Bltzschutz und Erdung - solarservice.net

gen! Auch die uns nur am Rande interessierendenEdelstahl-Abgasrohre fürnachträglich eingebaute Kamine müsstendemnachgeerdet werden,und müssen injedem Fall mittelsCu 16 mm² ander HES in denPA des Gebäudeseinbezogenwerden. DieseAbgasrohrebefinden sichi.d.R. in einemungeschütztenBereich, so dassBlitze u.U. bei Nichterdung über gefährlicheLichtbögen durch zu geringeTrennungsabstände ins Haus gelangenund zu Bränden oder sonstigenSchäden führen könnten. Auch hierwird in der Praxis (s. Foto) bereits dasFangstangenprinzip angewendet. AlsElektrofachkraft sollte man dem stolzenKaminbesitzer diesen Hinweis gebenund seine Fachkompetenz beweisen.Antennen auf dem Dach oder inder Dachfläche, egal wie hoch oderwie tief sie angebracht sind, sind in jedemFall mit einer Erdungsanlage zuversehen. Im Regressfall wird der E-lektrofachmann von Sachverständigenvor Gericht mit dem Stand der Technikzum Zeitpunkt der Errichtung einer Anlagekonfrontiert und hat ggf. schlechteKarten, wenn er nicht normgerechtgearbeitet, oder den Auftraggeber nichtnachweisbar über seine Pflicht zurEinhaltung der einschlägigen Vorschriftenunterrichtet hat. Selbst wennWettbewerber dieses unterlassen undscheinbar günstiger anbieten können,sollte man hier konsequent sein, undsich ggf. die erfolgte Aufklärung übermögliche Folgen zur eigenen Sicherheitschriftlich bestätigen lassen. Nebenbeilässt sich mit einer fachlich fundiertenBeratung zum Schutz von Leibund Leben, Sachwerten, Datenbeständenusw. Geld verdienen, so dasssich eine engagierte Argumentationlohnt.Ein oft verwendeter vertikaler Kreuzprofilerder (Abb.) muss 2,5 m lang, einggf. anderer Staberder muss bei gleicherLänge einen Mindestquerschnittbei Kupfervon 50 mm²und bei Stahlvon 80 mm²aufweisen!Für den Fall eines zu harten Bodenssind statt eines 2,5 m Erders zwei mit1,5 m Länge im Abstand von ca. 3 m inden Boden einzubringen. Der Erderkopfmuss 50 cm unter der Oberflächeliegen, und ist wegen der höheren Bodenfeuchteund dem geringeren Erdwiderstandim Abstand von mindestens1 m vom Fundament, außerhalbdes Gebäudes, in die Erde zu schlagen.Ein einzelner 2 m oder 1,5 mKreuzerder ist nicht ausreichend, auchwenn er einfacher zu verarbeiten ist.Alternativ können die seltener benutztenBand- oder sonstigen Erder entsprechendder VDE 0855/EN50083verwendet werden. Wasserleitungsrohrnetzeu.ä. sind als Erder in keinemFall zulässig, da wegen des zunehmendenEinsatzes von Kunststoffrohrendie Verbindung zum Erdreichfehlt. Im Erdreich liegende, metalleneRohrnetze sind als Erder jedoch generellzulässig, sofern die Mindestbedingungeneingehalten werden.Als Erdungsleiter (EL) ist z.B. 16mm² Kupfer, blank oder isoliert, alsmassiver Volldraht zu verwenden.Auch wenn die Beschaffung des Volldrahtesgelegentlich Schwierigkeitenmacht - er ist vorgeschrieben! Volldrahtdeshalb, weil sich die grob- oderfeindrähtigen Leiter im Falle derDurchströmung mit Blitzströmen imdreistelligen Kilo-Ampere-Bereich inWohlgefallen auflösen könnten, weilnicht sichergestellt ist, dass alle Einzeldrähtebeim Anschluss großflächigerfasst wurden. Auch 25 mm² Alumini-3

