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Patent Searching and Data


Title:
LIGHTNING PROTECTION DEVICE HAVING AN INSULATED DIVERTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/063870
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a lightning protection device having an insulated diverter running at least in certain places inside a support tube, and having an interception rod mount which is situated on top of the support tube and connected thereto. The interception rod mount comprises a head part, which receives the conductor of the insulated diverter and the interception rod. The support tube is additionally connected at the end opposite from the head part of the interception rod mount to a stand or a carrier pipe at earth potential by means of a sleeve arrangement. According to the invention, the support tube has field-controlling, electrically weakly conductive or semiconductive properties.

Inventors:
ROTHER, Claudia (Ammanstrasse 15, Nürnberg, 90459, DE)
BROCKE, Ralph (Oberpölitz, Südring 31, Ilmenau, 98693, DE)
SCHÖLL, Helmut (Ackerstrasse 4, Seligenporten, 90602, DE)
Application Number:
EP2013/069469
Publication Date:
May 01, 2014
Filing Date:
September 19, 2013
Export Citation:
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Assignee:
DEHN + SÖHNE GMBH + CO.KG (Hans-dehn-strasse 1, Neumarkt/opf., 92318, DE)
International Classes:
H02G13/00
Domestic Patent References:
WO2006099880A12006-09-28
WO2008026766A12008-03-06
Foreign References:
DE10228665A12003-05-22
EP1143460A12001-10-10
US1746650A1930-02-11
DE1515889A11972-02-03
JPH03124001A1991-05-27
JP2001023794A2001-01-26
Other References:
See also references of EP 2912738A1
Attorney, Agent or Firm:
MEISSNER BOLTE (Widenmayerstrasse 47-50, München, 80538, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 , Blitzschutzeinrichtung mit isolierter Ableitung (8), welche mindestens abschnittsweise innerhalb eines Stützrohrs (1; 12) verläuft, sowie mit einer Fangstangenbefestigung, die auf dem Stützrohr( l ; 12) aufsitzt und mit diesem verbunden ist, wobei die Fangstangenbefestigung ein Kopfteil (9) umfasst, das einerseits den Leiter der isolierter» Ableitung (8) sowie andererseits die

Fangstange (4) aufnimmt, weiterhin das Stützrohr (1; 12) an seinem, dem Kopfteil (9) der Fangsta ngenbefestig ung gegenüberliegenden Ende über eine Hülsenanordnung (6) mit einem auf Erdpotential liegenden Standfuß oder Tragrohr (7) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Stützrohr ( 1; 12) feldsteuernde, elektrisch schwachleitende oder

halbleitende Eigenschaften besitzt,

2, Bl itzschutzeinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

auf der Außen- und/oder Innenoberfläche des Stützrohrs (1) eine elektrisch schwachleitende oder hal bleitene Beschichtung (2) aufgebracht ist,

3, Blitzschutzeinrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Beschichtung von einer Schutzschicht (3) umgeben ist.

4, Blitzschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

auf der Außenoberfläche des Stützrohrs ( 1; 12) isolationsstreckenverlingernde Hauben oder Schirme oder dergleichen Mittel ausgebildet sind.

5, Blitzschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die feldsteuernden Eigenschaften des Stützrohrs (1; 12) durch lineare ohmsche oder nichtlineare elektrische Leitfähigkeiten realisiert sind

6, Blitzschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit dem Kopfteil (9) der Fangetnrichtung und einer leitfähig ausgebildeten Hülsenanordnung (6) in elektrischem Kontakt steht.

7. Bl itzschutzei nrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass

innerhalb der Hülsenanordnung (6) ein Anschl ussm ittel (5) zum elektrischen

Verbinden des Außenmantels der Ableitung (8) zum Zweck des Potentialausgleichs vorgesehen ist.

8. Blitzschutzeinrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Anschlussmittel unter Federkraftvorspannung mit dem Außenmantel der Ableitung in Kontakt steht.

