DE102005024222B4 - Discharge device for external lightning protection - Google Patents
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Abstract
Ableiteinrichtung für den äußeren Blitzschutz, umfassend einen metallischen Leiter, welcher an der Außenseite, der Fassade und/oder in der Wand von baulichen Einrichtungen oder dergleichen Objekten eine Verbindung von einer Blitzfangeinheit zur Erde herstellt, wobei der metallische Leiter im berührungsgefährdeten Bereich mit einer hochspannungsfesten Isolationsumhüllung oder -beschichtung umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der Blitzfangeinheit ein Übergangs- oder Anschlußabschnitt vorgesehen ist, welcher von einer leitfähigen Kappe gebildet ist, die einerseits mit dem metallischen Leiter in Verbindung steht und andererseits einen Feldstärke-Übergangsbereich zwischen der Isolationsumhüllung und dem metallischen Leiter realisiert.diverter for external lightning protection, comprising a metallic conductor which on the outside, the facade and / or in the wall of structural facilities or Like objects a connection from a lightning capture unit to the earth, wherein the metallic conductor in contact hazard Area with a high voltage resistant insulation sheathing or Coating is surrounded, characterized in that in the direction the lightning unit is a transitional or connection section is provided, which is formed by a conductive cap, the on the one hand with the metallic conductor in communication and on the other a field strength transition area between the insulation sheath and realized the metallic conductor.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ableiteinrichtung für den äußeren Blitzschutz, umfassend einen metallischen Leiter, welcher an der Außenseite, der Fassade und/oder in der Wand von baulichen Einrichtungen oder dergleichen Objekten eine Verbindung von einer Blitzfangeinheit zur Erde herstellt, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a discharge device for external lightning protection, comprising a metallic ladder, which on the outside, the facade and / or in the wall of construction facilities or similar objects makes a connection from a lightning unit to earth, according to the preamble of claim 1
Es ist bekannt, dass die bei Blitzeinschlag in ein Gebäude in der Umgebung dieser baulichen Anlage auftretenden Schritt- und Berührungsspannungen bei Personen, die sich in diesem Bereich aufhalten, zu einer lebensbedrohlichen Gefährdung führen. In den einschlägigen Normen des äußeren Blitzschutzes sind Maßnahmen aufgeführt, wie dieser Bedrohung begegnet werden kann. Beispielsweise ist dafür Sorge zu tragen, dass in der Umgebung von Ableiteinrichtungen dort, wo Personen mit dieser Ableiteinrichtung in Berührung kommen können, im Bodenbereich spezielle Bitumenschichten aufzubringen sind, die für eine notwendige Isolation gegen Erde Sorge tragen. Derartige Maßnahmen führen jedoch nur dann zum erwünschten Effekt, wenn auch gleichzeitig ein Niederschlag von Feuchte wirksam verhindert wird, was bei öffentlichen Anlagen an der Außenseite von Gebäuden im Regelfall nicht ohne weiteres realisiert werden kann.It is known to be the case of lightning strike in a building in the Surrounding this structural system occurring step and touch voltages Persons living in this area become life-threatening endangering to lead. In the relevant Standards of external lightning protection are measures lists how this threat can be countered. For example, worry about that to carry that in the vicinity of discharge devices where, Persons can come into contact with this discharge device in the Floor area special bitumen layers are applied, which are necessary for a Isolation against earth care. However, such measures only lead to the desired Effect, although at the same time a precipitation of moisture effective what is prevented in public Facilities on the outside of buildings As a rule, can not be realized easily.
Bei Einschlag eines Blitzes tritt der Strom von der Erdung in das Erdreich über und es entsteht in der Erde ein Potentialtrichter. Steht eine Person nahe an der Ableitung, dass sie sie berühren könnte, dann liegt beim Einschlag zwischen dem Standort und der Ableitung eine Potentialdifferenz, d.h. die Berührungsspannung. Berührt eine Person die im Handbereich befindliche Ableitung, so kann es zu einem Stromfluss kommen. Überschreitet der durch diese Spannung verursachte Strom durch den Körper bzw. die dabei umgesetzte Energie einen bestimmten Wert, kann die Person, wie oben erwähnt, Schaden erleiden. Eine weitere Gefährdung kann durch die Schrittspannung, deren Ursache ebenfalls in der Potentialdifferenz begründet liegt, herrühren.at When a lightning strike occurs, the current passes from ground to ground it creates a potential funnel in the earth. Is a person close at the derivation, that she could touch her, then lies with the impact between the location and the derivative a potential difference, i.e. the contact voltage. Touched a person's derivation in the hand area, so it may come to a current flow. exceeds the current caused by this voltage through the body or the energy converted thereby has a certain value, the person, as mentioned above, damage suffer. Another danger can be due to the step voltage whose cause is also in the potential difference justified lies, come.
