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Potentialtrichter Blitzeinschlag

Diskutiere Potentialtrichter Blitzeinschlag im Blitzschutz, Erdung, Potentialausgleich Forum im Bereich ELEKTROINSTALLATION; hallo zusammen, ich arbeite gerade an einer deterministischen simulation eines indirekten blitzeinschlages in ein erdungs-/blitzschutzsystem....

  1. #1 Tiefenrausch, 13.05.2014
    Tiefenrausch

    Tiefenrausch Neues Mitglied

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    hallo zusammen,

    ich arbeite gerade an einer deterministischen simulation eines indirekten blitzeinschlages in ein erdungs-/blitzschutzsystem. ziel ist eine auswertung der potentiale innerhalb der gebäude im gefahrenkreis. da ich eine transiente simulation via pspice durchführe, habe ich die leitungen verlustbehaftet gewählt, also beschrieben anhand sämtlicher leitungsbeläge, (berücksichtigung der strahlungseffekte, reflexion usw.) normiert auf eine ersatzfrequenz entsprechend dem eingeprägten stoßstrom (in diesem fall 8/20 - naheeinschläge).

    mein problem liegt nun bei der einkopplung des blitzteilstroms in mein ersatzschaltbild. ein blitzstrom wird meiner meinung nach eingeprägt, ist also nicht abhängig vom getroffenen system. (bitte korrigieren!)
    schlägt ein blitz nun ins erdreich ein, so entsteht ja ein potentialtrichter, welcher auch für gefährliche schrittspannungen usw. verantwortlich ist. liegt in diesem trichter nun eine meiner versorgungsleitungen, so wird über diese ein teilstrom ins gebäude geleitet (nur galvanisch betrachtet , also über leitungsschirme, wasserrohr, metallkonstruktionen, usw).
    will ich nun eine aussage darüber treffen, in welchem umkreis um die einschlagsstelle mit gefährlichen potentialanhebungen zu rechnen ist, so benötige ich einen zusammenhang zwischen den gesamtblitzstrom und teilblitzstrom aufgrund der geometrischen anordung im spannungstrichter. an dieser stelle fehlt es mir an vorstellungskraft und fachwissen =)

    mein erster ansatz war eine berechnung der magnetischen feldstärke im nahbereich des blitzes, (H=i/2*pi*s (A/m)), aber auch hier bekomm ich nicht den bogen zum resultierenden strom.

    evtl ist mein ansatz auch komplett falsch und das herrschende potential gegen ferne erde wird direkt ins gebäude übertragen. dann wäre der strom die resultierende größe.

    kennt sich jemand mit diesem thema aus und kann einen anstoß geben??

    über jede Information bin ich sehr dankbar!!!
     
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  3. bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    AW: Potentialtrichter Blitzeinschlag

    Das Problem ist zu 99% nicht der Potentialtrichter direkt, sondern die Versorgungsleitungen.
    Wenn in ein Haus z.B. der Blitz einschlägt, wird das Potential des Hauses z.B. um 50000V angehoben und damit auch der PEN . Die Außenleiter bleiben aber auf Erdpotential +/- 600V.
    Diese Spannungsspitze des PEN kommt abgescwächt auch in allen Nachbarhäusern an. Das gleiche passiert auch z.B über die Kabelnetze für Fernsehen.
     
  4. #3 Tiefenrausch, 13.05.2014
    Tiefenrausch

    Tiefenrausch Neues Mitglied

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    AW: Potentialtrichter Blitzeinschlag

    hi bigdie,

    wenn ein blitz "direkt" in ein haus einschlägt, dann hebt sich das potential des gesamten gebäudes auf werte im MV-bereich
    (ein beispiel: erdungswiderstand R_E=10 Ohm; scheitelwert blitzstrom i_max=150 kA === 1,5 MV gegen ferne erde)

    allerdings will ich wirklich nur "indirekte" einschläge beachten und darunter nur die galvanische einkopplung.
    (also schlägt z.b. 50m neben einem gebäude ein blitz ein, daneben verläuft die alte metallwasserleitung, die ins haus läuft. diese nimmt ein potential an und überträgt es ins gebäude.)
    in den normen spricht man in diesem fall von einem naheeinschlag oder einem ferneinschlag. den leitungsgebundenen blitzteilstrom würde ich für diese fälle gerne simulieren.
    die impulsform sollte, ebenfalls aus den normen entnommen, 8/20 sein. die amplitude, bzw. die stoßstromladung ist dann die größe die ich benötige.

    trotzdem danke für deine antwort!
     
  5. bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    AW: Potentialtrichter Blitzeinschlag

    Wie willst du sowas ausrechnen, das ist eine Rechnung mit mehreren Unbekannten.
    Schon der Bodenwiderstand kann sehr unterschiedlich sein. Die Entfernung ebenso. Läuft das Wasserrohr genau unter den Blitz oder 20m vorbei.
    Wenn du einen ordentlichen Potentialausgleich hast, und einen Fundamenterder, hebst du einfach dein Hauspotential mit an.
     
  6. #5 Tiefenrausch, 13.05.2014
    Tiefenrausch

    Tiefenrausch Neues Mitglied

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    AW: Potentialtrichter Blitzeinschlag

    diese größen wollte ich anhand eines sweeps durchlaufen lassen. der spez. erdwiderstand kann natürlich sehr stark varieren, ebenso an der erdungsanlage.
    den potentialausgleich simuliere ich ebenfalls und dessen einfluss auf die potentialunterschiede werte ich aus... so der plan!

    mir fehlt nur noch die amplitude in abhängigkeit vom einschlagspunkt.
    ich werd noch verrückt^^

    gruß
     
  7. Dipol

    Dipol Hülsenpresser

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    AW: Potentialtrichter Blitzeinschlag

    Wem soll das nutzen? So eine akademische Aufgabenstellung wäre doch mit Stoßstrom 10/350 µs nützlicher.

    Da fällt mir spontan Dipl.-Ing. Sebastian Suchanek von der Uni Darmstadt ein. Der hat in diversen Publikationen und auf der letzten ABB Blitzschutztagung ein Computermodell zur Schrittspannungsreduzierung mittels 9 m langen Tiefenerder -der im oberen Drittel isoliert ist- vorgestellt. Für eine praktische Umsetzung gibt es zwar keine Bauteile aber der kann dir bestimmt auf die Sprünge helfen wenn er denn dazu bereit ist. Versuch macht kluch.
     
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