Hallo,
mich würde interessieren, ob es eurer Meinung nach Technisch möglich
wäre einen "Perfekten" Blitzschutz zu bauen. Gemeint ist damit zB eine
Bus Leitung ( aus kupfer ) in die direkt ein Blitz einschlägt, ohne die
daran angeschlossene Elektronik zu beschädigen ( oder nur minimal zu
beschädigen ).
Mir ist klar, das solche Fragen öfter auftauchen, nur hat meine Suche
ergeben, das die meisten Leute es einfach als unsinnig abtun und die
Frage nicht wirklich beantwortet wird.
Um es auch gleich mal vorweg zu nehmen: Ich habe nicht vor so etwas zu
Bauen, ich Frage nur, wie es grundsätzlich möglich wäre, bzw. ob das
irgendwo auf der Welt schon einmal realisiert wurde. Diese Frage basiert
nur auf neugierde. Ich versuche hier außerdem nicht zwingend "fertige"
Schaltpläne zu bekommen, wichtig wären Ansätze oder Möglichkeiten bei
denen man durch enormen Aufwand soetwas realisieren könnte.
Bedingung: direkt Verbundenes Kabel(Daten + Stromleitung) ( Galvanische
Trennung erlaubt, jedoch keine vorschläge wie "nimm ein 1km
glasfaserkabel", da die Stromversorgung über das selbe Kabel realisiert
sein sollte ). Gerät kann nach Blitzeinschlag defekt sein, jedoch nur im
kleinen Stil (sicherung durchgebrannt, etc) - Es sollte also weniger
Aufwand sein die einzelnen beschädigten Komponenten zu tauschen, als das
komplette Gerät.
Im Europapark steht ein Tower in den oft der Blitz einschlägt.
Der Blitzschutz dort wurde mal erklärt.
Man realisiert das, indem man in mehreren Stufen die Energie
verkleinert.
Es geht also nicht mit einem elektrischen Schutzbauteil.
Ich hab mal gesehen, wie bei einem relativ nahen Blitzeinschlag im Haus
von einem Bekannten sämtliche Steckdosen aus der Wand gesprungen sind,
die Unterputz-Leitungen auf der Tapete sichtbar waren, alle elektrischen
Geräte im Haus defekt waren (egal ob angeschlossen oder nicht). Selbst
ein ausgeschaltetes Schnurlostelefon auf dem Wohnzimmertisch war kaputt.
Da glaube ich kaum, daß man eine Busleitung vor einem Direkteinschlag
schützen kann... Zumindest nicht mit vertretbarem Aufwand.
Erstaml Danke für die schelle Reaktion.
Mir ist schon Klar, was so ein Blitz alles anrichtet, daher habe ich die
Frage ja auch absichtlich so Vorsichtig wie möglich gestellt.
npn schrieb:> Da glaube ich kaum, daß man eine Busleitung vor einem Direkteinschlag> schützen kann... Zumindest nicht mit vertretbarem Aufwand.
Ist mir schon klar, aber genau deshalb interessiert es mich ;)
Alleine schon die entstehenden Magnetfelder, Funkenüberschläge, HF ,....
Machen das alles ziemlich aussichtslos.
zoll schrieb:> Es geht also nicht mit einem elektrischen Schutzbauteil.
Habe ich auch nicht gefordert. Besagtes Theoretisches Gerät darf auch
gerne so groß wie ein Haus sein und aus Millionen von Komponenten
bestehen.... Darum gehts hier ja nicht
zoll schrieb:> Im Europapark steht ein Tower in den oft der Blitz einschlägt.> Der Blitzschutz dort wurde mal erklärt.> Man realisiert das, indem man in mehreren Stufen die Energie> verkleinert.
Ist zwar keine direkte Lösung des Problems, auf jeden Fall aber
interessant, werde mal schaun ob ich mehr dazu Finde...
Kevin schrieb:> ...Gemeint ist damit zB eine> Bus Leitung ( aus kupfer ) in die direkt ein Blitz einschlägt, ohne die> daran angeschlossene Elektronik zu beschädigen ( oder nur minimal zu> beschädigen ).
Bei einem direkten Blitzeinschlag in eine "normale" Feldbus-Leitung geht
deine Leitung in heissen Metallstaub über. Also von daher wäre der
Sensor das geringste Problem, sondern eher der ev. ausgelöste Brand
durch die Leitung.
