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Gewittersicherheit - Was tun nach einem Blitzeinschlag in einen Blitzableiter?

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Gewittersicherheit - Was tun nach einem Blitzeinschlag in einen Blitzableiter?

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Ein Blitzschutzsystem verhindert zwar einen direkten Einschlag in das Gebäude, aber der Blitz schlägt in die Blitzableiter ein. Daher muss bei einer Entladung das gesamte Blitzschutzsystem gründlich überprüft und zurückgesetzt werden, da die Integrität kritischer Komponenten (Blitzableiter, Leitungen, Verbindungen, Erdung usw.) beeinträchtigt sein kann. Die Einhaltung eines Protokolls nach dem Einschlag gewährleistet, dass das System weiterhin ordnungsgemäß funktioniert und die Anlage geschützt bleibt.

Die Einführung intelligenter Technologien, die aus der Ferne über den Status dieser Systeme berichten, bietet zusätzliche Sicherheit, da sie Reparaturen über visuelle Inspektionen und regelmäßige Überprüfungen hinaus vorhersehen.

Was verstehen wir unter einem Blitzschutzsystem?
Per Definition hat ein Blitzschutzsystem (LPS) das Ziel, den Blitz einzufangen, seinen Strom sicher zur Erde zu leiten, ihn in den Boden abzuleiten und vor den sekundären Auswirkungen des Blitzes zu schützen.
Bei Blitzschutzsystemen wird zwischen äußeren Schutzelementen und inneren Schutzelementen unterschieden. Äußere Schutzelemente bestehen in der Regel aus einer oder mehreren Fangstangen (Blitzableitern), zwei oder mehr Ableitungen und einem Erdungssystem.

Blitzschutzsystem: Äußerer Schutz
Eine ESE-Antenne (Early Streamer Emmision) zeichnet sich dadurch aus, dass sie kontinuierlich eine nach oben gerichtete Leuchtspur erzeugt, die die nach unten gerichtete Leuchtspur des Blitzes vor jeder anderen Struktur in ihrer Reichweite abfängt. Wenn ein ESE-Blitzableiter die Erzeugung dieser Aufwärtsspur vorverlegt (d. h. er hat eine längere Vorlaufzeit), kann er die Abwärtsspur aus größerer Entfernung einfangen und somit einen größeren Bereich schützen. Der Schutzradius, der jeder Höhe entspricht, wird auf der Grundlage der Vorlaufzeit des Blitzableiters und des für die jeweilige Struktur erforderlichen Schutzniveaus bestimmt.

Die Blitzableiter der Produktreihe DAT CONTROLER® von Aplicaciones Tecnológicas S.A. sind mit der neuesten Technologie für Anzündvorrichtungen ausgestattet. Darüber hinaus verfügt der intelligente Blitzableiter DAT CONTROLER® REMOTE über eine Selbstdiagnose des Kopfes und eine Kommunikation der Ergebnisse über IoT, um den korrekten Betrieb der Anlage zu gewährleisten.

Geräte wie der intelligente Blitzzähler SMART LIGHTNING LOGGER von Aplicaciones Tecnológicas S.A. können auf der SPCR-Ableitung installiert werden, die Echtzeitwarnungen sendet, wenn ein Blitz in die Struktur einschlägt. Zusätzlich zur Warnung sammelt der SMART LIGHTNING LOGGER alle Informationen über die Entladung.

Die Erdungsverbindung ist ein wesentlicher Bestandteil des äußeren Blitzschutzsystems, da sie für die sichere Ableitung des Entladungsstroms in den Boden verantwortlich ist. Seine Wirksamkeit hängt von der Leitfähigkeit des Bodens ab, die aufgrund der im Wasser, das ihn befeuchtet, gelösten Salze überwiegend elektrolytisch ist. Diese Leitfähigkeit kann daher durch die Verbesserung der Fähigkeit des Bodens, Wasser aufzunehmen und zu speichern, sowie durch die Erhöhung der Konzentration löslicher Salze verbessert werden.

