Überspannungsschutzgeräte (SPDs) in Niederspannungs-Verbraucheranlagen in Abhängigkeit von der Stehstoßspannung

Blitzstromableiter und Überspannungsableiter schützen die elektrische Installation und Geräte

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13.08.2019 Fachinformation 7653 0 TOP

Überspannungsschutz und Innerer Blitzschutz: Schutz elektrischer und elektronischer Systeme und Geräte vor Blitzwirkungen

Blitze erzeugen Blitzströme und sehr hohen elektrische Spannungen, die elektrische und elektronische Systeme und Geräte schädigen oder sogar zerstören können. Die Aufgabe des Inneren Blitzschutzes als Teil eines Blitzschutzsystems ist es, Brand in der elektrischen Installation hervorgerufen durch Blitzströme und Personengefährdung auszuschließen. Darüber hinaus verhindert der Überspannungsschutz zu hohe elektrische Spannungen.

Hier finden Sie wichtige Informationen zum Inneren Blitzschutz und zum Überspannungsschutz für Fachkräfte und Interessierte.

Inhalt

  • Überspannungsschutz in Niederspannungs-Verbraucheranlagen VDE-Information Blitzschutz 5.1
  • Installation von Blitzstromableitern VDE-Information Blitzschutz 5.2
  • Blitzstromableiter und Sicherungen VDE-Information Blitzschutz 5.3
  • Koordination von Überspannungs-Schutzgeräten verschiedener Hersteller  VDE-Information Blitzschutz 5.4
  • Überschlag zwischen dem Äußeren Blitzschutz und elektrischen und metallenen Einrichtungen des Gebäudes verhindern: Trennungsabstand einhalten oder Blitzschutz-Potentialausgleich VDE-Information Blitzschutz 5.5

Überspannungsschutz in Niederspannungs-Verbraucheranlagen

In Niederspannungs-Verbraucheranlagen treten Überspannungen auf, die von Blitzen, Schalthandlungen im übergelagerten Stromnetz oder Kurzschlüsse verursacht wurden. Diese hohen elektrische Spannungen können elektrische und elektronische Systeme und Geräte schädigen oder sogar zerstören.

Überspannungsschutzgeräte (Surge Protective Device, SPD) haben die Aufgabe, diese Überspannungen und die energiereichen Blitzströme Richtung Erde abzuleiten - deswegen die Bezeichnung Ableiter - und in der nachfolgenden Installation die auftretende Spannung auf eine maximal zulässige zu begrenzen.

Wann werden Blitzstrom- und Überspannungsableiter eingesetzt - Koordination der Ableiter untereinander

Überspannungsschutzgeräte Typ 1 bis 3

Wann werden Blitzstrom- und Überspannungsableiter eingesetzt - Koordination der Ableiter untereinander

Überspannungsschutzgeräte Typ 1 (SPD Typ 1), die sogenannten Blitzstromableiter, sind erforderlich, wenn hohe Blitzströme über die Erde oder die Ableitungseinrichtungen des äußeren Blitzschutzsystems in den Potenzialausgleichsleiter der Niederspannungsanlage einkoppeln können. Durch sie wird im Moment des Blitzeinschlages der Potenzialausgleich zwischen dem PE und den Außenleitern sowie dem Neutralleiter hergestellt. Sie werden für den standardisierten Blitzstoßstrom nach der Impulsform 10/350 μs ausgelegt und beherrschen deshalb die Wirkungen von direkten und indirekten Blitzeinschlägen.
Blitzstromableiter werden als Überspannungsschutzgeräte Typ 1 im Hauptstromversorgungssystem möglichst vor dem Zähler eingesetzt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Blitzstrom nicht in die Gebäudeinstallation fließen kann. Blitzstromableiter sprechen unterhalb der für die Betriebsmittel in der Einspeisung maximal zulässigen Bemessungs-Stoßspannung von 6 kV an, führen einen Teilblitzstrom in die Netzzuleitung ab, löschen einen Netzfolgestrom und isolieren anschließend wieder vollkommen. Blitzstromableiter verhindern unkontrollierte Überschläge in der Installation und Schädigungen der Isolation. Sie können aber nicht die gesamte Niederspannungsinstallation bis hin zu den Endgeräten schützen, da diese z.T. weit entfernt sind und eine niedrigere Bemessungs-Stoßspannung aufweisen. Diese Aufgabe übernehmen die Überspannungsschutzgeräte Typ 2 und Typ 3.