um in isolierter Ausführung oder 50mm² Stahl, verzinkt (8 mm Runddraht),sind zugelassenaber schwerer zuverarbeiten.Dieser Erdungsleitersolltenicht zu dicht(ggf. Trennungsabstand berechnen!)neben anderen elektrischen Leitungenoder metallenen Rohren liegen, da imFalle der Blitzstromableitung zerstörerischeSpannungen in den ggf. parallellaufenden Leitungen induziert werdenkönnten und folgenschwere Funkenüberschlägemöglich wären. Der EL istauf kürzestem Weg, möglichst senkrechtundmöglichstaußerhalbdesGebäudesz.B. mitPfannen- oder Flachdachbefestigungen(Abb.) zu einem - auch möglichstaußerhalb des Gebäudes gelegenen -Erderanschluss zu führen. Zunehmendsollten die Fundamenterder auch außenliegende Anschlusspunkte bekommen,die dann optimal zu nutzenwären. Verbindungen eines Kupfer-ELmit dem verzinkten Kreuzprofilerdersind wegen der elektrochemischenReaktion (Spannungsdifferenz zwischenverschiedenen Metallen) zuvermeiden, oder so herzustellen, dassz.B. durch Verwendung von Korrosionsschutzbinden(Abb.) eine Elektrolytbildung(durch Eindringen vonErdfeuchte) innerhalbder Anschlüsseverhindert wird. DieVerarbeitung dieserBinde nimmt manwegen der nötigensorgfältigen Verschmierung mittelsEinmalhandschuhen vor, so dass sichdie Binde an Erderanschlussklemme,den Erdungsleiter und die Erderanschlussfahnehermetisch anschmiegtund ein Eindringen vonFeuchtigkeit sicher verhindert wird.Spezielle Zweimetall-Verbinder verhindernamwirksamstendiezerstörendeKorrosionund ggf. dievöllige Unwirksamkeit der Erdung nachbereits wenigen Jahren.Als Erdungsleiter - nicht als Erder -verwendet werden können auch metalleneWasserrohrnetze, sofern sichergestelltist, dass 1. keine isolierendenTeilstücke vorhanden sind (Widerstandmessen), dass 2. der Rohrnetzinhaberzustimmt und 3. keine weiteren baurechtlichenBestimmungen dem entgegenstehen.Bei späteren Änderungenam Rohrnetz muss sichergestellt werden,dass die Funktion als Erdungsleitererhalten bleibt und der Elektrofachmanndieses erneut prüft. Wegender o.a. Auflagen sollte man vondieser Art Erdungsleiter absehen,jedoch bei hohen Gebäuden gleichwohlin Erwägung ziehen. Gasrohrleitungensind selbstverständlich nichtverwendbar, da im Falle eines BlitzeinschlagesExplosionsgefahr bestehenwürde. Verwendetwerden können ggf.auch Stahlskelette undMetallfassaden, die mit Kreuzverbindern(Abb.) usw. elektrisch verbundenwerden, wobei allerdings auch Spaltenvon maximal 1 mm zugelassen sind,sofern sich mindestens 100 cm² Flächezur Weiterleitung der Blitzenergie anden Erdergegenüberstehen.Regenfallrohre und Dachrinnen sindals Erdungsleiter dann erlaubt, wennsie z.B. hartverlötet und nicht nur gestecktsind. Selbstverständlich muss4

das Fallrohr auch über eine zugelasseneBandschelle (Abb.) mit wirksamerFläche von min. 100 cm² an deno.a. Erder angeschlossen werden. AlsErdungsleiter darf nicht verwendetwerden der gelb-grüne 16 mm² Kupferdraht,den die Kollegen aus der E-lektrotechnik bei der Neubauinstallationfreundlicherweise zu Zwecken desPotenzialausgleichs von der HES bishoch unters Dach gelegt haben. Fürdiesen Zweck hätten allerdings auch 4mm² genügt. Die Antennenbauer findendas toll und glauben, dass diesergelb-grüne Draht wegen des 16 mm²Querschnitts der Erdungsleiter sei undbereits an einem geeigneten Erder endet.Da wir meist nicht wissen, wo undwie dieser Draht verlegt wurde - erdürfte für Erdungsleiterzwecke nämlichnur auf kürzestem Wege, senkrecht,möglichst außerhalb eines Gebäudes,mit angemessen großen Biegeradienzum Erder (auch Fundamenterder)führen, nicht parallel zu benachbartensonstigen Leitungen, unddarf nicht durch Räume geführt werden,die ggf. leicht brennbare Stoffeenthalten. All dieses ist für den Zweckdes Potenzialausgleichs nicht unbedingtzu beachten, so dass wir dieseLeitung evtl. nur zum Zwecke des PAder ankommenden und abgehendenKoaxialkabel und der elektrischen Geräte(Verstärker, Multiswitch, ggf.Standrohr usw.) nutzen