Ist die Installation eines Blitzschutzsystems verpflichtend?
Blitzschutz ist nicht für jedes Gebäude automatisch verpflichtend; die Notwendigkeit wird durch eine Risikoanalyse bestimmt. TS EN / IEC 62305-2 erzeugt durch die gemeinsame Bewertung von Lage, Abmessungen und Nutzungszweck des Gebäudes, der Dichte von Personen und Ausrüstung darin sowie der regionalen Blitzdichte einen numerischen Risikowert. Liegt dieser Wert über der von der Norm als akzeptabel erachteten Grenze, müssen Schutzmaßnahmen ergriffen werden.
Darüber hinaus wird Schutz bei bestimmten Gebäudetypen als Teil der Planungs- und Genehmigungsverfahren verlangt. Anlagen mit explosiven und brennbaren Stoffen, Krankenhäuser, Schulen, Hochbauten und öffentlich zugängliche Gebäude mit hohem Personenaufkommen stehen hier an erster Stelle.
Kurz gesagt: Die Frage sollte nicht „ist es verpflichtend?“ lauten, sondern „liegt das Risiko für mein Gebäude auf einem akzeptablen Niveau?“ Der Weg, dies zu bestimmen, ist die Risikoanalyse.
Mein Gebäude hat bereits einen Blitzableiter — brauche ich trotzdem einen Überspannungsableiter?
Ja. Die beiden sind keine Alternativen zueinander, sondern ergänzen sich gegenseitig.
Der Blitzableiter und die Fangeinrichtung (äußerer Blitzschutz) ziehen den Blitz auf sich statt auf das Gebäude selbst und leiten den Strom über die Ableitungen in die Erde. Sie schützen also die physische Substanz des Gebäudes.
Während dieser Strom jedoch in die Erde abfließt, induziert er hohe Spannungen in der Elektro- und Datenverkabelung im Gebäudeinneren. Genau das verursacht den eigentlichen Schaden an Ihren elektronischen Geräten. Der Überspannungsableiter (innerer Blitzschutz) senkt diese induzierte Spannung auf ein für die Geräte unschädliches Niveau.
In der Praxis begegnet uns am häufigsten folgende Situation: Auf dem Dach ist ein Blitzableiter vorhanden, in den Schaltschränken fehlt der Überspannungsableiter — nach einem Blitzeinschlag steht das Gebäude zwar noch, aber SPS-Steuerungen, Server, Aufzugsplatinen und die Brandmeldezentrale sind beschädigt.
Was ist eine Blitzrisikoanalyse und warum ist sie erforderlich?
Die Risikoanalyse ist die Untersuchung, die die erforderliche Schutzklasse für Ihr Gebäude nicht durch Schätzung, sondern durch Berechnung bestimmt. Sie wird im Rahmen von TS EN / IEC 62305-2 durchgeführt.
Bei der Analyse wird aus Länge, Breite und Höhe des Gebäudes die Fangfläche berechnet; bewertet werden die regionale Blitzdichte, die Lage des Gebäudes im Verhältnis zur Umgebung, Dach- und Wandmaterial, die Personenzahl im Gebäude und deren Aufenthaltsdauer, die Brandlast, die angeschlossenen Energie- und Kommunikationsleitungen sowie vorhandene Schutzmaßnahmen.
Das Ergebnis ist die für das Gebäude erforderliche Schutzklasse (LPL I–IV). Diese Klasse bestimmt direkt die Dichte der Fangeinrichtung: Bei LPL I sind eine Blitzkugel von 20 Metern und ein Maschenabstand von 5 × 5 m erforderlich, bei LPL IV liegen diese Werte bei 60 Metern und 20 × 20 m.
Eine ohne Analyse durchgeführte Planung ist entweder unnötig teuer oder unzureichend. Beides ist ein unerwünschtes Ergebnis.
Wie wird der Schutzradius eines Blitzableiters bestimmt?