Überspannungsschutzgeräte Typ 2 (SPD Typ 2), die sogenannten Überspannungsableiter, werden als zweite Schutzstufe nach den Blitzstromableitern sowie zur Begrenzung von Blitzüberspannungen aus Ferneinschlägen oder von Schaltüberspannungen eingesetzt. Überspannungsableiter werden für einen Stoßstrom nach der Impulsform 8/20 μs ausgelegt. Diese Überspannungsschutzgeräte werden üblicherweise mit Varistoren ausgeführt und lassen keinen Netzfolgestrom zu. Sie müssen auf thermische Überlastung überwacht werden und sind deshalb auch mit einer Einrichtung versehen, die im Falle einer Überlastung das Überspannungsschutzgerät vom Netz trennt und diesen Zustand optisch oder mittels Leittechnik signalisiert.
Überspannungsableiter werden koordiniert zu Blitzstromableitern als Überspannungsschutzgeräte Typ 2 verwendet. Sie werden in der festen Installation z. B. in der Unterverteilung eingesetzt.

Überspannungsschutzgeräte Typ 3 (SPD Typ 3) werden nahe am zu schützenden Gerät (z. B. Kabelkanal, Steckdosenbereich, unmittelbar vor einem Computer) verwendet.

Das Bild zeigt den typischen Einsatzzweck und Einbauort von SPDs Typ 1 bis 3.

Typische NS-Verbraucherinstallation mit SPDSs - unten Angabe der Bemessungsstoßspannung und Ableiter-Schutzpegel

Isolationskoordination

Typische NS-Verbraucherinstallation mit SPDSs - unten Angabe der Bemessungsstoßspannung und Ableiter-Schutzpegel

Das Bild zeigt schematisch eine Niederspannungsinstallation im TT-System. Im Bild unten ist die für die verschiedenen Installationsbereiche festgelegte Bemessungs-Stoßspannung (1,2/50μs) für Betriebsmittel eingefügt. Sie gibt die Festigkeit (Stehfestigkeit) der Isolation gegenüber transienten Spannungen an. Damit bei einem direkten Blitzeinschlag die Bemessungs-Stoßspannungen eingehalten werden, sind Blitzstromableiter ① und Überspannungsableiter ② + ③ erforderlich.

Blitzstromableiter und Überspannungsableiter werden nacheinander installiert mit Impedanzen dazwischen.

Ableiterkoordination

Blitzstromableiter und Überspannungsableiter werden nacheinander installiert mit Impedanzen dazwischen.

Bei einem direkten Blitzeinschlag fließt ein Teilblitzstrom in die Erde. Der verbleibende Rest des Blitzstromes muss über die in das zu schützende Gebäude eingeführten Systeme (z. B. Niederspannungs-Versorgungssystem) abgeleitet werden. Die Spannung an der Haupterdungsschiene steigt während des Anstieges des Blitzstromes stark an. Die Überspannungsschutzgeräte Typ 2 reagieren aufgrund ihrer Charakteristik schneller als die Blitzstromableiter und stellen den erforderlichen Schutzpegel von < 2,5 kV zwischen den Leitern untereinander und zwischen den Leitern und Erde (PE/PAS) sicher. Ohne eine Koordination mit den Blitzstromableitern, die im Hauptstromversorgungssystem installiert werden, würden sie jedoch durch hohe Blitzenergien überlastet und zerstört.

Die Koordinationsbedingungen sind erfüllt, wenn der Blitzstrom vor einer Überlastung der Typ-2-Überspannungsschutzgeräte auf die Typ-1-Überspannungsschutzgeräte kommutiert. Diese „Entkopplung“ kann mittels einer Leitung genügender Länge entsprechend den Herstellerangaben oder mit anderen Methoden erreicht werden. Beispiele für Installationen sind in DIN IEC 60364-5-53 (VDE 0100-534) aufgeführt.

Beim Einsatz von SPDs unterschiedlicher Hersteller ist eine besondere Planung notwendig, damit die Koordinationsbedingungen erfüllt sind. Die VDE-Information Blitzschutz 5.4 Koordination von Überspannungs-Schutzgeräten unterschiedlicher Hersteller enthält dazu wichtige Hinweise.