sollten. Hiermuss die Elektrofachkraft vor Ort entsprechendder nachvollziehbaren Leitungsführungund sonstiger Faktenselbst verantwortlich entscheiden.Keine Erdung benötigen Antennen,die innerhalb eines Gebäudes angebrachtsind, oder aber außerhalb einesGebäudes im geschützten Bereichliegen.Im geschützten Bereich befindet sicheine Antenne, wenn die äußerstenKanten z.B. einer Satelliten-Außeneinheit mindestens 2 m vonallen Dach- und Gebäudekanten entferntsind, und das äußerste Ende z.B.des LNB nicht weiter als 1,5 m von derHauswand weg ist. Eine Dachkantekann die Dachrinne längs eines Satteldaches,die kurze Dachrinne oben amKrüppelwalmdach, aber auch dieDachhautkante eines Flachdaches ohneeine Dachrinne und das Firstendean den Giebeln eines Hauses sein.Wenn man bequem vom Balkon auseine Sat.-Anlage installieren möchte,muss darauf geachtet werden, dassdie mehr oder weniger steil geneigtenDachkanten rechts und links an denGiebelseiten eines Satteldachhausesauch mindestens 2 m entfernt sind.Der Abstand von 2 m sollte, obwohlnach Norm nicht gefordert, sogar vonsenkrechten Gebäudekanten eingehaltenwerden, da Blitze bei höheren Gebäudenauch seitlich wirksam werdenkönnten. Die genannten Maße ergebensich aus der Annahme, dasssich bei üblichen Gebäudehöhen vonden Gebäudekanten ausgehend einSchutzwinkel von ca. 45 Grad ergibt,unter dem die angebrachten Anlagenteilevor Blitzeinschlag sicher sind. Satelliten-u. sonstige Antennen sollteman nach alledem, sofern bauseitsmöglich, im geschützten Bereich einesGebäudes anbringen.Aber auch in diesem Fall empfiehlt dieVDE 0855-1 dringend den Anschlussder Kabelschirme und sonstiger leitfä-5

higer Teile an den PA. Dieses kannauch durch den Kabelschirm selbstgeschehen, sofern der Gleichstromwiderstand< 5 Ohm ist. Ein evtl. Anschlussdes Koaxialkabelschirmes o-der PA-Schiene an den Schutzleiterder Stromversorgung – auch wenndieser einen Querschnitt von 4 mm²hat – ist kein Potenzialausgleich!3.) Nun zur VDE 0185, die bis aufAusnahmefälle dann angewendet werdenmuss, wenn am Gebäude einäußerer Blitzschutz vorhanden ist.Diese Norm stellt den Stand derTechnik dar und empfiehlt, dass z.B.metallene Dachaufbauten, Kühlanlagen,Mobilfunkanlagen, Sat.-Antennenusw. nicht direkt geerdet werden.Vielmehr sind diese mittels einerFangeinrichtung, unter Einhaltung eineszu berechnenden Trennungsabstandes(damit es nicht zu gefährlichenFunkenstrecken kommt), vom Standrohrisoliert, zu schützen. Diese Fangeinrichtungist dann mit dem äußerenwerden, dass vermaschte Fangeinrichtungeneingesetzt werden, um z.B.auch auf dem Dach befindliche Aufbauten> 30 cm zu schützen. (z.B.auch Kunststoff-Dunstabzugsrohre)Entsprechend der Höhe der Fangeinrichtungin Verbindung mit der erforderlichenBlitzschutzklasse ergebensich gemäß der Tabellen der VDE0185 unterschiedliche Schutzwinkel.Im Schutzwinkel eines äußeren Blitzschutzes,z.B. an einem hohen Kirchturm,wären theoretisch alle Anlageninnerhalb dieses Schutzkegels ohnezusätzliche Kosten geschützt. Daskompliziertere „Blitzkugelverfahren“ mitKugelradien entsprechend der Blitzschutzklassenwürde hier jedoch ggf.zu anderen Ergebnissen kommen, dasich der Schutzbereich bis an die Berührungspunktezwischen der gedachten,oder modellmäßig angelegtenKugel und dem Gebäude erstreckt,und für komplizierte Bauweisen geeignetist. Näheres findet man im Wortlautder VDE-0185!Im Idealfall jedoch würde der Blitzentsprechend des berechnetenSchutzwinkels bevorzugt in die Fangeinrichtungschlagen, und über denaußerhalb des Hauses