Einschlag von unten

Mit der Blitzgefahr ist es wie mit einem Wanderzirkus. Nie kann man vorhersagen, wo sie niedergehen. 2014 zählte der Blitzdienst von Siemens (www.blids.de) bundesweit rund 622.636 Einschläge im gesamten Bundesgebiet, 15 Prozent mehr als 2013. Spitzenreiter war Cottbus, mit 8,42 Einschlägen je Quadratkilometer.

Mit nur 0,23 registrierten Blitzen verzeichneten der Landkreis Aurich und die Stadt Passau die geringste Zahl an Einschlägen. Hinter Cottbus landete damals der Landkreis Spree-Neiße mit 7,26 Blitzeinschlägen pro Quadratkilometer. Auf dem dritten und vierten Platz folgten Schweinfurt mit 5,46 und Leipzig mit 5,27. Im Vorjahr (2013) war das oberfränkische Coburg mit 6,39 Einschlägen die Hauptstadt, 2012 Memmingen mit 7,4 Einschlägen pro Quadratkilometer.

Zahlen für 2016 stehen noch aus

Im Jahr 2015 verlagerte sich der meteorologische Wanderzirkus gen Süden. Da gingen die meisten Blitze in Schweinfurt nieder: 4,5 Einschläge pro Quadratkilometer. Dahinter folgten der Erzgebirgskreis in Sachsen mit 4,3 und der Landkreis Garmisch-Partenkirchen mit 4,1. Die geringste Blitzdichte verzeichneten die Stadt Kiel mit 0,18 und der Landkreis Plön in Schleswig-Holstein mit 0,23. Insgesamt registrierte Blids 2015 bundesweit 549.784 Blitze, etwa acht Prozent weniger als 2014.

2015 war ein ruhiges Jahr, wie Stephan Thern bestätigt, der den Blids-Informationsdienst leitet. „Damals gab es in Deutschland auffallend wenige Gewitter“, sagt er. „Mit rund 550.000 Einschlägen haben wir nur halb so viele wie etwa im unwetterstarken 2007 registriert.“ Vor zehn Jahren gingen in Deutschland 1,1 Millionen Blitze nieder. Die Zahlen für 2016 sind noch nicht ausgewertet, die Ergebnisse werden im Sommer bekannt gegeben. Soll heißen: Niemand ist vor Blitzen sicher.

Hohe Schadenssummen

Ähnliche Trends hat Blids auch über Messstellen in der Schweiz, Großbritannien, Polen, Benelux, Tschechien, der Slowakei und Ungarn ermittelt. „Aus den Daten der Messstationen können wir bis auf 200 Meter genau feststellen, wo gerade ein Blitz eingeschlagen hat“, erklärt der Experte.

Laut Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft werden jährlich zwischen 300.000 und 500.000 Schäden gemeldet, die auf Blitze und Überspannungen zurückgehen. Diese verursachten 2014 einen Schaden von 340 Millionen Euro.

2013 lag die Schadenssumme noch bei 280 Millionen Euro. 2015 wuchs die Schadenssumme weiter an. Das bedeutet: Je Schadensfall steigen die Kosten, denn die Gebäude sind immer mehr mit hochwertiger Elektronik und elektrischen Haushaltsgeräten ausgestattet.

Interessant ist der Langzeitvergleich der Einschläge von 1999 bis 2015. Bei dieser Analyse liegen der Landkreis Garmisch-Partenkirchen mit durchschnittlich 4,5 Einschlägen pro Quadratkilometer und der Landkreis Berchtesgadener Land mit 4 Einschlägen an der Spitze. Tendenziell gibt es in Bayern und Baden-Württemberg besonders viele Einschläge, während in Schleswig-Holstein eher wenige zu verzeichnen sind.

Zwei Normen neu gefasst

Niemand kann sich auf höhere Gewalt berufen, wenn der Blitz in die Solarmodule rauscht. Oder über das Erdreich und die Hauselektrik ins Gebäude eindringt. Weil die Schäden immer größer werden und die elektrischen Versorgungssysteme immer sensibler auf Überspannungen reagieren, wurden zwei wichtige Normen neu gefasst.

