Einsatz des anwendungsoptimierten Kombi-Ableiters DEHNshield in Niederspannungsanlagen

Bei einem Blitzeinschlag in den äußeren Blitzschutz eines Gebäudes erfolgt eine Aufteilung des Blitzstroms einerseits in die in das Gebäude eingeführten Kabel und andererseits auf den Gebäudeerder. Die Blitzschutznorm DIN EN 62305 weist im Zusammenhang mit der Installation eines äußeren Blitzschutzes auch auf die Maßnahmen des inneren Blitzschutzes hin. So sind gefährliche Funkenbildungen innerhalb der zu schützenden baulichen Anlage zu verhindern. Unter dem Begriff „Blitzschutz-Potentialausgleich“ beschreibt die Norm weiter die Verbindung aller metallenen Teile direkt oder bei energie- und informationstechnischen Systemen indirekt über Überspannungsschutzgeräte im Inneren der baulichen Anlage. Die dort genannten Überspannungsschutzgeräte werden als Blitzstrom-Ableiter SPD Typ 1 mit ausreichendem Schutzpegel spezifiziert.

Als anwendungsoptimierter Kombi-Ableiter Typ 1 übernimmt der DEHNshield den Blitzschutz-Potentialausgleich bis zu 50 kA (10/350 µs) Blitzstoßstrom und zudem den Überspannungsschutz in nur einer Ableiterstufe. Dies grenzt den DEHNshield deutlich von den im Markt verfügbaren Varistorableitern in dieser Anwendungs- und Leistungsklasse ab.

Auch für Gebäude ohne äußeren Blitzschutz, aber mit Einspeisung über eine Freileitung, bietet der DEHNshield optimalen Schutz. Bei Anlagenvorsicherungen bis 160 A kann der DEHN­shield ohne zusätzliche Vorsicherung eingesetzt werden. Durch die verwendete folgestrombegrenzende Funken­streckentechnologie wird Selektivität sogar zu kleinen Sicherungswerten (35 A gG) erreicht, d.h., vorgelagerte Sicherungen werden durch einen auftretenden Netzfolgestrom nicht ausgelöst.

Erfolgt ein Blitzeinschlag in ein externes Betriebsmittel (z. B. Kameramast), wird ein Blitzteilstrom über den Erder des externen Betriebsmittels fließen. Ein weiterer Blitzteilstrom fließt über die Anschlusskabel in Richtung des Gebäudes. Hier gilt es zu beachten, dass dieser zum Gebäude fließende Blitzstrom das dort befindliche SPD (Surge Protective Device, Überspannungsschutzgerät) nicht überlastet.
Aufgrund seiner technischen Parameter, welche für den Einsatz in einfachen und kompakten Elektroinstallationen ausgelegt sind, ist der DEHNshield eine vorteilhafte Produktlösung für diesen Anwendungsbereich (Bild 9.5.1).

Was versteht man unter anwendungsoptimierter Einsatzmöglichkeit?

Ein am Gebäudeeintritt eingesetztes SPD Typ 1 muss die vorstehend beschriebenen Blitzteilströme führen können. Nachfolgend im Gebäude befindliche SPDs Typ 2 und / oder Typ 3 müssen energetisch zu diesem Typ 1 SPD koordiniert sein. Der folgestrombegrenzende, auf Funkenstreckentechnologie basierende anwendungsoptimierte Kombi-Ableiter DEHNshield  (SPD Typ 1) erfüllt all diese Anforderungen. Typ 1 SPDs auf Varistorbasis können dieses Koordinationskriterium üblicherweise nicht erfüllen. Durch seine Wellenbrecherfunktion ist er selbst schon für den Endgeräteschutz ausgelegt und wird somit den Anforderungen an die energetische Koordination zu Typ 2 oder Typ 3 SPDs gerecht (Bild 9.5.1).

Kostenoptimierte, anwendungsbezogene Planung und Projektierung in genauer Betrachtung mit der Anwendung sind daher mit dem Kombi-Ableiter DEHNshield nach den bewährten Standards und im vollen Leistungsumfang möglich. Bedingt durch den limitierten Platz bei Nachrüstungen ist der 
DEHNshield eine Möglichkeit, den Blitzschutz-Potentialausgleich auch bei beengten Verhältnissen durchzuführen. Hier sind jedoch, genau wie bei der Neuplanung, die Parameter der Anlage zu beachten und die Möglichkeit des Einsatzes von DEHNshield zu prüfen.

