ÜBERSPANNUNGSSCHUTZ

In der heutigen Zeit nehmen die Ausfälle und Schäden aufgrund von Überspannungen immer mehr zu.
Schutz bieten hier Überspannungsableiter, die gefährliche Überspannungen durch einen kontrollierten Kurzschluss ableiten.
Inzwischen gibt es für nahezu jedes Gerät und jede Schnittstelle entsprechende Schutzgeräte.
Es ist sinnvoll, genau zu prüfen, wo die sensiblen und besonders gefährdeten Elemente eines elektrischen Systems sind.
Nach dieser Erfassung muss ein Konzept erarbeitet werden, welches das Verhältnis von Kosten und Risiko optimiert.

Äußerer Blitzschutz

Schlägt ein Blitz in ein ungeschütztes Gebäude ein, so verläuft die Blitzbahn in Richtung leitender und geerdeter Teile. Durch diese fließt der Blitzstrom in die Erde und verteilt sich dort. Dabei durchströmt der Blitzstrom alle auf dem Weg liegenden isolierenden Materialien; sind sie brennbar, entzündet der Blitzstrom sie. Beim Abfluss über die leitenden Gebäudeteile zerstört er in aller Regel zudem die Stromleitungen sowie die Verteilereinrichtung. Er kann dabei auch auf zu nahe an der Gebäudewand platzierte Geräte durchschlagen und diese unmittelbar zerstören.

Als Gegenmaßnahme versieht man deshalb Gebäude mit einer Blitzschutzanlage aus Fangstangen ("Blitzableiter") und Fangmaschen sowie einer Ableitung, die diese Fangeinrichtungen auf dem kürzesten Weg erdet. Solche Blitzschutzanlagen können Blitzeinschläge zwar nicht völlig verhindern, wehren jedoch Blitze über einem bestimmten Scheitelstrom zuverlässig ab.

Zur Berechnung der Schutzwirkung einer Fanganlage eignet sich die so genannte Blitzkugelmethode am besten. Sie geht von der Tatsache aus, dass der Blitzkanal ruckartig in Richtung Erde vor wächst und schließlich über die Enddurchschlagsstrecke zu leitenden Teilen durchschlägt. Alle Punkte im Radius der Enddurchschlagsstrecke um den Blitzkopf bilden die Blitzkugel.

Indem man eine angenommene Blitzkugel eines bestimmten Durchmessers über ein Gebäude rollt, erhält man die möglichen Einschlagspunkte. Zur Berechnung der Schutzwirkung macht man sich dabei die Tatsache zunutze, dass mit sinkendem Blitzkugelradius auch die möglichen Scheitelwerte der unterhalb der Kugel auftreffenden Blitze sinken. Blitze mit höheren Stromstärken werden dagegen von in die Kugel ragenden Fangeinrichtungen abgeleitet. Dabei kann es sich um Fangstangen zum Schutz herausragender Gebäudeteile oder um netzartig verlegte Fangmaschen zum Schutz ebener Flächen handeln.

Innerer Blitzschutz

Um zu verhindern, dass die induzierten Überspannungen auf leitende Teile des Bauwerks, metallische Installationen, elektrische und IT - Anlagen oder von außen kommende Leitungen überschlagen, muss ein Potentialausgleich zum äußeren Blitzschutz geschaffen werden. Dazu verbindet man diese Installationen über eine Potentialausgleichsschiene auf oder unter Bodenniveau mit der Erdung des äußeren Blitzschutzes. Idealerweise bezieht der Potentialausgleich auch eine vorhandene Gebäudebewehrung oder ein leitfähiges Gebäudeskelett mit ein. Die Norm erlaubt jedoch, eben diese leitfähigen Gebäudeteile ebenfalls als Blitzstromableiter zu nutzen.

Die so erzielte hohe Zahl und Dichte der Ableiter bietet einen sehr guten Blitzschutz mit hoher Schirmwirkung und geringer induzierter Spannung. Andererseits bilden diese Leiter auch einen Teil des Potentialausgleichs, so dass durch sie und die mit ihnen verbundenen Teile Blitzteilströme fließen. Die niedrige Impedanz der Bewehrungen beziehungsweise leitenden Skeletteile sowie deren gute Schirmwirkung halten zwar die auftretenden Ströme relativ klein.

Trotzdem ergeben sich aufgrund des ungleichmäßigen Stromabflusses je nach Einschlagstelle des Blitzes deutliche Potentialunterschiede zwischen verschiedenen Gebäudeteilen.

Beim Einsatz von Datennetzen können sich diese Potentialdifferenzen zum ernsten Problem entwickeln. Zum einen überbrücken die Datenleitungen große Distanzen innerhalb des Gebäudes und greifen so Spannungsdifferenzen von weit entfernten Punkten ab. Dies kann zu hohen Spannungsflüssen zwischen Stromversorgung und Datenleitung oder auch zwischen zwei über Datenleitungen gekoppelten Systemen führen. Zum anderen besteht die Möglichkeit, dass über den Stromfluss in den Blitzstromableitern Spannungen in die Datenleitungen eingekoppelt werden. Dies macht einen über den Gebäudepotentialausgleich hinausführenden Funktionspotentialausgleich sowie Schirmungsmaßnahmen notwendig. Eine Ausnahme bilden hier nur Glasfaserkabel, die weder Spannungen weiterleiten, noch elektromagnetischen Beeinflussungen unterliegen.

Blitzstromableiter
-Überspannungsableiter
- Grobschutz, Mittelschutz, Feinschutz
- Näherung
- Trennungsabstand
- Blitzschutzklasse
- Tiefenerder
- Blitzkugel
- HVI-Leitung
- Revision
- Dehnventil
- Dehn
- Pröbster
- RAL-Gütegemeinschaft
- VDE
- elektromagnetische Verträglichkeit
- Potentialausgleich