Die DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534 regeln die Notwendigkeit und Anwendung für Überspannung in Stromversorgungen bis 1.000 Volt (AC) und 1.500 Volt (DC), also in der Niederspannung.

Sie wurden umfangreich überarbeitet, seit Oktober 2016 gelten die neuen Vorschriften. In beiden Normen traten wichtige Änderungen gegenüber den Vorgängerversionen in Kraft.

Überspannungen ohne Direkteinschlag

Die DIN VDE 0100-443 beschreibt die Anforderungen für den Schutz elektrischer Anlagen gegen transiente Überspannungen, die über das Stromversorgungsnetz übertragen werden, inklusive Schaltüberspannungen und Überspannungen aufgrund atmosphärischer Einflüsse.

Solche Überspannungen werden auch als innerer Blitzschutz bezeichnet, weil sie in der Regel durch den Hausanschluss ins Gebäude eintreten oder in den Stromleitungen des Hauses wirksam werden – ohne dass ein Einschlag auf dem Dach erfolgt.

Eine wesentliche Änderung betrifft die Entscheidungsfindung, wann Überspannungsmaßnahmen ergriffen werden müssen. Für Deutschland wurden die vormals genutzten Risikoanalysen für bestimmte Gebäudetypen gestrichen und einfachere, verbindliche Regelungen zum Einsatz von Überspannungsschutzgeräten eingeführt.

Wann sind Maßnahmen zu ergreifen?

Der Schutz bei transienten Überspannungen muss vorgesehen werden, wenn die Überspannungen Auswirkungen haben auf:

• das menschliche Leben, zum Beispiel Anlagen für Sicherheitszwecke, medizinische Betriebsmittel,
• öffentliche Einrichtungen und Kulturbesitz (Ausfall von öffentlichen Diensten, Telekommunikationszentren, Museen und so weiter),
• Gewerbe oder Industrie (Hotels, Banken, Industriebetriebe, Gewerbemärkte, landwirtschaftliche Betriebe),
• Ansammlungen von Personen (in großen Wohngebäuden, Kirchen, Büros, Schulen),
• Einzelpersonen, zum Beispiel in Wohngebäuden und kleinen Büros, wenn darin Betriebsmittel der Überspannungskategorie I und II (Haushaltsgeräte, Werkzeuge oder IT-Systeme) an die feste Installation angeschlossen sind.

Der Schutz bei transienten Überspannungen sollte auch bei feuergefährdeten Betriebsstätten berücksichtigt werden. Die Änderungen schließen nun somit Wohnhäuser und kleine, gewerblich genutzte Gebäude verbindlich ein. Zudem wird bei freileitungsgespeisten Anlagen ein Überspannungsschutz gefordert.

Parallel zur DIN VDE 0100-443 erschien die DIN VDE 0100-534, welche die Anwendung und Auswahl von Überspannungsschutzgeräten (SPD) regelt.

Auswahl von Ableitern

Wesentliche Änderungen in der DIN VDE 0100-534 sind:

• Es müssen mindestens Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 in der Nähe des Einspeisepunktes installiert werden.
• Bei baulichen Anlagen mit einem externen Blitzschutzsystem sind wie bisher SPD (Typ 1) in der Einspeisung gefordert. Neu ist die Forderung von Typ-1-SPD für alle Anlagen mit Freileitungseinspeisungen (auch wenn kein Blitzschutzsystem gefordert ist).
• Für SPD vom Typ 2 in der Einspeisung gelten neue, erhöhte Anforderungen für die Ableitfähigkeit.
• Die Behandlung von eigenerzeugten Überspannungen innerhalb oder in der Nähe der Anlage wurde mit aufgenommen. Überspannungsschutzgeräte sollten in der Nähe dieser Störquellen zum Schutz der Anlage installiert werden.
• Einarbeitung eines Schutzradius von zehn Metern: Wird dieser Radius überschritten, sollten zusätzliche Überspannungsschutzgeräte installiert werden.

Empfindlichkeit der Geräte steigt

Die Änderungen in beiden Normen bilden den Stand der Technik ab. Es werden immer mehr empfindliche elektronische Geräte verwendet, und immer mehr elektrische Betriebsmittel erzeugen als Störquelle in der Anlage selbst Überspannungen.

