Erdung/Potentialausgleich

Es wird noch dauern bis - wie bei DEHN üblich - die Prüfberichte der neuen Produkte online stehen.

Was die Eigenschaft von Kupfer im Erdreich angeht, zitiere ich einen noch immer lesenswerten und auch noch gültigen Normenoldie:

Auch nach der für Neubauten maßgeblichen DIN 18014:2014-03 sind für Ringerder und Anschlussfahnen Kupferseile zugelassen, aber selbstverständlich nicht mit mickrigen 16 mm² sondern 50 mm² Querschnitt.

Verbindungen im Erdreich sind auch bei korrosionsfesten Materialien mit Schutzbinden abzukleben und separate Antennenerder ohne Verbindung mit dem Schutzpotenzialausgleich normwidrig (Siehe DEHN Blitzplaner Kapitel 5.5.6 und 5.5.7.1 ff.).

 

Es gab einmal die Forderung, daß eine Antennenerdleitung mit 10 mm² Cu bzw. 16 mm² Al auszuführen ist.
Danach bemerkte man, daß nicht nur die Isolation beim einem Blitzeinschlag verbrannte sondern auch noch der Putz durch die Brandgase von der Wand flog.
Als Folge wurde zunächst 10 mm² Cu blank und ohne Isolation vorgeschrieben und später 16 mm² Cu bzw. 25 mm² Al als Mindestquerschnitt für die Antennenerde vorgeschrieben.

Wie ist e s möglich, daß jetzt von 4 mm² gesprochen wird?


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Vorbehaltlich dafür ausgelegter Verbinder übersteht 10 mm² Cu auch einen "Wilden Hausrüttler" (Kachelmannjargon) mit 150 kA. Das übertrifft den für normale Wohngebäude festgesetzen Gefährdungspegel von 100 kA.

Die Änderung auf 16 mm² Cu Querschnitt, der sogar 200 kA übersteht, erfolgte in Angleichung an die Blitzschutznormenreihe VDE 0185 und vermutlich wegen der geringeren Erwärmung.

Leiter und Steckdosen können durchaus von Blitzströmen mit Impulsform 10/350 µs (= Direkttreffer) aus der Wand freigelegt werden, aber doch nicht wegen Brandgasen sondern der elektrodynamischen Wucht.

Kess behauptet, aber wie so oft bei Forenthemen zu Blitzschutz, Erdung und PA ist der rot markierte Textteil nur ein normfernes Hörensagen-Gerücht.

Richtig ist, dass ab 1984 als "geeignete Erdungsleiter" stärkere Querschnitte min. 16 mm² Cu oder min. 25 mm² Alu und wie zuvor schon min. 50 mm² St/tZn vorgeschrieben waren.

Aber in keiner VDE 0855-1 gab es je eine zwingende Vorschrift, dass blanker 10 mm² Kupferdraht verwendet werden MUSS. Das Gegenteil trifft bei Außenverlegung schon eher zu. Nach VDE 0855-1/7.71 durfte blanker 10 mm² Cu nur auf 1 m Länge z. B. zum Mastanschluss nackt nach außen verlegt werden, ansonsten war außen bei 10 mm² Kupfer z. B. NYY und bei 16 mm² Alu z. B. NAYY oder 50 mm² St/tZn rund oder als Band zwingend gefordert.

Das ist seit langem der tradionelle Leiterquerschnitt für nicht blitzstromtragfähige PA-Leiter in der Antennentechnik. Der ist ab einer bestimmten Blitzstromstärke weit unterhalb der noch als blitzstromtragfähig definierten Klasse N mit 50 kA überfordert und nur zum Schutz gegen den elektischen Schlag geeignet.

Erdungspflichtige Dachantennen sollen vorzugsweise durch getrennte Fangeinrichtungen nach dem Stand der Technik gegen Direkteinschläge geschützt werden und sind wenigstens nach den Anerkannten Regeln der Technik (= Norm-Minimum) als Brandschutzmaßnahme blitzstromtragfähig mit 16 mm² Cu, 25 mm² Alu oder 50 mm² Blitzableiterdraht aus St/tZn, Alu-Knetlegierung oder Cu UND nach Prüfnorm Klasse H = 100 kA geprüften Verbindern und HES zu erden. Darauf wurde doch oft genug hingewiesen.

Blitzstromtragfähige Erdung kann aber mittels einer aufwändigen Risikoanalyse gemäß IEC 62305-2 mit dem DEHN-Tool ausgehebelt werden, dann genügt formal ein nicht blitzstromtragfähger PA. In Deutschland ist diese Regelung aber normativ nicht gewollt.