In diesem Bereich gibt es zwei unterschiedliche Ansätze in der Branche, und es lohnt sich, beide zu kennen.
TS EN / IEC 62305 bestimmt den Schutzbereich nach der Blitzkugelmethode. Dabei wird angenommen, dass eine gedachte Kugel mit festgelegtem Radius über das Gebäude rollt; jede Stelle, die die Kugel berühren kann, gilt als ungeschützt. Der Radius beträgt je nach Schutzklasse 20, 30, 45 oder 60 Meter. Diese Methode berücksichtigt gemeinsam die Geometrie des Gebäudes und die Position der Fangeinrichtungen.
Blitzableiter mit früher Stoßauslösung (ESE) stützen sich dagegen auf die Norm NF C 17-102 und geben an, einen deutlich größeren Schutzradius zu bieten als eine klassische Fangeinrichtung. Diese Produkte sind weit verbreitet; IEC 62305 erkennt diese Methode jedoch nicht an und akzeptiert sie nicht als eigenständige Schutzlösung.
Der in der Praxis richtige Ansatz besteht darin, den Schutzbereich nach der Blitzkugelmethode der 62305 zu verifizieren und die Produktauswahl auf dieser Berechnung aufzubauen. Wir können gemeinsam bewerten, welche Lösung für Ihr Gebäude geeignet ist.
Wie viel Ohm sollte der Erdungswiderstand betragen?
Das ist eine der am häufigsten gestellten, aber auch am meisten missverstandenen Fragen.
Bei Blitzschutzsystemen gilt allgemein ein Erdungswiderstand unter 10 Ohm als akzeptiert. Dieser Wert ist jedoch kein für jede Anlage gültiges einheitliches Ziel; je nach Anlagentyp, Zweck des Erdungssystems und einschlägigen Vorschriften können unterschiedliche Grenzwerte gelten. Schutzerdung, Blitzschutzerdung und Betriebserdung haben bei elektrischen Anlagen jeweils unterschiedliche Anforderungen.
Zwei Punkte sind noch wichtiger:
Der Widerstand allein ist kein ausreichendes Kriterium. Blitzstrom ist ein hochfrequentes Ereignis; nicht nur der Widerstand der Elektrode, sondern auch ihre Impedanz und Geometrie sind entscheidend. Ein verteiltes Elektrodennetz liefert oft bessere Ergebnisse als ein einzelner langer Tiefenerder.
Der Widerstand ist nicht konstant. Der spezifische Erdwiderstand ändert sich mit der Feuchtigkeit; der im Sommer bei trockenem Boden gemessene Wert unterscheidet sich deutlich vom nach Niederschlag gemessenen Wert. Deshalb sollte die Messung nicht einmalig, sondern regelmäßig erfolgen.
Wie lange hält ein Überspannungsableiter und wann muss er ausgetauscht werden?
Ein Überspannungsableiter hat keine feste, kalenderbasierte Lebensdauer. Seine Lebensdauer wird durch Anzahl und Intensität der Stoßbelastungen bestimmt, denen er ausgesetzt ist. Ein nie belastetes Gerät kann jahrelang seine Funktion erfüllen; ein wiederholt stark belastetes Gerät kann in kurzer Zeit erschöpft sein.
Bei klassischen varistorbasierten Überspannungsableitern hinterlässt jede Belastung eine Spur. Ist die Lebensdauer des Geräts erreicht, wechselt das Anzeigefenster von Grün auf Rot. Das eigentliche Risiko dabei ist, dass dies unbemerkt bleibt — ein Überspannungsableiter mit roter Anzeige bleibt von außen betrachtet an seinem Platz, und die Anlage arbeitet weiterhin ungeschützt.
Es gibt zwei Wege, diese Blindheit zu beseitigen: die Anzeigen regelmäßig bei der Kontrolle zu überprüfen, oder mithilfe von Fernüberwachungsgeräten den Schutzstatus an ein zentrales System zu übertragen. In Anlagen ohne ständig anwesendes Personal ist Letzteres nahezu unverzichtbar.
