Blitz- und Überspannung
Jedes Jahr entladen sich über dem Gebiet der Bundesrepublik ca. 2 Millionen Blitze, oft mit verheerenden Folgen für Personen, Wohnobjekte und technische Einrichtungen.
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.