Vom Blitzschutz zum Überspannungsschutz

In Teil 3 der Blitzschutznorm DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) wird der Einsatz von SPDs für den Blitzschutzpotentialausgleich aktiver Leiter beschrieben. Dabei geht es vorrangig um die Vermeidung von Funkenbildung und Personengefährdung. Der vollständige Schutz elektrischer und elektronischer Geräte und Installationen wird erst durch ein Blitzschutzsystem nach Teil 4 der Blitzschutznorm DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4) erreicht.

In der Praxis wird in vielen Fällen erwartet, dass ein Blitzschutzsystem nach DIN EN 62305-3 auch die elektrischen Geräte schützt. Dieser Forderung kann größtenteils entsprochen werden, indem die ohnehin eingesetzten SPDs so ausgelegt und ggf. zusätzliche SPDs eingeplant werden, dass der vom Kunden gewünschte Schutzpegel realisiert wird. Dies kann z. B. durch die Verwendung sogenannter "Kombi-Ableiter" erfolgen, die ein SPD Typ 1 und Typ 2 in einem Gerät vereinen und so den Blitzschutz-Potentialausgleich und gleichzeitig den Endgeräteschutz übernehmen.


Installation von Blitzstromableitern

Wie ist der Anschluss zu gestalten?

Blitzstromableiter, Überspannungsschutzgeräte (Surge Protective Device, SPD) Typ 1, haben die Aufgabe, große Blitzströme von den Energieleitern in energietechnischen Versorgungsnetzen oder von Signalleitern in informationstechnischen Leitungen gegen Erde abzuleiten und damit nachgeordnete Systeme und Geräte zu schützen.

Als Blitzstromableiter eignen sich vor allem speziell gestaltete Funkenstrecken. Wird ein Blitzstrom (Stoßstrom) abgeleitet, tritt nicht nur eine Spannung über dem Schutzgerät, sondern auch längs der Anschlussleitungen auf. Diese Spannung belastet auch nachgeschaltete Systeme und Geräte, d. h. die überspannungsbegrenzende Wirkung ist geringer und die Isolationsfestigkeit der nachgeschalteten Installationen kann überschritten werden.

Maximale Leitungslänge

Zum Schutz energietechnischer Anlagen empfiehlt VDE 0100-534 Anschlusslängen von maximal 0,5 m. Leitungslängen von einigen Metern führen bei kritischen Beanspruchungen zu unzulässig hohen Spannungen.

Sind die kurzen Anschlusslängen nicht einzuhalten, empfiehlt sich der Anschluss des Blitzstromableiters in der sogenannten V-Schaltung (siehe VDE 0100-534). Dabei kann allerdings keine zusätzliche Vorsicherung vor dem Blitzstromableiter im Querzweig angeordnet werden.

Installationsort

In elektrischen Versorgungsleitungen sind Blitzstromableiter möglichst unmittelbar am Eingang in Gebäude oder Verteilungsanlagen bevorzugt im Vorzählerbereich zu installieren. Die Anschlussleitungen sowohl von den Leitern zum Blitzstromableiter als auch vom Ableiter zum örtlichen Potentialausgleich bzw. zur Erde müssen mit ausreichendem Querschnitt (blitzstrom- und kurzschlussstrom-tragfähig) und auf kürzestem Wege ausgeführt werden. Schleifenbildung durch die Anschlussleitungen ist zu vermeiden. Dies gilt auch beim Einsatz von Vorsicherungen.

In informationstechnischen Systemen legten die Errichter bzw. Betreiber der Systeme und Geräte fest, wo genau und mit welchen Anschlussleitungen Blitzstromableiter eingesetzt werden.


Blitzstromableiter und Sicherungen

Was ist bei der Auswahl von Vorsicherungen in der elektrischen Energieversorgung zu beachten?

Bei Blitzstromableitern (SPD Typ 1) mit integrierten Funkenstrecken kann eine fehlende oder falsch ausgewählte Vorsicherung zu Schäden in der Anlage führen. Denn der Netzfolgestrom, der nach dem Ende des Blitzstroms über den Blitzstromableiter fließt, wird ggf. nicht oder nicht rechtzeitig gelöscht. In diesen Fällen muss eine Sicherung den sogenannten prospektiven Netzfolgestrom abschalten, wenn der Blitzstromableiter diese Funktion nicht mehr ausführen kann.

