Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Hier geht es um allgemeine Normen der Elektrotechnik, Auslegungen und deren Anwendung
Electrogirly90
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Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von Electrogirly90 »

Hallo alle zusammen.


Ich schreibe aktuell an einer Hausarbeit über die in Norm VDE 0855-300 erklärten Blitz- und Überspannungsschutz im Anhang. Allerdings sind dort noch einige Sachen nicht 100% klar und deswegen ist es natürlich ratsam sich einen Rat bei Leuten einzuholen die davon wahrscheinlich mehr Ahnung und mehr Erfahrung haben.


Aufbau in der Norm:
https://picload.org/view/ddprwlll/test123.png.html


Nachdem ich die Norm bzw. den Anhang der Norm gelesen habe, ist folgendes bei mir hängen geblieben:

Der Trenntrafo dient uns, im Falle eines Erdschlusses (Freileitung erwischt irgendwie den Mast bzw. sonstige Störung die das Potential an Masterde anhebt) das wir das Potential was laut VDE dann bei bis zu 20 kV liegen kann nicht in unser Niederspannungskabel ins Netz verschleppen. Soweit so gut das habe ich verstanden, der Trenntrafo trennt also isoliert beide Potentiale voneinander bis zu 60 kV schafft er das, so habe ich das verstanden.

Hier die Anforderungen aus der Norm:
https://picload.org/view/ddprwlli/capture1.png.html

Jetzt dachte ich mir okay bei einem Blitzeinschlag wird da aber je nach Blitz evtl. bis zu 100 kV anliegen, das schafft der Trafo natürlich nicht und daher die Überspannungsableiter !

Erinnerung an den Staffelschutz => immer die Schutzgeräte mit höchstem Schutzpegel zu erst!

=======> STOP <================
In der Norm hat der SPD2 gerade mal einen Pegel von 100 V, der von SPD1.4 auch gerade mal 2,4 kV und dann SPD1.2 und SPD1.1 beide jeweils 4 kV und SPD1.3 schließlich 50 kV.

Also so wie ich das jetzt gemacht hätte, wäre das genau umgekehrt herum.
SPD2 => 50 kV um den Trenntrafo zu entlasten wenn der Blitz eisnchlägt, der schafft ja nur 60 kV und jetzt kommen da 100 kV.
SPD1.4, SPD1.2 und SPD1.1 schutzpegel von 4 kV
und zu guter letzt der SPD 1.3 der falls nochmal bissl zu viel anliegt das ableitet von 100 V, damit nichts in das Netz abgegeben wird.

FRAGE 1:
Wieso macht meins keinen Sinn aber das aus der Norm? So wie ich das aus der Norm verstehe, schützt man eher die Mobilfunkanlage vor zu hohen Spannungen aus dem Netz, wenn ja wieso ist der Schutzpegel von SPD 1.3 höher als der von 1.1 und 1.2 ?


[IDEE MEINERSEITS ZU EINER WEITEREN FRAGE VON MIR]
Ich hätte eine Erklärung für eine weitere Frage die ich mir gestellt habe und zwar wieso man eigentlich keine Schutzgeräte mit höheren Pegel auf der Sekundärseite des Trafos braucht. Die Erklärung wäre der Potentialausgleich durch all die Muffen. Bei einem Blitzeinschlag in den Mast, leite ich die Energie direkt in den Boden, daher brauche ich keine Ableiter rechts vom Trafo gegen den Blitz, weil alles dort immer zu jeder Zeit das gleiche Potential hat und dementsprechend => Strom fließt nur zwischen zwei unterschiedlichen Potentialen => kein Blitzstrom fließt durch die Elektronik da überall gleiches Potential und nichts wird zerstört!

Erst mal stimmt diese Überlegung von mir so?


AAAABER folgende Frage habe ich dann:

FRAGE 2 (diese Frage mag etwas dumm oder komisch klingen jedoch entsteht sie als logische Konsequenz meiner vorherigen Überlegung):
Wie von mir vorher erwähnt, fließt Strom immer zum niedrigsten Potential. Wenn wir dort aber überall das gleiche Potential haben weil wir überall Erde anliegen haben, fließt also kein Strom. Das ist im Falle eines Blitzeinschlags sehr toll, aber wenn wir Normalbetrieb haben (kein Blitz weit und breit), dann will ich doch, dass da Strom hochfließt zu meiner Antenne. Ich versteh nicht wieso der Strom das machen sollte wenn überall Verbindungen zum Boden existieren, wird er nicht direkt dann immer in die Erde fließen so wie der Blitz und stattdessen ebenfalls das Potential halt anheben in der gesamten Anlage auf 48 V DC die da hoch fließen?