Neben der Möglichkeit des Aufbringens einer Schicht mit einem hohen Widerstand auf den begehbaren Flächen gemäß geltender Blitzschutznorm z.B. DIN VDE V 0185-3, besteht auch die Möglichkeit der Verbesserung der Form der Erdungsanlage, indem Ringerder im geringen Abstand angeordnet werden, wodurch die Potentialdifferenz zwischen Standfläche und Ableitung reduziert ist. Das nachträgliche Einbringen von Ringerdern ist jedoch ebenso kostenaufwendig, wie das Aufbringen einer Schicht mit einem hohen Widerstand auf den begangenen Flächen (siehe Trommer, Wolfgang: Blitzschutzanlagen: Planen, Bauen, Prüfen; 2. Auflage; Köln, R. Müller 1997).Next The possibility applying a high resistance layer to the walk-in areas according to applicable Lightning protection standard e.g. DIN VDE V 0185-3, there is also the possibility Improving the shape of the earthing system by using ringers in the small distance, causing the potential difference between floor space and Derivative is reduced. The subsequent introduction of wrestlers however, is as costly as applying a layer with a high resistance on the committed areas (see Trommer, Wolfgang: Lightning Protection Systems: Planning, Building, Testing; 2nd Edition; Cologne, R. Müller 1997).
Die Gefahr durch die Berührungsspannung kann auch dadurch gesenkt werden, dass eine Isolierung auf der Ableitung im denkbaren Griffbereich aufgebracht wird. Eine solche Isolation konnte sich allerdings nicht durchsetzen, da aufgrund der Feldstärken, die an der Isolationsumhüllung auftreten, die Gefahr der Zerstörung der z.B. aus einem Polyethylen bestehenden Isolationsumhüllung gegeben ist. Um dennoch einen verbesserten Schutz zu erreichen, wenn z.B. bei Regen viele Personen sich in der Nähe einer Ableiteinrichtung aufhalten, ist die Anbringung einer Potentialsteuerung möglich, wobei hierfür mehrere Maschen der Erdungsanlage im zu schützenden Bereich in abgestufter Tiefe angeordnet werden. Eine solche Ausbildung erfordert ein nachträgliches Aufgraben und zieht damit erhöhte Kosten nach sich.The Danger from the contact voltage can also be lowered by having an insulation on the drain is applied in the conceivable grip area. Such isolation However, could not prevail because due to the field strengths, the at the isolation cladding occur, the danger of destruction the e.g. made of a polyethylene insulation sheath is. Nevertheless, to achieve improved protection when e.g. in the rain, many people are near a discharge device stopping, the attachment of a potential control is possible, wherein several for this Mesh of the earthing system in the area to be protected in graded Depth can be arranged. Such training requires an afterthought Dig up and raise with it Costs after themselves.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Ableiteinrichtung für den äußeren Blitzschutz, umfassend einen metallischen Leiter, welcher an der Außenseite von baulichen Einrichtungen eine Verbindung zu einer Blitzfangeinheit zur Erde herstellt, derart weiterzubilden, dass in den berührungsgefährdeten Bereichen auch dann die Gefahr einer Bedrohung für Personen ausgeschlossen ist, wenn diese sich bei Blitzeinschlag in unmittelbarer Nähe der Ableiteinrichtung befinden oder mit dieser sogar in einem körperlichen Kontakt stehen.Out The above, it is therefore an object of the invention, a further developed Discharge device for the external lightning protection, comprising a metallic conductor which on the outside of building facilities connect to a lightning unit produces to the earth, educate in such a way that in the risk of contact Areas even then the risk of a threat to persons is excluded, if they are in the immediate vicinity of the discharge device during lightning strikes or with this even in physical contact stand.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Ableiteinrichtung gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The solution The object of the invention is achieved with a discharge device according to the feature combination according to claim 1, wherein the dependent claims at least expedient embodiments and represent further education.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt demnach darin, dass der metallische blitzstromführende Leiter im berührungsgefährdeten Bereich mit einer hochspannungsfesten Isolationsumhüllung oder Isolationsbeschichtung umgeben ist, wobei in Richtung der Blitzfangeinheit ein Übergangs- oder Abschlußabschnitt vorgesehen ist.Of the The basic idea of the invention is therefore that the metallic lightning-current-carrying conductor in danger of contact Area with a high voltage resistant insulation sheathing or Insulation coating is surrounded, taking in the direction of the flash unit a transitional or conclusion section is provided.
