Blitzschutz Wetterstation LPZ 0b

[HansMeiser]

Hallo,

ich habe einen Mast auf dem Dach der durch eine Fangstange geschützt in LPZ 0b steht. Auf den soll jetzt eine Wetterstation montiert werden. Wie schütze ich den KNX Bus und die 24V Hilfsspannung? Dehn Blitzductor? Und welchen Querschnitt brauche ich für die Anbindung an die HES? 16mm2?
Ich müsste die Leitung durch einen Steigschacht führen. Muss ich hier bestimmte Abstände einhalten oder ein Schutzrohr verwenden?

Grüße

Hans

[Dirk will spielen]

Hallo,

suche mal nach den Beitragen von User "dipol", ein ganz ähnliches Thema gab's erst letztens hier.


Grüße
Dirk

[Dipol]

ich habe einen Mast auf dem Dach der durch eine Fangstange geschützt in LPZ 0b steht. Auf den soll jetzt eine Wetterstation montiert werden.

Löblich wenn schützenswerte Dachaufbauten wie Antennen nicht nur suboptimal direkt geerdet, sondern mit getrennten Fangeinrichtungen nach dem Stand der Technik bestmöglich gegen Direkteinschläge gewappnet werden. Damit aber so ein Optimalschutz auch wirklich wirkt, müssen vier Bedingungen eingehalten werden:

1. Mast einschließlich Antennenanlage und auch die neue Wetterstation müssen sich nach Blitzkugel- oder Schutzwinkelverfahren in LPZ 0B befinden
2. Zur Vermeidung von Lichtbögen müssen Fangstange und Ableitung(en) ausreichend isolierende äquivalente Trennungsabstände einhalten
3. Die Fangeinrichtung muss mit 8 mm Blitzableiterdraht und Klasse H = 100 kA blitzstromtragfähigen Verbindern mit einem normkonformen Erder UND dem obligatorischen Schutzpotenzialausgleich über eine eigene Anschlussfahne oder die Haupterdungsschiene (HES) verbunden sein.
4. Der Antennenmast, Kabelschirme und Komponenten sind mit 4 mm² Cu mit dem Schutzpotenzialausgleich/HES zu verbinden

Das sind keine trivialen Voraussetzungen, welche eine Gegenfrage provozieren: Wer hat die Fangstange berechnet und Installiert (Photos?) und ist der PA normkonform ausgeführt?

Nach Norm ist Äußerer Blitzschutz, wozu Fangstangeninstallation gehört, Aufgabenbereich für qualifizierte Blitzschutzfachkräfte, Innerer Blitzschutz (PA) für konzessionierte EFK. Da es für einen eigenen Handwerksberuf Blitzschutzbauer zu wenig Betriebe gibt, tummeln sich im Blitzschutzbau überwiegend Dachdecker, in deren Ausbildung noch nicht einmal das Ohmsche Gesetz gelehrt wurde und die z. T. auch keine Fortbildung von VDE oder VdB vorweisen können.

Wie schütze ich den KNX Bus und die 24V Hilfsspannung? Dehn Blitzductor? Und welchen Querschnitt brauche ich für die Anbindung an die HES? 16mm2?

RÄUSPER: Bei solchen Elementarfragen ist davon auszugehen, dass du keine EFK bist und Grenzüberschreitung zwischen Beratung und Beihilfe zur laienhaften Selbstüberforderung droht. Erdung und PA sind integraler Bestandteil der Elektroanlage und für Installationen gilt NAV § 13.

Ich müsste die Leitung durch einen Steigschacht führen. Muss ich hier bestimmte Abstände einhalten oder ein Schutzrohr verwenden?

Normativ ist die Einhaltung von Trennungsabständen gegen Blitzschutzanlagen und auch die Ableitungen getrennter Fangeinrichtungen zwingend vorgeschrieben. Auf Gebäuden OHNE Blitzschutzsystem ist die Blitzschutznormenreihe IEC 62305 nicht maßgeblich und daher weder für die Gestelle von PV-Anlagen noch den Träger einer Wetterstation in LPZ 0A auch nur ein Funktionspotenzialausgleich gefordert.