Innerer Schutz - Überspannungsschutz
Ein inneres Blitzschutzsystem muss neben anderen Maßnahmen zur Schadensminderung (Potenzialausgleich, Abschirmung usw.) auch eine geeignete Überspannungsschutzanlage umfassen. Obwohl transiente Überspannungen auf unterschiedliche Weise entstehen können, sind die schädlichsten Überspannungen durch Blitze verursacht. Diese extrem kurzen Spannungsspitzen erreichen die Geräte über die Strom-, Telefon-, Fernseh- oder Datennetze. Der Überspannungsschutz gewährleistet die Kontinuität des Dienstes, indem er das Risiko für Personen und Sachen auf ein akzeptables Niveau reduziert. Überspannungsschutzgeräte (SPD) bleiben inaktiv, solange das elektrische Signal innerhalb seiner normalen Werte bleibt, reagieren aber sofort auf transiente Überspannungen, leiten den Blitzstrom zur Erde ab und schützen die Geräte. Sobald die Überspannung absorbiert ist, kehrt das SPD in seinen Ruhezustand zurück.

Es gibt drei Arten von DPS:

Typ 1: Sie wirken gegen die direkte Blitzentladung und werden dort installiert, wo der Strom und die elektromagnetischen Auswirkungen noch nicht abgeschwächt sind (Hauptrahmen).
Typ 2: Dieser Typ wirkt gegen indirekte Blitzeinwirkungen an Stellen, an denen die Energie bereits abgeschwächt ist (Nebenrahmen).
Typ 3: Schützt vor sehr geringen Restüberspannungen und wird so nah wie möglich an empfindlichen Geräten angebracht.
Blitzeinschlag - Sichtprüfung nach dem Ereignis
Nach einem Blitzeinschlag in die Blitzfangstange sollte so schnell wie möglich eine gründliche Sichtprüfung aller sichtbaren Anlagenteile durchgeführt werden. Diese erste Kontrolle dient dazu, offensichtliche Schäden zu erkennen, die durch die enorme Energie des Blitzeinschlags entstanden sind. Es wird empfohlen, u. a. die folgenden wichtigen Punkte zu überprüfen
Blitzableiterkopf: Prüfen Sie, ob durch den Einschlag Verformungen, partielles Schmelzen oder Brandspuren entstanden sind. Der extreme Strom des Blitzeinschlags überhitzt oft die Spitze; in schweren Fällen kann ein Teil des Kopfmaterials schmelzen und durch die Hitze verschwinden. Ein beschädigter Kopf sollte in der Regel durch einen neuen Kopf mit den gleichen Eigenschaften ersetzt werden.
Struktur und mechanische Elemente: Überprüfen Sie, ob der Mast und seine Befestigungen intakt und sicher sind und sich nicht gelockert haben oder übermäßig korrodiert sind. Der Blitzschlag kann Stützen lockern oder Verankerungen beschädigen. Daher muss der mechanische Zustand von Klemmen, Schrauben und Halterungen überprüft werden, wobei alle Befestigungen in schlechtem Zustand zu verstärken oder zu ersetzen sind.
