Äußere Blitzschutz
Jeder kennt es! Der gerade noch strahlend blaue Himmel verdunkelt sich, nimmt immer mehr der düsteren Färbung an, Wind kommt hinzu und man kann das aufkommende Gewitter förmlich schon riechen. Hunde verkriechen sich in ihren Betten oder unter dem Tisch, Katzen verziehen sich ins Körbchen oder unters Sofa und Menschen schließen die Terrassentür sorgfältig hinter sich. In unseren Häusern fühlen wir uns geschützt und sicher. Damit dies auch zu jeder Zeit so bleibt, ist es wichtig, dass das Gebäude eine Blitzschutzanlage hat. Dereinfach beschriebene Aufbau einer solchen Anlage zur Sicherung gegen Natureinflüsse besteht aus einer Fangeinrichtung, die am höchsten Punkt des zu schützenden Objekts installiert sein muss. Über einen Blitzableiter wird die in diesem Fall schädliche Energie am Haus entlang in den Boden geleitet, wo ein „Fundamenterder“ diese zum „Tiefenerder“ weiter hinein in das Grundreich schickt. Ohne diese notwendige Einrichtung können Blitze schwere Schäden an jeglicher Art an Gebäuden, technischem Equipment und Lebewesen verursachen. Das in Baustoffen enthaltene Harz oder ätherische Öle in Holz sowie Wasser können bei einer Energieüberladung explosionsartig verdampfen und die entstehende Hitze Brände verursachen. In indirekter Weise kann der Blitz durch sein elektromagnetisches Feld weiter durch elektrische Leitungen oder metallische Elemente wie Rohre wandern und dort starke Zerstörungen bis hin zu Funktionsausfällen auslösen. Deshalb ist die Prüfung,Reparatur und Wartung von Blitzschutzanlagen so wichtig. Der innere Blitzschutz ist dabei essentiell.
Ein funktionierendes Blitzschutzsystem birgt immer ein Zusammenspiel von äußerem und innerem Blitzschutz. Ein äußerer Blitzschutz bedarf unbedingt eines inneren Blitzschutzes. Der äußere Blitzschutz wird umgangssprachlich Blitzableiter genannt, der innere Blitzschutz nennt sich Überspannungsschutz. Um das Risiko eines Ausfalls zu minimieren, ist die regelmäßige Prüfung von Blitzschutzanlagen empfehlenswert. Der außen angebrachte Blitzschutz schützt bei direktem Blitzeinschlag, indem er über seine Fangeinrichtung Ableitungsanlage und Erdungsanlage die Energie ins Erdreich leitet. Stellt man sich ein metallenes Gebäude vor, das für ein solches Unglück am idealsten wäre, dann würde der Blitz wie bei einem faradayschen Käfig um das Haus geleitet werden. Dies entspräche der Funktion eines äußeren Blitzschutzes. Nach einem Einschlag kann die Reparatur von Blitzschutzanlagen von Nöten sein, ebenso wie die Wartung von Blitzschutzanlagen, besonders der innere Blitzschutz.
Innere Blitzschutz
Der innere Blitzschutz ist ein Überspannungsschutz, der aus vielfältigen Maßnahmen besteht, die gegen jegliche Art der Überspannung wirksame Arbeit leisten. Auch Blitzeinschläge, die nicht direkt am entsprechenden Gebäude, sondern in bis zu einem Kilometer Entfernung stattfinden, bringen Spannungen hervor, die entladen werden müssen. Diese werden vom inneren Blitzschutz aufgenommen und auf die installierte Anlage übertragen und so entschärft. Die Prüfung von Blitzschutzanlagen, die Reparatur von Blitzschutzanlagen und auch die Wartung von Blitzschutzanlagen sollten stets von Fachpersonal und zertifizierten Firmen übernommen werden.
Überspannungen können auf verschiedene Arten entstehen
- Der Blitzstrom wirkt direkt auf das Gebäude und seine Versorgungsleitungen durch einen Einschlag ein.
- Der Blitzstrom wirkt direkt auf die Energie- bzw. Telekommunikationsleitungen des Gebäudes durch einen Einschlag ein.
- Ein entfernter Einschlag wirkt indirekt über die Distanz mit hoher Spannung auf das Gebäude ein.
Überspannungsschutzgeräte
Sogenannte Sorge Protective Devices, kurz SPD, werden eingesetzt, um der Überspannung an Gebäuden entgegenzuwirken. Der Schutz von elektrischen Anlagen und deren Endgeräte gelingt durch diese Leitungssysteme, die der Norm EN 61643-11 entsprechen müssen. Hiervon gibt es drei verschiedene Kategorien.
Die drei Typen des SPD Sorge Protective Devices Schutzsystems
- Der SPD Typ 1 (Grobschutz) wird an allen Einführungen elektrischer Leitungen des Gebäudes eingesetzt. Der volle Blitzstrom wird von ihm abgeleitet. Er tilgt jedoch nicht die gesamte angreifende Überspannung auf elektronische Geräte. Die elektrische Überladung wird im SPD Typ 1 in Funkenstrecken geleitet, in welchen das elektrische Feld in einer Stoßionisation in Bruchteil von Mikrosekunden in Funken kurzgeschlossen wird.
