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Konzentriertes Blitzschutzkonzept sichert Datentransfer der Thüringer Netkom Blitz- und Überspannungsschutz nach dem Single-Entry-Point-Prinzip

Autor / Redakteur: Christine Gaßel / Stephan Augsten

Ein System- und Netzwerk-Ausfall durch Blitzschlag und Spannungsprobleme kann ein Unternehmen teuer zu stehen kommen. Was dabei noch viel schwerer wiegt als eventuell zu ersetzende Geräte sind mögliche Vertragsverletzungen. In dieser Fallstudie erfahren Sie mehr über das Single-Entry-Point-basierte Überspannungsschutzkonzept des Netzdienstleisters Netkom.

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Blitzschläge und selbst deren Fernwirkung bedeuten für Daten-Knotenpunkte höchste Gefahr. Quelle: Peter Niesczeri, www.pixelio.de
Blitzschläge und selbst deren Fernwirkung bedeuten für Daten-Knotenpunkte höchste Gefahr. Quelle: Peter Niesczeri, www.pixelio.de
( Archiv: Vogel Business Media )

Beim Netzdienstleister Thüringer Netkom dreht sich alles um Dateninfrastrukturen. Vom Antennenmast über Festverbindungen bis zum Firmennetzwerk kümmert sich die Tochter der E.ON Thüringer Energie AG um die reibungslose Übertragung von Daten.

Ausfälle darf sich das Unternehmen nicht leisten. „Wir leben vom Vertrauen unserer Kunden in unsere Zuverlässigkeit“, erklärt Gerhard Hahn aus dem Bereich Infrastruktur der Netkom. Um diese Sicherheit zu gewährleisten, wird ein speziell an die zu schützenden Objekte angepasstes Blitz- und Überspannungsschutzkonzept eingesetzt. Kern ist das „Single Entry Point“-Prinzip (SEP) der Leutron GmbH.

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Als ein Blitz kürzlich ins Verwaltungs- und Technikgebäude der Netkom einschlug, legte die Spannungsspitze im ganzen Haus Telefone und Computer lahm. „In unseren Betriebsräumen war von dem Einschlag nichts zu spüren“, berichtet Hahn.

Der Vermittlungsknotenpunkt, der in diesen Räumen untergebracht ist, dient zur Verteilung von Datenströmen, unter anderem auch von Handy-Telefonaten. Die Schaltstationen sind gewissermaßen ein Zentrum im Nervensystem des Unternehmens und werden entsprechend aufwändig vor Überspannung geschützt.

Ableiter ohne aggressive Leckströme

„Die Anlagen sind sehr empfindlich“, so Hahn. „Deshalb war ein umfassender und optimaler Überspannungsschutz für uns sehr wichtig. Außerdem darf es nicht zu undefinierten Leckströmen kommen.“

Letzteres ist allerdings ein häufiges Phänomen beim Überspannungsschutz, wie Blitzschutzexperte Helmut Zitzmann weiß. „Überspannungsableiter können je nach Anwendung als Schutzelemente Varistoren enthalten“, erklärt der Verkaufsingenieur der Leutron GmbH. „Diese weisen naturgegeben winzige Leckströme im Mikroampere-Bereich auf, die sich mit der Alterung des Bauteils noch erhöhen.“

Problematisch werden diese einzeln zu vernachlässigenden Ströme in der Masse mehrerer Varistoren, da sich die Leckströme summieren und durch die Erdung fließen. Der ständige Fluss regt die elektrochemische Korrosion an, das Material des Erders zersetzt sich langsam und der Ableitstrom findet seinen Weg zur Erde nicht mehr.

Beim Fehlen einer funktionierenden Erdungsanlage erfüllen die FI-Schutzschalter nicht mehr ihre Aufgabe eines optimalen Personenschutzes. Damit dies verhindert wird, werden bei der Netkom leckstromfreie Ableiter von Leutron eingesetzt. Eine galvanische Trennung unterbricht die Leckströme, der Überspannungsschutz spricht nur im Bedarfsfall an, ansonsten wird die Erdungsanlage nicht belastet.

