Blitzschutzerdung und Schutzpotentialausgleich für Sat-Anlagen

Die nachfolgenden drei Anfragen zeigen, dass die bisherigen Veröffentlichungen in »de« nicht vollständig dazu beitragen konnten, Klarheit bei allen Lesern zu schaffen. Außerdem musste der Autor mittlerweile feststellen, dass in der DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06 Anforderungen zum Blitzschutz enthalten sind, die aber scheinbar nicht mit den Blitzschutznormen abgestimmt sind. In dieser Norm gibt es leider auch noch andere konträre Überschneidungen, z. B. zur DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06.

Verlegung einer mehrdrähtigen Leitung

E. F., Nordrhein-Westfalen fragte: »Auf dem Dach einer Wohnanlage mit neun Wohneinheiten wurde eine Sat-Anlage installiert. Das Haus verfügt über keinen Blitzschutz. Als Erdungs- / Potentialausgleichsleiter ist an eine Zuleitung NYM 1 x 16, mehrdrähtig, mittels eines nicht blitzstromtragfähigen T-Quetschverbinders eine Leitung NYM 1 x 16 mehrdrähtig an den Antennenmast (innen) und eine Leitung (H07V-U 1 x 4) für die Antennenanlage (PA-Schiene und Verstärker) angeschlossen worden. Die NYM-Zuleitung geht über den Dachboden nach außen, wird bis zum Keller geführt und von dort wieder nach innen durch mehrere Keller schließlich auf die Potentialausgleichsschiene in der Nähe des Hausanschlusskastens geführt. Die Wirksamkeit ist nicht durch Messungen nachgewiesen worden.« Maßnahmen bei fehlendem Blitzschutz

Vom Grundsatz her gilt, dass die Errichtung einer Sat-Anlage auf einem Hausdach nicht zwingend ein Blitzschutzsystem erfordert. Allerdings darf eine Sat-Anlage kein Ersatz für eine ggf. notwendige Blitzschutzanlage sein. Die Notwendigkeit einer Blitzschutzanlage kann sich aus örtlichen Vorschriften bzw. aufgrund einer Risikobewertung – also einem Risiko-Management nach DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-1) – ergeben. Allerdings sind leitfähige Teile, wie Sat-Schüsseln und sonstige Antennen prädestiniert für einen möglichen Blitzeinschlag, sodass entsprechende Maßnahmen ergriffen werden müssen. Anforderungen hierzu sind in der DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06 enthalten. Im Abschnitt 11 wird der Schutz von Antennenanlagen und Satellitenantennen gegen statische atmosphärische Überspannungen und Blitzentladungen behandelt, was bei Sat-Anlagen zu beachten ist. Alle äußeren Teile einer Antennenanlage (abgesehen von einigen Ausnahmen) müssen errichtet sein, dass sie einer Blitzentladung standhalten können. Wenn also keine Blitzschutzanlage vorhanden ist, dann müssen der Haltemast für die Sat-Schüssel und die Kabelschirme der Koaxialkabel, eventuelle Verstärker über einen Erdungsleiter mit einem Erder verbunden werden. Hierzu gibt es im Abschnitt 11.3.2 von DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06 folgende Festlegungen: »Nach EN 50164-1 und EN 50164-2 müssen Klemmen und Drähte für Blitzströme ausgelegt sein. Der Erdungsleiter muss geradlinig und senkrecht geführt werden, damit so ein möglichst kurzer und direkter Weg zur Erdungsanlage gewährleistet ist. Als geeigneter Erdungsleiter gilt ein Einzelmassivdraht mit einem Mindestquerschnitt von 16 mm2 Kupfer, isoliert oder blank, oder 25 mm2 Aluminium, isoliert, oder 50 mm2 Stahl. Es dürfen nur Materialien verwendet werden, die sich untereinander nicht korrosiv verhalten. Feindrahtleiter dürfen nicht als Erdungsleiter verwendet werden. Sie sind nur für Leiter erlaubt, die keine Blitzströme führen.« Diese Forderungen stehen z. T. etwas im Widerspruch zu den Blitzschutznormen, den Normen der Reihe DIN EN 62305 (VDE 0185). In diesen Normen gibt es diese strengen Vorgaben nicht, d. h. nach diesen Normen dürften zumindest mehrdrähtige Leiter als Erdungsleiter / Ableitung verwendet werden. Aber auch Seile (Kupfer, Stahl und ggf. auch Aluminium) wären nach Tabelle 5 bzw. Tabelle 6 als Erdungsleitung / Ableitung zulässig. Das ist auch im Einklang mit DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2007-06. Fakt ist aber auch, dass nach DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06 ein mehrdrähtiger Leiter nicht verboten ist, denn die Forderung lautet nicht, dass ein Massivleiter verwendet werden muss, sondern dass ein Massivleiter geeignet ist. Dies schließt einen mehrdrähtigen Leiter nicht aus. Lediglich feindrähtige Leiter sind verboten, wenn mit Blitzströmen – z. B. aufgrund der Risikobetrachtung – zu rechnen ist. Auch die Forderung nach geradliniger und senkrechter Verlegung ist zweifelhaft, da i. d. R. auch eine horizontale Führung notwendig sein wird. Zu einzelnen Punkten der Anfrage

