Die Bedeutung der fachgerechten Umsetzung in Blitzschutzsystemen

Blitz und Überspannung verursachen sowohl in unserem Land als auch weltweit größere Schäden als Naturkatastrophen wie Brände, Erdbeben oder Überschwemmungen, da sie deutlich häufiger auftreten. Aus diesem Grund müssen in jeder Struktur und Anlage Systeme zum Schutz vor Blitz und Überspannung installiert werden. Blitzschläge, die durch Kumuluswolken verursacht werden, sind in unserem Land insbesondere in den Regionen Antalya, Muğla, Adana, Mersin, Burdur und Thrakien sehr wirksam. Die stärksten Blitzschläge (etwa 150 Kiloampere) treten in diesen Regionen auf. Aufgrund der geografischen und klimatischen Eigenschaften unseres Landes ist dieses Naturereignis während aller vier Jahreszeiten zu beobachten, weshalb präventive Maßnahmen zwingend erforderlich sind. In organisierten Industriegebieten großer Städte wie Istanbul, Izmir und Ankara kann ein Blitzschlag in unmittelbarer Nähe aufgrund von Koppelwirkungen zahlreiche Anlagen beeinträchtigen, Produktionsstillstände verursachen und vor allem Brände auslösen. Neben Blitzen führen auch landesweit häufig auftretende Schalthandlungen, Oberschwingungen und Spannungseinbrüche zu ebenso erheblichen wirtschaftlichen Schäden. Daher müssen unter Berücksichtigung aller Impulsarten zum Schutz von Menschenleben und zur Vermeidung wirtschaftlicher Verluste Blitz- und Überspannungsschutzsysteme fachgerecht geplant und umgesetzt werden.

J.Pröpster äußere Blitzschutzsysteme

Potentialausgleichssystem und Erdung

In unserem Land werden zum Schutz vor den physikalischen Auswirkungen von Blitzen Blitzableiter- und Faradaysche-Käfig-Systeme gemäß den Vorgaben in Ausschreibungen und Projekten auf Bauwerken installiert. Für die Sicherheit elektronischer Geräte werden Niederspannungs-Überspannungsschutzgeräte – innere Blitzschutzsysteme (Surge Arrester) – in Verteilungen und direkt vor den Geräten installiert. Darüber hinaus gehören die im Projekt zwingend vorgesehenen Fundamenterder und das Potentialausgleichssystem zu den wichtigsten Bestandteilen von Blitz- und Überspannungsschutzprojekten. Diese vier Systeme gewährleisten gemeinsam die langfristige Sicherheit von Bauwerken und deren Nutzern. Neben der Planung durch Fachingenieure ist auch die fachgerechte Umsetzung der Blitzschutzsysteme von großer Bedeutung. Bereits der kleinste Fehler bei der Installation dieser Systeme, die dem Schutz von Menschenleben und der Betriebskontinuität von Anlagen dienen, kann zum Scheitern des gesamten Projekts führen. Aus diesem Grund müssen Ingenieure die Fachmontageteams während der Umsetzung begleiten.

Schutz von Invertern in Solaranlagen durch Überspannungsschutzgeräte

Bedeutung der Verwendung des isolierten isCon-Ableiters

Sowohl bei Blitzableiter- als auch bei Faradaysche-Käfig-Systemen ist die Isolation der Ableitungen und Leiter von entscheidender Bedeutung. Wird kein blitzstromfestes, isoliertes Kabel (isCon) verwendet, muss der im Standard TSE EN 62305 definierte Schutzabstand „S“ eingehalten werden. Zudem müssen die Materialstärken der eingesetzten Produkte gemäß TSE EN 50164 ausgewählt werden. Während eines Blitzschlags breitet sich ein Magnetfeld aus, und aufgrund der Impulscharakteristik kann der Blitz über parallel verlaufende Leitungen in die Anlage einkoppeln. Daher ist es äußerst wichtig, den Impuls so weit wie möglich zu isolieren. In Blitzableitersystemen sind zur Einhaltung der normativen Schutzradien die Messung der „h“-Abstände erforderlich; bei Faradayschen Käfigen und Mesh-Systemen müssen Leitergitter und Fangeinrichtungen entsprechend den Schutzwinkeln ausgelegt werden. Darüber hinaus sind die Gestaltung von Spitzen- und Eckbereichen hinsichtlich ihres Einschlagsrisikos, die Einhaltung von Überschlag- und Ausdehnungsabständen sowie der Einsatz flexibler Montagesysteme feine Details, die während der Umsetzung berechnet werden müssen.

