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Blitz- und Überspannungsschutz

Neuartiges Blitzschutzkonzept birgt für Gebäudesicherheit

| Redakteur: Ines Stotz

Mit scharfem Blick überwachen die Systeme der Zentralen Leittechnik im Firmenkomplex von Robert Bosch in Stuttgart-Feuerbach die Produktionsprozesse. Tritt irgendwo ein Problem auf, wird es hier sofort gemeldet. Damit diese Schaltzentrale nicht selbst einer Störung zum Opfer fällt, hat das Gebäude eine neue Blitz- und Überspannungsschutzanlage erhalten. Kernstück ist ein neuartiges, in Deutschland noch kaum bekanntes Blitzableiter-Konzept.

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Knapp zwei Mio. Blitze schlagen jährlich in Deutschland ein. In Städten können noch in 700 Metern Entfernung von der Entladung Computer zerstört werden, wenn der Blitz nicht abgefangen und abgeleitet wird
Knapp zwei Mio. Blitze schlagen jährlich in Deutschland ein. In Städten können noch in 700 Metern Entfernung von der Entladung Computer zerstört werden, wenn der Blitz nicht abgefangen und abgeleitet wird
( Archiv: Vogel Business Media )

Neben der Forschung und Entwicklung werden bei Bosch in Stuttgart-Feuerbach hauptsächlich Bauteile für Kraftfahrzeugtechnik gefertigt. Die Zentrale Leittechnik stellt zwar nicht das Herz dieser Anlage dar, wohl aber ihre Augen. „Hier laufen zum Beispiel eventuelle Störmeldungen ein“, erklärt Jochen Zowe, der zuständige Facility Manager in Feuerbach.

Würde es an dieser Stelle zu einem Ausfall kommen, etwa durch einen Blitzeinschlag, könnte die Produktion zwar weiterlaufen, aber die dazugehörigen Daten wären verloren. Damit das nicht passiert, ist der Komplex schon lange nach mit einer Blitzschutzanlage nach VDE-Norm ausgestattet. Als Ende 2007 allerdings ein Umbau am Gebäude der Zentralen Leittechnik nötig wurde, entschied sich Bosch auch gleich den Blitz- und Überspannungsschutz zu verbessern. Zum Einsatz kamen dabei Geräte nach dem neusten Stand der Technik.

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Das von Leutron vertriebene System Dynasphere 3000 arbeitet mit einem gezielt erzeugten elektrischen Feld, das auf nahe Blitze wie ein Magnet wirkt, sie in die Fangeinrichtung zieht und über den dazugehörigen Ableiter gebündelt in den Boden leitet (Archiv: Vogel Business Media)

„Wir sind im Unternehmen immer offen für Innovationen“, erzählt Zowe. „Deshalb haben wir uns in diesem Fall nicht nur an Deutschland, sondern auch an Europa und Übersee orientiert.“ Dabei stieß er auf Dynasphere 3000, eine neuartige Blitzableiter-Konstruktion des US-amerikanischen Herstellers Erico. Die ausgefeilte Technik, die das Unternehmen in langjähriger Forschung, mit gründlichen Studien in Feld- und Laborversuchen entwickelte, überzeugte die Verantwortlichen bei Bosch von der neuen Idee.

Ein wichtiger Faktor für die Entscheidung war dabei, dass Leutron aus Leinfelden-Echterdingen, an die man sich bereits wegen des Überspannungsschutzes gewendet hatte, auch die amerikanische Ableiter-Technik anbot. Die Blitzschutzexperten in der Nachbarschaft waren für das Unternehmen ein wichtiger Pluspunkt, wie der Facility Manager berichtet: „Es ist einfach leichter mit einem Partner vor Ort zu arbeiten als mit einem in den USA.“ Leutron ist die Firma in Deutschland, die das patentierte System vertreibt, Projekte plant und Kunden schult.

Unwiderstehliche Anziehungskraft auf Blitze

Auf dem Dach der Zentralen Leittechnik bei Robert Bosch fängt ein neuartiger Blitzableiter die Entladungen ab. Zusammen mit einem internen Überspannungsschutzsystem bewahrt er Gebäude und Geräte vor Schäden durch Spannungsspitzen (Archiv: Vogel Business Media)

Die Technik von Dynasphere basiert auf den neusten Erkenntnissen der Forschung, erklärt Helmut Zitzmann, Nachrichtentechniker und Vertriebsingenieur bei Leutron: „Die Anlage besteht aus einer halbkugelförmigen Fangeinrichtung, einem Ableiter und einem Erder mit niedrigem Widerstand, die einen Blitz gezielt und sicher anziehen und durch die schnelle Weiterleitung in den Boden unschädlich machen.“

Die Besonderheit des neuen Konzepts ist eine Halbkugel an der Spitze: Nähert sich ein Blitz, steigt die Spannung darin an, bis ein kontrollierter Lichtbogen zwischen Kuppel und Fangstange entsteht. Die so frei werdenden Elektronen und das elektrische Feld über der Konstruktion erzeugen zusammen die Fangentladung (Archiv: Vogel Business Media)

Nähert sich ein Abwärtsblitz dem Gebäude, nimmt die Spannung in der Halbkugel durch die kapazitive Kopplung zu, bis ein kontrollierter Lichtbogen zwischen der Kuppel und der Fangstange entsteht. Dadurch werden zum einen Elektronen frei, und zum anderen verstärkt sich das elektrische Feld über der Konstruktion. Beides zusammen erzeugt schließlich eine Fangentladung, die den Leitblitz und die Entladung an sich und in den Ableiter zieht. „Nur durch diese Abstimmung mit dem elektrischen Feld ist gesichert, dass zum richtigen Zeitpunkt eine Fangentladung entsteht, die sich mit dem Leitblitz koppeln kann“, so Helmut Zitzmann.

Für die Platzierung der Fangeinrichtung setzt Leutron die Collection Volume Methode (CVM) ein, die unter Berücksichtigung des elektrischen Widerstands der Luft, der unterschiedlichen Stärke des elektrischen Feldes an verschiedenen Stellen des Gebäudes und etwaiger konkurrierender Fangvolumen den besten Ort für eine optimale Schutzwirkung errechnet. Das herkömmliche Blitzkugelverfahren, das zur Berechnung mit fixen Blitzdistanzen arbeitet, wird dadurch deutlich verfeinert.

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