Vielleicht kann mir jemand diese zwei Fragen beantworten, damit der Groschen richtig fällt.

LG,
Electrogirly
karo1170
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von karo1170 »

Mein Erklaerungsversuch:

Der SPD2 ist ja als koaxialer Ableiter in der Antennenleitung vorgesehen. Ein Koaxkabel kann wohl keine Spannung von mehreren kV tragen. Waere da ein SPD2 mit 50 oder 100kV wirklich sinnvoll? Die Spannungseinkopplung in das Koax kann m.A. nur indirekt, ueber induktive oder kapazitive Einkopplung stattfinden, duerfte aber aufgrund Schirmung der Leitung und Erdung nur in sehr ueberschaubaren Groessen erfolgen.
jf27el
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von jf27el »

Toll,
endlich jemand der sich mit dem Thema ernsthaft auseinandersetzt.

Beantwortung so wie ich es verstanden habe:

1.) so wie ich es sehe geht es bei Deinem ersten Bild nur um Blitz bzw. besser Überspannung aus der Versorgungsleitung hier hilft der Überspannungsableiter vor der hohen Spannung zum Schutze der Anlage.

2.)
...fließt Strom immer zum niedrigsten Potential. Wenn wir dort aber überall das gleiche Potential haben weil wir überall Erde anliegen haben,
Die Erde liegt nur in Deiner Zeichnung an. Du musst um das zu klären, jeden Leiter als komplexen Widerstand betrachten. Somit liegt nicht die Erde im Falle eines Blitzeinschlags auf "Deinem Potentialausgleich" sondern "Dein Potential" wird durch den Strom angehoben. Um die Zerstörung zu vermeiden ist wichtig, dass alle wichtigen Teile mit komplexem Potentialausgleich (komplex Niederohmig) miteinander verbunden sind.

Das war jetzt der Versuch einer Beantwortung; ob allerdings Deine Fragen zu den Antworten passen ???
Es kommt also immer darauf an von welcher Seite man(Frau) so ein Problem angeht.

Hast Du Zugriff auf die DIN EN 50164 (VDE0185) ?

Bei Dehn kann man den https://www.dehn.de/de/blitzplaner-0Blitzschutzplaner herunterladen. Da sind vermutlich einige Deiner Fragen, auch äußerer Blitzschutz recht gut beschrieben.

Gruß
jf27el

Hausarbeit bedeutet, dass das in einem überschaubaren Zeitraum erledigt sein muss. Wie lange hast Du Zeit?
Hast Du schon eine weibliche Form für Blitz gefunden? :cool:
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Elt-Onkel
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von Elt-Onkel »

Hallo,
jf27el hat geschrieben: Sonntag 28. Januar 2018, 07:01

Hast Du schon eine weibliche Form für Blitz gefunden? :cool:
Dazu müsste man wissen, ob das Wort "Blitz" lateinischen oder griechischen Ursprungs ist.

Wie wäre es mit:

- Blitzin
- la Blitza

Wird wahrscheinlich als Änderungsantrag der Gleichstellungskommission im Bundestag eingebracht.


...
Electrogirly90
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von Electrogirly90 »

jf27el hat geschrieben: Sonntag 28. Januar 2018, 07:01 Toll,
endlich jemand der sich mit dem Thema ernsthaft auseinandersetzt.

Beantwortung so wie ich es verstanden habe:

1.) so wie ich es sehe geht es bei Deinem ersten Bild nur um Blitz bzw. besser Überspannung aus der Versorgungsleitung hier hilft der Überspannungsableiter vor der hohen Spannung zum Schutze der Anlage.

2.)
...fließt Strom immer zum niedrigsten Potential. Wenn wir dort aber überall das gleiche Potential haben weil wir überall Erde anliegen haben,
Die Erde liegt nur in Deiner Zeichnung an. Du musst um das zu klären, jeden Leiter als komplexen Widerstand betrachten. Somit liegt nicht die Erde im Falle eines Blitzeinschlags auf "Deinem Potentialausgleich" sondern "Dein Potential" wird durch den Strom angehoben. Um die Zerstörung zu vermeiden ist wichtig, dass alle wichtigen Teile mit komplexem Potentialausgleich (komplex Niederohmig) miteinander verbunden sind.

