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6. Voruntersuchungen und Plausibilitätskontrolle des Simulationsmodells tel 6.2.3 gezeigt wird, wäre selbst bei noch kleineren Abständen der Einuss auf die berechneten Schrittspannungen vernachlässigbar. 6.1.3. Bodeneigenschaften und Bodenionisation Die meisten Erdungsanlagen wurden zudem mit zwei unterschiedlichen Bodentypen simuliert, die im Folgenden als linearer Boden und nichtlinearer Boden bezeichnet werden sollen. Linearer Boden In den Simulationen mit sogenanntem linearen Boden wurde der gesamte Erdboden im Simulationsraum auf eine Leitfähigkeit σ = 0,001 S/m, entsprechend einem spezischen Widerstand ϱ = 1000 Ωm, gesetzt. Wie im Vergleich mit Abbildung 6.2 zu sehen ist, entspricht dies einem eher schlecht leitfähigen Boden und stellt somit sozusagen einen Bad Case dar [Deh07], [AGS11]. Zwar sind, beispielsweise in trockenem Fels, durchaus noch deutlich höhere spezische Widerstände denkbar, jedoch wäre eine solche Worst-Case-Annahme nur bedingt praktikabel: Einerseits fällt es schwer, eine wirklich schlechteste Bodenleitfähigkeit zu beziern, andererseits wird die Errichtung einer Erdungsanlage in oder auf Fels in der Praxis schon aus Gründen der Ausführbarkeit meist eine individuelle Betrachtung des Einzelfalls erfordern. Darüber hinaus gibt beispielsweise der CCIR World Atlas of Ground Conductivities [ITU07] für Deutschland im groÿräumigen Maÿstab Bodenleitfähigkeiten zwischen 1 mS/m und 10 mS/m (entsprechend 1001000 Ωm) an. Nichtlinearer Boden und Bodenionisation Auch der in Kapitel 3.1.4 beschriebene Eekt der Bodenionisation sollte optional in den Simulationen nachgebildet werden. Wie der Überblick von Asimakopoulou über frühere Messreihen [AGS11] zeigt, wurde in der Vergangenheit ein groÿes Spektrum an Durchschlagfeldstärken und weiteren Bodenparametern ermittelt. Um den Eekt der Bodenionisation in den Simulationen nachzubilden, ist es aus praktischen Gründen zweckmäÿig, sich auf eine einzige Nachbildung festzulegen. Daher wurde eine Funktion deniert, welche die Bodenleitfähigkeit in Abhängigkeit der anliegenden elektrischen Feldstärke variiert. Dabei beträgt die Leitfähigkeit für schwache E-Felder (E < 300 kV/m) wie im linearen Fall 0,001 S/m. Für E > 500 kV/m beträgt die Bodenleitfähigkeit 0,01 S/m. Dazwischen steigt die Funktion durch kubische Interpolation monoton an. Abbildung 6.3 gibt einen Graph dieser Funktion wieder. Die Wahl der kritischen Feldstärke und der Leitfähigkeit im ionisierten Zustand orientiert sich dabei insbesondere an den Messungen von Berger, Leadon und Liu et. al. [Ber46], [LFMD83], [LTGT03]. 60
6.1. Allgemeines zum Simulationsmodell Abbildung 6.2.: Spezische Widerstände verschiedener Böden (aus [Deh07]) ¼¸¼½ ¼¸¼¼ σ Ò S/m−→ ¼¸¼¼ ¼¸¼¼ ¼¸¼¼¾ ¼ ¼ ¾¼¼ ¼¼ ¼¼ ¼¼ ½¼¼¼ E Ò kV/m−→ Abbildung 6.3.: Funktion der Bodenleitfähigkeit σ in Abhängigkeit vom anliegenden elektrischen Feld E zur Nachbildung des Eektes der Bodenionisation in der Simulation 61
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Untersuchungen an Blitzschutzerdung
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Vorwort Die vorliegende Arbeit ents
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Inhaltsverzeichnis 5.4. Sonstige As
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Kurzfassung In der vorliegenden Arb
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1. Einleitung nerseits der Blitz al
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2. Blitze Entstehung, Häugkeit, P
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8.2. Diskussion der Ergebnisse Den
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dungsvarianten untersucht und die S
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Anhang 171
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A. Quellcode des verwendeten Skript
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B. Zusätzliche Graphen Zusammenfas
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B.3. Nichtkonventionelle Erdungskon
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Literaturverzeichnis [ABB08] Aussch
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Literaturverzeichnis [Coo80] Cooper
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Literaturverzeichnis [HGAH10] [HGH1
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Literaturverzeichnis [LFMD83] [LH95
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Literaturverzeichnis [P + 65] Pele
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Relevante Normen [EN62305-3BB4] Nor
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Lebenslauf Der Lebenslauf ist in de
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Erklärung laut Ÿ 9 PromO Ich vers
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