Die für Antennensicherheit primär maßgebliche DIN EN 60728-11 ist einerseits strenger und verlangt auch auf Gebäuden ohne Blitzschutzsystem als Brandschutzmaßnahme Erdungen mit 100 kA Blitzstromtragfähigkeit, lässt aber wider Physik und Vernunft gegen die Erdungsleiter gefährliche Näherungen zu. Berührbare Erdungsleiter sind nach aktueller DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2019-02, die ihrerseits nur für Antennen gilt, mit einem PVC-Rohr mit 3 mm Wandstärke zu schützen. Diese Bestimmung ist noch gültig, wurde aber im letzten Entwurf der internationalen IEC 60728-11 gestrichen.

FAZIT: Blitz- und Überspannungsschutz erfordert stets ein Gesamtkonzept und sollte primär an den Stellen mit dem höchsten Risiko ansetzen. Jeder Blitz verursacht im Umfeld etwa 4-fach höhere mittelbare Überspannungsschäden. Der Überspannungsschutz von aus oder in LPZ 0A verlegten Energieleitungen gemäß DIN VDE 0100-443 und -534 und auch der TK-Leitungen ist schutztechnisch vordringlicher als energetisch koordinierte SPD 1 Blitzstrom- und SPD 2 Überspannungsableiter an Dachaufbauten in LPZ 0A oder gar in 0B, wo der Grobschutz durch Fangeinrichtung bereits erbracht ist.

Sollten die eingangs genannten drei Bedingungen für die Antenne erfüllt sein, wäre es sinnwidrig eine Wetterstation oder sonst was als ungeschützten Bypass auszuführen. Ich unke mal, dass in Unkenntnis der Funktion vom DEHN Blitzconductor (temporärer Kurzschluss zwischen den Adern, das Potenzial auf dem PA-Leiter zur HES bleibt) ein Voodo-Schutz erwartet wird, den man als Wunschdenken bezeichnen muss.

[HansMeiser]

Hallo Dipol,

vielen Dank für deine ausführlichen Antworten.

Der äußere und innere Blitzschutz wurde von einer Fachfirma für Blitzschutz mit 120 Mitarbeitern und 60 Jahren Erfahrung errichtet. Ich gehe also davon aus, dass die Punkte 1 bis 3 erfüllt sind. Alle eingeführten Leitungen (Energie, Telefon, Sat-Koax (anderer Mast auf Nebengebäude am Haus) sind im Blitzschutz berücksichtigt. Der (Dach-)Mast ist bisher ungenutzt und auch nicht an die HES angebunden.

Da ich auf dem bisher ungenutzten Mast jetzt eine Wetterstation anbringen möchte geht es mir um Punkt 4, um keine ungeschützen Leitungen ins Gebäude einzuführen. Auf dem Dachboden ist noch keine Anbindung an die HES vorhanden, daher meine Fragen:
1. welche Komponenten sind notwendig um eine evtl. auftretende Überspannung auf KNX und 24V Leitung abzuführen?
2. wie werden diese normativ korrekt und technisch sinnvoll an die HES angebunden, wenn der Weg durch einen Steigschacht mit anderen Energieleitungen führt?

Grüße

Hans

[MarcusF]

Für den Blitz- und Überspannungsschutz von KNX gibt es bei Dehn einen Schutzvorschlag. Die sichern nach außen gehende KNX-Leitungen mit einem BXT ML2 B 180 (Typ 1) ab und gegen Überspannung halt noch den bekannten BT 24 in der Verteilung und an dezentralen KNX-Komponenten.

Aber wenn Du schon einen äußeren Blitzschutz von einer Fachfirma installiert bekommen hast, würde ich die auch nach einer Lösung fragen. Mich wundert nur, dass der ungenutzte Mast bisher nicht in den Potentialausgleich einbezogen war.

[Dipol]

Der äußere und innere Blitzschutz wurde von einer Fachfirma für Blitzschutz mit 120 Mitarbeitern und 60 Jahren Erfahrung errichtet.

