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7. Simulation von Erdungsanlagen
spannungen jedoch unter diejenigen eines einzelnen Fundamenterders. Somit ist die
Vorgabe durch die Norm in diesem Zusammenhang nicht korrekt. Bei der Wahl zwischen
einem Fundamenterder und einem Ringerder in der Nähe der Erdoberäche
sollte stets der Fundamenterder bevorzugt werden.
Bei den beiden kleineren untersuchten Gebäudegröÿen wird jedoch selbst mit vier
Ringerdern bei einem Blitzstrom von I = 200 kA ein Unterschreiten des Grenzwertes
nicht an jedem beliebigen Ort ermöglicht. Erst bei kleineren Blitzströmen (entsprechend
niedrigeren Gefährdungspegeln) oder bei gröÿeren Gebäuden ist ein Einhalten
des Grenzwertes möglich.
Zu beachten ist dabei auÿerdem, dass die Orte höchster Schrittspannungen bei
Erdungsanlagen mit zwei oder mehr Ringerdern nicht innerhalb der Erdungsanlage
liegen, sondern stattdessen am Rand auÿerhalb der Erdungsanlage, wo das durch
die Ringerder gesteuerte elektrische Strömungsfeld in ein ungesteuertes, freies Strömungsfeld
übergeht. Zudem ist zu beobachten, dass sich die Schrittspannungsverläufe
bei einer gegebenen Gebäudegröÿe unabhängig von der Anzahl der verwendeten
Ringe in einer gröÿeren Entfernung vom Gebäude (r > 20 m) einem gemeinsamen
Verlauf annähern.
7.1.3. Tiefenerder
Tiefenerder (Staberder) wurden in zahlreichen Varianten untersucht, wie in Abbildung
7.7 zu sehen ist. Dabei kamen grundsätzlich zwei verschiedene Erderlängen, 6 m
und 9 m, zum Einsatz, die sich an der Segmentlänge (1,50 m) marktüblicher Systeme
zum Errichten von Staberdern orientieren. Die Erderstäbe hatten dabei durchgängig
einen Durchmesser von 6 cm. Die Tiefenerder wurden mit verschiedenen Starttiefen,
d. h. unterschiedlichen Tiefen des oberen Erderendes (vgl. Auflistung weiter unten),
modelliert und teilweise auch mit einer Isolation versehen. Dabei wurde grundsätzlich
bei den drei kleinsten untersuchten Gebäudegröÿen je ein Tiefenerder pro Gebäudeecke
platziert, wie in Abbildung 7.8a gezeigt. Beim Gebäude von 10 m × 50 m
wurden entlang der Gebäudelängsseite zusätzliche Erder im 10-m-Raster platziert,
wie in Abbildung 7.8b zu sehen ist. Eine Fundamentplatte wurde im Gegensatz zur
Modellierung der Fundament- und Ringerder hierbei nicht berücksichtigt.
Die Staberder wurden in folgenden Ausführungsvarianten modelliert:
• Beginnend im Gebäudekeller, das heiÿt oberes Ende des Erders 2 m unter Oberkante
Gelände (OKG). (Buchstaben a) und d) in Abbildung 7.7.) Bei einer
praktischen Ausführung könnten diese Tiefenerder an einen Fundamenterder
angeschlossen sein ein solcher ist jedoch nicht Teil dieses Simulationsmodells. 1
• Wie vor, jedoch sind die obersten 1,5 m des Staberders mit einer elektrischen
Isolierung versehen. (Buchstaben b) und e) in Abbildung 7.7.)
1
Auf die Modellierung eines Fundamenterders wurde verzichtet, um die Auswirkungen von Tiefenund
Fundamenterdern getrennt untersuchen zu können. Das Hinzufügen eines Fundamenterders
würde zudem die Gesamterderlänge der Erdungsanlage erhöhen und damit zu niedrigeren
Schrittspannungen führen. Vor diesem Hintergrund stellt der Verzicht auf einen Fundamenterder
auch eine Worst-Case-Betrachtung dar.
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