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6.2. Voruntersuchungen
ohne Armierung hohe elektrische Potentiale deutlich besser an die Erdoberäche als
der Erdboden alleine und sorgt dort für eine Erhöhung der Schrittspannung. Eine
hochleitfähige Armierung verschärft das Problem zusätzlich.
Vor diesem Hintergrund muss ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die
Ausführung von Kellerwänden gegenüber dem Erdboden isoliert oder nicht in
Abhängigkeit von der Ausführung der Erderanlage deutlichen Einuss auf die resultierenden
Schrittspannungen haben kann.
6.2.3. Einuss der Gröÿe des Simulationsgebiets
Wie in Kapitel 6.3.1 gezeigt wurde, sind die Abweichungen zwischen der Simulation
in einem räumlich begrenzten Simulationsgebiet und einer idealen Betrachtung in
einem unendlich groÿen Halbraum als Erdboden vernachlässigbar klein, wenn die untersuchte
Erderanordnung sehr klein gegenüber dem Simulationsgebiet ist. Es stellt
sich jedoch auch die Frage, wie groÿ die Abweichungen werden, wenn der Gröÿenunterschied
zwischen Erdungsanlage und Simulationsraum kleiner wird. Hierzu wurde ein
Gebäude von 10 m×10 m mit einer Vier-Ringerder-Anlage gemäÿ Kapitel 7.1.2 versehen
(dabei hat der äuÿerste Ringerder eine räumliche Ausdehnung von 30 m × 30 m)
und der Auÿenradius r a des Berechnungsgebietes in einem Bereich von 50 m bis
500 m variiert. Die Ergebnisse, sowohl für das ermittelte elektrische Potential auf
der Erdoberäche als auch für die resultierenden Schrittspannungen sind für einen
Blitzstrom von 100 kA und linearen Boden in Abbildung 6.14 zu sehen.
Wie zu erkennen ist, hängt die Höhe des resultierenden Oberächenpotentials sehr
stark von der Gröÿe des Berechnungsgebietes ab und hat oensichtlich selbst für r a =
300 m noch nicht den Endwert für eine ideale unendlich weit entfernte Erde erreicht.
Im Gegensatz dazu zeigen die Schrittspannungen praktisch keine Abhängigkeit von
r a , selbst für den sehr kleinen Wert von r a = 50 m, bei dem die Ausdehnung der
Erdungsanlage bereits ca. 3040 % der Gröÿe des Berechnungsgebietes entspricht.
Aus diesen Ergebnissen lassen sich somit zwei wichtige Schlüsse ziehen:
1. Für die Bestimmung der hier hauptsächlich interessierenden Schrittspannungen
ist die Gröÿe des Berechnungsgebietes über einen sehr weiten Bereich nicht
maÿgebend. Daher kann davon ausgegangen werden, dass auch bei der Untersuchung
der gröÿten hier vorgestellten Erdungsanlage (vier Ringerder um
eine Gebäude der Gröÿe 10 m × 50 m) im gewählten Berechnungsgebiet mit
r a = 100 m ausreichend exakte Ergebnisse erhalten werden.
2. Im Gegensatz dazu sind gerade bei gröÿeren Erdungsanlagen die erhaltenen
Potentialwerte nur sehr eingeschränkt aussagekräftig. Gleiches gilt für aus dem
Potential abgeleitete Werte wie beispielsweise den Erdungswiderstand. Hier
können leicht Abweichungen von 25 % und mehr gegenüber dem realen Wert
auftreten.
Dieses Verhalten kann auch theoretisch begründet werden: Sofern das Simulationsgebiet
groÿ genug ist, dass sich um die Erdungsanlage das elektrische Strömungsfeld
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