Mit dieser Info schon im Startbeitrag, hätte ich mich kürzer fassen können. Mit einem Blitzschutzsystem sind bei der Wetterstation die Blitzschutznormen der Reihe DIN EN 62305 (VDE 0185-305) ohne Wenn und Aber einzuhalten.

Ich gehe also davon aus, dass die Punkte 1 bis 3 erfüllt sind. Alle eingeführten Leitungen (Energie, Telefon, Sat-Koax (anderer Mast auf Nebengebäude am Haus) sind im Blitzschutz berücksichtigt. Der (Dach-)Mast ist bisher ungenutzt und auch nicht an die HES angebunden.

Bei steilen Dächern kann ein ausreichend tief angebrachter Mast auch von der Fangleitung am First geschützt sein. Bis 30° Dachneigung ist zumeist eine eigene Fangstange nötig. Dass eine Blitzschutzfirma einen funktionslosen Mast ohne besonderen Auftrag schützt, wäre ungewöhnlich, weshalb ich bis zum Nachweis skeptisch bleibe.

Da ich auf dem bisher ungenutzten Mast jetzt eine Wetterstation anbringen möchte geht es mir um Punkt 4, um keine ungeschützen Leitungen ins Gebäude einzuführen. Auf dem Dachboden ist noch keine Anbindung an die HES vorhanden, daher meine Fragen:
1. welche Komponenten sind notwendig um eine evtl. auftretende Überspannung auf KNX und 24V Leitung abzuführen?
2. wie werden diese normativ korrekt und technisch sinnvoll an die HES angebunden, wenn der Weg durch einen Steigschacht mit anderen Energieleitungen führt?

Nach historischen Altnormen war es üblich Dachmasten auf kürzestem Weg mit dem LPS zu verbinden. Seit etwa 2000 ist das aber nicht mehr Stand der Technik. Bei einem funktionslosen Mast könnte eine Direktverbindung gekappt worden sein.

Wie bei PV-Anlagen müssen auch Masten in LPZ 0B mit einem Funktionspotenzialausgleichsleiter aus min. 6 mm² Cu mit der HES verbunden werden. Falls es praktisch nicht möglich ist in LPZ 1 (Gebäude) einen Funktionsausgleichsleiter zur HES zu verlegen, haben sich Diskussionen über ÜSE erledigt. Ohne PA-Leiter sind SPD 1 Blitzstrom- wie auch SPD 2 Überspannungsableiter nämlich sinnfrei.

Sollten die TA zum Blitzschutzsystem unterschritten sein, müsste der Mast wie früher mit dem LPS mit Blitzableiterdraht verbunden werden. Im Falle eines seltenen Direkteinschlags in die Blitzschutzanlage wäre ein PA-Leiter zwischen Mast und HES mit Teilblitzströmen belastet und statt 6 mm² Cu ein Querschnitt von 16 mm² Cu angebracht. So oder so würden bei Direkteinschlägen über die PA-Leiter Teilblitzströme in alle Leitungen ohne ausreichende Trennungsabstände eingekoppelt..

[HansMeiser]

Der Mast schaut über den First, da er für eine Wetterstation vorgesehen war und wurde daher bei Errichtung des äußeren Blitzschutz durch eine Fangstange geschützt. Photo liefere ich nach.
Der innere Blitzschutz wurde von einem anderen Team der gleichen Firma installiert, evtl. ist da in der Kommunikation die Anbindung des Mast an die HES verschüttet gegangen.

Welchen Trennungsabstand muss der Funktionsausgleichsleiter zu elektrischen Leitungen einhalten?

[Dipol]

Der Mast schaut über den First, da er für eine Wetterstation vorgesehen war und wurde daher bei Errichtung des äußeren Blitzschutz durch eine Fangstange geschützt. Photo liefere ich nach.
Der innere Blitzschutz wurde von einem anderen Team der gleichen Firma installiert, evtl. ist da in der Kommunikation die Anbindung des Mast an die HES verschüttet gegangen.

Das klingt nach professioneller Arbeitsteilung einer kompetenten Firma in Äußeren Blitzschutz durch Blitzschutzfachkräfte und Inneren Blitzschutz durch Elektrofachkräfte. Aber auch dann kann mal etwas vergessen werden.