Spark-Gap-Technologie

In Systemen, die nach dem Rolling-Sphere-Verfahren ausgelegt sind, ist die Koordination zwischen dem Radius und der Position der Fangeinrichtungen der kritischste Punkt des gesamten Projekts. In beiden Systemen ist die Ausführung der Erdung in Form einer „Gänsefuß“-Anordnung, der Einsatz von Thermoschweißverbindungen, die Verwendung von Bimetallprodukten bei Bedarf sowie das Anbringen von Korrosionsschutzband von großer Bedeutung. Ein weiterer zentraler Punkt ist der Schutz vor Schrittspannung an der Erdungsstelle. Werden an der Stelle, an der die Erdung mit Kupfernetzen beginnt, keine Maßnahmen ergriffen und kein Sicherheitsbereich eingerichtet, besteht langfristig die Gefahr von Stromunfällen für Personen. Dieser in vielen Wohnprojekten vernachlässigte Aspekt stellt ein erhebliches Risiko dar. Sowohl bei Blitzableiterprojekten als auch bei Faradayschen Käfig-Systemen muss ein kontrolliertes Abführen der Spannung gewährleistet sein. Der Einsatz von Spark-Gap-Verbindungselementen an Erdungspunkten ist dabei sowohl für die Personensicherheit als auch für den Schutz elektronischer Systeme von großer Bedeutung.

Verwendung von Überspannungsschutzgeräten der Klassen B, C und D

Innere Blitzschutzsysteme gewährleisten die Sicherheit elektronischer Systeme gegen Blitz- und Überspannungseinwirkungen. Impulse, die auf eine Anlage einwirken, können sämtliche Geräte beschädigen; daher ist zu beachten, dass in Bauwerken mit äußerem Blitzschutz auch innere Blitzschutzsysteme zwingend erforderlich sind. Innere Blitzschutzsysteme werden in die Klassen B, C, B+C und D unterteilt. Die Klassen B, C und B+C dienen dem Schutz von Verteilungen und werden parallel angeschlossen, während Klasse D-Geräte direkt vor den Endgeräten in Serie installiert werden. Klasse B schützt vor Blitzimpulsen, Klasse C und D schützen vor anderen Impulsarten. Für die Verkabelung sind Mindestquerschnitte von 16 mm² für Klasse B, 6 mm² für Klasse C und 1,5 mm² für Klasse D einzuhalten. Bei der Produktauswahl ist die Art des Erdungssystems zu berücksichtigen; Unterschiede zwischen TT-, TN-S- und TN-C-Systemen sind dabei von Bedeutung. Beim Anschluss der Überspannungsschutzgeräte ist auf eine V-förmige Verdrahtung zu achten, die Leiterlängen sind zu minimieren, und der Erdungsleiter darf nicht unnötig im Schaltschrank geführt werden, sondern muss auf kürzestem Weg zur Erdungsschiene geführt werden. Bei Bedarf können Überspannungsschutzgeräte auch über separate Schaltschränke (AGKP) in das System integriert werden. Vor Zählern dürfen ausschließlich Geräte mit Spark-Gap-Technologie eingesetzt werden; varistorbasierte Geräte sind an dieser Stelle unzulässig. Der Einsatz von Sicherungen vor Überspannungsschutzgeräten wird empfohlen, da sie sowohl den Schutz des Geräts gewährleisten als auch den Kartuschenwechsel erleichtern. Ist das Montageteam nicht fachkundig, muss die Stromversorgung während der Installation unbedingt abgeschaltet werden, da andernfalls gefährliche Situationen entstehen können. So wie jede Verteilung mit Sicherungen und Relais ausgestattet ist, müssen Überspannungsschutzgeräte bereits vor der Montage der Schaltschränke im Gebäude vorgesehen werden.

Messungen vor und nach der Installation von Blitzschutzsystemen sind zwingend erforderlich, um die korrekte Umsetzung sicherzustellen. Ziel ist es, den Impuls kontrolliert abzuleiten; daher sind die zulässigen Widerstandswerte durch Normen festgelegt. Ebenso wichtig sind Messungen zur Sicherstellung des Potentialausgleichs. Ein Potentialunterschied von mehr als 0,2 Ohm innerhalb einer Anlage stellt ein Risiko dar. Sämtliche Erdungen – einschließlich des Blitzschutzsystems – müssen über lokale Potentialausgleichsschienen zusammengeführt und an die Hauptpotentialausgleichsschiene angeschlossen werden, um eine Widerstandsgleichheit zu gewährleisten. Erst unter diesen Bedingungen dürfen Überspannungsschutzgeräte eingesetzt werden.

Bei der Fundamenterdung ist darauf zu achten, dass die Erdungsbänder mit einer Dicke von 70 Mikron gewählt werden, Thermoschweißverbindungen ausgeführt werden, die Verbindungselemente eine Mindeststärke von 3 mm aufweisen, Korrosionsschutzband verwendet wird, die Abzweigungen der Bänder an den Ecken des Mesh-Systems außerhalb des Gebäudes geführt werden und eine einwandfreie Verbindung mit der Bewehrung gewährleistet ist. Die Beachtung der Maschenanzahl und Symmetrie durch Fachteams erhöht den Sicherheitsfaktor des Gebäudes erheblich.

Abschließend ist festzuhalten, dass die Anwendungstechnik in Blitzschutz- und Erdungssystemen von entscheidender Bedeutung ist. Die Umsetzung durch spezialisierte Fachfirmen ist aus Sicherheitsgründen unerlässlich.

Raycap verfolgt das Ziel, durch normgerechte Produkte und seine Anwendungskompetenz fehlerfreie Blitz- und Überspannungsschutzsysteme zu realisieren. Mit seinem qualifizierten Ingenieur- und Montageteam unterstützt Raycap alle Projekte in den Bereichen Planung, Produktauswahl und Umsetzung.