Effektive Strategien zum Schutz elektronischer Systeme vor Blitz- und Überspannungsgefahren

Einführung in Blitzschlag und Überspannung

Blitze, eine mächtige Naturgewalt, stellen eine erhebliche Bedrohung für elektronische Systeme dar. Das Verständnis der Arten von Blitzen und ihrer Auswirkungen ist entscheidend für die Entwicklung wirksamer Schutzstrategien. Dieser Artikel befasst sich mit der Klassifizierung von Blitzen, den damit verbundenen Gefahren und bietet umfassende Strategien zum Schutz elektronischer Systeme vor den Gefahren von Blitzen und Überspannungen.

Verständnis der Blitzarten und ihrer Auswirkungen

Blitze lassen sich in zwei Haupttypen einteilen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Auswirkungen haben, die zu Problemen mit Blitzen und Überspannungen führen können:

• Direkter Blitzschlag

Direkte Blitze entstehen, wenn ein Blitz direkt in ein Objekt am Boden einschlägt. Diese Art von Blitz ist hochenergetisch und kann schwere Schäden verursachen, was zum Potenzial für Blitz- und Überspannungsereignisse beiträgt.

• Induzierte Blitze und Überspannungen

Induzierte Blitze sind keine direkte Folge von Wolkenentladungen, sondern werden durch das starke elektromagnetische Feld verursacht, das durch einen direkten Blitzeinschlag entsteht. Dieses Feld induziert elektrische Ströme in nahegelegenen Leitern, die möglicherweise Störungen oder Schäden an elektrischen Systemen verursachen und zu Überspannungen im Zusammenhang mit Blitzen führen.

Infiltrationspfade von Blitz und Überspannung

Blitze und Überspannungen können über verschiedene Wege in elektronische Systeme eindringen, vor allem über Verteilungs- und Signalleitungen, die, wenn sie ungeschützt sind, zu schweren Schäden an den Systemen führen können.

(A) Durch Verteilungsleitungen

• Elektromagnetische Feldinduktion: Wenn ein Blitz in ein Gebäude einschlägt, kann es zu Überspannungen kommen, die über die Verteilungsleitungen auf die angeschlossenen elektronischen Geräte übertragen werden können, was die Notwendigkeit eines wirksamen Blitz- und Überspannungsschutzes deutlich macht.
• Auswirkungen von Streiks in der Nähe: Selbst indirekte Einschläge können starke Felder erzeugen, die Überspannungen hervorrufen, die sich entlang der Verteilungsleitungen ausbreiten können, was unterstreicht, wie wichtig die Berücksichtigung von Blitz und Überspannung bei der Systemauslegung ist.
• Linie Gegenseitige Induktion: Wenn Verteilungsleitungen innerhalb eines Gebäudes zu eng miteinander verdrahtet sind, können sie Einschaltströme ineinander induzieren, die möglicherweise Schäden an den angeschlossenen elektronischen Geräten verursachen und Blitz- und Überspannungsschutzmaßnahmen erforderlich machen.

(B) Durchgehende Signalleitungen

• Induktion durch Kommunikationsleitungen: Signalleitungen sind besonders anfällig für die Auswirkungen von Blitzschlag und Überspannung, die direkt über diese Leitungen auf die angeschlossenen elektronischen Geräte übertragen werden können und deren Leistung und Zuverlässigkeit beeinträchtigen.
• Vergleich mit Stromversorgungsleitungen: Obwohl das Ausmaß von Blitzen und Überspannungen auf Kommunikationsleitungen geringer sein mag als auf Stromleitungen, können aufgrund der Empfindlichkeit von Signalanlagen selbst kleine Überspannungen erhebliche Schäden verursachen, was die Bedeutung des Überspannungsschutzes unterstreicht.

Vorbeugende Maßnahmen für elektronische Systeme gegen Blitzschlag und Überspannung

Um elektronische Systeme vor den schädlichen Auswirkungen von Blitz und Überspannung zu schützen, sollten die folgenden Präventivmaßnahmen in Betracht gezogen werden:

1. Einbau von Überspannungsschutzgeräte (SPDs): Die Installation von SPDs am Eingang von Stromverteilungs- und Signalleitungen kann die durch Blitzschlag verursachten Überspannungen wirksam absorbieren und unterdrücken und so die Systeme vor möglichen Schäden schützen.
2. Vernünftige Verkabelung: Eine ordnungsgemäße Verkabelung kann dazu beitragen, eine zu große Nähe von Stromverteilungs- und Signalleitungen zu vermeiden und so das Risiko einer elektromagnetischen Induktion und der damit verbundenen Blitz- und Überspannungsgefahren zu verringern.
3. Äquipotentielle Verbindung: Wenn sichergestellt wird, dass Metallteile und Geräte im Gebäude gleichwertig miteinander verbunden sind, können Potenzialunterschiede verringert und die Auswirkungen von Blitzschlag und Überspannung auf die Systeme gemildert werden.
4. Verwendung von geschirmten Kabeln: Bei Signalleitungen kann die Verwendung von abgeschirmten Kabeln elektromagnetische Störungen erheblich reduzieren und vor Überspannungen durch Blitzschlag schützen.
5. Regelmäßige Prüfung und Wartung: Die regelmäßige Überprüfung der Leistungsfähigkeit von Blitz- und Überspannungsschutzeinrichtungen und deren Wartung oder Austausch bei Bedarf gewährleistet, dass die Systeme gegen die Gefahren von Blitz und Überspannung geschützt bleiben.

Schlussfolgerung

Durch die Umsetzung der oben genannten Strategien können die Auswirkungen von Blitz- und Überspannungsschäden auf elektronische Systeme erheblich reduziert werden, was die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Systeme verbessert. Ein proaktiver Ansatz zum Verständnis und zur Abschwächung der Auswirkungen von Blitz und Überspannung ist für den Schutz unserer wertvollen elektronischen Infrastruktur vor den verheerenden Auswirkungen dieses Naturphänomens unerlässlich.