Welchen Trennungsabstand muss der Funktionsausgleichsleiter zu elektrischen Leitungen einhalten?

Sofern sich Mast und Wetterstation in LPZ 0B finden UND ausreichend isolierende Trennungsabstände gegen das LPS eingehalten werden: 0,00 m.

Andernfalls muss der von verschiedenen Faktoren abhängige TA berechnet werden. Für nur einen Erdungsleiter in BSK III für normale Wohngebäude ist das nach vereinfachter Formel noch vergleichsweise leicht: Ab PA-Ebene zum Bezugspunkt 4 % der Länge in Luft und 8% durch und über feste Stoffe. In Wohngebäuden sind bei Innenableitung blitzstrombelasteter Erdungsleiter de facto gefährliche Näherungen unvermeidlich.

Bei vermaschten Blitzschutzsystemen mit min. 2 oder mehr Ableitungen werden die TA kleiner, aber die Berechnung erheblich komplexer, siehe nachstehende Beispielgrafik. Wie es genau geht, siehe DEHN Blitzplaner, Kapitel 5.6.

Trennungsabstand_{Fo14].jpg

Für dein Haus sollte ein vergleichbarer Nachweis vorliegen.

[HansMeiser]

Hier das Bild des Mastes und der Fangstange. Ich hoffe man erkennt etwas, ist vom Straßenniveau schwierig zu photographieren.

[Dipol]

Bei dem Durchmesser hätte ich einen ehemaligen Freileitungsmast aber keinen für eine übliche Offsetantenne vermutet.

Aus dem Bild und der Perspektive ist es unmöglich den Schutzwinkel, der von der Höhe der Fangspitze über Grund abhängt, (vgl. DEHN Blitzplaner Tabelle 5.1..4.4, die Zeile 23 m ist allerdings fehlerhaft) abzuleiten und noch weniger ist ohne Kenntnis des genauen Abstands vom Mast zur Firstleitung und der Längen von Fang- und Ableitungen eine seriöse Beurteilung des Trennungsabstands möglich.

Ohne Gebäudeabmessungen und einen Plan des Blitzschutzsystems, ist die beste Glaskugel mit der Frage überfordert, ob der Mast nach unten versetzt werden muss.

[HansMeiser]

Ich habe ein Prüfbuch. Das gibt Schutzklasse III, Trennungsabstand s max 0,48m fester Stoff an. So eine schicke Berechnung der Trennungsabstände ist leider nicht vorhanden.

[Dipol]

Trennungsabstand s max 0,48m fester Stoff an.

Das ist eine außerst dürftige TA-"Berechnung" und statt max müsste es min. heißen. Auch ohne Angaben zur Zahl der Vollgeschoße sowie Anzahl und Länge der Ableitungen, kann man überschlägig rückwärts rechnen:

0,48 m TA für feste Stoffe entspricht in BSK 3 an einer Fangstange, wo sich die Blitzströme noch nicht aufgeteilt haben, einer max. Ableitungslänge von 6 m. Bei einem Einschlag punktgenau in die Mitte der Fangleitung und symmetrischer Blitzstromaufteilung auf zwei Pfade, wären es max. 12 m. Bei der Länge wird es schon bei einem unterkellertem Einfamilienwohnhaus mit nur einem Vollgeschoß knapp. Seitlich davon, wo nach Norm von einer 2/3 zu 1/3 Aufteilung auszugehen ist, wird es noch enger.

Wie man Trennungsabstände genauer berechnet, ist im DEHN Blitzplaner und VdB Blitzschutz-Montagehandbuch Kapitel 10.1 nachzulesen.
Edit: Wettingfeld: Die Bedeutung des Trennungsabstands für den Blitzschutz

In der Profipraxis erfolgt die TA-Berechnung softwaregestützt mit AIXTHOR oder dem DEHN-Risk-Tool und womöglich hat man dir den Plan mit den TA vorenthalten.

Alle Ableitungen müssen übrigens miteinander und dem Blitzschutzpotenzialausgleich blitzstromtragfähig verbunden sein. Falls entgegen der Norm nicht alle Ableitungen eingebunden sind, wird die TA-Berechnung deutlich komplexer.