verlegten Erdungsleitergefahrlos in die Erde abgeleitetwerden, sofern denn der Erdungsleiternicht so ungünstig, wie beigenauerer Betrachtung des folgendenBlitzschutz des Hauses fachmännischmit den dafür vorgesehenen Materialienzu verbinden. Hier kann es nötig6Ungeerdetes Standrohr, mit isolierter Fangstangenhalterungund aufgesetzter Fangstange mit Anschluss an den äußerenBlitzschutz. Zusätzlicher, isolierter Trennungs- Abstandshalterfür den EL, wobei der EL nicht im rechten Winkel, sondernnur im angemessenen Bogen an die Ableitung herangeführtwerden darf. (Siehe VDE V 0185)

Bildes zu sehen, rechtwinklig abgeknicktverläuft, und der Blitz an dieserStelle sicher nicht korrekt zur Erde abgeleitetwird und ggf. abspringt.Die im kegelförmigen Schutzbereichdarunter befindliche Antenne odersonstige elektrische oder metalleneEinrichtung (Klimaanlage, Lüftungsmotoru.ä.) würde nicht beschädigt werden,Blitzströme oder größere Teilströmenicht in die Anlage gelangen,Komponenten und angeschlosseneEndgeräte nicht beschädigt werden.Es sollte ja das Ziel unserer Erdungsmaßnahmensein, dass materielle odergar Personenschäden durch Blitzeinwirkungverhindert werden. DieEmpfehlungen der bisher gebräuchlichenVDE 0855 lassen das Eintretender Blitzspannungen in die Anlage undderen Weiterverbreitung über das Koaxialkabelnetzund den PA-Leitungennoch zu und können nur größereSchäden, z.B. am Gebäude verhindern.Bei Anwendung der VDE 0185bleibt der Blitz jedoch draußen, Endgerätein der Regel intakt, teurer Ausfallvon Technik (EDV in Produktionsanlagen)wird vermieden. Der Potenzialausgleichmuss bei Anwendung dieserNorm - wie sonst auch - VDE gemäßinstalliert werden. Auch bei den bereitsbenannten Edelstahlabgasrohrensollte nicht anders verfahren werden,da der Sachverhalt ähnlich dem bei einerAntennenanlage istSelbst wenn kein äußerer Blitzschutzvorhanden ist, sollte nach diesenErkenntnissen eine Fangeinrichtungnach VDE 0185 der herkömmlichenErdung nach VDE 0855 vorgezogenwerden, da mit Fangeinrichtungdie PA-Leitungen, Koaxialkabel undEndgeräte - bis auf evtl. induktive Einwirkungen- gar nicht erst mit direkteinwirkenden, zerstörerischen Spannungenund Strömen belastet werden.Diese ist dann mittels bereits benannterErdungsleiter auf kürzestem Wegemit zulässigen Erdern zu verbinden.Da u.U. das notwendige Installationsmaterialwie EL-Halterungen für dieverschiedensten Dacheindeckungen,isolierte Halter für die Fangstangen,die Fangstangen selbst, Flachdach-Leitungsstützen (Abb.) usw., nicht allenbekannt ist, sollte man sich z.B. vonFa. DEHN und Söhne den Katalogkommen lassen, gleichzeitig die Blitzplaner-CDanfordern und auch die Einzelheitender Normen genauestensstudieren. www.dehn.deÜber all diese Empfehlungen und Normen hinaus ist natürlich der Sachverstandder Elektrofachkraft gefragt, da nicht alle Einzelheiten hinsichtlich dermechanischen und elektrischen dauerhaften Sicherheit beschrieben werdenkönnen. Im Zweifel sollte ein Sachverständiger der Verbände befragt werden.Auch ist es nicht möglich alle Aspekte der Zusammenarbeit des äußeren und innerenBlitzschutzes zu beleuchten. Wichtig zu wissen ist, dass über den äußeren Blitzschutzhinaus eine Menge für die innere Sicherheit getan werden kann, da ja längstnicht alle Schäden über die direkte Blitzeinwirkung erfolgen, sondern viel häufigerüber induktive Einwirkung (auch beim Fangstangenprinzip nicht zu verhindern) aufNetzleitungen, Koaxialkabel, TK-Leitungen usw. hervorgerufen werden und auch aussonstigen Spannungsüberhöhungen, Abschaltungen und Wiedereinschaltungen desEnergieversorgers oder benachbarten Großverbrauchern resultieren können.Grob-, Mittel- und Feinschutzeinrichtungen, sowie unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen(USV) von verschiedenen Herstellern schützen ggf. davor, dass Betriebsanlagen,EDV-Systeme u.ä. kostspielig ausfallen, Datenbestände vernichtetwerden. usw. Im professionellen Bereich sollten diese Einrichtungen daher im Interessemöglichst geringer Ausfallzeiten zum Standard gehören!7