Ein guter Blitzschutz fängt damit an, zu verhindern, dass in die Leitung
direkt vom Blitz getroffen werden könnte. Erst danach könnte man über
die restlichen Komponenten reden.
Und ja, galvanische Trennung mit Glasfaser und separater/lokaler
Stromversorgung (z.B. mit gut geerdeten Trafos als Trennung) sind eine
mögliche Lösung.
@ Kevin (Gast)
>Habe ich auch nicht gefordert. Besagtes Theoretisches Gerät darf auch>gerne so groß wie ein Haus sein und aus Millionen von Komponenten>bestehen.... Darum gehts hier ja nicht
Klar, eine Metallbox mit einem Ersatzgerät ;-)
>> Man realisiert das, indem man in mehreren Stufen die Energie>> verkleinert.>Ist zwar keine direkte Lösung des Problems, auf jeden Fall aber>interessant, werde mal schaun ob ich mehr dazu Finde...
Naja, der klassische Ansatz für Geräte ist, erstmal einen Gasableiter
einzusetzen, der bei ausreichend Überspannung zündet und die Leitung
kurzschließt. Der kann viele, viele kA ableiten, ist aber etwas langsam,
so 0,1-1µs. Also braucht man noch eine HF- und HV- feste Längsdrossel,
welche den Spannungsanstieg für 1-2µs abfängt, solange der Gasableiter
noch nicht gezündet hat. Hinter der Drossel kommt dann eine schnelle,
aber deutlich schwächere Suppressordiode, welche die Anfangsenergie
abfängt. Dann kommt das Problem des hohen Stoßstroms und gepulsten
Magnetfelds, Da braucht man HF-dichte Gehäuse. Dann kommt das Problem
der lokalen Potentialanhebung, da muss man sehen, wie man das hinkriegt,
dass andere Zuleitungen das mit machen. Und. Und. Und. Alles nicht ganz
einfach.
Kevin schrieb:> Habe ich auch nicht gefordert. Besagtes Theoretisches Gerät darf auch> gerne so groß wie ein Haus sein und aus Millionen von Komponenten> bestehen.... Darum gehts hier ja nicht
Na dann mal meine naiven Ansätze (hab mit hohen Leistungen sonst nichts
am Hut):
1.Der Regelungtechniker:
Regelbare Last, die bei leichter bis starker (Blitz) Überspannung alles
Überflüssige auffrisst...
2.Brecheisenmethode:
Theoretisch könnte man einen Kupferblock auf Erdpotential so nahe an die
Leitung heranbringen, dass bei 230V gerade noch kein Überschlag
stattfindet (In einem Gas bei definierter Temperatur etc.). Alles
darüber wird per Lichtbogen gen Erde geschickt.
3.Steampunk-Variante:
Man nehme eine handelsübliche Heizspirale, erhitze damit Wasserdampf und
schicke den durch eine Dampfmaschine, die dann wieder einen Dynamo
antreibt.
Da die Spannung auf die Dampfmaschine (i.d.R. aus Metall) überschlagen
könnte, benutzen wir zwischen Dynamo und Dampfmaschine eine passend
lange, Isolierende Welle (Steampunkmäßig aus Stilechtem Eichenholz).
HF-Werkler schrieb:> Ein guter Blitzschutz fängt damit an, zu verhindern, dass in die Leitung> direkt vom Blitz getroffen werden könnte. Erst danach könnte man über> die restlichen Komponenten reden.
Stimmt leider Auffallend ;)
Gut, das Beispiel ist nicht optimal gewählt, aber darum ging es mir auch
nicht, ich wollte damit nur eine Art "Worst Case" beschreiben. Bitte
diese "Fehler" aber zu ignorieren, da es mir hauptsächlich darum geht,
das an einem Anschluss ( Sei es nun eine Klemme, ein 20000000m²
Kupferdraht oder Sontiges ) des Gerätes wirklich der Blitz ins Gerät
kommt. ( Was jetzt auch nicht heißen soll, dass das besagte Gerät nicht
aus vielen Schichten - quasi ein geschirmtes Gerät im Gerät im Gerät
.... - bestehen könnte ) Die Busleitung ist nur deshalb als Beispiel
gewählt, um es schwerer zu machen ( es sollen auch noch Daten darüber
gehen - von mir aus auch nicht schnell ).