Eine weitere Option sind Technologien ohne Sicherung und thermische Trennvorrichtung, die auch nach aufeinanderfolgenden Belastungen weiterhin Schutz bieten; sie werden in Anlagen bevorzugt, in denen keine Unterbrechung toleriert werden kann.
Wie oft sollte ein Blitzschutzsystem kontrolliert werden?
Blitzschutz ist keine Investition, die man installiert und dann vergisst. Es gibt drei bekannte Gründe für die Abschwächung des Systems im Laufe der Zeit:
- Der Erdungswiderstand verändert sich — die Bodenfeuchtigkeit variiert saisonal
- Verbindungen korrodieren — besonders beschleunigt in Küstennähe und chemischen Umgebungen
- Überspannungsableiter erreichen das Ende ihrer Lebensdauer — bleibt dies unbemerkt, verschwindet der Schutz lautlos
Das Kontrollintervall richtet sich nach Schutzklasse, Anlagentyp und den einschlägigen Vorschriften. In der Türkei ist eine jährliche Messung und Kontrolle die gängige Praxis; bei kritischen Anlagen wie explosionsgefährdeten Bereichen kann diese Häufigkeit zunehmen.
Bei der Kontrolle wird der Erdungswiderstand gemessen, eine Durchgängigkeitsprüfung durchgeführt, Fangeinrichtung und Ableitungen werden visuell untersucht, die Anzeigen der Überspannungsableiter werden kontrolliert und die Ergebnisse dokumentiert. Der Bericht ist wichtig — er ist das maßgebliche Dokument bei Prüfungen und im Schadensfall.
Wonach richten sich die Kosten?
Die Kosten eines Blitzschutzsystems werden nicht von einem einzelnen Posten, sondern von mehreren Variablen gemeinsam bestimmt:
Schutzklasse (LPL). Bei einem Gebäude, für das die Risikoanalyse LPL I ergibt, wird die Fangeinrichtung deutlich dichter installiert; im Vergleich zu LPL IV steigen Material- und Arbeitsaufwand erheblich.
Gebäudegeometrie. Dachfläche, Höhe, Anzahl der Ableitungen und die Dichte der Dachausrüstung wirken sich direkt aus.
Bodenverhältnisse. Bei Grundstücken mit hohem spezifischem Erdwiderstand können mehr Elektroden und andere Methoden erforderlich sein, um den Zielwiderstand zu erreichen.
Umfang des inneren Blitzschutzes. Es besteht ein erheblicher Unterschied zwischen einem Überspannungsableiter nur in der Hauptverteilung und dem gemeinsamen Schutz von Haupt-, Unter- und Maschinenverteilungen sowie Signalleitungen.
Bestehender Zustand. Bei einem Neuprojekt wird das System von Grund auf geplant; bei einem Bestandsgebäude erfolgen zunächst Messung und Begutachtung, um Mängel festzustellen.
Daher kann ein belastbarer Preis erst nach Standortbegehung und Risikoanalyse genannt werden. Am Telefon genannte Zahlen lassen meist entweder Umfang aus oder enthalten mehr als nötig.
Schlägt der Blitz zweimal an derselben Stelle ein?
Ja — und das ist keine Ausnahme, sondern die Regel.
Die Aussage „ein Blitz schlägt nicht zweimal an derselben Stelle ein“ ist ein weit verbreiteter Irrglaube. Tatsächlich sucht sich der Blitz den einfachsten Weg zwischen Wolke und Erde; dieser Weg ist in der Regel der höchste und am besten leitfähige Punkt der Umgebung. War dieser Punkt einmal geeignet, ist er es auch beim zweiten Mal.
Deshalb können Hochbauten, Schornsteine, Antennenmasten, Windkraftanlagen und Anlagen an exponierten Standorten mehrfach im Jahr vom Blitz getroffen werden. Blitzschutzsysteme werden genau mit dieser Annahme geplant: ausgelegt nicht für einen einzelnen, sondern für wiederholte Einschläge.