Die neuen Normen tragen diesen Umständen Rechnung. Überspannungsschutzgeräte müssen in den allermeisten Fällen eingesetzt werden, um teure Schäden bereits im Vorfeld zu vermeiden.

Blitzschutz gemäß DIN EN 62305

Für den Blitzschutz gilt die DIN EN 62305. Zum Teil 3 (Ausführung) erschien 2014 das neue Beiblatt 5 „Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Systeme“. In dem 30-seitigen Werk werden alle Details zum fachgerechten Schutz der Solaranlagen gegen Blitze und Überspannungen erläutert. Neue technische Regeln begründet dieses Beiblatt nicht, denn es handelt sich um eine informative Norm. Sie ist keine Verpflichtung, sondern soll helfen, die Blitzschutznorm richtig umzusetzen.

Die Blitzschutznorm DIN EN 62305 ist in vier Teile gegliedert: allgemeine Grundsätze, Risikomanagement, Schutz von baulichen Anlagen und Personen, elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen. Sie bietet Daten zur Blitzgefährdung in Deutschland, Berechnungshilfen zur Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen sowie Informationen für die Prüfung und Wartung von Blitzschutzsystemen.

Die Norm berücksichtigt die Gefährdung, die Schadensursachen (Schritt- und Berührungsspannung, gefährliche Funkenbildung, Feuer, Explosion, mechanische und chemische Wirkungen, Überspannungen) und den Schutz (Erdung, Potenzialausgleich, Schirmung, Leitungsführung, Schutzgeräte).

Kompakter Wettersensor WS800-UMB

Bisher gab es für Schäden oder Brände als Folge von Gewitterblitzen kaum Beweise. Blitzeinschläge können nicht nur gefährliche Brände auslösen, sondern verursachen teilweise auch hohe wirtschaftliche Verluste in Fällen von Überspannungsschäden. Das ist besonders kritisch für intelligente Stromnetze (Smart Grids) und Solarmodule. Der neue Wettersensor WS800-UMB des Fellbacher Messtechnikherstellers Lufft schafft Abhilfe.

Mit dem Neuzugang der Wettersensoren-Familie lässt sich ab sofort genau nachvollziehen, wo und wie oft solche Naturgewalten auftreten. Daneben misst der Sensor weitere Umweltparameter, die bei der Überwachung von Solargeneratoren relevant sind.

Rein optisch gibt es keinen Unterschied zum Wettersensor WS700-UMB All-in-One von Lufft, der seit September 2014 auf dem Markt ist. Das liegt daran, dass der neu entwickelte Blitzdetektor klein genug ist, um ins bestehende Gehäuse des WS700-UMB eingebaut zu werden.

Deshalb deckt der WS800-UMB neben der Blitzerkennung auch dieselben Umweltparameter wie sein großer Bruders ab: Umgebungstemperatur, relative Luftfeuchte, Luftdruck, Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Niederschlagsintensität und Niederschlagsmenge sowie Globalstrahlung. Acht Einzelsensoren sind im Kompaktgerät vereint.

Für den Anschluss an ein neues oder bestehendes Messnetzwerk genügt ein einziges Kabel. Dabei wird wertvolle Zeit bei der Installation und der Wartung gespart. Der Umweltsensor kommuniziert mit den gängigen Protokollen: UMB-ASCII, UMB-Binär, SDI-12, Modbus sowie über analoge Ausgänge in Kombination mit dem Dacon-Konverter. Er lässt sich einfach in Messnetze integrieren.

www.lufft.com

Kombiableiter schützt Hausversorgung

Bei der Errichtung von Wohn- oder Zweckbauten ist seit Oktober 2016 entsprechend den neuen Normen DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534 der Überspannungsschutz Pflicht. So sollen transiente Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse, die über das Stromversorgungsnetz in das Gebäude übertragen werden, so nah wie möglich am Hausanschluss begrenzt und ihre Energie abgeleitet werden.

Zum Schutz der elektronischen Haushaltszähler ist die Errichtung der ersten Stufe des Überspannungsschutzes in Energieflussrichtung vor dem Zähler angeraten. Dies ist einfach und zeitsparend mit dem neuen Schutzgerät Dehn Shield ZP Basic möglich. Ohne die Benutzung von Werkzeug ist es direkt auf das Sammelschienensystem (40 Millimeter) im unteren Anschlussraum des Zählerplatzes aufrastbar.