Seite 2: Zentraler Schutzpunkt reduziert Störungen und Kosten

Zentraler Schutzpunkt reduziert Störungen und Kosten

Gleichzeitig wurde für den Objektschutz bei der Netkom ein neues Schutzkonzept umgesetzt. Herkömmliche Systeme arbeiten nach dem Blitzschutzzonenkonzept, das unterschiedlichen Bereichen oder Zonen verschiedene Schutzstufen zuweist. Nach der Norm VDE 0185-305 Teil 1 bis 4 spricht man heute von einem Blitzschutzsystem, das einen äußeren und einen inneren Blitzschutz umfasst.

Der äußere Blitzschutz meint dabei Fangeinrichtung, Ableitung und Erdungsanlage. Der innere Blitzschutz setzt sich zusammen aus Grob-, Mittel- und Feinschutz, bzw. aus deren Kombinationen in einem Gerät.

Die Schutzelemente sollen verhindern, dass die gefährliche Überspannung einen Weg zu den Anlagen im Gebäudeinneren finden. Der Feinschutz setzt direkt an empfindlichen Geräten an, um diese auch gegen die letzte Störspannung abzuschirmen. Auf die Betriebsräume bei Netkom ließ sich diese Strategie allerdings nicht anwenden, zu komplex war die Anlagenstruktur des Netzdienstleisters.

Single Entry Point statt Zonenkonzept

Stattdessen kam das so genannte SEP-Prinzip zum Einsatz. Dabei werden alle ein- und ausgehenden Leitungen eines Gebäudes oder Raumes an einer Stelle zusammengefasst. Anders als beim Blitzschutzzonenkonzept, bei dem jede Leitung an jedem Punkt einer Zone eintreten kann, werden alle Kupferleitungen an einem Punkt in den zu schützenden Bereich eingeführt. Dort wird der Überspannungsschutz montiert, von wo aus es eine einzige normgerechte Erdableitung zur PAS gibt.

Innerhalb des geschützten Bereichs sind keine weiteren Schutzmaßnahmen nötig. Aufwand und Kosten für die Ableiter reduzieren sich dadurch deutlich, zugleich sind die Anlagen durch den gebündelten Schutz besser gegen die Verschleppung vom Potentialdifferenzen und Einkopplungen geschützt.

Als Schutzkomponenten wurden Bausteine mit Tiefpassfilter verwendet, die nur die Nutzsignale passieren lassen und Anteile mit höheren Frequenzen herausfiltern. „Durch häufige Schaltungen, wie sie bei Netkom ständig vorkommen, oder zum Beispiel durch Wechselrichter, primär getaktete Netzteile und Gleichrichtungen werden hochfrequente Impulse (Transienten) erzeugt“, erläutert Zitzmann.

Diese selbst verursachten Störungen könnten auf das Kommunikationsnetzwerk koppeln und die Übertragung beeinträchtigen. Durch die Tiefpassfilter werden die Transienten eliminiert, noch bevor sie die zu schützenden Geräte erreichen. Diese Tiefpässe sind in allen Schutzschaltungen integriert.

Kontrolle gegen wild verlegte Kabel

Seit 1997 arbeitet die Netkom mit der Leutron GmbH aus dem baden-württembergischen Leinfelden-Echterdingen zusammen. Die lange und enge Kooperation ist ein wichtiger Aspekt für den gesamten Blitzschutz, wie Zitzmann meint: „Für das Funktionieren des Konzepts ist es essentiell, dass eine Kontrollperson mit Erfahrung das System beaufsichtigt und alle Änderungen überwacht.“ Ansonsten könnte beispielsweise bei Baumaßnahmen eines der vielen beteiligten Gewerke unbemerkt eine Leitung einziehen, die das SEP-Prinzip unterläuft und wie eine Bresche im Schutzwall der Elektronik wirkt.

Stationsbücher und umfassende Aufzeichnungen beugen dem vor und vereinen alle notwendigen Informationen über die Installationen. „Ein durchdachtes Schutzkonzept in Verbindung mit einer strikten Kontrolle und Dokumentation aller Installationen sind die unabdingbare Grundlage für die Vermeidung von Schäden durch Blitzeinschläge“, so die mahnenden Worte von Gerhard Hahn.

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