Dieser Übergangs- oder Abschlußabschnitt wird erfindungsgemäß von einer leitfähigen Kappe gebildet, die einerseits mit dem metallischen Leiter in Verbindung steht und welche andererseits einen Feldstärke-Übergangsbereich zwischen der Isolationsumhüllung und dem metallischen Leiter realisiert.This transitional or conclusion section according to the invention of a conductive Cap formed on the one hand with the metallic conductor and which on the other hand, a field strength transition region between the insulation enclosure and realized the metallic conductor.
Weiterhin erfüllt die Kappe die Zusatzfunktion, den Raum zwischen dem metallischen Leiter und der Isolationsumhüllung abdichtend zu verschließen, so dass das Eindringen von Feuchtigkeit in den Zwischenraum verhinderbar ist.Furthermore, the cap fulfills the additional function to sealingly close the space between the metallic conductor and the insulation sheath, so that the penetration of moisture into the Zwi space is preventable.
Die Kappe kann z.B. eine Hut-, Kegel- oder Pyramidenform aufweisen.The Cap can e.g. have a hat, cone or pyramid shape.
Im Übergangsbereich zwischen dem metallischen Leiter und der Isolationsumhüllung umschließt die Kappe diesen kragenförmig.In the transition area between the metallic conductor and the insulation sheath encloses the cap this collar-shaped.
Um die Feldstärke am Ende des metallischen Leiters am Übergang auf den Isolierstoff zu minimieren, springt die Kappe an ihrem zur Erdung weisenden Ende in das Kappeninnere zurück und nähert sich in diesem Bereich der Isolationsumhüllung. Diese Näherung kann bevorzugt kontinuierlich unter vorgegebenen Radien oder Winkeln erfolgen.Around the field strength at the end of the metallic conductor at the transition to the insulating material To minimize, the cap jumps at its grounding end back into the cap interior and approaching in this area of the insulation envelope. This approximation can preferably continuously under predetermined radii or angles respectively.
Im Rücksprungbereich ist die Kappe oder der Kappenrand von der Isolationsumhüllung beabstandet, so dass sich hier durch diesen sich so darstellenden Rücksprungbereich gleichzeitig ein Feuchteschutz ergibt.in the Return area the cap or cap edge is spaced from the insulation sheath, so that here by this so performing return area at the same time provides moisture protection.
Im Abstand zur leitfähigen Kappe sind in Ausgestaltung der Erfindung auf der Isolationsumhüllung weitere, schirmartige Gebilde als Feuchteschutz angeordnet, so dass auf der Isolationsumhüllung im z.B. Niederschlagsfall Trockenstrecken, welche nicht leitfähig sind, verbleiben.in the Distance to the conductive Cap are in an embodiment of the invention on the insulation sheath further, umbrella-like structures arranged as moisture protection, so that on the insulation enclosure in the e.g. Precipitation case dry sections, which are not conductive, remain.
Die schirmartigen Gebilde können ausgestaltend aus einem Halbschalenprofil bestehen und paarweise kraftschlüssig oder formschlüssig, rastend oder klemmend auf der Isolationsumhüllung befestigt werden.The umbrella-like structures can ausgestaltend consist of a half-shell profile and in pairs force fit or positively, be latched or clamped on the insulation sheath attached.
Zur Optimierung der Isolationseigenschaften und zum Zweck des Abweisens von Feuchte kann die Isolationsumhüllung z.B. eine Silikon-Außenbeschichtung besitzen oder grundsätzlich aus einem Silikonmaterial bestehen.to Optimization of the insulation properties and for the purpose of rejection of moisture, the insulation sheath may e.g. a silicone outer coating own or basically consist of a silicone material.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn die schirmartigen Gebilde aus einem Silikon-Kunststoffmaterial bestehen oder eine Silikonbeschichtung aufweisen.As well It is advantageous if the umbrella-like structures made of a silicone-plastic material or have a silicone coating.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Möglichkeit, die Isolationsumhüllung aus einem aufgesteckten oder aufgeschobenen Isolationsrohr zu fertigen.In Another embodiment of the invention, it is possible the isolation cladding to manufacture from an attached or deferred insulation tube.
Dieses Isolationsrohr kann aus Halbschalen bestehen, welche im jeweiligen Verbindungsbereich einen Überlappungsabschnitt oder dergleichen zur Kriechwegverlängerung aufweisen.This Insulation tube may consist of half-shells, which in the respective Connection area an overlap section or the like for Kriechwegverlängerung have.
