e.innovation Themenreihe: Befestigung auf Stahl

 

Wir schließen unsere Themenreihe „Befestigung auf Stahl“ ab.

Im dritten Teil unserer Themenreihe wird es spannend – im wahrsten Sinne des Wortes.

Blitzeinschläge, Stromausfälle oder Kurzschlüsse können zu Überspannungen in Leitungen und an Maschinen und Geräten führen. Diese Überspannungen sind durch effiziente Erdungssysteme unschädlich zu machen, um Mensch und Technik zu schützen. Damit eine sichere Erdung gewährleistet ist, müssen auch die Befestigungssysteme für die Erdungs- und Potentialausgleichsanlagen verlässlich sein.

Wir wünschen viel Spaß beim Lesen und Entdecken!

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e.innovation Themenreihe: Befestigung auf Stahl

WENN ALLES UNTER SPANNUNG STEHT

Bei Blitzschlag, Kurzschluss, Stromausfall: Hilti Befestigungslösungen für Stahl helfen Ihnen, Gebäude, Maschinen und Stahlkonstruktionen vor Überspannung zu schützen

 

Im Sommer brauen sich Gewitter oft ganz plötzlich zusammen. Bestimmt haben auch Sie dann schon einmal die Sekunden zwischen Blitz und Donner gezählt, um herauszufinden, wie weit das Gewitter noch entfernt ist.

Die Anzahl der Sekunden geteilt durch 3 ist die Entfernung des Gewitters in Kilometern, lautet die einfache Faustregel. Aber wussten Sie, dass Ihnen ein Gewitter selbst in 16 Kilometern Entfernung noch gefährlich werden kann? Wenn Sie den Donner hören können, dann kann ein Blitz auch in Ihrer Nähe einschlagen.

Gewitter und Unwetter werden auch in Europa immer häufiger. Das liegt nicht zuletzt daran, dass die vergangen 30 Jahre weltweit wärmer waren als der Durchschnitt. Wärme wiederum begünstigt die Gewitterbildung enorm. So liegen alle Gewitterhotspots in heißen, äquatornahen Gebieten.

Aus demselben Grund gehen über Städten oft heftigere Gewitter nieder als über dem Land. Urbane Gebiete strahlen eine größere Wärme ab, das sorgt für mehr Energie in der Luft. Die „Weltblitzhauptstadt“ ist übrigens Durban in Südafrika. Wenn dann der Blitz einschlägt, muss ein effektives Blitzableitsystem das Schlimmste abwenden.

 

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Dabei sind auch die Befestigungselemente für die Blitzableitsysteme mit Sorgfalt auszuwählen, damit sie der plötzlichen, hohen Elektrizität eines Blitzeinschlags gewachsen sind. Das liegt nicht nur im Interesse der Gebäudeeigentümer, sondern auch der Firmen, die Blitzschutz und Erdungsanlagen angebracht haben: Überspannungsschäden sind Anzeichen nicht fachgerecht installierter Systeme. Dafür können die ausführenden Unternehmen in Haftung genommen werden.

Wissenswertes über Blitze

  • 40-50 mal blitzt es weltweit pro Sekunde.
  • 10 % aller Blitze schlagen in die Erdoberfläche ein.
  • 1 von 300.000 werden in ihrem Leben vom Blitz getroffen.
  • In 1 von 200 Häusern schlägt pro Jahr der Blitz ein.
  • Die weltweit meisten Blitze entladen sich zum Beispiel am Maracaibo-See in Venezuela.

Überspannungsschäden in Europa kosten jährlich mehrere Millionen Euro

Blitzschläge in Gebäude und Hallen sind heute in Europa weitestgehend ungefährlich für den Menschen. Das liegt vor allem an verbesserten äußeren Blitzschutzmaßnahmen, die baugesetzlich verpflichtend sind.

Anders sieht es mit der Sicherheit von Anlagen und Maschinen aus. Überspannungsschäden machen rund 80 % aller Blitzschäden aus. Dafür braucht der Blitz nicht direkt im Gebäude einzuschlagen. Der Radius, in dem die Schockwelle und die magnetische Aufladung eines Blitzschlags Konsequenzen haben können, beträgt stolze zwei Kilometer.