 

Das ist doch ganz einfach: In den früheren IEC 60728-11 wollte man geschlossene Gebilde aus Erdungsleitern einerseits und PA-Leitern bzw. den Koaxkabeln andererseits vermeiden.

Nur bringt das Ideal nix, wenn die Endgeräte nicht mehr bei Gewitter ausgesteckt werden und die Schleifen schließen. Je größer die von Scheifen umfasste Fläche ist, umso mehr kann aus Einschlägen in die Nachbarschaft induziert werden.

Wenn die Verbindung zum geerdeten Antennenträger aufgetrennt würde, wäre das auch nach der seit gestern gültigen DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2019-02 normwidrig, die zusätzliche Vermaschung an die HES mit 4 mm² war bis zur Normausgabe von 2017-10 unzulässig.

Eine EFK die behauptet, dass die Verbindung zum Mast aufgetrennt werden müsse, kennt die Norm nicht und hält evtl. auch separate Antennenerder für zulässig (siehe unten).

Seit Normausgabe von 2017-10 müssten die Köpfe von Vertikalerdern um 0,5 m unter Grund versenkt sein, davor durften die in unlogischer Abweichung zu Blitzschutzerdern auch nur niveaugleich eingetrieben sein.
Separate Antennenerder ohne Verbindung zum obligatorischen Schutzpotenzialausgleich sind gefährlich und normwidrig, an diesem Fakt ändert auch der PA-Leiter an die HES nichts.

Siehe hierzu DEHN Blitzplaner, Kapitel 5.5.6 ff.

Oh ja, und da kommt leider auch einiges zusammen.

1. Die Ableitung aus St/tZn wurde welliger verlegt als es mit Richtgerät möglich ist.
   
2. Eine qualifizierte Blitzschutzfachkraft hätte tordierte Alu-Knetlegierung vorgezogen und an der Wand eine Trennstelle für Nachmessungen und als Übergang in die Erdleitung montiert.
3. Feuerverzinkte Runddrähte sind nach Blitzschutznorm über Erdeinführungsstangen mit min. 16 mm Durchmesser, aus St/tZn isoliert oder aus NIRO, ins Erdreich einzuleiten.
4. 8 mm Durchmesser ≙ 50 mm² Querschnitt ist der Mindestdurchmesser für Ableitungen. Im Erdreich ist aber 10 mm Rund- oder 30 mm x 3,5 mm Bandstahl gefordert.
   
5. 8 mm Durchmesser ohne Korrosionsschutz der Austrittsstelle wäre lediglich in NIRO (V4A) zu tolerieren aber auch in NIRO zieht eine Fachkraft 10 mm Ringerderdraht vor.
6. Deine feuerverzinke Ableitung mündet aber ungeschnitten und ohne fachgerechten Korrosionsschutz 0,3 m unter- und oberhalb des Erdaustritts ins Erdreich ein.
   
7. Ob der Abstand der Kreuzerder zueinander auch 2 x Eintreibtiefe beträgt ist nicht ganz so wichtig wie deren Einbau in gewachsenen Boden außerhalb des aufgefüllten Arbeitsraumbereiches mit min. 1 m Abstand vom Hausgrund.
8. Von der elementar wichtigen blitzstromtragfähigen Verbindung zum Schutzpotenzialausgleich/HES ist nix zu erkennen.
   
9. Diese ist unbedingt nachzurüsten und falls das Haus bereits über einen Fundamenterder verfügt müssten die Kreuzerder über eine Funkenstrecke angeschlossen werden, damit sie nicht noch schneller als ohnehin vergammeln.
10. Dauerhaft korrosionsbeständiges NIRO, Werkstoffnummer 1.4571 (V4A), ist zwar seit DIN 18014:2007-09 nur für Erdungsanlagen von Neubauten vorgeschrieben, gleichwohl aber auch an Bestandsbauten der Einbau von mit Vibrationsramme eingetriebenen Erdspieß und Ringerderdraht, beide aus NIRO, im Erdreich die professionellere Variante. Einmal versenkt, zieht niemand mehr die Erder zur Sichtung der Korrosion heraus. Worst case sehen Kreuzerder nach wenigen Jahren wie hier aus.

 

Frühere RFT hatten die Hausnorm VDE 0855 Teil 1 noch im Blut und über die wenigen Normänderungen wurde man von Firmen wie HIRSCHMANN, KATHREIN, WISI oder auch über die Fachzeitschrift Funkschau informiert.

