Fragen zur Blitzschutzdrossel

[fcv]

Guten Tag,

die Blitzschutzdrossel ist ein in meinen Augen sehr interessantes Objekt.
Offensichtlich ist die Drossel für den Blitz ein unüberwindbares Hindernis und daher wandert er über die Hörner in die Erde, statt die an die Drossel angeschlossene Elektrik zu zerstören.

Ich bin gelernter Industriemechatroniker, aber sowas lernt man auch nicht unbedingt. Dieses Bauteil kannte ich bis vor einigen Monaten noch nicht.
Nach welchen Kriterien wird denn diese Spule konfiguriert? Die Drahtstärke dürfte dem Querschnitt der angeschlossenen Leitungen entsprechen, aber was ist mit der Windungszahl und ihrem Durchmesser? Die Hersteller wickeln schließlich nicht wahllos irgendwelche Windungen zusammen, sondern halten sich an Richtwerte. Mal angenommen, ich möchte so eine Drossel selbst wickeln: Woher weiß ich, wie diese Spule auszuführen ist?

Da ich schon Begriffe wie Induktionsspule und Drosselspule dazu gelesen habe, denke ich, dass es auch nur herkömmlicher Draht ist und nicht zum Beispiel Widerstandsdraht.

Und wie wird der Abstand der beiden Hörner zueinander festgelegt?



Wie kommt es, dass dieses Bauteil heutzutage noch verwendet wird? Man könnte doch einen Kathodenfallableiter verbauen. Ich kann mir nur vorstellen, dass es einfach günstiger ist als ein Kathodenfallableiter.

 

[Pumukel]

Nein diese Drossel soll dem Blitz einen Weg zur Erde bahnen. Deshalb ist da auch eine Funkenstrecke
( die Hörner) vorhanden. Die Drossel soll die Spannung des Weidezauns soweit begrenzen , das der Lichtbogen auch verlöschen kann.

 

[fcv]

Ja, so funktioniert die Blitzschutzdrossel. Nur leider beantwortet das meine Fragen nicht.
Solche Dosseln konnte ich bisher in zwei Anwendungsfällen sehen.
1) Weidezäune. Der Weidezahn (Verbraucher, Ziel vom Blitzeinschlag) ist zwischen der Drossel und den Hörnern angeklemmt.
2) Straßenbahn (früher). Die Oberleitung (Spannungsquelle, Ziel vom Blitzeinschlag) ist zwischen der Drossel und den Hörnern angeklemmt.

Beide Fälle unterscheiden sich nur darin, dass in dem einen Fall der Verbraucher (Weidezaun) und im anderen Fall die Oberleitung (Spannungsquelle) vom Blitz getroffen werden können. Beim Fall 1 wird der Hausanschluss geschützt und im Fall 2 die Straßenbahn. Siehe meine Zeichnung im Anhang.

Mich interessiert es, nach welchen Kriterien so eine Drosselspule berechnet wird und nach welchem Maßstab der Abstand der Hörner festgelegt wird.

Das sind grundlegende Dinge in der Elektrik, denen man sich kaum noch bewusst ist, da sie einem in dieser Art nur selten begegnen. Ich weiß es ehrlich gesagt nicht mehr. Die Ausbildung ist schon mehrere Jahre her und seitdem habe ich kaum noch Berührungspunkte mit solchen tiefen Themen.

 

[Pumukel]

Mann rechnet mit rund 1 kV pro Millimeter Abstand in Luft. In diesem Bereich ist ein Überschlag bei Überschreitung der Spannung möglich. Das sind bei einem Weidezaun mit rund 10 bis 50 kV rund 10 mm bis 50 mm Funkenstrecke. Bei einem Weidezaun kannst du das relativ gefahrlos testen. Bei der Straßenbahn hast du rund 0,6 kV Betriebsspannung und da reicht es eine Funkenstrecke von rund 1 bis 2 mm einzubauen. Über den internen Aufbau der Funkenstrecken in Ableitern vom Typ 1 schweigen sich die Hersteller aus gutem Grund aus. Sie sollen im Bereich über 1000 V zünden und die Spannung des Blitzes auf rund 6 bis 7 kV begrenzen. Bei Spannung unter rund 600 V sollen sie verlöschen.
Der Blitz hat rund eine Dauer von 20 bis 350µs ist also ein hochfrequenter Impuls mit steilen Flanken.
Und genau diesen Flanken wirkt die Drossel entgegen . Sie soll den Stromanstieg abschwächen.
Im Vergleich zu dem Blitzstrom ist der Nennstrom dagegen schon eher mit "wackelndem Gleichstrom" zu vergleichen. Deshalb werden solche Spulen in Verbindung mit dem Ohmschen Widerstand der Leitung so ausgelegt, das sie für den hochfrequenten Blitzstrom einen geringen Blindwiderstand haben. Bekanntlich ist der Blindwiderstand einer Induktivität frequenzabhängig) Der Löwenanteil des Blitzstromes soll also über die Funkenstrecke abfließen. Zugleich wird die Spannung des Blitzes auf die Brennspannung der Funkenstrecke verringert. Die Zündspannung der Funkenstrecke muss aber immer höher als die Betriebsspannung liegen.

 

[Dipol]

Deshalb werden solche Spulen in Verbindung mit dem Ohmschen Widerstand der Leitung so ausgelegt, das sie für den hochfrequenten Blitzstrom einen geringen Blindwiderstand haben.

Überleg nochmal, ob das stimmen kann.

Die Induktivität hat m. E. keine Löschaufgabe für Lichtbögen und außer der nicht manipulationssicheren ungekapselten Funkenstrecke eine zusätzliche Schutzfunktion für das Weidezaungerät wie es auch der Hersteller in der Bedienungsanleitung beschreibt.

Ein CE-Zeichen habe ich nicht entdeckt.

 

[Pumukel]

Ups mann sollte um 4 Uhr morgens nochmal lesen was man Schreibt. Natürlich steigt der Blindwiderstand mit zunehmender Frequenz und sinkt nicht .

 

[gastarbeiter]

Hallo

Such mal nach spulenberechnung.
Ich hatte da mal ein recht gutes programm, name fällt mir gerade nicht ein.
Ein erster ansatz hier:
b-kainka.de/bastel95.htm

 

[fcv]

Danke für eure Erklärungen. Besonders an Pumukel.
Jetzt verstehe ich diese Blitzschutzdrossel genauer.

Im Grunde genommen sind nun alle meine Fragen beantwortet.
Aber gastarbeiter, wenn dir der Name des Programmes einfällt, dann würde ich mich über eine Antwort freuen. Der angegebene Link ist aber auch ein guter Anfang. Da spiele ich mal ein bisschen damit herum.