
Wie im vorhergehenden Kapitel dargelegt, kann ein lediglich äusserer Blitzschutz nicht verhindern, dass im Inneren eines Gebäudes Schäden an elektrischen Anlagen entstehen. Denn diesem kommt ausschliesslich die Funktion zu, direkte Blitzeinschläge aufzunehmen und deren Strom über die Ableitung der Erdungsanlage zuzuführen. Damit nicht auf anderen Wegen gefährliche Überspannungen in das Gebäude eindringen, muss also zwingend auch ein innerer Blitzschutz geplant werden.
Ein zeitgemässer Blitzschutz beinhaltet folglich neben den äusseren Massnahmen auch innere. Denn diese verhindern, wie bereits im vorhergehenden Kapitel beschrieben, Schäden an technischen Einrichtungen, die infolge von Blitzströmen und Überspannungen entstehen können.
Folglich umfasst diese Art von Blitzschutz sowohl den Potentialausgleich als auch den Überspannungsschutz. Denn diese Massnahmen verhindern bei einem Einschlag unkontrollierte Überschläge in Gebäudeinstallationen infolge des Spannungsfalls am Erdungswiderstand. Und dafür, dass auch die Endgeräte unversehrt bleiben, sorgt der Überspannungsschutz. Indem dieser die hohe Spannung stufenweise abbricht, sodass die elektrischen Geräte nicht mehr davon betroffen sind.
Potentialausgleich
Als Potentialausgleich wird eine elektrisch gut leitfähige Verbindung bezeichnet, welche unterschiedliche elektrische Potentiale und somit die elektrische Spannung zwischen leitfähigen Körpern verhindern oder zumindest stark reduzieren soll. Dazu gehören zum Beispiel Gehäuse elektrischer Betriebsmittel, Wasser und Heizungsrohre, Antennenanlagen, Fundamenterder. Darüber hinaus sind Potentialausgleiche hilfreich, um den Erdungswiderstand zu minimieren.
Deshalb ist es unerlässlich, sämtliche metallenen Installationen und Baukonstruktionen wie Gewässer, Gas, Heizungs, und Lüftungsleitungen, Liftschienen, Metallkamine oder Metalleinsatzrohre in Kaminen und Ähnliches, welche sich auf Erdniveau befinden, via Potentialausgleich an die Erdungsanlage anzuschliessen.
Für diesen Schutzpotentialausgleich in Gebäuden sollten Kupferleiter mit einem Querschnitt gemäss Norm verwendet werden: Bei Potentialausgleichsleitern, welche nicht mit einem Blitzschutzsystem verbunden sind, gilt ein Mindestquerschnitt von Cu 6 mm². Bei Potentialausgleichsleitern, welche mit einem Blitzschutzsystem ausgerüstet sind, beträgt der Querschnitt des Schutzpotentialausgleichsleiters hingegen mindestens 10 mm².

