Interner Blitzschutz und Überspannungsschutzgeräte: Worin liegt der Unterschied?
1. Zusammenhang zwischen internem Blitzschutz und Überspannungsschutz
Interner Blitzschutz (Interner Blitzschutz):
Dies ist Teil des Blitzschutzsystems. Es umfasst den Potenzialausgleich für Blitzeinschläge und/oder die elektrische Trennung vom externen Blitzschutzsystem.
Überspannungsschutzmaßnahmen (SPM):
Dies sind Maßnahmen zum Schutz interner Systeme vor elektromagnetischen Blitzimpulsen (LEMP). SPM ist ebenfalls Bestandteil des gesamten Blitzschutzsystems.
Gemäß Abbildung 1 in GB/T 21714.1 umfasst ein vollständiger Blitzschutz sowohl das Blitzschutzsystem (LPS) als auch Überspannungsschutzmaßnahmen (SPM). Der Überspannungsschutz (SPM) ist in GB/T 21714.4 geregelt, während der interne Blitzschutz Teil des LPS (welches sowohl externe als auch interne Komponenten umfasst) ist und in GB/T 21714.3 beschrieben wird.
Abbildung 1 – Beziehung zwischen den Teilen von GB/T 21714
2. Ursprung des internen Blitzschutzes und Überspannungsschutz
2.1 IEC 1024-1:1990
In IEC 1024-1:1990, „Blitzschutz – Teil 1: Allgemeine Grundsätze“, Abschnitt 1.2.7, wird der interne Blitzschutz als alle zusätzlichen Maßnahmen definiert, die über den externen Blitzschutz hinausgehen. Diese Maßnahmen tragen dazu bei, die elektromagnetischen Auswirkungen von Blitzströmen im geschützten Bereich zu reduzieren. Gemäß IEC 1024-1:1990 umfasst der interne Blitzschutz somit alles außer dem externen Blitzschutz, der auch den Schutz vor elektromagnetischen Impulsen (LEMP) abdeckt.
2.2 IEC 62305-1:2006
Mit der Veröffentlichung der IEC 62305-1:2006 „Blitzschutz – Teil 1: Allgemeine Grundsätze“ (1. Ausgabe) wurden die Definitionen präziser:
3.42 Internes Blitzschutzsystem (LPS): Ein Teil des LPS, bestehend aus Potenzialausgleich und/oder elektrischer Trennung vom externen LPS. 3.49 LEMP-Schutzsystem (LPMS): Ein vollständiges System von Maßnahmen zum Schutz interner Systeme vor elektromagnetischen Blitzimpulsen (LEMP).
Die Normenreihe IEC 62305-1 bis 4:2006 ersetzte frühere Normen und fasste mehrere Dokumente des IEC TC81 zusammen. Sie teilte die alte Definition des internen LPS aus IEC 1024 in zwei Teile auf: internes LPS und LPMS (für den Schutz vor niederenergetischen elektromagnetischen Impulsen). In IEC 62305-1:2024 wurde LPMS offiziell in Überspannungsschutzmaßnahmen (SPM) umbenannt.
3 interne Blitzschutzmaßnahmen
Ein interner Blitzschutz ist für ein funktionierendes Blitzschutzsystem unerlässlich. Ohne internen Schutz können Blitzströme, die durch das externe Blitzschutzsystem oder andere leitfähige Gebäudeteile fließen, gefährliche Funken verursachen. Diese Funken können Brände, Personenschäden oder Gebäudeschäden zur Folge haben. Abgesehen von den unterschiedlichen Abständen ist der interne Schutz bei allen Blitzschutzstufen gleich. Funken können zwischen dem externen Blitzschutzsystem und folgenden Komponenten entstehen: Metallinstallationen, internen Systemen des Gebäudes, externen leitfähigen Teilen oder Rohrleitungen, die mit dem geschützten Gebäude verbunden sind.
Gemäß den Normen gelten Funken, die in explosionsgefährdeten Bereichen eines Bauwerks entstehen, stets als gefährlich. Um Funkenbildung zu verhindern, sollte eine der folgenden Methoden angewendet werden: Potenzialausgleich oder elektrische Isolierung zwischen Metallteilen.