Ableitungen: Überprüfen Sie die Ableitung (Leitung zwischen Blitzableiter und Erdungsanschluss) auf ihrer gesamten Länge. Vergewissern Sie sich, dass er durchgehend ist und keine Unterbrechungen oder verbrannten Stellen aufweist. Achten Sie auf Abnutzungserscheinungen des Leiters: Bei sehr starken Entladungen kann sich das Kupfer so weit erhitzt haben, dass sich seine physikalischen Eigenschaften verändert haben (Kabel, die ihre ursprüngliche mechanische Festigkeit oder Leitfähigkeit verloren haben). Überprüfen Sie auch die Klemmen und Halterungen, mit denen der Leiter an der Struktur befestigt ist, und stellen Sie sicher, dass sie nicht gebrochen, locker oder korrodiert sind. Weisen sie Schäden oder fortgeschrittene Korrosion auf, müssen sie ersetzt werden.
Potentialausgleichsverbindungen: Überprüfen Sie alle Potentialausgleichsverbindungen (z. B. Verbindungen zu anderen Metallmassen in der Struktur). Diese Verbindungen müssen intakt und dicht sein und dürfen keine Anzeichen von Korrosion oder Funkenbildung aufweisen. Ein Aufprall kann Überspannungen erzeugen, die sich auf nahe gelegene Metallteile auswirken. Daher ist es wichtig, dass die für den Potenzialausgleich zuständigen Verbindungen nicht beschädigt oder getrennt sind. Eventuell lockere Verbindungen müssen nachgestellt werden; werden Lichtbögen oder Verkokungen festgestellt, müssen diese Elemente gereinigt oder ersetzt werden.
Zusätzliche Installationselemente: Verfügt die Anlage über Vorrichtungen wie einen elektromechanischen Blitzzähler (Einschlagschreiber) oder Funkenstrecken (Isolierstrecken), sollten diese ebenfalls einer Sichtkontrolle unterzogen werden. Lesen Sie z. B. den Blitzzähler ab, um festzustellen, ob er die Entladung tatsächlich aufgezeichnet hat, und vergewissern Sie sich, dass er noch ordnungsgemäß funktioniert. Anhand des Zählers lässt sich leicht feststellen, wie viele Einschläge das System erhalten hat, und er ist sehr nützlich, um die Notwendigkeit außerordentlicher Inspektionen zu ermitteln. Ebenso sollte jede Funkenstrecke oder ein ähnliches Gerät inspiziert werden, um sicherzustellen, dass es nicht zu einer Seitenentladung gekommen ist.
Bei dieser Sichtprüfung ist es wichtig, alle Feststellungen (Schäden, fehlende Teile usw.) mit Fotos und Notizen zu dokumentieren. Alle äußeren Elemente der Blitzfangstange müssen intakt und stabil sein. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Sichtprüfung darauf abzielt, offensichtliche physische Schäden am Kollektor, an den Ableitungen und an den Anschlüssen festzustellen, da diese auf Punkte hinweisen, an denen ein Blitzschlag Schäden verursacht haben könnte.

