Wir verwenden Cookies, um Ihnen ein optimales Webseiten-Erlebnis zu bieten. Dazu zählen Cookies, die für den Betrieb der Seite und für die Steuerung unserer kommerziellen Unternehmensziele notwendig sind, sowie solche, die lediglich zu anonymen Statistikzwecken, für Komforteinstellungen oder zur Anzeige personalisierter Inhalte genutzt werden. Sie können selbst entscheiden, welche Kategorien Sie zulassen möchten. Bitte beachten Sie, dass auf Basis Ihrer Einstellungen womöglich nicht mehr alle Funktionalitäten der Seite zur Verfügung stehen. Weitere Informationen finden Sie in unseren Datenschutzerklärung. Wenn Sie in die Nutzung von Cookies eingewilligt haben, können Sie dies jederzeit nach Klick auf den Link "Cookie-Einstellungen ändern" im Footer der Seite widerrufen.
Nutzen Sie unser E-Learning-Angebot, wenn Sie noch mehr zum Thema Blitz- und Überspannungsschutz wissen wollen.
2.2
Scheitelwert des Blitzstromes
Blitzströme sind eingeprägte Ströme, d. h., eine Blitzentladung kann als eine nahezu ideale Stromquelle aufgefasst werden. Durchfließt ein eingeprägter elektrischer Strom leitfähige Teile, so stellt sich anhand der Amplitude des Stromes und der Impedanz des durchflossenen leitfähigen Teiles der Spannungsfall über dem durchflossenen Teil ein. Im einfachsten Fall lässt sich dieser Zusammenhang mit dem Ohmschen Gesetz beschreiben.
I
Scheitelwert des Blitzstoßstroms
R
Erdungswiderstand
Tritt ein Strom an einem einzigen Punkt in eine homogen leitende Fläche ein, so entsteht der bekannte Potentialtrichter. Dieser Effekt tritt auch bei einem Blitzeinschlag in homogenes Erdreich auf (Bild 2.2.1). Befinden sich Lebewesen (Personen oder Tiere) innerhalb dieses Potentialtrichters, so kommt es zu einer Schrittspannung, die eine gefährliche Körperdurchströmung zur Folge haben kann (Bild 2.2.2). Je höher die Leitfähigkeit des Erdreiches ist, umso flacher fällt der Potentialtrichter aus. Das Risiko gefährlicher Schrittspannungen wird damit ebenso verringert.
Bild 2.2.1
Potentialverteilung bei einem Blitzeinschlag in homogenes Erdreich Bild 2.2.2
Tod von Tieren infolge gefährlicher Durchströmung durch Schrittspannung
Trifft ein Blitzschlag ein Gebäude, das bereits mit einer Blitzschutzanlage versehen ist, so bewirkt der über die Erdungsanlage des Gebäudes abfließende Blitzstrom einen Spannungsfall am Erdungswiderstand RE der Erdungsanlage des Gebäudes (Bild 2.2.3). Solange alle berührbaren, leitfähigen Teile innerhalb des Gebäudes auf das gleiche hohe Potential angehoben werden, besteht keine Gefährdungsmöglichkeit für Personen innerhalb des Gebäudes. Deshalb ergibt sich die Notwendigkeit des Potentialausgleichs für alle berührbaren, leitfähigen Teile innerhalb des Gebäudes und für alle in das Gebäude eingeführten, fremden leitfähigen Teile. Wird dies vernachlässigt, so entsteht die Gefahr kritischer Berührungsspannungen bei einem Blitzeinschlag.
Bild 2.2.3
Potentialanhebung der Erdungsanlage eines Gebäudes gegenüber der fernen Erde durch den Scheitelwert des Blitzstromes
Die Potentialanhebung der Erdungsanlage durch den Blitzstrom bewirkt auch die Gefährdung elektrischer Anlagen (Bild 2.2.4). In dem gezeigten Beispiel befindet sich die Betriebserde des Niederspannungsversorgungsnetzes außerhalb des durch den Blitzstrom verursachten Potentialtrichters. Damit ist das Potential der Betriebserde RB im Falle des Blitzeinschlages in das Gebäude nicht identisch mit dem Erdpotential der Verbraucheranlage innerhalb des Gebäudes. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Unterschied 1000 kV. Damit tritt eine Isolationsgefährdung der elektrischen Anlage und der an ihr angeschlossenen Geräte auf.
Bild 2.2.4
Gefährdung elektrischer Anlagen durch Potentialanhebung der Erdungsanlage