Sicherungen sind  i.d.R. immer dann notwendig, wenn

  • Blitzstromableiter mit integrierter Funkenstrecke einen Netzfolgestrom erfahren können, der größer ist als der maximale Strom, den die Funkenstrecke ausschalten kann oder
  • Blitzstromableiter durch einen zu hohen Blitzstoßstrom überlastet sein können.

Damit die Sicherung nicht bereits durch den Stoßstrom auslöst, ist die größtmögliche Sicherung nach Angabe des SPD-Herstellers auszuwählen. Grundsätzlich sind die im Bild aufgezeigten Einbauvarianten möglich. Zu beachten sind die jeweiligen Vor- und Nachteile.

Variante 1

Sicherung F1 ≤ max. Sicherung des SPD

  • (+) keine separate Sicherung des SPD (F2) notwendig
  • (+) Elektroinstallation "dauerhaft" geschützt
  • (-) Wenn F1 auslöst, ist die Stromversorgung unterbrochen.
  • (-) Bei "kleinen" Sicherungen F1 wird das Löschverhalten des SPDs ggf. nicht ausgenützt.

Variante 2

Sicherung F1 > max. Sicherung des SPD, Sicherung F2 ≤ max. Sicherung des SPD

  • (+) Das Löschverhalten des SPDs wird maximal ausgenutzt, wenn F2 = max. Sicherung des SPDs.
  • (-) Wenn F1 auslöst, ist die Stromversorgung unterbrochen.

Ist Selektivität zwischen F1 und F2 bei 50 Hz gefordert: F1 : F2 = 1.6 : 1 ≈ 2 : 1
Dann treten folgende Nachteile auf:

  • (-) F2 wird kleiner gewählt als die max. zulässige Sicherung des SPDs.
  • (-) Das Löschverhalten des SPDs wird nicht ausgenützt.
  • (-) Das Stoßstromverhalten der Gesamtanordnung wird verschlechtert.

Variante 3

Sicherung F2 ≤ max. Sicherung des SPD

Diese Variante mit nachgeschalteter Sicherung F1 sollte im industriellen Bereich bevorzugt ausgewählt werden (den Schutz der ankommenden Leitung übernimmt das Überstromschutzorgan der vorgeordneten Hauptverteilung).

Die Abschaltbedingungen nach VDE 0100-410 müssen erfüllt sein; Potentialausgleich nach VDE 0100-540.

  • (+) Versorgungssicherheit der Anlage
  • (+) günstiges Stoßstromverhalten der Gesamtanordnung
  • (-) Kontrolle von F2

Koordination von Überspannungs-Schutzgeräten verschiedener Hersteller

Dürfen SPDs verschiedener Hersteller in einer Installation verwendet werden? Was muss bei der Auswahl und Installation beachtet werden?

Bei Neuinstallationen sowie bei Änderungen oder Erweiterungen in elektrischen Installationen tritt häufig die Situation auf, dass Überspannungs-Schutzgeräte (SPDs) von unterschiedlichen Herstellern eingebaut werden sollen. Es stellt sich die Frage, wie die Koordination zwischen diesen SPDs sichergestellt werden kann. Letztendlich liegt die Verantwortung beim Planer bzw. Errichter, der die Installation vornimmt.

Häufig stellen Anwender Anfragen an die Hersteller der SPDs, ob und unter welchen Randbedingungen eine Koordination der verschiedenen SPDs gegeben ist. Ohne aufwändige Untersuchungen können Hersteller diese Anfragen in der Regel nicht beantworten. Bei der Vielzahl der am Markt befindlichen SPDs weltweiter Hersteller kann nicht erwartet werden, dass für beliebige Kombinationen von SPDs die Koordination durch Versuche oder Berechnungen nachgewiesen wird. Die Frage, inwieweit generelle Aussagen zur Koordination von SPDs verschiedenster Herkunft möglich sind, wurde eingehend mit den Experten des VDE|ABB diskutiert und die folgenden Lösungsmöglichkeiten zusammen mit Vertretern der SPD-Hersteller erarbeitet.

Blitzstromableiter und Überspannungsableiter werden nacheinander installiert mit Impedanzen dazwischen.

Vorgehensweise

Blitzstromableiter und Überspannungsableiter werden nacheinander installiert mit Impedanzen dazwischen.