Um das Anwendungsgebiet des DEHNshield transparenter zu gestalten, wurden in der Gebäude- / Anlagenübersicht einige Anwendungsbeispiele zusammengestellt. 

Anwendungsbeispiele Bild 9.5.2

An den Stellen, wo ein Blitzeinschlag direkt erfolgen kann (LPZ 0_A), sind die Betriebsmittel direkt mit Erdern zur Blitzstromreduzierung zu versehen. Hierzu zählen z. B. Maste mit Videokamera, Maste mit Beleuchtung und Fahrbahnheizungen. Zudem dienen Kameras häufig sicherheitstechnischen Auswertungen (Überwachungsanlagen) und Mastleuchten sind in vielen Fällen notwendige Einrichtungen des Personenschutzes, z. B. als Beleuchtung für Rettungswege. 
In beiden Fällen muss wegen der sicherheitstechnischen Relevanz intensiv auf die erforderlichen Blitzschutzmaßnahmen geachtet werden.

Ähnlich sieht es auch bei der Fahrbahnheizung aus, nur dass sich hier der besonders einschlaggefährdete Bereich auf eine vor oder neben dem Gebäude befindliche Fläche ausweitet. Um hier eine Personengefährdung (Rutschgefahr bei steilen Aus- und Einfahrten z. B. von Tiefgaragen) zu vermeiden, sind Störungen der Heizungsanlage infolge von Blitz- oder Überspannungsbeeinflussung zu minimieren.
Die Erder dieser Betriebsmittel sind untereinander zu verbinden. Erfolgt diese Verbindung erdfühlig (DIN EN 62305-3, Beiblatt 1 (VDE 0185-305-3, Beiblatt 1)) und eventuell über den ganzen Verlauf des Kabelweges bis hin zum Gebäude, wird eine Beschädigung des Kabels bei Blitzeinschlägen in das Erdreich vermieden.

Anwendungsbeispiele Bild 9.5.3

Kann ein Blitzeinschlag in die externen Betriebsmittel ausgeschlossen werden (LPZ 0_B), besteht dennoch die Gefährdung durch Blitzteilströme bei Blitzeinschlägen in den äußeren Blitzschutz des Hauptgebäudes. Somit können Blitzteilströme über die Kabel zu den Betriebsmitteln mit fernem Erdpotential geführt werden (Ladesäulen für E-Mobilität, Anschlusssäulen für Außensteckdosen und fangstangengeschützte Schrankenanlagen).
Für einen sicheren Verkehrsfluss wird bei zukünftigen Konzepten von Ladesäulen für E-Mobile eine sehr hohe Verfügbarkeit erwartet, wie man dies heutzutage auch bei Benzintankstellen gewohnt ist. Da diese Säulen außerhalb von Gebäuden stehen und mit empfindlicher Elektrotechnik ausgestattet sind, ist hier ebenfalls ein besonderes Augenmerk auf den Blitzschutz zu richten, um Störungen der Anlage infolge von Blitz- oder Überspannungsbeeinflussung zu minimieren. 

Bei Schrankenanlagen wird seit Jahrzehnten auf Blitz- und Überspannungsmaßnahmen geachtet, damit ein unterbrechungsfreier Betrieb eingehalten werden kann. Bei den Anschlusssäulen für Außensteckdosen ist es je nach Verwendungszweck notwendig, Blitz- und Überspannungsschutz bereits in der Planungsphase zu beachten. Auch für diese Betriebsmittel ist ein Erder erforderlich, um den vom Gebäude nach außen fließenden Blitzstrom über den DEHNshield in die Erde zu leiten. Außerdem empfiehlt sich hier die Verbindung der Erder untereinander. Sie ist hierbei aber nicht zwingend erforderlich. Unmittelbar an das Gebäude angebaute Betriebsmittel, welche mit der Gebäudeerdungsanlage und der speisenden Zuleitung direkt verbunden sind, können mit SPD Typ 2 geschützt werden.

Ein anwendungsoptimiertes SPD Typ 1 wie der DEHNshield deckt den Schutz bestimmter Anwendungsfälle sicher ab. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass die beschriebenen Maßnahmen konsequent ausgeführt und die technischen Parameter der zu schützenden Anlage berücksichtigt werden. So ist z. B. eine funktionsfähige Erdungsanlage einer der wichtigsten Punkte, der in der Gesamtanlage realisiert werden muss.