Berechnung der Schrittspannung im blitzrelevanten Frequenzbereich

Abstract:
Die Schrittspannung in einem Blitzschutzsystem wird mit ausreichender Genauigkeit durch Lösung der Maxwellschen Gleichung mit dem Programmsystem GSLab(r) im Frequenzbereich berechnet. Die Rechenzeit ist um Größenordnungen kürzer gegenüber FEM Programmen. Das äußere Blitzschutzsystem und das Erdungssystem lassen sich vollständig geometrisch modellieren. Der Blitzeinschlagpunkt ist frei wählbar, jedoch ist der Eckeneinschlag der worst case. Der blitzrelevante Frequenzbereich für die genormten Stoßströme reicht von 25 kHz für 10/350 bis 1 MHz für 0,25/100. Die zulässige Schrittspannung beträgt 25 kV, Impulsform 10/350. Das verwendete Programm ermöglicht die direkte Darstellung der Bereiche gefährlicher Schrittspannung. Berechnungen an Gebäuden bis 45 m Länge zeigen, dass der 10/350 Stoßstrom die größte Gefahr darstellt und die Berechnungen sich darauf beschränken können. Ist der spezifische Erdwiderstand = 500 Ohmm, ergibt eine Berechnung mit 50 Hz auch bei Gebäuden > 10 Abmessung vergleichbare Ergebnisse. Typisch für Gittererder ist die hohe Schrittspannung an den Rändern. Die effektive Erderlänge ist nicht durch den 0,25/100 - sondern durch den Stoßstrom10/350 bestimmt und daher etwa 6 mal länger. Nutzen dieser Erläuterung der Berechnungsmethodik: Nachweis zur Eignung zur schnellen und sicheren Aussagen bezüglich Schrittspannungsgefahren bei fast allen Objekten jeglichen Aufbaus und Erdungssystems.