Den grundsätzlichen Aufbau einer Installation mit mehreren Überspannungs-Schutzgeräten zeigt das Bild oben. Im Allgemeinen befindet sich das erste SPD (SPD1) in unmittelbarer Nähe der Einspeisung. Hier kommen SPDs Typ 1 (Blitzstromableiter) zum Einsatz. Das nächste SPD (SPD2) ist typischerweise in einer Haupt- oder Unterverteilung lokalisiert. Weitere SPDs (SPD3) können sich dann in einer Unterverteilung oder im Steckdosenbereich befinden.

Die einzelnen Stufen des zu koordinierenden Überspannungsschutzes sind durch Impedanzen (Z1, Z2) entkoppelt. Diese können durch die Impedanz der zwischen den SPDs liegenden Leitung oder auch durch diskrete Impedanzen realisiert sein.

Koordination SPD1 und SPD2

Eine generelle Koordination von SPD1 und SPD2 ist nur bei „klassischen“ Funkenstrecken als SPD1 möglich. Unter „klassischen“ Funkenstrecken sind SPDs zu verstehen, die keine speziellen Maßnahmen (z. B. zur internen Triggerung oder zur Netzfolgestrom-Begrenzung) aufweisen. Eine Koordination ist dann gegeben, wenn die Vorgaben des Herstellers von SPD1 (Mindestentkopplung Z1 und Mindest-Nennstrom In für SPD2 ) eingehalten sind.

In allen anderen Fällen kann eine Koordination ohne spezielle Berechnungen oder einen Labortest nicht angenommen werden: Bei spannungsschaltenden SPD1 sind heute die Technologien der einzelnen Hersteller zu unterschiedlich, um eine generelle Koordination garantieren zu können. Beim Einsatz von spannungsbegrenzenden Komponenten in SPD1 (z.B. Varistoren) ist die Koordination extrem von diversen Parametern der Komponenten in SPD1 und SPD2 abhängig, was eine generelle Koordination praktisch ausschließt.

Im Prinzip besteht die Möglichkeit, die ordnungsgemäße Koordination von SPDs verschiedener Hersteller durch Laborexperimente oder durch Berechnungen mit Netzwerkanalyse-Programmen zu verifizieren. Gemäß DIN VDE 0100-534 (Abschnitt 534.4.4.5) sind die Vorgaben des Herstellers der SPDs zur richtigen Koordination zu beachten (siehe auch DIN CLC/TS 616 43-12, VDE V 0675-6-12). In der Praxis kommen in vielen Fällen Kombinationen von SPD1 und SPD2 eines Herstellers zum Einsatz, der Vorgaben für die richtige Installation gibt und die Koordination der SPDs garantiert.

Koordination SPD2 und SPD3

Wird eine ausreichende Entkopplung Z2 zu SPD3 eingehalten (typisch 10 μH oder 10 m Leitungslänge), kann von einer ordnungsgemäßen Koordination zu beliebigen SPD3 ausgegangen werden. In der Regel wird nach einem SPD2 eine Verzweigung auf mehrere Leitungen vorliegen und somit eine Stromaufteilung auf mehrere SPD3 erfolgen. Hauptaufgabe der SPD3 ist nicht die Übernahme von Blitzteilströmen, sondern die Begrenzung relativ energieschwacher Überspannungen, die nach SPD2 in die Installation induziert werden.

Typische Elektroinstallation mit Hauptverteilung und mehreren Unterverteilungen.

Elektroinstallation mit mehreren Abzweigen

Typische Elektroinstallation mit Hauptverteilung und mehreren Unterverteilungen.

In diesem Fall muss die Koordination von SPD1 (meist ein SPD Typ 1 nahe der Hauseinführung oder in der Hauptverteilung) mit dem ersten SPD2 jedes Abzweigs (meist SPD Typ 2 z. B. in einer Unterverteilung) gegeben sein. Bei allen weiteren SPD3 (Typ 2 oder Typ 3) muss die Bemessungsspannung Uc größer oder gleich der Bemessungsspannung des vorangehenden SPDs sein, um eine Überlastung sicher auszuschließen. Diese SPD3 können dann praxisgerecht von unterschiedlichen Herstellern sein.


Überschlag zwischen dem Äußeren Blitzschutz und elektrischen und metallenen Einrichtungen des Gebäudes verhindern = Trennungsabstand einhalten oder Blitzschutz-Potentialausgleich

Welche Auswirkungen haben „Näherungen“? Wie wird der Trennungsabstand berechnet? Was bedeutet Blitzschutz-Potentialausgleich?