• NYM 1 x 16 mm2, mehrdrähtig: Ich hätte, aufgrund der Festlegungen den Normen der Reihe DIN EN 62305 (VDE 0185) und DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06) keine Bedenken, den mehrdrähtigen Leiter für die Ableitung vom Mast zu verwenden. Aus meiner Sicht sei angemerkt, dass es meines Wissens kaum Kupferleiter 16 mm2 als Einzelmassivleiter gibt. Selbst wenn man solche Leitungen irgendwo kaufen könnte, wäre es schwer vorstellbar, wie man so ein Gebilde einigermaßen geradlinig innerhalb eines Gebäudes verlegen soll.
• T-Quetschverbinder (nicht blitzstromtragfähig): Hier gelten die Anforderungen in den Normen, die in beiden Normen übereinstimmend sind, d. h. Verbindungsbauteile müssen eine ausreichende Blitzstromtragfähigkeit besitzen.
• Die Wirksamkeit ist nicht durch Messung nachgewiesen worden: Für die Errichtung jeder elektrischen Anlage, auch für Antennenanlagen, sind entsprechende Prüfungen (Erstprüfungen) notwendig.
• Zur Leitungsführung: Eine Führung der Erdungsleitung außerhalb des Gebäudes wäre eine bessere Lösung. Hierfür ließe sich auch eher ein Massivleiter verwenden.

