3 grundlegende Probleme, denen Anlagen in der Umgebung von Telekommunikationstürmen durch Blitzeinschläge ausgesetzt sind

Telekommunikationstürme wurden traditionell in geschützten Bereichen und in bestimmten Entfernungen zu Städten errichtet; heute jedoch wird zur Bereitstellung hoher Datenraten eine Netzverdichtung durchgeführt, weshalb die Türme innerhalb der Städte und in der Nähe von Wohngebieten positioniert werden. Wichtige Bestandteile der Infrastruktur wie Small Cells, Minischränke und kleine Straßenschränke befinden sich im Zentrum dicht besiedelter Metropolen. Ein Blitzeinschlag auf oder in der Nähe der dort befindlichen Verteiler kann dazu führen, dass die gesamte Telekommunikationsinfrastruktur außer Betrieb gesetzt wird und umliegende Systeme und Bauwerke beschädigt werden. Ein stadtnaher Telekommunikationsturm befindet sich hinsichtlich der Blitzanziehung im Risikozustand 1 und muss sowohl sich selbst als auch seine Umgebung vor Blitzeinschlägen schützen.

Ein durch Blitzschlag beschädigtes Telekom-Verteilsystem oder eine Basisstation führt dazu, dass nahegelegene Nutzer keinen Zugang zu den Diensten haben; in diesem stark wettbewerbsintensiven Sektor kann dies zu erheblichen Kundenverlusten führen. Darüber hinaus können Brände und körperliche Verletzungen infolge von Blitzeinschlägen auftreten. In solchen Fällen können Betreiber mit hohen Entschädigungsforderungen konfrontiert werden.

Für die Dienstkontinuität und Kundenzufriedenheit müssen Telekommunikationsdienstleister ihre Systeme lediglich mit dem RICHTIGEN BLITZSCHUTZKONZEPT absichern. Wenn ein Blitz in eine Basisstation oder einen Telekommunikationsturm einschlägt, können alle umliegenden Anlagen betroffen sein; der daraus resultierende große Schaden kann für das Telekommunikationsunternehmen erhebliche Probleme verursachen.

Historisch gesehen konzentrierten sich Blitzschutz- und Erdungssysteme für Telekommunikationsanlagen auf den Schutz der Systeme selbst. Nicht zu vergessen ist jedoch, dass Blitze Menschen auch durch Schritt- und Berührungsspannungen schädigen. Schlägt ein Blitz in eine Anlage ein und wurden keine Maßnahmen gegen Schrittspannung getroffen, können auch Personen in der Umgebung verletzt werden. Insbesondere bei Systemen, die mitten in der Stadt installiert sind, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um Menschen vor Blitzschäden zu schützen.

Neben Personenschäden kann ein Blitzeinschlag in eine Anlage auch alle Geräte in nahegelegenen Häusern beschädigen; daher muss dieses Thema ganzheitlich betrachtet und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden.

In diesem Artikel erläutern wir Ihnen die 3 grundlegenden Ursachen, die zu dieser Situation führen, sowie deren grundlegende Lösungen.

1. Beeinflussung umliegender Leitungen durch den Kopplungseffekt eines Blitzeinschlags in einen Telekommunikationsturm

Ein Blitzeinschlag in einen Telekommunikationsturm kann alle Energieleitungen in einem Umkreis von 2 km beeinflussen. Durch den induktiven Kopplungseffekt kann sich dieser Impuls entlang bidirektionaler Leitungen bewegen und zu den Energie-, Daten- und Telekommunikationsleitungen nahegelegener Häuser gelangen. Handelt es sich um ein Industriegebiet, kann der Impuls leicht Serverräume von Unternehmen erreichen. Ein Blitz, der über die Erdungsleitungen benachbarter Anlagen eindringt, kann das gesamte elektrische System zerstören.

Um diese induzierten Ströme zu kontrollieren, muss im Schaltschrank, der die Telekommunikationsanlage versorgt, ein Überspannungsschutzsystem Typ 1+2 installiert werden. Zusätzlich sollten in den Hauptverteilungen der umliegenden Gebäude Überspannungsschutzsysteme Typ 1+2 oder Typ 1+2+3 eingesetzt werden.