Das hat eine praktische Konsequenz: Statt bei einer bereits vom Blitz getroffenen Anlage zu denken „jetzt schlägt es nicht mehr ein“, sollte der Zustand des Systems überprüft werden — denn dieses Gebäude wird im Vergleich zu seiner Umgebung mit höherer Wahrscheinlichkeit erneut zum Ziel.
Kann ein System nachträglich in meinem bestehenden Gebäude installiert werden?
Ja, das ist möglich. Ein erheblicher Teil unserer Projekte wird bereits an Bestandsgebäuden realisiert.
Der Unterschied zu einem Neubauprojekt besteht darin: Bei einem Neubau wird das System zusammen mit der Architektur geplant, Ableitungen können im Stahlbeton verborgen werden, die Fundamenterdung erfolgt zusammen mit dem Betonguss. Bei einem Bestandsgebäude wird die Lösung dagegen an den aktuellen Zustand des Gebäudes angepasst.
Der Ablauf gestaltet sich wie folgt:
- Standortbegehung — Dachstruktur, bestehende Installation, Schaltschrankarchitektur und eventuell vorhandene alte Schutzelemente werden untersucht
- Messung — Erdungswiderstand und Durchgängigkeit werden gemessen; in den meisten Gebäuden ist bereits eine Erdung vorhanden, die bewertet werden kann
- Risikoanalyse — die erforderliche Schutzklasse wird bestimmt
- Angepasste Planung — es werden Trassen gewählt, die das äußere Erscheinungsbild nicht beeinträchtigen, sowie Überspannungsableiter-Lösungen, die in die vorhandenen Schaltschränke passen
Die häufigste Situation bei Bestandsgebäuden ist, dass ein äußerer Blitzschutz vorhanden ist, ein innerer Blitzschutz jedoch vollständig fehlt. In diesem Fall ist die Ergänzung auf der Schaltschrankseite meist der schnellste und ertragreichste Schritt.
Warum brauche ich in meinem Solarkraftwerk einen separaten DC-Überspannungsableiter?
Weil die Physik auf der DC-Seite anders ist.
Im AC-Netz geht der Strom in jeder Halbperiode durch Null; dadurch erlischt der entstehende Lichtbogen auf natürliche Weise. Bei DC gibt es keinen solchen Nulldurchgang — der Lichtbogen erlischt nicht von selbst. Ein falsch gewählter DC-Überspannungsableiter oder einer mit unzureichendem Trennverhalten kann, statt Schutz zu bieten, zu einer dauerhaften Lichtbogen- und Erwärmungsquelle werden. Das ist eine der bekannten Ursachen für Brände in Solarkraftwerken.
Deshalb gibt es für Photovoltaikanlagen eigene Normen: EN 50539-11 und IEC/EN 61643-31. Ein allgemeiner DC-Überspannungsableiter unterliegt diesen Normen nicht und darf nicht in PV-Anwendungen eingesetzt werden.
Bei der Auswahl sind zwei Fragen entscheidend:
- Ist am Standort ein äußerer Blitzschutz vorhanden? Wenn ja, Typ 1, wenn nicht, Typ 2
- Wie viel Volt beträgt die Systemspannung? Für 1100 V DC und 1500 V DC werden unterschiedliche Produkte eingesetzt
Außerdem müssen sowohl der DC-Eingang als auch der AC-Ausgang des Wechselrichters geschützt werden; nur eine Seite zu schützen, bietet keinen Schutz gegen eine von der anderen Seite kommende Belastung.
Auf welche technischen Werte sollte ich bei der Auswahl eines Überspannungsableiters achten?
Der Reihe nach sind folgende Werte entscheidend:
Typ (Klasse). Typ 1 führt einen Teil des direkten Blitzstroms ab und wird mit der Wellenform 10/350 µs geprüft. Typ 2 begrenzt die induzierte Überspannung und wird mit 8/20 µs geprüft. Typ 3 dient dem Endgeräteschutz und wird nicht allein eingesetzt. Ist am Gebäude ein äußerer Blitzschutz vorhanden, ist in der Hauptverteilung Typ 1 verpflichtend — Typ 2 ersetzt ihn nicht.