Selbst wenn Versicherungen häufig noch ohne Prüfung der Einhaltung hier relevanterNormen, eigener VDS Bedingungen und ggf. vorgeschriebener Schutzeinrichtungenzahlen, kann das im Einzelfall ganz anders sein.Für den nicht korrekt arbeitenden Handwerker könnte der Schaden schnell zur Existenzbedrohungwerden, da der Verbraucher von fachlich korrekter, normgerechterund eine dem Stand der Technik entsprechende Ausführung ausgehen kann, unddie unkorrekten Arbeiten nachweislich der Rechnung nicht selbst ausgeführt hat.Bei kleineren Schäden, werden Versicherer lieber zahlen, als einen Sachverständigenzu Rate ziehen, da diese Kosten unverhältnismäßig hoch wären. Da aber dieVersicherungsbedingungen eine dem Stand der Technik entsprechende Installationals Leistungsvoraussetzung annehmen, d.h. von verantwortlichen Fachkräften errichtet,kommt es spätestens bei größeren materiellen, oder gar Personenschäden zusolchen Untersuchungen, die sehr schnell die Ursachenaufdecken.Der Blitz, ein atemberaubendes Schauspiel, aber auchgefährlich! Der Blitz ist nur wenige Zentimeter dick,hat aber die Leuchtkraft von 1 Million 100-Watt Glühlampen!Wie hoch sind Spannung, Stromstärke und Energieeinhaltdes Blitzes?Bevor es zur Blitzentladung kommt, können zwischen Gewitterwolkenund der Erde Spannungen von einigen 100 Millionen Voltauftreten. Im wenige Zentimeter starken Blitz-Plasmakanal fließendann in Sekundenbruchteilen Ströme, die in seltenen Fällen bis zueinigen 100 KA betragen. Blitze entstehen im Zusammenspiel vonFeuchtigkeit, Hagel, Graupel und Aufwinden in Gewitterzellen, diein großer Höhe mehrere Kilometer Durchmesser haben können.Durch den starken Aufwind im Innern der Gewitterzelle werdenpositive und negative Ladung getrennt. Dies führt zu einer elektrischenEntladung, die wir als Blitz wahrnehmen. Die Blitzhäufigkeitnimmt innerhalb Deutschlands von Norden nach Süden zu.Durchschnittlich wird jeder Quadratkilometer 4 mal pro Jahr vomBlitz getroffen. Insgesamt sind dieses 1.000.000 (1 Million) Blitzeinschlägepro Jahr allein in der Bundesrepublik. Schäden in Millionenhöhesind die Folge. Auch Personenschäden sind häufigzu beklagen! Achten Sie darauf, dass die von Ihnen zu verantwortendenelektrischen Anlagen den geltenden Vorschriftengenügen! Denken Sie an die Ausfallzeiten und Datenverlustein EDV- Anlagen, achten Sie auf die hier zusätzlich zuempfehlenden Maßnahmen des äußeren und inneren Blitzschutzes!Die Elektrofachkraft handelt eigenverantwortlich auf Basis ihrerSachkenntnis unter Berücksichtigung der technischen Gegebenheitenund Anwendung der relevanten Normen im Einzelfall.Kommentare und Interpretationen von mir erfolgen ohne Gewähr! Quellen: VDE, ABB, de, DEHN+Söhne)8

Dieser PA-Leiter kann Cu 4 qmmsein, ist jedoch meistens alsCu 16 qmm vorzufinden, undkann wegen der Schleifenbildungentfallen, wenn imBild oben die PA-Schienenkorrekt mit dem Erdungs-Leiter, bzw. dem Standrohrverbunden sind.In Erdnähe zu verlegenderPA-/Erdungsleiter (Cu 16 qmm)Erdoberfläche50 cm1 mFundament9