Bei einem Blitzeinschlag in den äusseren Blitzschutz eines Gebäudes erfolgt eine Aufteilung des Blitzstroms einerseits in die in das Gebäude eingeführten Kabel und andererseits auf den Gebäudeerder. Die Blitzschutznorm weist im Zusammenhang mit der Installation eines äusseren Blitzschutzes auch auf die Massnahmen des inneren Blitzschutzes hin. So sind gefährliche Funkenbildungen innerhalb der zu schützenden baulichen Anlage zu verhindern. Unter dem Begriff „Blitzschutz-Potenzialausgleich" beschreibt die Norm weiter die Verbindung aller metallenen Teile direkt oder bei energie- und informationstechnischen Systemen indirekt über Überspannungsschutzgeräte im Inneren der baulichen Anlage. Die dort genannten Überspannungsschutzgeräte werden als Blitzstrom-Ableiter SPD Typ 1 mit ausreichendem Schutzpegel spezifiziert.
Als anwendungsoptimierter Kombi-Ableiter Typ 1 übernimmt (z.B. DEHnshield) den Blitzschutz-potentialausgleich bis zu 50 kA (10/350 μs) Blitzstossstrom und zudem den Überspannungsschutz in nur einer Ableiterstufe. Auch für Gebäude ohne äusseren Blitzschutz, aber mit Einspeisung über eine Freileitung, wo Typ 1-Ableiter in der Einspeisung empfohlen werden, bietet der als Beispiel oben erwähnte DEHNshield optimalen Schutz. Bei Anlagenvorsicherungen bis 160 A kann dieser ohne zusätzliche Vorsicherung eingesetzt werden. Durch die verwendete folgestrombegrenzende Funkenstreckentechnologie wird Selektivität sogar zu kleinen Sicherungswerten erreicht, d. h., vorgelagerte Sicherungen werden durch einen auftretenden Netzfolgestrom nicht ausgelöst.
Erfolgt ein Blitzeinschlag in ein externes Betriebsmittel (z. B. Kameramast), wird ein Biitzteilstrom über den Erder des externen Betriebsmittels fliessen. Ein weiterer Blitzteilstrom fliesst über die Anschlusskabel in Richtung des Gebäudes. Hier gilt es zu beachten, dass dieser zum Gebäude fliessende Blitzstrom das dort befindliche SPD (Surge Protective Device, Überspannungsschutzgerät) nicht überlastet.
Aufgrund seiner technischen Parameter, weiche für den Einsatz in einfachen und kompakten Elektroinstallationen ausgelegt sind, ist dieses Gerät eine vorteilhafte Lösung für diesen Anwendungsbereich.
Was versteht man unter anwendungsoptimierter Einsatzmöglichkeit?
Ein am Gebäudeeintritt eingesetztes SPD Typ 1 muss die vorstehend beschriebenen Blitzteilströme führen können. Nachfolgend im Gebäude befindliche SPD Typ 2 und/oder Typ 3 müssen energetisch zu diesem Typ 1 SPD koordiniert sein. Der folgestrombegrenzende, auf Funkenstreckentechnologie basierende anwendungsoptimierte Kombi-Ableiter (z. B. DEHNshield SPD Typ 1) erfüllt all diese Anforderungen. Typ 1 SPDs auf Varistorbasis können dieses Koordinationskriterium üblicherweise nicht erfüllen. Durch seine Wellenbrecherfunktion ist er selbst schon für den Endgeräteschutz ausgelegt und wird somit den Anforderungen an die energetische Koordination zu Typ 2 oder Typ 3 SPDs gerecht (Bild 1).
Kostenoptimierte, anwendungsbezogene Planung und Projektierung in genauer Betrachtung mit der Anwendung sind also nach den bewährten Standards und im vollen Leistungsumfang möglich. Bedingt durch den limitierten Platz bei Nachrüstungen ist der DEHnshield eine Möglichkeit, den Blitzschutz-Potentialausgleich auch bei beengten Verhältnissen durchzuführen. Hier sind jedoch, genau wie bei der Neuplanung, die Parameter der Anlage zu beachten und die Möglichkeiten zu prüfen.
Um das Anwendungsgebiet des DEHNshield transparenter zu gestalten, wurden in der Gebäude-/Anlagenübersicht einige Anwendungsbeispiele zusammengestellt (Bild 2).
