Blitzschutz-Systeme
Blitzschutz: Sichere elektrische Anlagen und Geräte im Wohnhaus
Moderne Wohnhäuser sind heute mit diversen überspannungsempfindlichen elektronischen Geräten, wie Fernsehern, Stereoanlagen, DVD-Playern, SAT-Receivern und an das Internet angeschlossene PCs bestückt. Hinzu kommen Haushaltsgeräte, wie Kühlschränke, Spül- und Waschmaschinen, Mikrowellen, Kaffeeautomaten. Für die Gebäudeüberwachung werden Alarm- und Videoanlagen eingesetzt. Elektrische Anlagen und Geräte wie diese sind bei Gewittern, sei es durch Blitze in der Umgebung oder durch Direkteinschläge, in hohem Maße gefährdet. Ein Blitzschutz-System mit ergänzendem Überspannungsschutz bringt die erforderliche Sicherheit.
Blitze gefährden elektrische Anlagen (Quelle: Tokyo Lightning Protection and Earthing System Corporation)
1. Blitzschutz-System
Ein Blitzschutz-System LPS (LPS: Lightning Protection System) für bauliche Anlagen besteht aus dem so genannten Äußeren und dem Inneren Blitzschutz.
Der Äußere Blitzschutz beinhaltet:
- die Fangeinrichtungen zum Auffangen der Blitze,
- die Ableitungseinrichtungen (als leitende Verbindung zwischen den Fangeinrichtungen und der Erdungsanlage),
- die Erdungsanlage zur Einleitung der Blitzströme in die Erde.
Der Innere Blitzschutz beinhaltet:
-
den Blitzschutz-Potentialausgleich zur leitenden Verbindung der metallenen Komponenten im Gebäude mit der Erdungsanlage sowie zum direkten oder indirekten (mittels Überspannungs-Schutzgeräten) Anschluss aller in das Gebäude eintretenden Versorgungsleitungen an die Erdungsanlage,
- die Einhaltungen von Trennungsabständen zwischen den zu schützenden metallenen Komponenten im Gebäude und der Fang- und Ableitungseinrichtung zur Vermeidung von Funkenüberschlägen infolge magnetisch induzierter Spannungen.
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Durch die Maßnahmen des Äußeren und des Inneren Blitzschutzes wird ein geschütztes Volumen innerhalb des Gebäudes gegen mechanische Schäden, Feuer und Lebensgefahr geschaffen, in dem keine gefährlichen Spannungen über die Versorgungsleitungen von außen eindringen können.
In VDE 0185-305-3 werden für Blitzschutz-Systeme Schutzklassen (I bis IV) definiert: Sie stellen einen Satz von Konstruktionsregeln dar, wobei z.B. Maschenweiten, Schutzwinkel und Blitzkugelradien für Fangeinrichtungen, Abstände von Ableitungen und Ringleitern oder Mindestlängen von Erdungsleitern entsprechend den Gefährdungspegeln festgelegt sind. Die Wirksamkeit nimmt von Schutzklasse I zu Schutzklasse IV ab.
Bild 1: Wohnhaus mit Blitzschutz-System und Überspannungsschutz (Quelle: www.dehn.de)
2. Überspannungsschutz
Das Bild 1 zeigt ein Wohnhaus mit Blitzschutz-System und vor Überspannungen geschützte elektrische Anlagen und Geräte.
Welche Überspannungs-Schutzgeräte wo zum Einsatz kommen wird im Folgenden beschrieben.
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2.1 Anlagenschutz
Zuerst werden alle Leitungen, die von außen in ein Wohnhaus eingeführt sind mit Blitzstrom-Ableitern am Gebäudeeintritt versehen, das sind z.B. Leitungen für Energie, Telefon, Kabelfernsehen, Außenleuchten.
Im Gehäuse für den Zähler mit Stromverteiler kommt der im Bild 3 gezeigte modulare Kombi-Ableiter Typ 1 zum Einsatz.
Bild 2: Kombi-Ableiter Typ 1 (100kA, 10/350) zum Schutz von Niederspannungs-Verbraucheranlagen vor Überspannungen auch bei direkten Blitzeinschlägen (Pos.1 im Bild 1) (Quelle: www.dehn.de)
Die Telefonanlage wird mit einem Kombi-Ableiter (5 kA, 10/350) bestückt (Bild 3).
Bild 3: Kombi-Ableiter BlitzductorR XT zum Schutz von Telefonleitungen (ISDN oder DSL) und des NTBAs (Pos.2 im Bild 1) (Quelle: www.dehn.de)
Der außen am Gebäude angebrachte Temperatursensor für die Heizungsanlage befindet sich im Schutzbereich der Fangeinrichtung, seine in den Heizungskeller geführte Leitung wird mit einem Ableiter in Reihenklemmtechnik (Bild 4) versehen.
Bild 4: BlitzductorR im zweiteiligen Aufbau für die Hutschienenmontage (Quelle: www.dehn.de)
Die SAT-Antenne auf dem Dach ist durch die daneben angeordnete Fangstange vor direkten Blitzeinschlägen geschützt. Der Antennenverstärker wird am Eingang der Antennenleitung mit einem angepassten Überspannungs-Schutzgerät (Bild 5) versehen.
Bild 5: Überspannungs-Schutzgerät für SAT-Anlagen, auf Hutschiene montiert (Pos. 16 im Bild 2) (Quelle: www.dehn.de)
Videokamera und Alarm-Blinkleuchte befinden sich ebenfalls im Schutzbereich der Fangeinrichtung. Ihre Leitungen werden am Gebäudeeintritt mit Überspannungs-Schutzgeräten versehen. So wird z.B. die Videoleitung mit einem Überspannungs-Ableiter als Kabeladapter (Bild 7) bestückt.
Bild 6: Steckbarer Überspannungsschutz-Adapter für Videoanlagen und Kamerasysteme (Pos. 14 im Bild 1) (Quelle: www.dehn.de)
2.2 Endgeräteschutz
Endgeräte im Wohnhaus, die an zwei oder mehrere Netze angeschlossen sind, wie z.B. Fernseh-, Video- und Stereogeräte, sowie Telefonapparate und PCs werden an den Netzeingängen mit Schutzgeräten versehen (Pos. 7 bis 9 und 11 bis 13 im Bild 1).
Das Bild 7 zeigt einen solchen Überspannungsschutz-Adapter für das Einbeziehen der Energie- und der Datenseite eines Endgerätes in den Potentialausgleich.
Bild 7: Überspannungsschutz-Adapter zum Einstecken in Schutzkontakt-Steckdosen, mit optischer Betriebs- und Defektanzeige (Quelle: www.dehn.de)
Im Bild 8 ist exemplarisch der Einsatz von Überspannungsschutz-Adaptern für die im Wohnhaus (Bild 2) befindlichen Endgeräte dargestellt.
Bilder 8 a bis d: Einsatz von Überspannungsschutz-Adaptern an Endgeräten (Pos. 12, 13 und 17 im Bild 1) (Quelle: www.dehn.de)
3. Zusammenfassung
Wie in diesem Beitrag beispielhaft gezeigt, lassen sich empfindliche elektrische Anlagen und Geräte in Wohnhäusern auch bei direkten Blitzeinschlägen vor Zerstörung schützen. Erforderlich ist ein Blitzschutz-System LPS, das mit gezielt eingesetzten Überspannungsschutz-Geräten ergänzt wird.
Dr.-Ing. Peter Hasse