Die Funktionskontrolle des Ableiters erfolgt mittels einer Leuchtanzeige, die durch einen Taster aktiviert wird. Sowohl durch diese Kontrolle als auch durch den Aufbau als reiner Funkenstreckenableiter ist der Kombiableiter Dehn Shield ZP Basic leckstrom- und betriebsstromfrei. Die Verwendung dieser Technologie ermöglicht auch bei kleinen Sicherungen im Hausanschlusskasten (HAK) die erforderliche Folgestrom-Ausschaltselektivität.

Unerwünschte Versorgungsunterbrechungen durch Auslösen der Hausanschlusssicherungen werden vermieden. Die Auslegung der Geräteparameter sowie das gesamte Gerätekonzept erfüllen lückenlos die Anforderungen der VDN-Richtlinie für den Einsatz von Überspannungsschutzgeräten in Hauptstrom-Versorgungssystemen und die Anforderungen entsprechend der neuen DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534.

Diese platzsparende und anwendungsoptimierte Gerätefamilie hat ein Ableitvermögen von 7,5 Kiloampere (10/350 Mikrosekunden) und 20 Kiloampere (8/20 Mikrosekunden) pro Pol. Der Kombiableiter übernimmt den Blitzschutzpotenzialausgleich und den sogar zu Endgeräten koordinierten Überspannungsschutz in nur einer Ableiterstufe. Seine betriebsstromfreie Defektanzeige für jeden Schutzpfad gibt sofort Auskunft über die Betriebsbereitschaft des Ableiters. Die Auswahl der Geräte ist sehr einfach über die Netzform der vorhandenen Niederspannungsverbraucheranlage in Verbindung mit der Gerätetypbezeichnung zu treffen. Durch die Installation auf dem Sammelschienensystem ist die Montage sehr einfach und zeitsparend.

www.dehn.de

Neue Bauserien für den Blitzschutz

Der Bochumer Hersteller Citel bietet seine VG-Technology für den Schutz von Solargeneratoren gegen Blitze und Überspannungen an. Die Schutzschaltung besteht aus einer gasgefüllten Funkenstrecke (GSG) und Hochleistungsvaristoren, wodurch keine Leck- und Betriebsströme entstehen. Citel gewährt auf alle Geräte mit dieser Technik zehn Jahre Garantie.

Speziell für die Photovoltaik bietet Citel die neue Serie DS60 VGPV G/51 für DC-Spannungen von 600 Volt, 1.000 Volt und 1.500 Volt. Das sind Kombiableiter Typ 1 und Typ 2 mit einer Ableitfähigkeit von 12,5 Kiloampere (10/350 Mikrosekunden) pro Pol und einer Gesamtableitfähigkeit von 25 Kiloampere (10/350 Mikrosekunden). Auf diese Weise ist der sichere Schutz gewährleistet, wenn der Blitz direkt oder in der unmittelbaren Nähe der Module einschlägt. Diese Geräte können gemäß der europäischen Norm DIN EN 50539-12 eingesetzt werden.

Ebenfalls neu ist die Serie der steckbaren DC-Überspannungsableiter (Typ 2) DS50VGPVG/51. Die VG-Technology garantiert eine galvanische Trennung im normalen Betrieb und ist geeignet für isolierte und geerdete Anlagen. Somit lässt sich dieser Schutz auch für Dünnschichtanlagen verwenden.

Beide Serien sind nach DIN EN 50539-11 VDE-zertifiziert. Eine Übereinstimmung mit der französischen Richtlinie UTE C61-740-51 und der europäischen Norm DIN EN 50539-11 erlaubt den Einsatz nach der neuen französischen Richtlinie UTE C15-712-1 und der europäischen Norm DIN EN 50539-12.

Die Montage erfolgt auf Hutschienen. Die verpolungssichere Y-Schaltung sorgt für fehlerresistenten Anschluss. Standardmäßig sind die Geräte mit Fernsignalisierung erhältlich.

www.citel.de