Anwendungsbeispiele Bild 2
An den Stellen, wo ein Blitzeinschlag direkt erfolgen kann (LPZ 0A), sind die Betriebsmittel direkt mit Erden zur Blitzstromreduzierung zu versehen. Hierzu zählen z.B. Masten mit Videokamera, mit Beleuchtung und Fahrbahnheizungen, etc.. Zudem dienen Kameras häufig sicherheitstechnischen Auswertungen (Überwachungsanlagen), und Mastleuchten sind in vielen Fällen notwendige Einrichtungen des Personenschutzes, z. B. als Beleuchtung für Rettungswege. In beiden Fällen muss wegen der sicherheitstechnischen Relevanz intensiv auf die erforderlichen Blitzschutzmassnahmen geachtet werden.
Ähnlich sieht es auch bei der Fahrbahnheizung aus, nur dass sich hier der besonders einschlaggefährdete Bereich auf eine vor oder neben dem Gebäude befindliche Fläche ausweitet. Um hier eine Personengefährdung (Rutschgefahr bei steilen Aus- und Einfahrten Z. B. von Tiefgaragen) zu vermeiden, sind Störungen der Heizungsanlage infolge von Blitz- oder Überspannungsbeeinflussung zu minimieren. Die Erder dieser Betriebsmittel sind untereinander zu verbinden. Erfolgt diese Verbindung erdfühlig und eventuell über den ganzen Verlauf des Kabelweges bis hin zum Gebäude, wird eine Beschädigung des Kabels bei Blitzeinschlägen in das Erdreich vermieden.
Anwendungsbeispiele Bild 3
Kann ein Blitzeinschlag in die externen Betriebsmittel ausgeschlossen werden (LPZ 0B), besteht dennoch die Gefährdung durch Blitzteilströme bei Blitzeinschlägen in den äusseren Blitzschutz des Hauptgebäudes. Somit können Blitzteilströme über die Kabel zu den Betriebsmitteln mit fernem Erdpotential geführt werden (Ladesäulen für E-Mobilität, Anschlusssäulen für Aussensteckdosen und fangstangengeschützte Schrankenanlagen).
Für einen sicheren Verkehrsfluss wird bei zukünftigen Konzepten von Ladesäulen für E-Mobile eine sehr hohe Verfügbarkeit erwartet, wie man dies heutzutage auch bei Benzintankstellen gewohnt ist. Da diese Säulen ausserhalb von Gebäuden stehen und mit empfindlicher Elektrotechnik ausgestattet sind, ist hier ebenfalls ein besonderes Augenmerk auf den Blitzschutz zu richten, um Störungen der Anlage infolge von Blitz- oder Überspannungsbeeinflussung zu minimieren. Bei Schrankenanlagen wird seit Jahrzehnten auf Blitz- und Überspannungsmassnahmen geachtet, damit ein unterbrechungsfreier Betrieb eingehalten werden kann. Bei den Anschlusssäulen für Aussensteckdosen ist es je nach Verwendungszweck notwendig, Blitz- und Überspannungsschutz bereits in der Planungsphase zu beachten. Auch für diese Betriebsmittel ist ein Erder erforderlich, um den vom Gebäude nach aussen fliessenden Blitzstrom über beispielsweise den DEHNshield in die Erde zu leiten. Ausserdem empfiehlt sich hier die Verbindung der Erder untereinander. Sie ist hierbei aber nicht zwingend erforderlich. Unmittelbar an das Gebäude angebaute Betriebsmittel, weiche mit der Gebäudeerdungsanlage und der speisenden Zuleitung direkt verbunden sind, können mit SPD Typ 2 geschützt werden.
Ein anwendungsoptimiertes SPD Typ 1 (z.B. DEHnshield) deckt den Schutz bestimmter Anwendungsfälle sicher ab. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass die beschriebenen Massnahmen konsequent ausgeführt und die technischen Parameter der zu schützenden Anlage berücksichtigt werden. So ist z. B. eine funktionsfähige Erdungsanlage einer der wichtigsten Punkte, der in der Gesamtanlage realisiert werden muss.
Fazit
Dies ist nur einige Beispiele, wie sie uns täglich begegnen. Noch sind in der Schweiz kaum Überspannungsschutzeinrichtungen im Einsatz. Mit der NIN 2020 wurden die Normen in dieser Beziehung verschärft. Packen wir die Chance also an und bieten unseren Kunden einen optimalen Schutz vor den Einflüssen von Blitzschlägen und Überspannungen. Wichtig ist ein Konzept, das auf die Bedürfnisse der Anlagen und des Kunden abgestimmt ist. Ebenfalls sind die Schutzgeräte untereinander abzugleichen. Dies übernimmt in vielen Fällen auch gerne der Lieferant und/oder Hersteller der Geräte. Diese bieten einen optimalen Schutz.