Technische Prüfungen und Systemtests
Nach der Sichtprüfung müssen technische Tests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das System auf elektrischer Ebene korrekt funktioniert. Zu diesen Tests gehören die Überprüfung des elektrischen Durchgangs, die Messung des Erdungswiderstands und die Überprüfung der zugehörigen Schutzeinrichtungen:

Überprüfung des Blitzableiters. Das ordnungsgemäße Funktionieren des Blitzableiters ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass der PDC seine Vorlaufzeit und damit seinen Schutzradius beibehält. Daher muss nach dem Einschlag das ordnungsgemäße Funktionieren des aktiven Kopfes gemäß den Anweisungen des Herstellers überprüft werden. Die Blitzableiter DAT CONTROLER REMOTE von Aplicaciones Tecnológicas verfügen über eine Fernüberprüfung, die es ermöglicht, den Zustand des Zünders zu prüfen, ohne auf den Kopf zugreifen zu müssen. Andere Geräte ermöglichen eine Prüfung vor Ort. Stehen diese Prüfgeräte nicht zur Verfügung, kann der Kopf (unter Beachtung der Sicherheitsvorschriften) abgesenkt und an ein Labor oder einen technischen Dienst geschickt werden, um zu prüfen, ob er weiterhin die Aktivierungsparameter erfüllt.
Elektrischer Durchgang von Leitern: Überprüfen Sie mit einem geeigneten Messgerät, z. B. einem Ohmmeter, ob der Abwärtsleiter vom Kopf bis zum Erdungsanschluss elektrisch durchgängig ist und ob der elektrische Widerstand niedrig ist (nahe Null). Dies bestätigt, dass der Weg zur Erde nicht unterbrochen ist. Wenn eine Unterbrechung oder ein anormaler Anstieg des Widerstands festgestellt wird, kann dies auf einen Kabelbruch, eine fehlerhafte Verbindung oder einen Wackelkontakt infolge eines Stoßes hinweisen. In einem solchen Fall müssen die Verbindungen repariert oder der beschädigte Abschnitt des Leiters ausgetauscht werden, bevor die Anlage wieder in Betrieb genommen wird.
Messung des Erdungswiderstands: Nach einem Blitzeinschlag muss unbedingt der Erdungswiderstand des Blitzableiters gemessen werden. Die Wirksamkeit der Anlage hängt davon ab, dass der Blitzstrom schnell in die Erde abgeleitet wird, was in der Regel einen niedrigen Erdungswiderstand erfordert. In der Praxis wird empfohlen, dass der Erdungswiderstand weniger als 10 Ω (Ohm) beträgt. Nach einem Gewitter kann sich dieser Wert verändert haben (aufgrund von Veränderungen der Bodenfeuchtigkeit, Verdichtung, Beschädigung der Elektroden usw.), weshalb er mit einem Erdungswiderstandsmessgerät überprüft werden sollte. Idealerweise sollte die Drei-Punkt-Methode (Potentialabfallmethode) oder eine andere zugelassene Methode verwendet werden, bei der die Haupterdungsverbindung kurzzeitig unterbrochen wird, um sie isoliert zu messen. Angenommen, der gemessene Widerstand überschreitet den empfohlenen Wert. In diesem Fall müssen Maßnahmen ergriffen werden: z. B. die Verbesserung des Erdungssystems durch Hinzufügen weiterer Elektroden oder zusätzlicher Stangen, die Verwendung von leitfähigkeitssteigernden Zusätzen im Boden oder die Überprüfung der Anschlüsse der vorhandenen Elektroden. In gut konzipierten Anlagen umfasst das Erdungsnetz in der Regel Inspektionskammern, in denen überprüft werden sollte, ob die Leiter und die Verbindungen zu den Erdspießen keine Anzeichen von Korrosion oder Überhitzung aufweisen. In vielen Ländern ist eine regelmäßige Inspektion der Erdung vorgeschrieben - mindestens einmal pro Jahr - und immer nach einem größeren Blitzeinschlag.
