Blitzschutz muss sich der Elektronik anpassen / Bereits 20 Volt zerstören Chips

(Frankfurt am Main) - Fachgerecht projektierte und dem neuesten Stand der Technik entsprechende Blitzschutzsysteme sind für den sicheren Betrieb der immer zahlreicher eingesetzten elektronischen Geräte und Systeme essentiell geworden. Nicht nur der direkte sondern auch der indirekte Blitzeinschlag kann empfindliche Rechnersysteme lahm legen. Eine besondere technische Herausforderung stellt der als Folge der Vernetzung enorm gewachsene Gefährdungsradius dar. Themen wie diese stehen im Mittelpunkt der Arbeit des Ausschusses Blitzschutz und Blitzforschung im VDE (ABB im VDE).

Das Naturphänomen des direkten Blitzeinschlags, bei dem kurzzeitig Stromstärken um 100 000 Ampere auftreten können, stellt die härteste elektromagnetische Störenergie für elektronische Geräte dar. Aber auch durch nahe Blitzeinschläge wird in einem Abstand von einigen zehn bis zu einigen hundert Metern in der Regel ein so kritisches elektromagnetisches Feld erzeugt, dass in einer ungeschützten Anlage noch elektronische Systeme und Geräte gestört oder zerstört werden können. Oftmals werden Blitzschutzmaßnahmen aber erst dann geplant, wenn durch den direkten oder indirekten Blitzeinschlag Schäden entstanden sind.

"Die Blitzschutztechnik geht schrittweise mit dem mit, was sie schützen muss", betont Dr. Peter Hasse, ABB im VDE und Geschäftsführer von Dehn + Söhne, Neumarkt. Die Innovationen werden von der Anlage vorgegeben. Die früher gängigen Röhren hätten beispielsweise einige tausend Volt verkraftet, bei modernen Chips hingegen würden bereits 20 Volt ausreichen, um irreversible Schäden herbeizuführen, was zum Ausfall von Systemen oder ganzer Anlagen führen kann.

Das Blitzschutzprinzip besteht darin, dass die elektromagnetische Kopplungsstrecke so beeinflusst wird, dass die Blitzenergie an den Geräten auf ungefährliche Weise abgesenkt wird. Neben den direkten Einwirkungen von Blitzen in die Leitungen stellt die elektromagnetische Feldeinwirkung, die auch in einigen hundert Metern Entfernung vom Blitzkanal Schäden und Ausfälle verursachen kann, ein nicht minder beträchtliches Problem dar.

Im Prinzip lässt sich eine ausreichende Abschirmung mit Hilfe sogenannter "Faradaykäfige" realisieren. In der Praxis verfügen aber alle Schirme über Öffnungen, durch die ein Teil des elektromagnetischen Feldes eindringen kann. Das bedeutet, dass sich der moderne Blitzschutz auch mit den Schnittstellen wie Leitungseinführungen und Fugen eines Gebäudes beschäftigen muss. Fugen können so schmal sein, dass sie oft übersehen werden, aufgrund ihrer Länge aber eine sehr große Wirkung zeigen.

In der Praxis werden alle verfügbaren, bauseits vorhandenen, metallenen Strukturen mit herangezogen. Bei den leitungsbedingten Blitzstörungen kommen dem jeweiligen Einsatz angepasste Störbegrenzer zum Einsatz, die den Erfordernissen der Informationstechnik genügen. Des weiteren ist für elektronische Geräte die Installation einer komplexen Potential-Ausgleich-Anlage im Gebäude erforderlich, die unzulässige Potentialdifferenzen zwischen den Anlagenteilen unterbindet.

Quelle und Kontaktadresse:
VDE, Stresemannallee 15, 60596 Frankfurt am Main, Telefon 069-6308-284/-218, Fax 069-96 315 215