Es geht hierbei nochmal klar gesagt um einen direkten Einschlag in das
Gerät über einen Anschluss
"Vielleicht hat ja jemand Versucht den Blitzableiter an Pin5 unseres
theoretischen Gerätes anzuschließen, anstatt an der Erdung?" ;)
@ Falk Brunner (falk):
Die klassische Methode ist mir durchaus geläufig, aber irgendwie habe
ich bedenken, dass ein Gasableiter dem direkten Einschlag standhält...
Vielleicht in mehreren Stufen? Mit hoher Distanz der "Sicheren" zur
"Unsicheren" Seite? Außerdem müssten die gigantisch groß sein und quasi
den Gesamten Blitz gegen Masse leiten ohne das andere Überschläge die
"Sichere" Seite der Schaltung erreichen. Selbst wenn das gehen würde,
hätten wir durch die Leitung immer noch enorm starke Strahlungsfelder
aller Art
dfgh schrieb:> 2.Brecheisenmethode:> Theoretisch könnte man einen Kupferblock auf Erdpotential so nahe an die> Leitung heranbringen, dass bei 230V gerade noch kein Überschlag> stattfindet (In einem Gas bei definierter Temperatur etc.). Alles> darüber wird per Lichtbogen gen Erde geschickt.
So eine ähnlich Idee hatte ich als 1. Stufe nach dem Eingang selbst
schon ( quasi dem Blitz den Kupferblock einfach schmackhaft machen ).
Sollte es gelingen, wäre der Blitz schonmal geschwächt was ein Schritt
in die richtige Richtung wäre. Allerdings geht trotz allem sicherlich
viel zu viel an Leistung weiter
dfgh schrieb:> 3.Steampunk-Variante:> Man nehme eine handelsübliche Heizspirale, erhitze damit Wasserdampf und> schicke den durch eine Dampfmaschine, die dann wieder einen Dynamo> antreibt.> Da die Spannung auf die Dampfmaschine (i.d.R. aus Metall) überschlagen> könnte, benutzen wir zwischen Dynamo und Dampfmaschine eine passend> lange, Isolierende Welle (Steampunkmäßig aus Stilechtem Eichenholz).
Würde jedenfalls genial aussehen ^^
Allerdings habe ich solche Ansätze versucht zu unterbinden
Aussage bzgl: Nicht 1km Glasfaserkabel dran hängen ;)
Bevor sowas kommt: Ich will auch keine gigantische Lampe + Solarzelle
Würde gehen, zur Stron sowie zur Datenübertragung aber währe doch
irgendwie gemogelt ;)
@Kevin (Gast)
>Die klassische Methode ist mir durchaus geläufig, aber irgendwie habe>ich bedenken, dass ein Gasableiter dem direkten Einschlag standhält...
hast du so ein Ding schon mal in der Hand gehabt? Hast du mal einen
"kleinen" Blitz erzeugt und dort drausgeschossen? Wenn gleich so ein
Blitzeinschalg alles andere als lustig ist, und der Krach, das Licht und
auch die sichtbare Zerstörung manchmal echt übel sind, ist sowas in
gewissen Grenzen beherrschbar.
>Vielleicht in mehreren Stufen? Mit hoher Distanz der "Sicheren" zur>"Unsicheren" Seite?
Hab ich das nicht beschrieben?
>Außerdem müssten die gigantisch groß sein und quasi>den Gesamten Blitz gegen Masse leiten ohne das andere Überschläge die>"Sichere" Seite der Schaltung erreichen.
Was ist für dich gigantisch groß? Ich hab in der 4ma einen Gasableiter
liegen, ca. 30mm Durchmesser, 10mm hoch. Der überlebt mehrfach einen
Prüfblitz mit 150kA (ja, KILOAmpere).
> Selbst wenn das gehen würde,>hätten wir durch die Leitung immer noch enorm starke Strahlungsfelder>aller Art
Sicher. Dagegen helfen aber Blechbüchsen. Zum Glück ist der Blitz
einigermassen hochfrequent, da reicht wahrscheinlich eine doppelte
Schirmung.