Aufgrund hoher Up-Werte können herkömmliche Niederspannungs-Überspannungsableiter in Anlagen mit starken Impulsen möglicherweise nicht verhindern, dass sich der Impuls in die Umgebung ausbreitet. An diesen kritischen Punkten ist das Raycap-Strikesorb-System die genaueste und ideale Lösung für Telekommunikationstürme. Da es seriell in das System integriert wird, gewährleistet es eine vollständige Blockierung des Impulses.

Zusätzlich müssen geeignete Überspannungsschutzgeräte an Ethernet-, DC- und Kommunikationsleitungen installiert werden.

2. Anstieg des Erdpotentials im Umfeld des Telekommunikationssystems

Wenn ein Blitz in einen Telekommunikationsturm oder ein System einschlägt, kommt es im Umfeld des Turms zu einem erheblichen Erdpotentialanstieg.

Unter normalen Bedingungen kann dieses Problem durch Potentialausgleich in nahegelegenen Anlagen gelöst werden. Über eine Fläche von 2–3 km ist dies jedoch nicht möglich. Anlagen in der Nähe des Telekommunikationsturms müssen unbedingt in den Potentialausgleich einbezogen werden.

In diesem Fall muss das Erdungssystem des Turms so ausgelegt werden, dass die schnelle und starke Ausbreitung des Blitzeinschlags verhindert wird.

Um dies zu verhindern, muss zunächst der Erdungswiderstand sehr niedrig gehalten werden. Ein Widerstandswert zwischen 2–5 Ohm ist vorteilhaft. Bei der Ausführung des Erdungssystems ist es sehr wichtig, die Elektroden symmetrisch zu setzen und die Konzepte der Potentialverschleppung zu berücksichtigen. Bei der Planung sollten ringförmige Leiter um den Turm herum angeordnet und Elektroden entsprechend gesetzt werden. Dies trägt zur schnellen Dämpfung des Impulses bei. Der Impedanzwert sollte so niedrig wie möglich gehalten werden.

Zur Erreichung einer niedrigen Impedanz sind folgende Schritte zu beachten.

• Zusätzlich zu vertikalen Erdungselektroden sollten mehr horizontale Leiter verlegt werden.
• Neben widerstandsreduzierenden Chemikalien kann Boden mit niedrigem spezifischem Widerstand eingebracht werden.
• In Turm- und Gerätefundamenten sollten Stahlleiter zur Unterstützung der Fundamenterdung verwendet werden.

Bei sehr risikoreichen Anlagen kann die Anwendung dieses Erdungsringsystems auch bei benachbarten Anlagen potenzielle Probleme verhindern.

3. Magnetische Feldeinwirkung eines Blitzeinschlags in einen Telekommunikationsturm

Ein Blitzeinschlag erzeugt beim Einschlag auch eine erhebliche magnetische Feldwirkung. Diese kann sowohl die Systeme auf dem Turm als auch benachbarte Anlagen beeinträchtigen.

In diesem Fall stellt neben Geräteschäden auch die Berührungsspannung ein erhebliches Risiko dar. Um dies zu verhindern, ist der Einsatz isolierter äußerer Blitzschutzsysteme und isolierter Ableitungen von großer Bedeutung. Den Impuls vollständig zu isolieren, sicher zur Erde abzuleiten, ihn dort mit radialen Erdungsringen zu dämpfen und die Geräte mit dem Strikesorb-Überspannungsschutzsystem zu schützen, ist der sinnvollste und wichtigste Ansatz.

Als Blitzschutzzentrum bieten wir die richtigen Lösungen für den Schutz von Telekommunikationsstationen; mit Raycap-Strikesorb-Systemen und Gromtor-isolierten äußeren Blitzschutzsystemen stellen wir sicher, dass sowohl der Turm als auch seine Umgebung geschützt sind.

Auf der Yılkomer-Blogseite erhalten Sie weitere Informationen zu unseren Strikesorb- und isolierten Ableitungssystemen; für Begehung und Planung können Sie Kontakt mit den YILKOMER-Ingenieuren aufnehmen.

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