Dass EFK, die ja auch noch reichlich andere Techniken überblicken müssen, bei HF/Antennentechnik schwächeln ist ausbildungstechnisch noch nachvollziehbar. Dass die Mehrheit der konzessionierten Elis Ihre Unterschrift für ein VDE-Auswahlabo "vergessen" hat, schon nicht mehr. Im Antennenbau wird allzuoft Normenkompetenz und Fortbildung durch das Motto "Das haben wir schon immer so gemacht", ersetzt.

Unter Elis, von denen einige nicht einmal mehr wissen, dass Dachantennen blitzstromtragfähig geerdet werden müssen, ist einer der 8 mm feuerverzinkten Blitzableiterdraht bis zu separaten Kreuzerdern verlegt, für mich schon der Einäugige unter Blinden.

8 mm St/tZn ist außerhalb des Erdreichs per se normkonform. Alu-Knetlegierung wäre von der Verarbeitung einfacher und dem Leitwert besser gewesen, ist aber im Erdreich noch unzulässiger. Die Tücke liegt in der Blitzstromtragfähigkeit von den Verbindern und ob die beiden Dachrinnenklemmen nur Klasse N = 50 kA oder normkonfrom Klasse H = 100 kA geprüft sind, ergibt sich - jedenfalls bei Produkten von DEHN - aus dem Herstellerprüfbericht.

Wenn Erdungsleiter aus 16 mm² Cu, 25 mm² Alu oder 8 mm Blitzableiterdraht am Fußpunkt mit der HES normkonform verbunden sind, ist das normativ auch für den PA an den Antennenträger okay. Dass nur bei Direkterdung an ein Blitzschutzsystem wegen der Korrosionsgefahr ein zusätzlicher PA-Leiter gefordert wird, ist sachlich inkonsequent und wird vermutlich eines Tages angepasse.

Auch wenn die Ableitung blitzstromtragfähig mit den beiden Kreuzerdern UND der HES verbunden wird, sind bei zum Glück sehr seltenen Direkteinschlägen Teilblitzströme in die Koaxleitungen und den PA-Leiter systemtypisch. Direkterdung nach den Anerkannten Regeln der Technik (= Norm-Minimum) ist einen Brandschutzmaßnahme und kann ab bestimmten Stromstärken nicht verhindern, dass empfindliche Elektronik trotzdem kaputt geht. Wer das Risiko von Direkteinschlägen ausschließen will, muss Dachaufbauten nach dem Stand der Technik mit getrennten Fangeinrichtungen schützen. Antennenträger und Eingangs-PA der Kabelschirme müssten dann noch mit einem PA-Leiter in den Schutzpotenzialausgleich einbezogen werden, wären aber bestmöglich blitzstromfrei.

Dass nur gegen Ableitungen von Blitzschutzanlagen und getrennten Fangstangen u. a. zum Schutz von Antennen Trennungsabstände eingehalten werden müssen, ist eine weitere normative Unlogik. Bislang sind alle Bemühungen auch für Erdungsleiter von Direkterdungen gefährliche Näherungen zu verbieten erfolglos geblieben. 2012 wurde im zuständigen VDE-/DKE-Gremium beschlossen Außenableitung vorzuschreiben, da man den Elektrikern die Berechnung von Trennungsabständen nicht zutraute.

Da dies aber nie in die internationale IEC 60728-11 eingeflossen ist, dürfen blitzstromtragfähige Erdungsleiter weiterhin als Blitzautobahn ohne Abstand zu anderen Kabeln mitten durchs Haus zu verlegt werden.

Bei einem Erdungsleiter aus 16 mm² Cu hätte ich spontan gewttet, dass der Mastanschluss nicht nach Klasse H = 100 kA erfolgt ist. Bei 8 mm Blitzableiterdraht steigt die Chance, dass wenigstens dieses Detail normkonform ausgeführt wurde.

 

Da war ich bezüglich des 8 mm-Stahldrahts viel zu optimistisch und habe Selbstverständlichkeiten vorausgesetzt! Immerhin ein perfektes Timing für ein VDE-/DKE-Normentreffen nächste Woche, wo ich auf die Bildern von diesem abschreckenden EFK-Meisterwerk hinweisen werde.