>> Theoretisch könnte man einen Kupferblock auf Erdpotential so nahe an die>> Leitung heranbringen, dass bei 230V gerade noch kein Überschlag>> stattfindet (In einem Gas bei definierter Temperatur etc.). Alles>> darüber wird per Lichtbogen gen Erde geschickt.
Das IST ein Gasableiter.
Falk Brunner schrieb:> hast du so ein Ding schon mal in der Hand gehabt? Hast du mal einen> "kleinen" Blitz erzeugt und dort drausgeschossen? Wenn gleich so ein> Blitzeinschalg alles andere als lustig ist, und der Krach, das Licht und> auch die sichtbare Zerstörung manchmal echt übel sind, ist sowas in> gewissen Grenzen beherrschbar.
Ja schon, allerdings meiner Meinung nach in kleiner Form. Hatte jedoch
noch nie die Gelegenheit einen Testlauf mit einem doch relativ starken,
von dir später erwähnten, Prüfblitz zu machen.
Falk Brunner schrieb:> Hab ich das nicht beschrieben?
Mehr oder weniger, ja. Habe ja auch nur aus einer Summe von Kommentaren
Zusammengefasst wie ich mir das nun vorstellen könnte.
Falk Brunner schrieb:> Was ist für dich gigantisch groß? Ich hab in der 4ma einen Gasableiter> liegen, ca. 30mm Durchmesser, 10mm hoch. Der überlebt mehrfach einen> Prüfblitz mit 150kA (ja, KILOAmpere).
Ist in meinen Augen groß, jedoch nicht so groß wie ich erwartet hätte. (
Da benötigt man noch keine 2 Mann zum Tragen ;) )
Falk Brunner schrieb:> Das IST ein Gasableiter.
Ja, aber da hab ich mir doch etwas größeres als "ca. 30mm Durchmesser,
10mm hoch" erwartet und bin somit auf diese Eigenkonstruktion
eingegangen. Quasi ein Gasableiter fürs ganz grobe.
Wie gesagt, ich schreibe ja darüber weil ich selbst noch nie mit
irgendwas über 400V, mit ein paar Ampere, selber zu tun hatte, also sind
meine Annahmen, wenn ich etwas Annehme, eben auch nur Annahmen ;)
Falk Brunner schrieb:> Sicher. Dagegen helfen aber Blechbüchsen. Zum Glück ist der Blitz> einigermassen hochfrequent, da reicht wahrscheinlich eine doppelte> Schirmung.
Klar, habe nun aber eher an das Kabel vom Gasableiter zu der Blechbüchse
gedacht. Wie siehts denn dort aus? So "nahe" an einem Blitz hätte ich
doch zumindest mit hoher Induktion in der Leitung gerechnet. Ich nehme
jetzt aber mal an, das wäre mit 2. Gasableiter und Suprossordiode kurz
vor dem Eingang in die Blechbüchse machbar? Dann vielleicht noch eine
noch feinere Filterung in der Büchse?
Ja, das hat nun auch wieder den Ansatz mit den mehreren Stufen drinnen,
ich versuche nur alles Zusammenzuführen, also bitte nicht daran
aufhängen. Würde mich aber interessieren ob das im groben dann so
machbar ist.
@ Falk Brunner (falk):
Sind wie gesagt alles Überlegungen, mich würde also deine Meinung dazu
schon interessieren, besonders da es scheint als hättest du mit
Ähnlichem zu tun gehabt.
@ Kevin (Gast)
>noch nie die Gelegenheit einen Testlauf mit einem doch relativ starken,>von dir später erwähnten, Prüfblitz zu machen.
Dann geh mal in das nächstgelegene HV-Labor einer Uni und lass die Jungs
mal den Stoßgenerator anschmeißen. Sowas hier z.B.
http://de.wikipedia.org/wiki/Marx-Generator>irgendwas über 400V, mit ein paar Ampere, selber zu tun hatte, also sind>meine Annahmen, wenn ich etwas Annehme, eben auch nur Annahmen ;)
Also näher an Science Fiction als Wissen.
>Klar, habe nun aber eher an das Kabel vom Gasableiter zu der Blechbüchse>gedacht. Wie siehts denn dort aus?