Zum Schutzpotentialausgleich

J.  W. aus Sachsen fragte: »Der Schutzpotentialausgleich ist für mich der Potentialausgleich zwischen allen in ein Gebäude geführten Leitungen und dem Fundament­erder oder bei alten Gebäuden ohne Fundamenterder einem nachzurüstenden anderen Erder. Er muss im Hausanschlussraum jedes Gebäudes durchgeführt werden. Einzubinden sind neben dem Erder und dem Schutzleiter der Stromversorgung alle elektrisch leitfähigen Teile, die ein elektrisches Potential von außen ins Gebäude einführen können, z. B. Rohrleitungen aus Metall. Die Potentialausgleichsleitungen müssen auf einer Potentialausgleichsschiene zusammengeführt werden. Dies gilt auch für Sat-Anlagen.« Definieren des Schutzpotentialausgleichs In Abschnitt 826-13-20 von DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200):2006-06 ist der Begriff Schutzpotentialausgleich sehr einfach definiert: »Ein Schutzpotentialausgleich ist ein Potentialausgleich zum Zwecke der Sicherheit.« In der DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410) gibt es zum Thema Schutzpotentialausgleich gleich drei Varianten. Einerseits wird unterschieden in Schutzpotentialausgleich über die Haupt­erdungsschiene (früher markanter als Hauptpotentialausgleich bezeichnet) und in einen zusätzlichen Schutzpotentialausgleich, der örtlich vorgesehen werden muss, wenn in einem Stromkreis oder in einem Anlagenteil die Abschaltbedingungen im Fehlerfalle (Körperschluss) nicht erfüllt werden können. Dieser Schutzpotentialausgleich dürfte äußerst selten zur Anwendung kommen, da er sehr problematisch in seiner Ausführung ist. Darüber hinaus gibt es in den Normen der Gruppe 7xx von DIN VDE 0100 noch einen örtlichen zusätzlichen Schutzpotentialausgleich, welcher in Bereichen erhöhter Gefährdung angewendet werden muss. Ein solcher zusätzlicher Schutzpotentialausgleich war bisher z. B. im Teil 701 für Räume mit Badewanne oder Dusche gefordert. In der derzeit gültigen Norm wird dieser zusätzliche Schutzpotentialausgleich nur noch unter bestimmten Bedingungen gefordert. Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene Aufgrund Ihrer Ausführungen gehe ich davon aus, dass Sie den Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene meinen. Dieser muss in jedem Gebäude mit einer elektrischen Anlage einmal vorgesehen werden. Als »Hauptpotentialausgleich« war er zumindest schon seit 1973 gefordert, wobei von 1973 bis Mai 1991 diesbezügliche Festlegungen allerdings in der DIN VDE 0190 (VDE 0190) enthalten waren. Somit dürfte es in Deutschland kaum mehr eine elektrische Anlage geben, auch keine Altanlagen, in welcher der Schutzpotentialausgleich / Hauptpotentialausgleich fehlt, allein schon deshalb, weil fast in allen Gebäuden eine Antennenanlage oder Kabelanschluss vorhanden ist. Beim Fehlen eines Schutzpotentialausgleichs über die Haupterdungsschiene /Hauptpotentialausgleich muss dieser nachgerüstet werden um die normativen Anforderungen zum Zeitpunkt der Errichtung zu erfüllen. Wenn diese Nachrüstung jetzt erfolgt, muss sie auch den derzeit gültigen Normen entsprechen, z. B. der DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 und DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2007-06. Eine Erdungsanlage war zum Durchführen des Hauptpotentialausgleichs aber früher nicht immer gefordert. Zu einer Nachrüstung muss natürlich auch ein Anlagenerder vorhanden sein bzw. er muss nachgerüstet werden. Diese Erdungsanlage auch mit dem Hauptpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene verbunden werden. Diese Ausführungen stimmen also in etwa mit der Definition von J. W. aus Sachsen überein, wenngleich diese an einigen Stellen präzisiert werden muss. So lautet z. B. die entsprechende Forderung im Abschnitt 411.3.1.2 von DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06: »In jedem Gebäude müssen der Erdungsleiter und die folgenden leitfähigen Teile über die Haupterdungsschiene zum Schutzpotentialausgleich verbunden werden: – metallene Rohrleitungen von Versorgungssystemen, die in Gebäude eingeführt sind, z. B. Gas, Wasser; – fremde leitfähige Teile der Gebäudekonstruktion, sofern im üblichen Gebrauchszustand berührbar; – metallene Zentralheizungs- und Klimasysteme; – metallene Verstärkungen von Gebäudekonstruktionen aus bewehrtem Beton, wo die Verstärkungen berührbar und zuverlässig untereinander verbunden sind. Wo solche leitfähigen Teile ihren Ausgangspunkt außerhalb des Gebäudes haben, müssen sie so nahe wie möglich an ihrer Eintrittsstelle innerhalb des Gebäudes miteinander verbunden werden.« Hinweis: Nach Abschnitt 826-13-12 von DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200):2006-06 gilt als Erdungsleiter der vom Erder / Fundamenterder zur Haupterdungsschiene vorgesehene Leiter. Bei der Erdung der Sat-Anlage gilt nach DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1) die Verbindung Sat-Anlage zur Haupterdungsschiene als Erdungsleitung. Daneben ist im Abschnitt 542.4.1 von DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2007-06 auch noch Folgendes festgelegt: »In jeder Anlage, in der ein Schutzpotentialausgleich ausgeführt ist, muss eine Haupterdungsschiene vorgesehen sein, mit der folgende Leiter verbunden sein müssen: – Schutzpotentialausgleichsleiter; – Erdungs­- leiter; – Schutzleiter; – Funktionserdungsleiter, falls erforderlich.« Also nicht alle in einem Gebäude vorhandenen Leitungen müssen aus Gründen des Schutzes gegen elektrischen Schlag in den Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene einbezogen werden, sondern nur die nach Teil 410 und Teil 540 angeführten leitfähigen Teile. Dieser Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene muss auch nicht – wie vom Anfrager angeführt – im Hausanschlussraum (der ja nicht immer vorhanden ist) durchgeführt werden, sondern so nahe wie möglich an der Gebäudeeintrittsstelle solcher von außen eingeführter leitfähiger metallenen Leitungen, da davon auszugehen ist, dass sie ein Erdpotential einführen können, welches vom Erdpotential des Schutzleiters des Netzbetreibers abweichend sein könnte (relevant im TN-System). Auch die DIN 18015-1 (die aber vereinbart sein muss) enthält keine zwingende Forderung zur Errichtung der Haupterdungsschiene im Hausanschlussraum. Dort ist lediglich festgelegt, dass die Haupterdungsschiene (Potentialausgleichsschiene) im Hausanschlussraum bzw. in der Nähe der Hausanschlüsse vorzusehen ist. Aber auch das kann nur zutreffen, wenn sich der Hausanschlusskasten im Gebäude befindet, so dass aus meiner Sicht, die Vorgabe in den VDE-Bestimmungen eher zutreffen. Die DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 geht nicht auf »weitere zusätzliche Teile« ein, die ebenfalls mit dem Schutzpotentialausgleich über die Haupt­erdungsschiene zu verbinden sind. Das sind z. B.: Antennenanlagen, soweit sie im gefährdeten Bereich nach Abschnitt 11.1 von DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06 errichtet sind oder Blitzschutzanlagen, bei getrennten Erdungsanlagen auch die Verbindung der beiden Erdungsanlagen an der Haupterdungsschiene. Diese Forderung kann aber aus der Abbildung B.54.1 von Anhang B der DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2007-06 abgeleitet werden. – Weitere Erder. Nun noch ein Hinweis zum Führen eines Teilblitzstroms durch das Gebäude. Im Abschnitt 6.2.2 von DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3):2006-10 gibt es hierzu einen entsprechenden Hinweis, leider ohne Kommentierung bzw. Abhilfemaßnahmen: »Anmerkung: Wenn ein Blitzschutz-Potentialausgleich zu leitenden Teilen der baulichen Anlage hergestellt wird, kann ein Teil des Blitzstromes in die bauliche Anlage fließen, dessen Auswirkungen zu berücksichtigen sind.« Daher sollte aus meiner Sicht die Erdungsleitung vom Antennenmast / von der Sat-Anlage zur Haupterdungsschiene, so weit möglich, außerhalb des Gebäudes geführt werden und nur auf Höhe der Haupterdungsschiene ins Gebäude eingeführt werden.