Überprüfung der internen Schutzvorrichtungen: Verfügt die Anlage über Überspannungsschutzgeräte (SPDs) oder Ableiter (in der Schalttafel, auf Datenleitungen usw.), sollten diese nach dem Gewitter überprüft werden. Selbst wenn der Blitz durch den Blitzableiter abgefangen wurde, verhindert er nicht, dass elektromagnetische Felder Überspannungen in den Leitungen erzeugen. SPDs sind so konzipiert, dass sie diese Überspannungen in den Boden ableiten, aber dadurch können sie unbrauchbar werden. Es ist wichtig zu überprüfen, dass die SPDs keine Anzeichen eines Ausfalls aufweisen. Weist ein Schutzgerät Anzeichen eines Defekts auf, muss es sofort ersetzt werden, da es seine Schutzfunktion verloren hat. Durch diese technische Überprüfung wird sichergestellt, dass der interne Schutz der Anlage (elektronische Geräte, Kommunikationssysteme, Elektrogeräte usw.) wirksam bleibt.
Blitzwarnsystem und Blitzzähler: Falls installiert, ist es wichtig, den Blitzzähler zu überprüfen. Diese Zähler zeichnen den Durchgang des Entladungsstroms bei einem Einschlag auf, und ihr Messwert muss notiert werden, um das Ereignis zu dokumentieren. Darüber hinaus sind in einigen Systemen intelligente Logger integriert, wie z. B. der SMART LIGHTNING LOGGER von Aplicaciones Tecnológicas S.A., der bei einem Blitzeinschlag in das Gebäude in Echtzeit Alarmmeldungen sendet. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit dieser Alarm- und Überwachungssysteme (z. B. aktives IoT-Kommunikationssignal, ordnungsgemäß gespeicherte Aufzeichnungen) gewährleistet, dass neue Einschläge in der Zukunft schnell erkannt und behandelt werden können.
Wird eine Verschlechterung oder Anomalie festgestellt, müssen die notwendigen Reparaturen so schnell wie möglich durchgeführt werden, um die Wirksamkeit des Systems wiederherzustellen. Es ist nicht akzeptabel, einen Blitzableiter mit beschädigten Komponenten in Betrieb zu halten, da er bei einem späteren Ereignis seine Hauptfunktion, nämlich den Schutz der Struktur, auf der das System installiert ist, nicht mehr erfüllen könnte. Ein teilweise geschmolzener Kopf hat zum Beispiel stumpfe Spitzen, die seine Fähigkeit beeinträchtigen können, den nächsten Blitzeinschlag zu fangen; ein Leiter mit durch Hitze verringerten Abschnitten kann den Strom nicht richtig leiten; eine hochohmige Erdverbindung kann gefährliche Funken oder unerwünschte Ableitungen verursachen. Nach der Reparatur muss sich jedes Bauteil in einem Zustand befinden, der der ursprünglichen Konstruktion entspricht, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Vorschriften und Normen zur Instandhaltung von Blitzschutzsystemen nach einem Blitzeinschlag
Sowohl internationale als auch nationale technische Vorschriften schreiben vor, dass Blitzschutzsysteme regelmäßig und insbesondere nach einem direkten Blitzeinschlag überprüft und gewartet werden müssen. Einige der wichtigsten sind:

