Pilotprojekt schützt empfindliche Leittechnik
Knapp zwei Millionen Blitze schlagen jährlich in Deutschland ein. Gefährlich ist dabei nicht nur ein direkter Treffer, sondern auch die Fernwirkung: In Städten können noch in 700 m Entfernung von der Entladung beispielsweise Computer und rechnergesteuerte Fertigungseinrichtungen zerstört werden, wenn der Blitz nicht abgefangen und abgeleitet wird. Die hier vorgestellte Lösung soll das verhindern.
Akribisch überwachen Systeme der zentralen Leittechnik im Firmenkomplex der Robert Bosch GmbH in Stuttgart-Feuerbach die Fertigungsprozesse. Tritt irgendwo in der Produktion ein Problem auf, dann wird er sofort gemeldet. Damit diese Schaltzentrale nicht selbst einer Störung zum Opfer fällt, wurde das Gebäude in Zusammenarbeit mit dem Überspannungsschutzexperten Leutron GmbH mit einer neuen Blitz- und Überspannungsschutzanlage ausgestattet. Kernstück ist ein neuartiges, in Deutschland noch kaum bekanntes Blitzableiterkonzept.
Kein Datenverlust durch Blitz und Überspannung
Neben der Forschung und Entwicklung werden bei Bosch in Stuttgart-Feuerbach hauptsächlich Bauteile für Kraftfahrzeugtechnik gefertigt. „In der zentralen Leittechnik laufen auch eventuelle Störmeldungen ein“, konstatiert Jochen Zowe, der zuständige Facility Manager bei Bosch, „würde es an dieser Stelle zu einem Ausfall kommen, etwa durch einen Blitzeinschlag, könnte die Produktion zwar weiterlaufen, aber die dazugehörigen Daten wären verloren. Damit das nicht passiert, ist der Komplex schon lange mit einer Blitzschutzanlage nach VDE-Norm ausgestattet, die aber nun auf den neuesten Stand der Technik gebracht wurde.“System 3000″ heißt die Lösung der in Leinfelden-Echterdingen ansässigen Leutron GmbH, die eine neuartige Blitzableiterkonstruktion des US-amerikanischen Herstellers Erico offeriert. Diese patentierte Technik, die das Unternehmen in langjähriger Forschung, mit gründlichen Studien in Feld- und Laborversuchen entwickelte, basiert auf den jüngsten Erkenntnissen der Forschung und besteht aus einer halbkugelförmigen Fangeinrichtung, einem Ableiter und einem Erder mit niedrigem Widerstand, der den Blitz wie ein Magnet anzieht und durch die schnelle Weiterleitung in den Boden unschädlich macht.
Der Blitz wird abgefangen und vernichtet
Nähert sich ein Abwärtsblitz dem Gebäude, nimmt die Spannung in der Halbkugel durch die kapazitive Kopplung zu, bis ein kontrollierter Lichtbogen zwischen der Kuppel und der Fangstange entsteht. Dadurch werden zum einen Elektronen frei, und zum anderen verstärkt sich das elektrische Feld über der Konstruktion. Beides zusammen erzeugt schließlich eine Fangentladung, die den Leitblitz und die Entladung an sich und in den Ableiter zieht. Nur durch diese Abstimmung mit dem elektrischen Feld ist gesichert, dass zum richtigen Zeitpunkt eine Fangentladung entsteht, die sich mit dem Leitblitz koppeln kann.
Bester Ort für optimale Schutzwirkung
Zur Platzierung der Fangeinrichtung setzt Leutron die Collection-Volume-Methode ein, die unter Berücksichtigung des elektrischen Widerstands der Luft, der unterschiedlichen Stärke des elektrischen Feldes an verschiedenen Stellen des Gebäudes und etwaiger konkurrierender Fangvolumen den besten Ort für eine optimale Schutzwirkung errechnet. Das herkömmliche Blitzkugelverfahren, das zur Berechnung mit fixen Blitzdistanzen arbeitet, werde dadurch deutlich verfeinert.Bosch spielt mit der innovativen Anlage die Rolle eines Vorreiters in Deutschland, während im gewitterträchtigen Klima Südostasiens derartige Blitzschutzsysteme schon seit geraumer Zeit im Einsatz sind. An einem Kommunikationsturm in der Nähe von Bandung auf West-Java etwa wurden innerhalb von drei Jahren 56 Blitzschläge ohne Folgeschäden abgefangen. Neben der höheren Schutzwirkung profitiert der Automobilzulieferer in Stuttgart aber auch von anderen Vorteilen der Umrüstung. So habe sich dadurch eine spürbare Ersparnis an Kosten und Wartungszeit ergeben. Ausschlaggebend dafür sei, dass System 3000 nur mit einem Ableiter arbeitet, wodurch sich die Zeit für die Kontrolle der Blitzschutzinstallation deutlich verkürze.
Weil diese Technik anders ist als in Deutschland üblich, gilt die Anlage als Pilotprojekt. In Fragen der Sicherheit und Funktionalität wird Bosch dabei vom TÜV Süd begleitet.
Erschienen in Elektronik Praxis Leistungselektronik, Stromversorgungen und Power-Management – Februar 2009