Uc — Dauerbetriebsspannung. Die Spannung, der der Überspannungsableiter dauerhaft standhält. Sie sollte über der Netzspannung gewählt werden; andernfalls nutzt er sich im Normalbetrieb ab.
Iimp / In / Imax — Strombelastbarkeit. Bei Typ 1 wird der Wert Iimp (10/350 µs) betrachtet, bei Typ 2 die Werte In und Imax (8/20 µs). Ein hoher Wert bedeutet nicht immer „besser“ — er muss zusammen mit der Schutzklasse bewertet werden.
Up — Schutzpegel. Die Restspannung, die der Überspannungsableiter zum Gerät durchlässt. Dies ist der kritischste Wert. Die Stoßspannungsfestigkeit der zu schützenden Ausrüstung muss über Up liegen; andernfalls arbeitet der Überspannungsableiter zwar, das Gerät wird aber trotzdem beschädigt.
SCCR — Kurzschlussfestigkeit. Sie muss über dem am Installationspunkt zu erwartenden Kurzschlussstrom liegen.
Konfiguration. Sie richtet sich nach dem Netzerdungssystem: bei TN-C 3+0, bei TN-S 4+0 oder 3+1, bei TT 3+1 (mit Funkenstrecke zwischen Neutral- und Schutzleiter).
Es gibt auch einen praktischen Punkt: die Modulbreite (TE). Fehlt der Platz im Schaltschrank, kann selbst das richtige Produkt nicht montiert werden.
Ist eine Sicherung vor dem Überspannungsableiter erforderlich?
In den meisten Fällen ja, aber die Auswahl erfordert Sorgfalt.
Erreicht ein Überspannungsableiter das Ende seiner Lebensdauer oder fällt er aus, muss er sicher vom Stromkreis getrennt werden. Diese Aufgabe übernehmen die geräteeigene thermische Trennvorrichtung und das vorgeschaltete Reservesicherungsgerät (Sicherung oder Schalter) gemeinsam.
Das Gleichgewicht dabei ist folgendes:
- Wird die Sicherung zu klein gewählt, löst sie während der Blitzbelastung unnötig aus und die Anlage bleibt ungeschützt
- Wird die Sicherung zu groß gewählt, kann sie den Überspannungsableiter im Fehlerfall nicht vom Netz trennen, wodurch Brandgefahr entsteht
Der richtige Wert ist der vom Hersteller im Datenblatt angegebene maximale Reservesicherungswert. Ist die Hauptsicherung der Anlage kleiner als dieser Wert, ist keine zusätzliche Sicherung erforderlich; ist sie größer, wird am Abgang des Überspannungsableiters eine separate Sicherung eingebaut.
Um diese Komplexität zu vermeiden, werden Modelle mit integrierter Sicherung (wie ProTec T2F) hergestellt; sie machen einen separaten Sicherungsplatz im Schaltschrank überflüssig und eliminieren das Risiko einer Fehlauswahl.
Zudem können in kritischen Anlagen, in denen das Auslösen der Sicherung den Schutz vollständig aufheben würde, Technologien ohne Sicherung und thermische Trennvorrichtung bevorzugt werden.
Was ist der Potentialausgleich und warum ist er so wichtig?
Es ist der am häufigsten übersehene, aber vielleicht entscheidendste Teil des Blitzschutzes.
Während der Blitzstrom in die Erde abfließt, erzeugt er entlang seines Weges eine Potentialdifferenz. Spüren zwei metallische Massen im Gebäude diese Differenz — zum Beispiel ein Wasserrohr und eine Kabelrinne — entsteht zwischen ihnen ein elektrischer Überschlag (side flash). Dieser Überschlag stellt sowohl ein Brand- als auch ein Personenschutzrisiko dar.