• Tempergusserdschellen mit stabiler Kastenklemme waren früher Standard-Bauteile für Antennendirekterdungen, wurden aber von lagerfreundlichen Banderdungsschellen für verschiedene Durchmesser von Markt weitgehend verdrängt. 8 mm Blitzableiterdraht passt in die aber nicht rein. Womöglich ist das der Grund für den "Adapter" mit 16 mm² Cu.
  
• Die Öse aus 16 mm² Kupferdraht um die Schraube der Fix-/KS-Klemme ist selbstredend nicht fachgerecht und ob die auch nur 50 kA übersteht fraglich.
  
• Mit dieser Fix-/KS-Klemme wäre der Stahldraht ganz einfach direkt an eine massive Mastschelle, bei 42 mm Mastdurchmesser z. B. DEHN 410 114 oder eine der wenigen zertifizierten Banderdungsschellen nach Klasse H anzuschließen gewesen.
  
• Dass eine deutsche Elektrofachkraft mit Meisterbrief so unbedarft ist 16 mm² Kupferdraht außerhalb einer stabilen Kastenklemme unter die Schraube und das Oberteil der Druckschelle zu würgen, lag bislang außerhalb meines Vorstellungsvermögens.

Wenn du das Kapitel im Dehn Blitzplaner gelesen hättest, wäre die Frage schon beantwortet gewesen.

 

Entschuldigung, ich habe mich falsch ausgedrückt.

Es war zwischen 1972 und vermutlich 1975 als der VDE eine kleine Gesprächsrunde mir Herrn Kling, einem Mitarbeiter der AEG und beim VDE zuständig für die 0100, veranstaltete.
Damals wurden die Probleme mit isoliertem 10 mm² Cu beim Blitzeinschlag erörtert. Mein damaliger Vorschlag war, 10 mm² Cu blank zu verlegen wenn man damit die Zerstörung des Putzes vermeiden kann. Es war also keine VDE Vorschrift.

Später hat man dann die 16 mm² vorgeschrieben.

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Ich interessiere mich zwar auch am Rande für ÖVE- und SEV-Normen, aber das sind keine eigenen Erfahrungen. In der Schweiz unterliegen behördlich vorgeschriebene wie auch freiwillig errichtete Blitzschutzanlagen einschließlich der Erdungsanlagen kantonalen Kontrollen.

In Österreich ist geht man bei Erdern vom Typ A über die IEC 60728-11 (Antennensicherheit) und IEC 62305 [Blitzschutz) und beim Typ B mit Fundamenterdermaschenweite von max. 10 m x 5 m auch über unsere DIN 18014 hinaus. Bei der Verschraubung mit Bewehrungen ist man mit max. 5 m nach IEC 62305 größzügiger als nach DIN 18014 mit max. 2 m. Die 2 m stammen noch aus alten DIN 18014, als noch gerödelte Verbindungen zulässig waren.

Nach allem was ich bislang in österreichischen Publikationen gelesen oder von DEHN Austria erfahren habe, ist es dort um Normenkenntnis, Ausführung und Kontrolle auch nicht besser bestellt als bei uns.

Dass sich das Einputzen von blankem Kupferdraht mit 10 mm² oder mehr Querschnitt von selbst verbietet und ohne Isolierung innen (auf Putz!) oder außen (damals nur bis 1 m blank zulässig) rein gar nichts verbessert wird, haben deine Gesprächspartner damals nicht erwähnt?

Blitz ist nicht gleich Blitz. Die haufigsten Stromstärken betragen um 25 kA Mittelwert (in A niedriger!) und können bei Direkttreffern Steckdosen, Schalter und Leitungen aller Querschnitte aus der Wand fliegen lassen. 10 mm² Kupferdraht wird nach Tabelle D.3 der IEC 62305-3 von extrem seltenen Monsterblitzstärken mit 100 kA lediglich um überschaubare 169K erwärmt. Bei Temperaturen um 200° C ist es rätselhaft, wie sich bei einem Volldraht oder selbst den im Antennenbau aus Korrosionsschutzgründen damals wie heute untersagten Feindrahtleitern wie behauptet Gase auswirken oder gar Kabelmäntel explodieren können.

Nebenbei: In gleicher Richtung durchflossene Leiteradern werden mit großer Kraft zusammengepresst. Selbst Regenrohre wurden durch Blitzströme schon zusammengefaltet. Werden Leiter von der elektrodynamischen Wucht aus den Klemmen gerissen, spleißen mehradrige Drähte auf und erwecken den Eindruck explodiert zu sein.

