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Bedrohungsgröße Blitz

Jährlich gibt es auf dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland etwa 2 Millionen Blitze. Wobei die tatsächliche Blitzdichte jedoch weitgehend von den geografischen und baulichen Gegebenheiten abhängig ist. Blitze haben ihren Ursprung in Gewitterzellen, die mehrere Kilometer Durchmesser erreichen können.

Durch eine ungleiche 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 direkt. Für die Gefährdung von elektrischen und elektronischen Systemen sind sie aufgrund ihrer abgestrahlten elektromagnetischen Impulsfelder (LEMP) dennoch zu berücksichtigen.

Es lassen sich zwei Arten von Erdblitzen unterscheiden:

  • Abwärtsblitze (Wolke-Erde-Blitze)
  • Aufwärtsblitze (Erde-Wolke-Blitze)

Bei den häufig auftretenden Abwärtsblitzen wird die Blitzentladung durch abwärtsgerichtete Leader-Entladungen von der Wolke zur Erde eingeleitet. Sie treten meist im flachen Gelände und bei niedrigen baulichen Anlagen auf. An sehr hohen, exponierten Objekten (z. B. Funkmaste, Fernmeldetürme, Kirchtürme) oder auf Bergspitzen können Aufwärtsblitze (Erde-Wolke-Blitze) entstehen. Sie sind an den aufwärts gerichteten Verästelungen der Blitzentladung zu erkennen.

Abwärtsblitz (Wolke-Erde-Blitz)
Quelle: Dehn + Söhne

Abwärtsblitz

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

Um diese Blitzgewalt erfolgreich beherrschen zu können, ist ein anlagenspezifisches Blitz- und Überspannungs-Schutzkonzept notwendig. Die eingesetzten Ableiter müssen für die Belastungen am Einsatzort ausgelegt sein. Sie müssen untereinander und mit den zu schützenden Betriebsmitteln und Endgeräten energetisch koordiniert sein und ihre Schutzpegel müssen auf die Isolationsfestigkeit der Anlagenteile und Endgeräte abgestimmt sein.


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