Das war jetzt der Versuch einer Beantwortung; ob allerdings Deine Fragen zu den Antworten passen ???
Es kommt also immer darauf an von welcher Seite man(Frau) so ein Problem angeht.

Hast Du Zugriff auf die DIN EN 50164 (VDE0185) ?

Bei Dehn kann man den https://www.dehn.de/de/blitzplaner-0Blitzschutzplaner herunterladen. Da sind vermutlich einige Deiner Fragen, auch äußerer Blitzschutz recht gut beschrieben.

Gruß
jf27el

Hausarbeit bedeutet, dass das in einem überschaubaren Zeitraum erledigt sein muss. Wie lange hast Du Zeit?
Hast Du schon eine weibliche Form für Blitz gefunden? :cool:
Theoretisch habe ich bis Ende nächster Woche noch Zeit, in meiner Hausarbeit habe ich nämlich noch viel anderes um diese Thematik geschrieben, die VDE 0185-305-Reihe habe ich alle gelesen und Zugriff darauf habe ich auch.

Okay soweit habe ich deine Erklärungen denke ich verstanden, zu dem rot markierten allerdings dann nochmal meine Rückfrage:

Wie schütze ich die Anlage vor dem Blitz oder Überspannungen die vom Mast aus kommen? Durch den von dir erklärten komplexen Potentialausgleich?


LG
Electrogirla90 (weiblicher Blitz kiste1 )
jf27el
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von jf27el »

Wie schütze ich die Anlage vor dem Blitz oder Überspannungen die vom Mast aus kommen? Durch den von dir erklärten komplexen Potentialausgleich?
Naive theoretische Optimalvorstellung:
In dem ich den Blitzstrom über einen Ableiter leite, der in meine Anlage nur ein Potential verschleppt und keine Potentialdifferenz.
----Die Leitungen als komplexe (mindestens induktive Widerstände betrachten)
Das würde bedeuten, dass mein Anlagenpotentialausgleich nur an einer Stelle mit dem Ableiter (Blitzstromtragenden Teil) beeinflusst wird.

Erst jetzt fange ich an zu überlegen wie weit meine Anlage noch vom Blitz (kapazitiv, ohmsch, induktiv) noch beeinflusst wird.

kapazitiv ->Schirmung
ohmsch -> Trennabstände, Isolation
induktiv -> parallele Leitungen, Schleifen

wenn ich dies nicht weiter beeinflussen kann <räumliche Anordnung etc.> versuche ich die dann noch auftretenden Potentialdifferenzen durch bsw Überspannungsableiter zu vernichten <durch gezielte Kurzschlüsse> hier ist die zu "vernichtende Energie" die eigentliche Herausforderung.


Für mich lässt sich aus diesen Überlegungen (aus dieser Richtung) der Schutz ableiten und die Festlegungen bzw. Schutzmaßnahmen in den VDE - Vorschriften ableiten.

Ein anderer Zugang bildet der Satz Maxwellscher Gleichungen, wobei die beschreibende Wissenschaft an Mangel von Hardfacts leidet. Es lässt sich (angefangen vom Ausbreitungswiderstand der Erde, Veränderung des Ohmschen (linearen) Widerstands bei Hochspannungen....) das Ganze nur sehr ungenau mathematisch beschreiben.

Vielleicht ergänzt bzw. verbessert einer der hier anwesenden Blitzschutzspezialisten meine Ausführungen noch.

Gruß
jf27el
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Eigentlich ist ein Blitzableiter eine Irreführende Bezeichnung; es ist ein Blitzstromverteiler möglichst ungefährlich und gleichmäßig über die Erde.
Dipol
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von Dipol »

jf27el hat geschrieben: Sonntag 28. Januar 2018, 07:01 Hast Du Zugriff auf die DIN EN 50164 (VDE0185) ?
Kleine Erinnerung gefällig?