Bevorzugt besitzt der metallische Leiter im Vergleich zu üblichen Blitzstromableitern einen größeren Durchmesser zur Reduktion der Feldstärke, wobei der Abschnitt dieses größeren Durchmessers sich mindestens über den berührungsgefährdeten Bereich der Verlegung der Ableiteinrichtung erstreckt.Prefers has the metallic conductor compared to conventional lightning arresters a larger diameter for reducing the field strength, wherein the section of this larger diameter itself at least over the area at risk of contact the laying of the discharge device extends.
Alles in allem gelingt es mit der Erfindung, eine hochspannungsfeste Leiteranordnung zu realisieren, welche an einem Ende mit einer speziellen metallenen Anschlußeinheit versehen ist. Das sich so darstellende hochspannungsfeste Kabel besteht aus einem Innenleiter, dessen Querschnitt entsprechend der abzuleitenden Blitzstoßströme dimensioniert ist. Dieser Innenleiter ist von der beschriebenen Isolationsumhüllung geeigneter dielektrischer Festigkeit umgeben.Everything In all, it is possible with the invention, a high voltage resistant conductor arrangement to realize which at one end with a special metal access unit is provided. The so performing high voltage resistant cable consists of an inner conductor whose cross section corresponds to the dimensioned lightning surge currents to be derived is. This inner conductor is more suitable from the insulation sheath described surrounded by dielectric strength.
Zweck der Anschlußeinheit ist es, mittels entsprechend konstruktiver Gestaltung über vorgegebene Radien die Feldstärke am Ende des Metallteils am Übergang auf den Isolierstoff zu minimieren, und zwar mit Blick auf den sogenannten Zwickeleffekt. Weiterhin dient die Anschlußeinheit dazu, einen wasserdichten Abschluß im oberen Teil des Kabels, respektive der Ableiteinrichtung zu erreichen, so dass keine Feuchtigkeit in das Kabelinnere, insbesondere in den Zwischenraum zwischen dem elektrischen Leiter und der Isolierung eindringen kann.purpose the connection unit it is, by means of appropriate structural design over predetermined Radii the field strength at the end of the metal part at the transition to minimize the insulating material, with a view to the so-called Zwickel effect. Furthermore, the terminal unit serves to provide a watertight Completion in to reach the upper part of the cable, respectively the discharge device, so that no moisture in the cable interior, especially in the Gap between the electrical conductor and the insulation can penetrate.
Bezüglich der zu schaffenden trockenen Bereiche an der Ableiteinrichtung können die vorerwähnten Schirme nicht nur mechanisch aufmontiert, sondern auch über eine Schrumpfverbindung fixiert werden.Regarding the can be created to dry areas on the discharge, the aforementioned Umbrellas not only mounted mechanically, but also over one Shrink connection can be fixed.
Alternativ könnte ein metallischer Rundleiter, welcher die eigentliche Ableiteinrichtung bildet, in Verbindung mit einer entsprechenden Luftisolierung Einsatz finden, wobei über geeignete Maßnahmen, z.B. eine Abschrankung, ein Sicherheitsabstand gewährleistet wird.alternative could a metallic round conductor, which is the actual discharge device forms, in conjunction with a corresponding air insulation use find, over appropriate measures, e.g. a barrier, a safety distance is guaranteed.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Figuren näher erläutert werden.The Invention will be explained below with reference to figures.
Hierbei zeigen:in this connection demonstrate:
Gemäß Ausführungsbeispiel
der Erfindung besteht die Ableiteinrichtung aus einem metallischen Innenleiter
Dieser
metallische Innenleiter
An
einem in Blitzfangrichtung orientierten Ende ist eine Übergangs-
oder Anschlußeinheit
Diese
Anschlußeinheit
Im
geeigneten Abstand A besteht ausgestaltend die Möglichkeit, weitere schirmförmige Gebilde
Die schirmartigen Gebilde können z.B. durch Aufschrumpfen oder aber auch durch mechanische Mittel befestigt werden, wobei hier sowohl kraftschlüssige Verbindungen als auch eine Verbindung durch Formschluß denkbar ist.The umbrella-like structures can e.g. by shrinking or by mechanical means be attached, in which case both positive connections and a connection by positive engagement conceivable is.
Sowohl
die Außenschicht
des Isolierstoffs
Bei
der weiteren Ausführungsform
der Ableiteinrichtung gemäß den Figuren,
rechter Bildteil, wird von einem Rundleiter
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