Kommt es zu einem Blitzeinschlag in ein Blitzschutzsystem einer baulichen Anlage, müssen Funken und damit Brandgefahr innerhalb der geschützten baulichen Anlage verhindert werden.

Diese gefährliche Funkenbildung ist möglich, wenn die Potentialdifferenz zwischen den blitzstromdurchflossenen Leitungen des Äußeren Blitzschutzes einerseits und den elektrischen bzw. metallenen Einrichtungen einschließlich der Verkabelung innerhalb der zu schützenden baulichen Anlage andererseits größer ist als die elektrische Festigkeit der betreffenden Strecken. Vereinfacht ausgedrückt: Es bestehen „Näherungen“ zum Äußeren Blitzschutz.
Ein elektrischer Durchschlag dieser Strecken (häufig als Überschlag bezeichnet) ist dann nicht mehr auszuschließen, und es besteht die Gefahr von Brand und Zerstörung der elektrischen Anlage.

Trennungsabstand

Als Trennungsabstand wird der Abstand bezeichnet, bei dem der elektrische Überschlag gerade noch vermieden wird.

Als Trennungsabstand wird der Abstand bezeichnet, bei dem der elektrische Überschlag gerade noch vermieden wird.

Er hängt ab

  • vom Isolationsvermögen des Materials zwischen der Leitung des Äußeren Blitzschutzes und der elektrischen oder metallenen Einrichtung des Gebäudes (Materialkoeffizient km): je besser isolierend, desto kleiner der Trennungsabstand
  • vom Anteil des Blitzstroms, der durch genau diese Leitung des Äußeren Blitzschutzes fließt (Stromaufteilungsfaktor kc): je höher die Stromaufteilung, desto kleiner der Trennungsabstand
  • von der Größe der Induktions-Schleife, die durch die Leitung des Äußeren Blitzschutzes und der elektrischen oder metallenen Einrichtung, die spätestens an der Haupterdungsschiene miteinander verbunden sind, aufgespannt wird (ausgedrückt über die Länge l entlang der Fangeinrichtung oder der Ableitung von dem Punkt, an dem der Trennungsabstand ermittelt werden soll, bis zum nächstliegenden Punkt des Potentialausgleichs oder der Erdung): je größer die Schleife (= je größer Länge l), desto höher der Trennungsabstand
  • von den Anforderungen an das Blitzschutzsystem ausgedrückt durch die Schutzklasse (Faktor ki): je höher die Anforderung, desto größer der Trennungsabstand.

Der Trennungsabstand kann generell berechnet werden als: s = ki kc : km l

Faktoren ki und km

Der Faktor ki wurde definiert als

  • 0,08 für Schutzklasse I
  • 0,06 für Schutzklasse II
  • 0,04 für Schutzklasse III und IV

Der Materialfaktor km wird vereinfacht für zwei Anwendungsfälle angegeben:

  • 1,0 für Luft
  • 0,5 für Beton, Ziegel, Holz usw.

Wenn andere Werkstoffe als Isolierung verwendet werden, muss der Wert für km beim Hersteller erfragt werden.

Häufig befinden sich zwischen den Leitungen des Äußeren Blitzschutzes und den betrachteten Leitungen des Gebäudes mehrere Werkstoffe ggf. in Kombination mit Luft z.B. Stromleitung - Wand - Leitungshalter - Ableitung. In der Praxis wird dann der geringste Wert -  d.h. km = 0,5 -  für die Berechnung des Trennungsabstands verwendet.

Faktor kc

Der Stromaufteilungsfaktor kc hängt ab von

  • der Anzahl der Leitungen des Äußeren Blitzschutzes (Fangeinrichtungen, Ableitungen),
  • deren Lage, Abmessungen und Verbindungen untereinander und
  • dem Typ der Erdungsanlage.

Eine einzelne Fangstange beispielsweise führt den gesamten Blitzstrom, deshalb gilt kc = 1

Abschnitt 6.3 in DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) enthält eine Beschreibung für die generelle Berechnung des Trennungsabstands. Anhang C listet typische Konstellationen von Fangeinrichtungen und Ableitungen mit den dazugehörigen Formeln für die Berechnung des Stromaufteilungsfaktors auf.