- Der SPD Typ 2 (Mittelschutz) ist zuständig dafür, das Spannungsniveau weiter herunter zu fahren. Durch die leistungsstarken Varistoren, dies sind elektronische Bauteile, die sich im SPD 2 befinden, wird ab einer bestimmten Schwellenspannung der differenzielle Widerstand abrupt verringert. Sie werden in einer Hutschienenmontage in Unterverteilungen eingesetzt.
3. Der SPD Typ 3 (Fein- und Geräteschutz) reduziert schließlich die Spannung auf ein Niveau, dass für elektronische Geräte ungefährlich ist. So nahe wie möglich werden diese bei den entsprechenden Endgeräten eingesetzt. Die maximale Entfernung beträgt dabei höchstens 10 Meter. Der SPD Typ 3 erscheint zum Beispiel in Form einer Überspannungsschutz-Steckdose oder eines Überspannungsschutz-Steckdosenadapters. Im SPD Typ 3 sind Gasableiter, Varisatoren und Suppressordioden eingebaut, um die Überspannung auf ein verträgliches Niveau zu reduzieren.
Die drei Typen SPD 1, 2 und 3 in einem zu Kombinieren bringt Platz- und Kostenersparnis mit sich.
Äußere und innere Blitzschutz
Wenn ein äußerer Blitzschutz (DIN EN 62305-3) installiert wurde, muss unbedingt der innere Blitzschutz (DIN EN 62305-4) kombiniert werden. Falls kein äußerer Blitzschutz vorhanden ist, muss ein Überspannungsschutz installiert sein. Dies schreibt die Verordnung nach DIN VDE 0100-443 und die DIN VDE 0100-534 zwingend vor. Nicht nur in Gebäuden selbst, sondern auch in Anlagen und Systemen müssen laut dieser DIN VDE 0100-100 Überschutzanlagen installiert sein. Auch hierbei sollte immer an die professionelle Prüfung von Blitzschutzanlagen, Reparatur von Blitzschutzanlagen und Wartung von Blitzschutzanlagen gedacht werden. Fachkräfte müssen die Planung von Blitzschutzsystemen allumfassend überblicken und entwickeln. Die Installation sollte unbedingt von zertifizierten Personen mit Kenntnissen zu EMV durchgeführt werden.
Innere Blitzschutz – das Potenzialausgleichssystem
Innere Blitzschutz – Im Jahre 1950 wurde das Blitzschutzzonenkonzept entwickelt. Nach diesem richten sich auch noch heute die Anordnungen zur Installation von Überspannungsschutzelementen für die jeweiligen Bereiche in Anlagen, Geräten, Systemen und Gebäuden. Hierin erhielten Schutzelemente ihre genaue Definition.
Ein Potenzialausgleich wird in jedem Hausanschlusskasten bzw -raum installiert. Dies ist die Verbindung zwischen dem Erdleiter und dem Fundamenterder. Die Spannungsunterschiede, auch Potenzialunterschiede in der Niederspannungsversorgung werden hierdurch ausgeglichen. Leitfähige fremde Teile werden dabei auf die Haupterdungsschiene aufgelegt.
Diese sind:
- Erdungssystem
- Schutzpotenzialausgleichsleiter
- Kabelschirme aus Metall
- Antennenredung
- Teile des Gebäudes wie Aufzug, Klimaanlagen, Brandschutztüren die aus Metall bestehen
- Blitzschutzerdung für den äußeren Blitzschutz
- Wasser-, Gas und Heizungsrohre aus Metall
Die deutsche Verordnung DIN VDE 0100-540 beinhaltet die technischen Details zur Ausführung des Potenzialausgleichs wie Querschnittgrößen oder genormte Begrifflichkeiten hierzu.
Prüfung von Blitzschutzanlagen
Bei über zwei Millionen Blitzeinschlägen pro Jahr nur hier in Deutschland gerechnet, ist es besonders wichtig, ein funktionierendes Blitzschutzsystem zu haben. Ist die Anlage defekt oder fehlt gar vollständig, kommt es bei einem Einschlag zu gravierenden Schäden an Gebäude, Technik und Mensch. Deshalb ist die Prüfung von Blitzschutzanlagen von Fachkräften durchzuführen und regelmäßig zu wiederholen.
Reparatur von Blitzschutzanlagen
Eine solche Schutzanlage dient in erster Linie dem Brandschutz und der Sicherung des Gebäudes. Aber auch elektrische Installationen wie technische Geräte und nicht zuletzt der Mensch selbst sollen sich in einem mit einem Blitzschutzsystem ausgestatteten Haus sicher fühlen. Aufgrund der Wichtigkeit einer solchen Einrichtung ist die Reparatur von Blitzschutzanlagen, wenn diese fehlerhaft sind, unbedingt erforderlich.
Wartung von Blitzschutzanlagen
Ist es doch zu einem Einschlag gekommen und das System hat regulär funktioniert und Schäden abgehalten, ist der Ernstfall erst mal abgewendet. Danach sollte unbedingt eine Wartung von Blitzschutzanlagen folgen, damit diese beim nächsten Unwetter wieder in vollem Umfang Leistung und Schutz erbringen können.