UNE 21186:2011 (Spanien) - Blitzschutz: Blitzableiter mit Vorrichtungen zur frühzeitigen Streamerzeugung. Diese spanische Norm regelt die Planung, Installation, Inspektion und Wartung von Anlagen mit Blitzableitern mit Early Streamer Emission Devices (ESED). Sie wird häufig in Gebäuden angewendet, in denen in Spanien und anderen Ländern aktive Blitzableiter installiert sind. Die UNE 21186 schreibt regelmäßige Inspektionen dieser Systeme vor, um ihre Wirksamkeit zum Schutz von Personen und Gütern zu gewährleisten, und beschreibt ähnliche Inspektionsverfahren wie die beschriebenen (Überprüfung des Kopfes, der Ableitungen, der Erde usw.). Nach einem Blitzeinschlag in einen PDC-Blitzableiter muss laut UNE 21186 eine vollständige Inspektion des Systems durchgeführt werden.
UNE-EN IEC 62305 Reihe (International) - Blitzschutz (Teile 1 bis 4). Hierbei handelt es sich um die nationale Übernahme der internationalen Norm IEC 62305. Insbesondere Teil 3 (UNE-EN 62305-3) befasst sich mit dem Schutz von Bauwerken gegen physikalische Schäden und enthält Anforderungen an die Inspektion und Wartung von Blitzschutzsystemen (LPS). Diese Norm legt fest, dass ein LPS sowohl regelmäßig (je nach Schutzniveau, siehe unten) als auch immer dann geprüft werden muss, wenn der Verdacht besteht, dass es von einem Blitz getroffen worden sein könnte. Teil 4 (UNE-EN 62305-4) befasst sich mit dem Schutz interner elektrischer/elektronischer Systeme und enthält auch Wartungsrichtlinien, um sicherzustellen, dass Erdungs- und Überspannungsschutzsysteme in gutem Zustand bleiben. Nach IEC 62305 ist es zwingend erforderlich, die Anlage nach jedem bekannten Blitzeinschlag in die Struktur zu überprüfen. Diese Anforderung spiegelt sich zum Beispiel in der Empfehlung wider, Blitzzähler zu installieren, die vor solchen Einschlägen warnen.
NFPA 780 (USA) - Norm für die Installation von Blitzschutzsystemen. Obwohl es sich um eine US-Norm handelt, ist sie ein internationaler Maßstab. NFPA 780 empfiehlt regelmäßige Inspektionen von Blitzableitern, um deren Unversehrtheit sicherzustellen. Insbesondere wird eine außerordentliche Inspektion des Systems nach größeren Gewittern oder direkten Einschlägen empfohlen. Außerdem wird eine Inspektion empfohlen, wenn Änderungen an der geschützten Struktur vorgenommen wurden oder wenn beschädigte Komponenten gefunden wurden. Die Philosophie von NFPA 780 ist präventiv: mindestens eine Sichtprüfung pro Jahr und eine vollständige Überprüfung alle paar Jahre, um sicherzustellen, dass das System weiterhin der aktuellen Norm entspricht. Obwohl NFPA 780 außerhalb der USA nicht verpflichtend ist, sind viele seiner Kriterien (z. B. Inspektion nach Blitzeinschlägen, Durchgängigkeit des Leiters, Verwendung gelisteter Komponenten) weltweit bewährte Verfahren.
Zusätzliche spanische und europäische Vorschriften: In Spanien legt das Technische Baugesetzbuch (CTE) in seinem Grundlagendokument SUA-8 fest, dass das mit Blitzschlag verbundene Risiko durch geeignete Installationen begrenzt werden muss, was auch bedeutet, dass diese Installationen in sicherem Zustand zu halten sind. Die elektrotechnischen Niederspannungsvorschriften (REBT) und ihre technischen Leitfäden erwähnen den Schutz vor Überspannungen und Erdschlüssen und verlangen, dass elektrische Anlagen (einschließlich Erdungssysteme) sicher sind und ordnungsgemäß gewartet werden. Darüber hinaus gibt es spezifische europäische Normen für Bauteile, wie die Reihe UNE-EN 62561, die Anforderungen an Anschlussteile, Leiter, Elektroden, Blitzmessgeräte usw. stellen und deren Qualität und Entladungsfestigkeit gewährleisten. Alle diese Normen zusammen bilden den Regelungsrahmen, der die Bedeutung der Überprüfung des guten Zustands aller Elemente des SPCR durch kontinuierliche vorbeugende Wartung hervorhebt.
Häufigkeit der Inspektionen je nach Schutzniveau: In den technischen Normen sind häufig maximale Inspektionsintervalle festgelegt. Der Leitfaden IEC 62305 schlägt beispielsweise vor, dass für Systeme der Schutzstufen I oder II (hohes Risiko) jährliche Sichtprüfungen und umfassende Inspektionen alle zwei Jahre durchgeführt werden sollten, während für die Schutzstufen III-IV Sichtprüfungen alle zwei Jahre und umfassende Inspektionen alle vier Jahre zulässig sind. Nach einem Blitzeinschlag müssen diese Inspektionen jedoch sofort durchgeführt werden. In der Praxis verlangen viele nationale Vorschriften (auch in Spanien) mindestens eine jährliche Überprüfung und immer eine nach einem Blitzeinschlag oder einer baulichen Renovierung des Gebäudes. Die Nichteinhaltung dieser Überprüfungen kann dazu führen, dass die Anlage nicht den geforderten Sicherheitsbedingungen entspricht, mit dem daraus resultierenden Risiko und möglichen rechtlichen Folgen, wenn bei einer nachlässigen Wartung der Anlage ein Blitzschaden auftritt.
Wenn Sie Fragen zur Wartung von Blitzableitern haben oder wissen möchten, was nach einem Blitzeinschlag zu tun ist, zögern Sie nicht, sich mit uns in Verbindung zu setzen, indem Sie hier klicken.

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