Blitz- und Überspannung

Blitze haben ihren Ursprung in Gewitter­zellen, die mehrere Kilometer Durch­messer erreichen können.

Wie kommt es zu einem Gewitter? Durch eine unterschiedliche Verteilung von Eis und Wasser und die Auf- und Ab­winde in einer Wolke entstehen Bereiche mit positiven und negativen Ladungen. Werden die Spannungs­unterschiede zu groß, so folgt eine elektrische Entladung - der Blitz.

Wolke-Wolke-Blitze führen einen Ladungs­ausgleich zwischen positiven und negativen Wolken­ladungs­zentren herbei und treffen dabei keine Objekte auf der Erd­oberfläche. Für die Gefährdung von elektrischen und elektronischen Systemen sind sie aufgrund ihrer abgestrahlten elektro­magnetischen Impuls­felder (LEMP) dennoch zu berücksichtigen.

Blitzeinschlag - Was passiert?

Bei einem Blitzeinschlag in eine Anlage treten in den elektrisch leitenden Systemen hohe Ströme und Spannungen auf. Ohne Schutz können dadurch wichtige elektrische Verbraucher zerstört werden. Neben der dynamischen und thermischen Zerstörung löst der Blitz­stoß­strom in ungeschützten Anlagen einen elektro­magnetischen Feld­impuls aus. Dieser dringt tief und dabei kaum wahrnehmbar in die bauliche Anlage, ihre Systeme und Endgeräte ein und erzeugt Über­spannungen von mehreren 1000 Volt.

Ein Blitzschutz­system hat die Aufgabe, Gebäude vor Blitz­einschlägen und dem daraus resultierenden möglichen Brand oder vor den Auswirkungen des eingeprägten Blitz­stromes zu schützen.

Äußerer und innerer Blitzschutz

Die Funktionen des äußeren Blitz­schutzes sind:

• Auffangen von Direkt­einschlägen mit einer Fang­einrichtung,
• sicheres Ableiten des Blitz­stromes zur Erde mit einer Ableitungs­einrichtung,
• verteilen des Blitzstromes in der Erde über eine Erdungs­anlage.

Der innere Blitzschutz verhindert eine gefährliche Funken­bildung innerhalb der baulichen Anlage. Dies wird durch den konsequenten Blitzschutz-Potential­ausgleich oder die Errichtung einer Trenn­strecke zwischen den Bauteilen des äußeren Blitz­schutzes und anderen metallenen oder elektrischen Systemen innerhalb der baulichen Anlage erreicht.

Potentialausgleich und Schutzklassen

Der Blitzschutz-Potentialausgleich reduziert die durch den Blitzstrom verursachten Potential­unterschiede. Dies geschieht durch die Verbindung aller leitenden Anlagenteile durch Leitungen / Klemmen oder durch indirekte Verbindungen mit Überspannungs-Schutz­geräten (SPDs).

Für ein Blitzschutzsystem sind vier Schutz­klassen I, II, III und IV als Konstruktions­regeln festgelegt. Zum Sicherstellen einer kontinuierlichen Verfügbarkeit komplexer informations­technischer Systeme - auch im Falle direkter Blitz­einwirkung - sind aufbauend auf einem Blitz­schutz­system weiterführende Maß­nahmen zum Überspannungs­schutz elektronischer Systeme notwendig.