Blitzstromtragfähigkeit von der IEC/EN 50161-x zur IEC/EN 62561-x
Blitzstromtragfähigkeit von der IEC/EN 50161-x zur IEC/EN 62561-x

Die Verkürzung der Übergangsfrist erfolgte klammheimlich.
Die Verkürzung der Übergangsfrist erfolgte klammheimlich.
Mittlerweile wurde schon wieder an der Norm für Verbinder geändert, aktuell gilt die neue IEC bzw. DIN EN 62561-1 (VDE 0185-561-1):2017-12, wurde auch hier behandelt.
Electrogirly90 hat geschrieben: Sonntag 28. Januar 2018, 11:07 Wie schütze ich die Anlage vor dem Blitz oder Überspannungen die vom Mast aus kommen? Durch den von dir erklärten komplexen Potentialausgleich?
Nicht anders wie bei auf Hausdächern angebrachten Antennen gegen direkte galvanische und indirekte induktive Blitzstromeintragungen, so wie es auch im Anhang beschrieben ist:
  • Durch konsequente enge Vermaschung der Kabelschirme alle 20 m an eine Ableitung oder in diesem Fall dem mit Erde blitzstromtragfähig verbundenen Hochspannungsmast.
  • Energetisch koordinierten Überspannungsschutz mit SPD 1 Blitzstrom- und SPD 2 Überspannungsableitern gemäß Beispielbild 9
  • PA-Leiterquerschnitt min. 10 mm² Cu

    DIN VDE 0855-300 ist zwar auch für CB- und Afu-Antennen sowie bidirektionale Sat.-Antennen zuständig, das Schutzkonzept unterscheidet sich aber grundsätzlich von dem der für Haushaltsantennen primär maßgeblichen DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1), da die Antennenleitungen zumeist durch LPZ 0A über Dächer und Fassaden geleitet werden.

    Stets den Spruch von PHOENIX CONTACT beachten: Jeder Überspannungsableiter ist nur so gut wie die Erdung, die Koax-ÜSE bewirken nur einen temporären Kurzschluss zwischen Schirm und Innenleiter.

    Wenn man sich mit der DIN VDE 0855-300:2008-08 und deren Vorgängerausgaben befasst, ist die VDE Schriftenreihe 6 trotz überholter Aktualität Pflichtlektüre. Zum Anfüttern ein Bild, hier fehlt allerdings wie schon im Bild 9 der Norm die blitzstromtragfähige Verbindung der beiden Erder:

    Loidiller Bild 2.14, Überspannungsschutz nach DIN VDE 0800-300
    Loidiller Bild 2.14, Überspannungsschutz nach DIN VDE 0800-300
jf27el
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von jf27el »

IEC bzw. DIN EN 62561-1 (VDE 0185-561-1):2017-12
:( Asche auf mein Haupt

Ist wenigstens die Erklärung "Blitz das unbekannte Wesen" in Ordnung :o :rolleyes:
Dipol
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von Dipol »

jf27el hat geschrieben: Donnerstag 1. Februar 2018, 09:06
:( Asche auf mein Haupt
Es gibt keinen Anlass den Aschermittwoch vorzuziehen. :D

Der Lapsus ist auch in der IEC 60728-11:2016 und der deutschen Normausgabe DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2017-10 drin, obwohl im zuständigen DKE/K 735.0.1 rechtzeitig auf die Ablösung hingewiesen wurde.

Die Prüfnormen sind für die Bauteilhersteller wichtig. Planer und Installateure müssen eigentlich nur wissen, dass es zwei Prüfklassen mit N = 50 kA und H = 100 kA gibt und welche erforderlich ist. Die Illusion, dass Blitzstromtragfähigkeit nur für mehrdrähtige Leiter erforderlich ist und Einzelmassivdrähte schon irgendwie halten werden, wurde - wenn auch viel zu spät - aufgegeben.

Nach DIN VDE 0855-300:2008-08 12.1 Allgemeines müssen alle Teile, die einer direkten Blitzentladung ausgesetzt sind, für einen Blitzstrom von 100 kA (10/350 µs) ausgelegt sein. Mobilfunkantennen an Hochspannungsmasten befinden sich in LPZ 0B, womit auch Klasse N ausreichen würde.

EDIT: Tippfehler beseitigt
Zuletzt geändert von Dipol am Donnerstag 1. Februar 2018, 19:40, insgesamt 1-mal geändert.
ThomasR
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Re: Blitzschutz nach Norm VDE 0855-300

Beitrag von ThomasR »

@Dipol:

Vielen Dank für deine Ausführungen, da lese ich immer gern mit! Deshalb habe ich vermutlich in weitem Umkreis das einzige Haus mit "richtigem" Potentialausgleich und "Antennenerdung" dank1
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