Überschlag verhindern

Um diesen potenziellen Durchschlag an der Stelle der Näherung zu verhindern, sind prinzipiell drei Maßnahmen möglich:

Um diesen potenziellen Durchschlag an der Stelle der Näherung zu verhindern, sind prinzipiell drei Maßnahmen möglich:

  • den Abstand zwischen der Leitung des Äußeren Blitzschutzes und den elektrischen oder metallenen Einrichtungen des Gebäudes vergrößern.
  • eine zusätzliche, hochspannungsfeste Isolierung einbringen.
  • die Leitung des Äußeren Blitzschutzes mit der elektrischen oder metallenen Einrichtung des Gebäudes verbinden, d.h. den Blitzschutz-Potentialausgleich herstellen.

In manchen Fällen können die Leitungen des Äußeren Blitzschutzes umgelegt werden. Gerade auf Dachflächen kommen isolierende Abstandhalter zum Einsatz, so dass ein ausreichender Abstand zu den elektrischen oder metallenen Einrichtungen des Gebäudes entsteht- siehe VDE-Information Blitzschutz 2.2. Häufig werden auch isolierte Ableitungen eingesetzt.

Wenn nichts mehr geht: Blitzschutz-Potentialausgleich

Reichen die Maßnahmen zur Vergrößerung des (elektrisch wirksamen) Abstands nicht aus, muss der Blitzschutz-Potentialausgleich an oder in der Nähe der betroffenen Stelle durchgeführt werden. Dies führt zu einer Einkopplung von Teilblitzströmen in das zu schützende Gebäude. Die daraus resultierenden Auswirkungen müssen im weiteren Verlauf der Leitungen berücksichtigt werden.

Eingeführte Leitungen und Installationen

Der Blitzschutz-Potentialausgleich ist generell notwendig bei elektrischen und metallenen Leitungen oder Installationen, die in das Gebäude von außen eingeführt werden.

Der Blitzschutz-Potentialausgleich ist generell notwendig bei elektrischen und metallenen Leitungen oder Installationen, die in das Gebäude von außen eingeführt werden.

Ein ausreichender Abstand zu den Leitungen des Äußeren Blitzschutzes einschließlich der Erdungsanlage ist i.d.R. nicht möglich. Der Blitzschutz-Potentialausgleich wird möglichst unmittelbar am Eintrittspunkt in die bauliche Anlage durchgeführt.

  • Metallene Installationen werden direkt mit der Haupterdungsschiene verbunden.
  • Bei elektrischen Leitungen werden zwischen den Leitungen und der Haupterdungsschiene geeignete Überspannungsschutzgeräte (Blitzstromableiter - SPD Typ 1) eingefügt. Diese stellen im Falle einer Überspannung kurzzeitig eine Verbindung zwischen den aktiven Leitern untereinander und dem Neutralleiter (bei Stromversorgungsleitungen) sowie dem Potentialausgleichsleiter und Erde her.

Der Blitzschutz in der Praxis

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Unter dieser Bezeichnung gibt der VDE-Ausschuss Blitzschutz + Blitzforschung eine Merkblattsammlung für Blitzschutz-Fachkräfte heraus. Diese VDE-Information ist Bestandteil von "Der Blitzschutz in der Praxis".

www.vde.com/blitzschutz-in-der-praxis

Hinweis

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Diese VDE-Information enthält allgemeine technische Empfehlungen zum Blitz- und Überspannungsschutz. Eine eigene Überprüfung der jeweils erforderlichen Handlungsweise durch den Nutzer bleibt daher immer unentbehrlich.

Der VDE hat diese VDE-Information mit großer Sorgfalt verfasst. Dennoch kann der VDE weder eine explizite noch eine implizite Gewährleistung für die Korrektheit, Vollständigkeit oder Aktualität des Dokuments übernehmen. Die Anwendung dieses Dokuments geschieht in dem Bewusstsein, dass der VDE für Schäden oder Verluste jeglicher Art nicht haftbar gemacht werden kann.

Die Blitzschutznormen (u. a. DIN EN 62305) werden erarbeitet vom Komitee 251 Blitzschutzanlagen und Blitzschutzbauteile der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE. Es wird empfohlen, die Fassungen mit dem neuesten Ausgabedatum anzuwenden.
Bezug: VDE-VERLAG GMBH oder Beuth-Verlag GmbH

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