Zu den Maßnahmen zur Herstellung von Potenzialausgleichsverbindungen (siehe Abbildung 2) gehören folgende:
Potentialausgleichsleiter werden verwendet, wenn natürliche Verbindungen keine elektrische Kontinuität gewährleisten, z. B. durch direkten Anschluss an Wasser- oder Heizungsrohre;
Überspannungsschutzgeräte (SPD), die eingesetzt werden, wenn eine direkte Verbindung nicht möglich ist, z. B. bei Niederspannungsleitungen; und
Isolierte Funkenstrecken (ISG) werden eingesetzt, wenn Erdungsleiter nicht zulässig sind, z. B. bei kathodischen Schutzrohren oder Gasleitungen.
Abbildung 2
Äquipotentialbindung für Blitzschutz weist je nach Art des externen LPS folgende Eigenschaften auf:
Isoliertes LPS: Die Verbindung erfolgt nur auf Bodenebene;
Beigefügtes LPS: Die Verklebung sollte erfolgen bei:
(1) Kellergeschoss oder Erdgeschoss und;
(2) An jedem Ort, an dem die erforderliche Isolierung oder der erforderliche Abstand nicht eingehalten wird.
Elektrisch isolierte LPS: Zusätzlich zur Erdung kann die Erdung auch an Fangleitungen oder an Ableitern erfolgen.
4 Überspannungsschutzmaßnahmen
Basic SPM umfasst folgende Komponenten:
(1) Erdungs- und Potentialausgleichsnetzwerk
Das Erdungssystem leitet den Blitzstrom sicher in den Boden ab und verteilt ihn dort.
Das Bindungsnetzwerk minimiert Potenzialdifferenzen und reduziert Magnetfeldeffekte.
(2) Elektromagnetische Abschirmung und ordnungsgemäße Verkabelung
Die räumliche Abschirmung reduziert Magnetfelder innerhalb der Blitzschutzzone, die durch direkte Blitzeinschläge oder Einschläge in der Nähe des Gebäudes verursacht werden, und trägt zur Reduzierung interner Überspannungen bei.
Durch die Abschirmung interner Kabel mit abgeschirmten Kabeln oder Leitungen werden induzierte Überspannungen minimiert.
Eine sachgemäße interne Verkabelung minimiert Induktionsschleifen und reduziert interne Überspannungen. Die Abschirmung externer Leitungen am Gebäudeeingang verringert ebenfalls die in interne Systeme eingeleiteten Überspannungen.
(3) Koordiniertes SPD-System
Ein koordiniertes Überspannungsschutzsystem begrenzt die Auswirkungen sowohl externer als auch interner Überspannungen.
(4) Isolationsschnittstellen
Isolationsschnittstellen reduzieren die Auswirkungen von leitungsgebundenen Überspannungen auf die in die LPZ einmündenden Leitungen.
Erdung und Potenzialausgleich müssen stets gewährleistet sein, insbesondere an Gebäudeeingängen – entweder durch direkte Verbindung oder durch Anschluss jedes leitfähigen Anschlusses an einen Überspannungsschutz (SPD) als Teil des Potenzialausgleichs.
(5) Nutzung von Gewitterwarnsystemen (TWS)
Abschnitt 7.1 der IEC 62305-1:2024 besagt, dass die Aktivierung eines TWS gemäß IEC 62793 als Schutzmaßnahme dienen kann, indem externe Dienste getrennt werden, wodurch die Häufigkeit von Schäden an elektrischen und elektronischen Systemen verringert wird.
5. Schlussfolgerung
Interne Systemmaßnahmen zielen darauf ab, gefährliche Funkenbildung zu verhindern, einschließlich des Potenzialausgleichs bei Blitzeinschlägen mit dem Überspannungsschutzgerät der ersten Ebene. Der Überspannungsschutz dient hauptsächlich der Abwehr von Überspannungen, die auf interne Systeme einwirken. Die hierfür verwendeten Überspannungsschutzgeräte müssen mit dem Überspannungsschutzgerät der ersten Ebene abgestimmt sein, schließen dieses jedoch nicht ein. SPD selbst.