Verfasser: Dipl.-Ing. Jürgen Wimmer Stand 05/2012

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Schutz einer SatellitenanlageErrichtung einer isolierten Fangeinrichtung, bestehend aus zwei freistehenden Fangmasten, zum Schutz ei-ner Satelliten-Sende-/ Empfangsanlage

Sicherheitsanforderungen an Sende-/ Empfangsan-tennenanlagen, einschließlich Satellitenantennen, werden in der DIN VDE 0855, Teil 300 beschrieben. Im Absatz 12 dieser Norm werden Schutzmaßnahmen gegen atmosphärische Überspannungen erläutert.

Die aufgeführten Schutzmaßnahmen sollen Antennen-anlagen, einschließlich Satellitenantennen, vor den Wirkungen von Blitzentladungen und statischen atmo-sphärischen Überspannungen schützen.

Hier wird gefordert, dass eine Antennenanlage dem Blitzstrom von 100 kA (Prüfimpuls 10/350) entspre-chend Schutzklasse III standhalten muss.

Antennenanlagen sind deshalb mit Fangeinrichtun- gen (nach DIN VDE 0185-305) auszurüsten, in deren Schutzbereich Antennen ohne eigene ausreichende Blitzstromfestigkeit montiert werden müssen.

Ausnahmen sind nur Antennenanlagen, bei denen aus elektrischen Gründen eine solche Montage nicht mög-lich ist, z. B. Rundstrahlantennen an der Mastspitze. Hier muss die Antenne dem Blitzstrom standhalten.

Es gibt somit drei Ausführungsarten:

1) Einschlag in die Antenne zulässig (Sonderfälle)

2) Nicht isolierte Fangeinrichtung, z.B. Fangeinrich-tung am Antennenmast befestigt

3) Isolierte Fangeinrichtung

Antennenanlagen, die nach Ausführungsart 1) oder 2) geschützt werden, führen Blitzteilströme über das Antennengestell zu den Sende-/Emfangseinrichtun-gen. Desweiteren fließen Blitzteilströme, auch bei vor-schriftsmäßigem Potentialausgleich mit Blitzstromab-leiter und Überspannungsschutzgeräten an Mast und Gebäudeeintritt, über die ein- geführten Leitungen ins Gebäudeinnere.

Diese Blitzteilströme, einschließlich der elektromagne-tischen Störeinkopplung, müssen von der Anlagen-technik im Gebäude beherrscht werden. Um den damit verbundenen Problemen aus dem Wege zu gehen, sollte, wenn es die örtlichen Ge- gebenhei-ten zulassen, ein direkter Blitzeinschlag in die Antenne und deren Zuleitungen, bzw. das Ableiten von Blitz-strömen über das Antennengestell, vermieden werden

Bild 1: Satellitenantenne mit Fangmasten

Bild 1 zeigt den Schutz einer Satellitenanlage durch eine isolierte Fangeinrichtung. Der Schutz wird durch zwei freistehende Fangmasten(Höhe = 8m) erreicht, die in der Längsachse der Sen-de-/Empfangsschüssel so positioniert sind, dass ihr Schutzwinkel und die fiktive Fangleitung zwischen den Fangmasten den gesamten Bereich der Satellitenan-tenne und deren Zuleitungen unter Einhaltung der Nä-herungsabstände abdeckt.

Bild 2: Schutzbereich der Fangmasten

Verfasser: Dipl.-Ing. Jürgen Wimmer Stand 05/2012

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Schutz einer Satellitenanlage

Bild 3: Fangmasten in Längsachse

Bild 4: Montage, Fangmast-Anschluss

Die hier beschriebene Satellitenantenne wurde zur Erdung, getrennt von der isolierten Fangein- richtung, mit der Haupt-Potentialausgleichschiene des Gebäu-des verbunden.

Bestimmung des Schutzwinkels a der Fangmasten in Abhängigkeit von der Schutzklasse und derHöhe der Fangmasten:

Bild 5: Schutzwinkel-Methode

Tabelle 1: Schutzwinkel von Fangeinrichtungen

Tabelle 2: Beispiele zur Tabelle 1

Bild 6: Fangeinrichtung mit fiktiver Fangleitung

Formel 1: Berechnung von Δh

Δh = Durchhang der Blitzkugel [m]r = Kugelradius nach Schutzklasse [m]w = Abstand der Fangstangen [m]

Δh = r - r²-(W)² 2