truffet Fangstangen, som Spidsens fuldstændige Smeltning viste, og endeel af Lynet var ogsaa, som man havde seet, gaaet ned igjennem Aflederen, men en anden Deel havde forladt Ledningen, var gaaet gjennem Taget over paa en Tagrende af Kobber og havde fulgt Rørledningen, som da den var fyldt med Vand og førte ned til Rendestenen, frembød en god Afledning. - Endnu mærkeligere er følgende Phænomen, som indtraadte i New-York (Försters Bauzeitung, 1855, S. 207). Et Huus, som var forsynet med Afleder, blev truffet af et kraftigt Lynnedslag. Skjøndt Lynet deelviis fulgte Aflederen, fandt man dog ved samme Nedslag antændt en Bunke Saugspaaner, som laae paa Jorden i en Afstand af 30 Metre (95 Fod) fra Fangspidsen. Niveauforskellen mellem Spidsen og Bunken var 18 Metre (57 Fod.) Denne mærkelige Afvigelse lader sig kun forklare under den Forudsætning, at Lynafledernes Jordledning har været i en meget daarlig Stand, og at den elektriske Spænding i Saugspaanerne som Følge af det underjordiske Vand har været langt høiere.

Allerede Franklin indsaae Nødvendigheden af, at Aflederen blev ført ned i Jorden til et Punct, hvor Jorden altid holdt sig fugtig. For et Krudtmagasin anordnede han saaledes, at der for hver Afleder skulde graves en Brønd, som til alle Tider idetmindste havde 4 Fod Vand; i denne skulde der sænkes et Blyrør, som foroven blev bragt i Forbindelse med Aflederen. Denne kloge Forsigtighed lader man sjeldent raade, hvilket ogsaa har bragt Franklins Opfindelse i Miscredit. Et Lynnedslag, som i Aaret 1760 ødelagde et Huus i Syd-Carolina (s. Kuhn, Angevendete Elektricitätslehre, S. 113) og rystede hele Husets Omgivelse, gik kun 3 Fod ned i den tørre Jord. (Polyt. Centralblatt. 1871, S. 1278-1290 efter Mittheil. des Gewerbevereins f. Hannover, 1871, S. 188).    A. T.

[Tidsskrift for Physik og Chemi, 1872]

"Krudttårnet", opført 1712, befinder sig i Dronningens Bastion på Kastellet i Køben­havn og er udstyret med en lynaflederinstallation. Hvornår den er udført, skal ikke kunne siges. Kraftige snoede kobberkabler i begge gavle føres fra tagspids langs bygningens kanter og ned i jorden. En forbindelse til en leder langs tagryggen er koblet til 3 mindre fangstænger, en i hver gavl og en på midten af taget.

• Salmonsen - Lynafledere og Lynnedslag
• Salmonsen - Thomsen, Carl August

• Om Constructionen af Lynafledere [Projekt Runeberg]
• Lidt om lyn og torden [Desitek]