Gleichzeitig wird unser Leben immer digitaler: unser Zuhause, unser Büro und selbst Industrie- und Produktionshallen sind immer stärker abhängig von sensibler Technik. Immer häufiger kommen zum Beispiel intelligente Klimatechnik, Kommunikationssysteme oder Einbruchsicherungen zum Einsatz. Auch der Zugang zu Büro- und Industriegebäuden oder speziell gesicherten Bereichen innerhalb eines Gebäudes wird heute hauptsächlich über elektronische Systeme gesteuert.

 

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Kommt es zu Blitz- und Überspannungsschäden oder gar Bränden, ist der resultierende Schaden an diesen komplexen Systemen sehr hoch. Zusätzlich lassen sich viele Funktionen oft nur noch über eine Verbindung zum Internet steuern. Ist diese Verbindung gestört, fallen essenzielle Kommunikationswege und Datenverarbeitungssysteme weg. Der wirtschaftliche Schaden gerade für Firmen und Industrie ist dann enorm.

Erdung ist der Schlüssel zu effektivem Schutz vor Überspannung – und vor finanziellen Verlusten in der Industrie

Auch Maschinen und Geräte, die mit Starkstrom betrieben werden, müssen gegen Überspannungsfälle geschützt und geerdet werden.

Dann spricht man von der sogenannten Schutzerdung. Sie sorgt dafür, dass im Falle eines Störfalles durch Überspannung Menschen und Maschinen unversehrt bleiben. Gründe für Überspannung an Maschinen und Geräten können neben Blitzschlag auch ein Stromausfall in einem benachbarten Stromnetz oder der Kurzschluss eines Außenleiters sein. Auch diese weniger gewaltigen Überspannungen zerstören im Fehlerfall Bau- oder Anlagenelemente – mit weitreichenden Folgen.

 

 

Nehmen wir als Beispiel den termingebundenen Produktionsprozess eines Automobilherstellers:
Wenn durch eine fehlerhafte Schutzerdung die Robotik im Bereich Presswerk, den Schweißanlagen, im Motorenbau oder in der Montage ausfällt, steht die ganze Produktionskette auf dem Spiel. Und das bedeutet nicht nur für den Betreiber der Anlage einen massiven wirtschaftlichen Verlust. Auch diejenige Firma, die falsch oder unzureichend an der Erdung gearbeitet hat, kann für die Schäden und sogar die Konsequenzen in Haftung genommen werden. Noch schlimmer kommt es natürlich, wenn durch die fehlerhafte Erdung Menschenleben in Gefahr gebracht werden.

Eine zweite wichtige Vorkehrung zum Schutz vor Überspannung ist der Potentialausgleich. In der Industrie findet er im Alltag auch ganz ohne Gewitter Verwendung: Geräte und Schaltungen, die eine potentiell gefährliche Spannung tragen, müssen in jedem Fall geerdet werden.

Das geschieht durch eine Kette von Verbindungen. Dabei wird eine physische Verbindung zwischen allen leitfähigen Bauelementen einer Maschine oder eines Gebäudes, die normalerweise keine Spannung tragen (zum Beispiel die Stahlträger einer Industriehalle, Kabeltrassen oder Rohrflanschen) und dem Schutzleiter für Niederspannung. Die Schutzleiter wiederum sind mit der Haupterdungsschiene verbunden. Im Falle einer Überspannung kann die Elektrizität so in die Haupterdungsschiene abgeleitet werden.

Erdungsanlagen brauchen verlässliche Befestigungssysteme

Natürlich muss das Material, das für Erdung und Potentialausgleich verwendet wird, den riesigen Kräften gewachsen sein, die von mehreren 1000 Volt plötzlich auftretender Spannung an.

Das gilt auch für die Befestigungselemente, die beim Verbau von Erdungsanlagen, Ableitern und spannungstragenden Verbindern benutzt werden.

Befestigungssysteme von Erdungsanlagen sind allgegenwärtig: Im Außen- und Innenbereich, in stark korrosiven und korrosionsunbedenklichen Umgebungen. Die Verankerungen müssen die daraus entstehende Vielfalt an Anforderungen ebenso abbilden wie die Widerstandskraft gegenüber Hoch- und Überspannung.

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