Dort wird es schon etwas entspannter, eben durch die Spule. Aber die
muss HF UND HV fest sein, DAS wird groß! Wahrscheinlich ne Luftspule mit
1m Länge und mehr, das Ganze auch vergossen.
>jetzt aber mal an, das wäre mit 2. Gasableiter und Suprossordiode kurz>vor dem Eingang in die Blechbüchse machbar? Dann vielleicht noch eine>noch feinere Filterung in der Büchse?
Vielleicht.
>Sind wie gesagt alles Überlegungen, mich würde also deine Meinung dazu>schon interessieren, besonders da es scheint als hättest du mit>Ähnlichem zu tun gehabt.
Naja, nur sehr wenig. Ich bin kein Blitzschutz oder HV Experte.
Ungesundes Halbwissen halt ;-)
Kevin schrieb:> Bedingung: direkt Verbundenes Kabel(Daten + Stromleitung) ( Galvanische> Trennung erlaubt, jedoch keine vorschläge wie "nimm ein 1km> glasfaserkabel", da die Stromversorgung über das selbe Kabel realisiert> sein sollte ).
Power over Fiber?
Kevin schrieb:
"Kevin" und
> Hallo,> mich würde interessieren, ob es eurer Meinung nach Technisch möglich> wäre...
"Noch Fragen Kienzle?
Nein , Hausser"
Die besten Antworten zur Fragestellung gibt es im Forum "wer weiss was".
@ MaWin (Gast):
Danke mal für den Link, wollte ich mir sowieso mal genauer ansehen ;)
Falk Brunner schrieb:> Also näher an Science Fiction als Wissen.
Vielleicht - Da lese ich aber doch lieber ein gutes Science Fiction
Buch.
... Oder gleich was über Blitze
Basics schrieb:> Die besten Antworten zur Fragestellung gibt es im Forum "wer weiss was".
Ja, wenn ich solche Antworten erwarten würde ^^
Allerdings war meine Frage denke ich durchaus Sinnvoll ( wenn auch ohne
praktischen nutzen ), da ich ja was lernen will und besagter Punkt hatt
mich einfach interessiert. Aber es gibt in diesem Forum leider immer ein
paar Trolle, die man ordentlich füttern muss also:
"Na dann, guten Abend!"
Zum einen, die Fragestellung ist völliger Humbug, da der Kontext fehlt
und zu Spekulationen aufgerufen wird.
Zum anderen Falk Brunner der alte Funker hat mal wieder recht.
Man kann das ganze einmal im Kontext einer Hausinstallation sehen.
Hierbei kann man zwei Bereiche unterscheiden.
A.) Blitzschutz durch korrekte Installation und Erdung von
Blitzableitern
B.) Überspannungsschutz, in der Hausverteilung.
Hier hilft es mal bei der VDE vorbei zu schauen.
http://www.vde.com/de/Ausschuesse/Blitzschutz/vorblitzenschuetzen/Seiten/default.aspx
oder
http://www.vde.com/de/Ausschuesse/Blitzschutz/Publ/Fkr/Seiten/05-UeSG-Einsatz.aspx
Zuständig ist übrigens die VDE 0675-6-11.
Hier erfährt man dann auch, das Überspannungsschutzgeräte in
verschiedene Typen aufgeteilt werden und wie ein korrekter und
wirkungsvoller Überspannungsschutz in Niederspannungsanlagen ausschaut.
Der Überspannungsschutz aus dem Baumarkt für die Steckdose gehört
übrigens zum Typ NUTZTNIX.
Weiterhin ein spannendes WE
Marek Walther schrieb:> Der Überspannungsschutz aus dem Baumarkt für die Steckdose gehört> übrigens zum Typ NUTZTNIX.
WENN der Blitzableiter glüht, wird natürlich auch der Feinschutz in 1
Meter Entfernung wenig helfen. Er ist jedoch von jeder Putzfrau
SCHNELLER auszutauschen als ein spezieller, kaputter Gasableiter
irgendwo im Gerät. Daher ist es durchaus zu überlegen, ob man weiter
entfernte Geräte damit etwas schützen kann.
oszi40 schrieb:> Marek Walther schrieb:>> Der Überspannungsschutz aus dem Baumarkt für die Steckdose gehört>> übrigens zum Typ NUTZTNIX.>> WENN der Blitzableiter glüht, wird natürlich auch der Feinschutz in 1> Meter Entfernung wenig helfen. Er ist jedoch von jeder Putzfrau> SCHNELLER auszutauschen als ein spezieller, kaputter Gasableiter> irgendwo im Gerät. Daher ist es durchaus zu überlegen, ob man weiter> entfernte Geräte damit etwas schützen kann.