Der Potentialausgleich verbindet alle leitfähigen Massen im Gebäude mit einem gemeinsamen Potential und beseitigt diese Differenz. Erfasst werden unter anderem: das Stahltragwerk, Wasser- und Gasleitungen, Kabelrinnen, Lüftungskanäle, Aufzugsschienen, das Erdungssystem und alle in die Anlage eintretenden Leitungen.
Kurz gesagt: Ein Überspannungsableiter ist immer nur so gut wie der Potentialausgleich dahinter. In einer Anlage ohne Potentialausgleich kann selbst der teuerste Überspannungsableiter seine Aufgabe nicht vollständig erfüllen — weil die Erde, auf die er sich bezieht, nicht an jedem Punkt der Anlage gleich ist.
Ein Blitz ist eingeschlagen — was sollte ich jetzt tun?
Gehen Sie der Reihe nach wie folgt vor:
1. Nehmen Sie beschädigt wirkende Geräte nicht wieder in Betrieb. Ein scheinbar funktionierendes Gerät kann im Inneren beschädigt sein; erneutes Einschalten kann den Schaden vergrößern.
2. Prüfen Sie die Anzeigen der Überspannungsableiter. Von Grün auf Rot gewechselte Module haben ihre Aufgabe erfüllt und sind erschöpft. Ohne Austausch bleibt die Anlage ungeschützt.
3. Lassen Sie eine Erdungs- und Durchgängigkeitsmessung durchführen. Hoher Strom kann an den Verbindungspunkten unsichtbare Schäden verursachen. Auch Fangeinrichtung und Ableitungen sollten visuell geprüft werden.
4. Dokumentieren Sie alles. Liste der beschädigten Geräte, Fotos, Messbericht und, falls bekannt, die Uhrzeit des Ereignisses. Diese werden für den Versicherungsprozess benötigt.
5. Untersuchen Sie die Ursache. Dasselbe Ereignis kann sich wiederholen. War der Schutz ausreichend, über welchen Punkt erfolgte der Eintritt, welche Stufe fehlte — eine Reparatur ohne diese Klärung führt beim nächsten Gewitter zum selben Ergebnis.
Wenn Sie bei diesen Schritten Unterstützung wünschen, stehen wir Ihnen mit unserer Dienstleistung zur Schadensbegutachtung und Messung nach einem Vorfall zur Seite.
Deckt meine Versicherungspolice Blitzschäden ab?
Die genaue Antwort auf diese Frage steht in Ihrer Police; Deckungsumfang und Ausschlüsse unterscheiden sich von Gesellschaft zu Gesellschaft und von Produkt zu Produkt. Da wir kein Versicherungsberater sind, können wir keine verbindliche Aussage zu Ihrer Police treffen — wir können Ihnen jedoch mitteilen, was auf der technischen Seite des Prozesses wichtig ist.
Blitzschäden sind in vielen Policen versichert. In der Praxis sind jedoch zwei Punkte entscheidend:
Der Nachweis, dass der Schaden durch einen Blitzeinschlag verursacht wurde. Messbericht, Zustand der Überspannungsableiter-Anzeigen, meteorologische Daten zum Zeitpunkt des Ereignisses und die Art des Schadens unterstützen diesen Nachweis.
Dass das System normgerecht installiert und regelmäßig kontrolliert wurde. Berichte über regelmäßige Messungen und Kontrollen belegen, dass die Anlage nicht vernachlässigt wurde. Fehlen diese Dokumente, entsteht eine Lücke, die im Verfahren zu Ihren Ungunsten ausgelegt werden kann.
Unser praktischer Rat lautet: Führen und bewahren Sie Ihre Kontrollberichte regelmäßig auf. Diese Dokumente sind nicht nur für Prüfungen nützlich, sondern auch im Schadensfall. Den Umfang Ihrer Police klären Sie am besten mit Ihrer Versicherungsgesellschaft oder Ihrem Vermittler.