Achillesferse von Blitzschutzanlagen und besonders von Antennenerdungen sind unterdimensionierte oder nicht korrosionsverträgliche Verbinder sowie Haupterdungsschienen, die weder der bis 2000 gültigen Oldie-Normenreihe DIN 488xx, noch ab da den europäisch harmonisierten Prüfnormen EN 50164-1 oder der international harmonisierten IEC 62561-1 entsprechen.

Dafür, dass die Prüfnormen vielen Planern und Installateuren völlig unbekannt sind, tragen jedenfalls auch ehemalige Normenväter für Antennensicherheit reichlich Verantwortung, die in der Reihe VDE 0855-1 zu lange den Irrglauben verbreitet haben, dass sich Blitzströme auf Erdungs- und PA-Leitern von Antennen anders als auf Fang-/Ableitungen von Blitzschutzanlagen verhalten.

Bezüglich Trennungsabständen wurde diese Fiktion normativ bis heute nicht aufgehoben.

 

Hallo Jogi!

1. Zwei feuerverzinkte Kreuzerder sind vorbehaltlich der Mindestlänge von 1,5 m bedingt (siehe Punkt 9) zulässig. Bleibt zu hoffen, dass die nicht nach längst abgelösten Normen nur 1 m lang sind.
   
2. Bis zur Angleichung der DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2017-10 an die Blitzschutznormen, mussten die Kreuzerder noch nicht bis 0,5 m unter Grund eingetrieben werden. Die Vorgängernorm DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06 darf aber noch bis 26.05.2020 angewendet werden. Ausführungen nach abgelösten Altnormen gehören nach meinem Rechtsverständnis vertraglich vereinbart, die Info ist aber nur bei Normen möglich, die der Auftragnehmer selbst auch kennt.
   
3. Im Erdreich ist für Runddraht aus St/tZn ein Mindestdurchmesser von 10 gefordert, 8 mm nur als Ableitung außerhalb des Erdreichs zulässig.
4. Der Drahtanschluss an den Kreuzerder mittels KS-/Fixklemme wäre mit 10 mm Runddraht okay, aber Verbindungen im Erdreich müssen isoliert werden.
5. Feuerverzinkte Runddrähte sind über Erdeinführungsstangen - aus 16 mm Niro oder St/tZn mit min. 2 x 0,3 m Isolierung - einzuleiten. Die Verwendung von korrosionsbeständigem NIRO-Draht mit 10 mm ungeschnitten bis zu einer Trennstelle ist die wesentlich einfacher Alternative.
6. Die elementar wichtige blitzstromtragfähige Verbindung zum Schutzpotenzialausgleich des Gebäudes fehlt.
7. Ebenso eine Trennstelle um den Erdausbreitungswidrstand nachmessen zu können.
   
8. Sollte das Gebäude über einen Fundamenterder verfügen, wäre auch ein Direktanschluss der Erdungsleitung an die Haupterdungsschiene zulässig gewesen. Die Einhaltung von Trennungsabständen ist blitzschutztechnisch inkonsequent und unlogisch nur gefordert,, wenn der 8 mm Stahldraht zur Ableitung einer getrennten Fangeinrichtung dienen würde.
9. Sollte das Gebäude über einen Fundamenterder verfügen, dürfen feuerverzinkte Kreuzerder nur über eine Trennfunkenstecke angebunden werden.
10. Dein Eli ist leider nicht der einzige der so normwidrig pfuscht, da fehlt es einmal mehr gewaltig an Normenbasics.

EDIT: Erst nach Bildvergrößerung und ausgeschlafen bemerkt, dass am freigelegten Kreuzerder zwei KS-/Fixklemmen und ein schlecht erkennbarer Draht zum zweiten Erder vorhanden ist.

 

Gibt es denn eine andere Möglichkeit / Klemme, mit denen man eine 16mm² Erdungsleitung mit 10mm NIRO Ringerder unterirdisch verbinden kann? Danke

 

Nicht alles was es gibt ist auch normkonform.

Ich kenne jedenfalls kein Bauteil mit dem unter Grund eine normkonforme Verbindung nach Klasse H von 10 mm Ringerderdraht mit 16 mm² Kupferdraht möglich ist. Dafür gibt es auch überhaupt keine Notwendigkeit, denn wie schon an anderen Stellen ausgeführt wurde, ist ein Ringerderdraht oder Bandstahl aus NIRO als Anschlussfahne zu einer Trennstelle an der Wand die fachgerechtere Variante. So kann man den Anschluss dann auch messen.