Ganz entspannt dank Überspannungsschutz

Blitzschlag und transiente Überspannungen
- Die verwendeten elektronischen Komponenten machen diese Anlagen störanfälliger.
- Kostenintensive Betriebsunterbrechungen sind nicht akzeptabel.
- Datenübertragungsnetze erstrecken sich über weite Strecken und Gebiete und sind öfters Störungen ausgesetzt.
- Blitzschlag
- Spannungsspitzen aufgrund von Schaltvorgängen, etwa in Industrieanlagen
- Elektrostatische Entladungen (Electrostatic Discharge, ESD)
- Nukleare elektromagnetische Impulse (NEMP)
Überspannungen unterscheiden sich in ihrer Amplitude, Dauer und Frequenz. Denn eine Überspannung kann verschiedene Ursachen haben: Sie werden einerseits hervorgerufen durch Blitzschlag und Schalthandlungen von Industrieanlagen. Aber ebenso durch ESD- und NEMPStörungen, welche weitaus speziellere Einflüsse haben und sich aus neueren technologischen Einflüssen ergeben. So hat zum Beispiel der massive Einsatz von Halbleitern zur Anfälligkeit auf ESD-Störungen geführt, während NEMP-Störungen von Kernwaffen verursacht werden.
Indirekte Einkopplung von Überspannungen
Einkopplungen von Überspannungen durch Blitzeinschläge sind auf drei unterschiedlichen Wegen möglich:
Einschlag in Freileitungen
Bei Freileitungen ist aufgrund ihrer sehr exponierten Lage das Risiko besonders hoch, dass sie unmittelbar vom Blitz getroffen werden. Dies zerstört zuerst die Leiter teilweise oder ganz. Anschliessend bauen sich hohe Stossspannungen auf, welche sich über die Leitungen fortpflanzen und schliesslich die mit der Freileitung verbundenen Elektroanlagen erreichen. Das Ausmass des auf diese Weise entstehenden Schadens richtet sich nach der Entfernung zwischen der Einschlagstelle und dem Standort der betroffenen Anlagen.
Anstieg des Erdpotentials
Der Eintritt des Blitzes in das Erdreich verursacht einen Anstieg des Erdpotentials, welcher je nach der Stromstärke des Blitzes sowie der örtlichen Erdimpedanz unterschiedlich ausfällt. In einer Anlage, die mit mehreren Erdungspunkten verbunden ist (zum Beispiel einer Verbindung zwischen Gebäuden), bewirkt ein Blitzschlag somit eine sehr grosse Potentialdifferenz, die dazu führt, dass Geräte, die an die betroffenen Netze angeschlossen sind, zerstört oder in ihrem Betrieb massiv beeinträchtigt werden.
Elektromagnetische Strahlung
Was die elektromagnetische Strahlung betrifft, kann ein Blitz als Kilometer hoch reichende Antenne angesehen werden, die einen Impulsstrom von mehreren zehn Kiloampere führt und entsprechend starke elektromagnetische Felder (mit Feldstärken von mehreren kV/m in mehr als einem Kilometer Entfernung) abstrahlt. Diese Felder induzieren hohe Spannungen und Ströme in Leitungen, welche in Elektroanlagen oder in deren Nähe verlegt sind. Die dabei auftretenden Werte hängen von der Entfernung des Blitzeinschlags und von den physikalischen Eigenschaften der Verbindung ab.
Industriell verursachte Stossspannungen
- Industriell verursachte Stossspannungen entstehen durch
- Schaltvorgänge von induktiven Lasten wie Motoren oder Transformatoren
- Einkopplungen von Zündspannungen von konventionellen Gasentladungsleuchten
- Schalten von Stromkreisen mit induktiven Lasten oder kapazitiven Lasten
- Auslösen von Sicherungen und Leitungsschutzschaltern
- ungewollte Fehlerzustände im Versorgungsnetz
Diese Phänomene rufen Transienten von mehreren Kilovolt mit Anstiegszeiten in der Grössenordnung von einigen Mikrosekunden hervor, was den Betrieb von Geräten in Netzen beeinträchtigt, mit denen die Störquelle verbunden ist.
- Spannungsdurchschlag von Halbleiterübergängen
- Zerstörung der Bonddrahtanschlüsse von Bauelementen
- Defekte Leiterbahnen oder Anschlüsse von Leiterplatten
- Ausser-BetriebSetzung von Triacs oder Thyristoren durch zu grosse dV/dtWerte.
- Undefinierter Betrieb von Logikgattern, Thyristoren und Triacs
- Löschen von Speicherinhalten
- Programmfehler oder -abstürze
- Daten- und Übertragungsfehler
Vorzeitige Alterung
Auch wenn Bauelemente, die Überspannungen ausgesetzt sind, nicht sofort ausfallen – diese Belastung wirkt sich negativ auf ihre Lebensdauer aus.

Ein Überspannungsschutz sichert Gebäude auch gegen von der Industrie verursachte Stossspannungen ab.
Anordnung der Überspannungsschutzgeräte
Entsprechend den Normen IEC 61643-1 und EN 61643-11 werden alle Überspannungsschutzgeräte dem Typ 1, 2 oder 3 zugeordnet. Aufgrund welcher Kriterien dies erfolgt, erklärt die folgende Aufstellung.
Typ 1: Blitzstromableiter, LPZ 0–1
Die Typ-1-Ableiter, früher Klasse B genannt, werden je nach Ausführung im Vorzählerbereich oder direkt dahinter eingesetzt, also dort, wo im Fall eines direkten Blitzeinschlags die höchsten Ströme abzuleiten sind. Die Klassifizierung als Typ 1 Blitzstromableiter wird durch die im obigen Abschnitt erwähnten Normen festgelegt und setzt einen Klasse1Test voraus, bei dem die Prüfwelle 10/350 μs zur Anwendung kommt, welche einen direkten Blitzeinschlag simuliert.
Typ 2: Überspannungsschutz, LPZ 1–2
Die Typ-2-Ableiter, früher Klasse C genannt, werden in der Hauptbeziehungsweise Unterverteilung der elektrischen Installation eingesetzt und schützen die nachgeschalteten Leitungen sowie elektrische Anwendungen. Gemäss den Normen IEC 61643-1 und EN 61643-11 erfolgt die Klassifizierung als Typ-2-Ableiter über die Prüfwelle 8/20 μs des Klasse-2-Tests.
Typ 3: Überspannungsschutz, LPZ 2–3
Als Typ 3, früher Klasse D genannt, werden jene Ableiter bezeichnet, deren Einsatzort sich in unmittelbarer Nähe von empfindlichen elektrischen oder elektronischen Endgeräten befindet. Sie reduzieren die schon von den Typ-2-Ableitern verringerte Überspannung auf ein für handelsübliche Endgeräte verkraftbares Niveau. Die Klassifizierung zum Typ-3-Überspannungsschutzgerät wird von den entsprechenden EN- und IEC-Normen geregelt und setzt den Klasse-3-Test voraus.
Überspannungsschutz-Kombination (Kombi-Ableiter)
Überspannungsschutzgeräte in VG-Technology bieten einen Schutz, der jenem von entkoppelten Überspannungsschutzgeräten der Typen 1, 2 und 3 gleichwertig ist. Die Argumente, welche für sie sprechen, sind vor allem die Reduktion der Installationskosten und zeiten sowie die einfachere Auswahl.

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