Diese ganzen Steckdosen mit Überspannungsschutz verwenden einen Varistor
zur Ableitung. Die regieren zu langsam, können nur wenig Energie
ableiten und man sieht ihnen nicht an, ob diese noch OK sind.
Wenn Überspannungsschutz, dann lieber richtig.
Kevin schrieb:> mich würde interessieren, ob es eurer Meinung nach Technisch möglich> wäre einen "Perfekten" Blitzschutz zu bauen. Gemeint ist damit zB eine> Bus Leitung ( aus kupfer ) in die direkt ein Blitz einschlägt, ohne die> daran angeschlossene Elektronik zu beschädigen ( oder nur minimal zu> beschädigen ).
Du musst die gesamte Elektronik in einen Faraday´schen Käfig packen.
Siehe auch Blitzeinschlag in Flugzeuge.
Dafür würde es schon ausreichen die Elektronik und Leitungen innerhalb
eines ausreichend starken Metallrohres zu führen. Das Metallrohr müsste
nochnichteinmal geerdet sein, allerdings insich abgeschlossen, d.h.
keine Anschlüsse die nach aussen führen.
Gruß
Marek Walther schrieb:> Diese ganzen Steckdosen mit Überspannungsschutz verwenden einen Varistor> zur Ableitung. Die regieren zu langsam, können nur wenig Energie> ableiten und man sieht ihnen nicht an, ob diese noch OK sind.>
Ja. Nur gar kein Schutzversuch ist noch schlechter!
Ich hatte es schon mehrfach, daß ein Knacken aus Geräten bei nahen
Blitzen kam. Also meiner Meinung nach waren das immer Varistoren, die
einen auf die Mütze bekamen und sich dabei mechanisch verformten. Die
Geräte liefen danach teils noch, andere waren danach tot. Ich folgere
daraus, daß die Varistoren die Ausfallrate von Geräten generell deutlich
senken.
Bedenke auch, an einer typischen Netzleitung sind viele viele Varistoren
parallel. Mag der einzelne eher zu klein sein, es macht die Masse!!
Übrigens sind Varistoren extrem schnell mit Zeiten im einstelligen
ns-Bereich. Viel schneller als notwendig.
Entscheidend ist eher das Platinendesign und die sich daraus ergebenden
Störinduktivitäten.
> Wenn Überspannungsschutz, dann lieber richtig.
Nicht jede Blitzwirkung ist gleich verheerend energiereich. Ganz im
Gegenteil sind "richtige" Blitze eher die Ausnahme.
Marek Walther schrieb:> Wenn Überspannungsschutz, dann lieber richtig.
Richtig heißt mehrstufig und Käfig aus cm-dicken Stäben, da das Metall
an der Einschlagstelle schmelzen kann? Das mag theoretisch zwar
technisch möglich sein, aber nicht jeder Mieter eines Hauses wird das
dürfen.
Bei meinem Blitzschaden kam ein Fernsehtechniker und sammelte in der
ganzen Straße einen Transporter voll Geräte mit kaputten
Schaltnetzteilen ein. Einige davon wären sicher noch heil geblieben
durch einen Überspannungsschutzadapter (der garantiert billiger ist als
jede Reparatur im Gerät).
Marek Walther schrieb:> Wenn Überspannungsschutz, dann lieber richtig.
Richtig heißt mehrstufig und Käfig aus cm-dicken Stäben, da das Metall
an der Einschlagstelle schmelzen kann? Das mag theoretisch zwar möglich
sein, aber nicht jeder Mieter eines Hauses wird das dürfen.
Bei meinem Blitzschaden kam ein Fernsehtechniker und sammelte in der
ganzen Straße einen Transporter voll Geräte mit kaputten
Schaltnetzteilen ein. Einige davon wären sicher noch heil geblieben
durch einen Überspannungsschutzadapter (der garantiert billiger ist als
jede Reparatur im Gerät).