Verlegung der Erdungsleitung

Bezüglich der Zuführung der Erdungsleitung 16 mm2 an die Potentialausgleichsschiene für die Schirme (von Ihnen als Erdungsbank bezeichnet) gilt, dass nach DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06 die Erdungsleitung, bei Anlagen ohne Blitzschutz, nach Bild 2 zuerst an den Mast angeschlossen wird. In den Fällen, in denen nach Abschnitt 11.2.3.4 Maßnahmen zur Risikoverminderung vorgesehen werden, ist die Erdungsleitung nach Bild 3 jene, die von der Erdungsschiene an die Potentialausgleichsschiene (bzw. an die als Erdungsbank bezeichnete Schiene) geführt ist und von dieser eine Verbindung zum Mast herstellt. In diesem Falle handelt es sich aber tatsächlich um keine Erdungsleitung, sondern um einen Schutzpotentialausgleichsleiter, was nicht im Einklang mit DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 steht.

Anschlüsse und Bewertung des Vorschlag zum weiteren Vorgehen Der Anfrager meinte nun in seiner Fragestellung, dass die Anschlüsse ungünstig ausgeführt seien, da der 1 x 16 mm2 auf einer Erdungsbank ankommt, auf der ebenso die Schirme der Antennenleitungen aufgelegt sind, um dann mit dem 1 x 16 mm2 weiter zum Dachsparrenhalter zu gehen: Ich kann hier keine großen Probleme erkennen, wenn die Anschlüsse zuverlässig ausgeführt sind. Bei der Ausführung mit einem »durchgeschleiften« (ungeschnittenen) Erdungsleiter, sehe ich überhaupt keinen Verstoß gegen die Norm. Im normativen Text gibt es eine Forderung über die Reihenfolge der Anschlüsse nicht und die Bilder (z. B. Bilder 2 und 3) stellen nur Beispiele dar.

Gegen einen zusätzlichen Erdungsleiter außerhalb des Gebäudes gibt es keine Einwände, ob er notwendig ist, sei dahingestellt, obgleich er meinem Vorschlag näherkommt, die Erdungsleitung außerhalb des Gebäudes zu führen. Die Ausführung des Erders ist in den Normen nicht festgelegt. In den Bildern 17 von DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2011-06 sind nur Beispiele aufgezeigt. Eine Anlehnung an die Blitzschutznorm wäre zu bevorzugen. Der Erdungswiderstand sollte in Anlehnung an die Blitzschutznormen 10 Ω nicht überschreiten. Ein Kreuzprofilerder kann ausreichend sein, da dieser Erder ja mit der Haupterdungsschiene des Gebäudes verbunden werden muss und somit der Fundamenterder mit wirksam ist. Es stellt sich daher die Frage, ob ein solcher zusätzlicher Erder sinnvoll ist, da die Verbindung mit der Haupterdungsschiene auf alle Fälle notwendig ist. Die Verbindung der »Erdungsbank« nur mit der bisherigen Erdungsleitung von 16 mm2 ohne zusätzliche Verbindung mit dem Antennenmast halte ich für ungünstig. Vielmehr wäre eine Verbindung mit dem Mast in 16 mm2 zu bevorzugen. Es wäre aber auch ausreichend, die Erdungsbank für die Schirme nur mit dem Mast zu verbinden (mindestens 4 mm2) und die innere Erdungsleitung stillzulegen. Ganz sicher aber ist es notwendig, die Schirme in der Nähe des Mastes zu erden, um eine Entlastung der Schirme zu erreichen.

Fazit

Bei den verwirrenden Normen kann man nur raten, die Sat-Anlage im geschützten Bereich des Gebäudes zu errichten oder gleich eine Blitzschutzanlage vorzusehen und die Sat-Anlage in dem Schutzbereich der Blitzschutzanlage zu errichten.