Description:
Blitzsch utzein richtu ng mit isolierter Ableitung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Blitzschutzeinrichtung mit isolierter Ableitung, welche mindestens abschnittsweise innerhalb eines Stützrohrs verläuft, sowie mit einer Fangstangenbefestigung, die auf dem Stützrohr aufsitzt und mit diesem verbunden ist, wobei die Fangstangenbefestigung ein Kopfteil umfasst, das einerseits den Leiter der isolierten Ableitung sowie andererseits die Fangstange aufnimmt, weiterhin das Stützrohr an seinem, dem Kopfteil der Fangstangenbefestigung gegenüberliegenden Ende über eine Hülsenanordnung mit einem auf Erdpotential liegenden Standfuß oder Tragrohr verbunden ist, gemäß Patentanspruch 1.

Es ist bekannt, im äußeren Blitzschutz isolierte Ableitungen im Endverschlussbereich entlang oder im Inneren eines Stützrohrs zu verlegen. Zur Unterdrückung von Gleitentladungen auf der Oberfläche von isolierten Ableitungen ist es notwendig, dass der halbleitende Mantel der Ableitung an den nicht blitzstrombehafteten Potentialausgleich angebunden wird. Dies erfolgt durch Elemente, die direkt auf die Leitung aufgebracht und an den

Potentialausgleich angeschlossen werden . Der räumliche Abstand des

Potentiala usgleichsa nschl usses der isolierten Ableitung zum eigentlichen Anschlusselement ist auf die elektrische Leitfähigkeit des halbleitenden

Mantels der isolierten Ableitung und dem äquivalenten Trennungsabstand des Blitzschutzsystems abgestimmt. Als isolierte Ableitungen kommen

insbesondere sogenannte HVI-Leitu ngen ( HVI : eingetragene Marke der DEHN + SÖH N E GmbH + Co, KG) zum Einsatz, Beim Einsatz einer HVI-Leitu ng besteht die Gefahr, dass hohe Impulsspannungen ohne zusätzliche

Maßna hmen Übersch läge a n Isolierstoffoberflächen verursachen . Um ei nen sogenan nten Gleitübersch lag zu vermeiden, ist die HVI- Leitung mit ei nem äußeren hal bleitenden Ma ntel ausgestattet, der es ermöglicht, hohe

Blitzi m pulsspa n nungen gegen ein Bezugspotential zu steuern .

Funktionsbedingt wi rd dazu i m Bereich des Endverschlusses eine Verbi ndung zwischen dem äußeren halbleitenden Material und dem Potentialausgleich des Gebäudes geschaffen.

Bei einer bekannten Ausführungsform der Einrichtung zum Kontaktieren einer Feldsteuerschicht einer isolierten Ableitung besteht der auf die

Feldsteuerschicht aufzubringende Potentialanschluss aus zwei halbschalen- förmigen Teilen, die von beiden Seiten auf die Oberfläche der Leitung gedrückt und dann in ein Halterohr geschoben werden. Anschließend erfolgt eine elektrische Kontaktierung mittels Schraubkontakt hin zu einer außen liegenden metallischen Hülse, die wiederum mit einem Potentialausgleichs- anschluss in Verbindung steht. Hinsichtlich des vorerwähnten Standes der Technik sei verwiesen auf www.obo-bettermann.com/download/montage/cbs/ iscon_systemanleitung_120615_de.pdf

Die eingangs erwähnten Blitzstromableiteinrichtungen auf der Basis isolierter Ableitungen sind bekannt z.B. aus der DE 10228665 B4 oder der DE 10233 528 B4. Es wird diesbezüglich ein elektrischer Leiter verwendet, der in eine Isolationsumhüllung eingebettet ist, die wiederum eine leitfähige Umman- telung aufweist, wobei im Anschlussabschnitt des elektrischen Leiters mit der Fangeinrichtung eine Anordnung zur Feldsteuerung zum Zweck des Verhin- derns von Gleitentladungen und zur Erhöhung der Impulsspannungsfestigkeit vorgesehen ist. Weiterhin ist die Blitzstromableiteinrichtung an einen nicht blitzstrom behafteten Potentialausgleich angebunden.

Die DE 102005041 167 A1 zeigt eine Blitzstromableitvorrichtung, die aus einer Fangeinrichtung besteht, welche über einen elektrischen Leiter mit einer Erdungsanlage verbunden ist. Der elektrische Leiter ist von einer Isolierung umgeben. Die Isolierung besteht aus einer Schicht aus einem Material, welches ein nichtlineares elektrisches Verhalten aufweist.

Am der Fangeinrichtung zugewandten Endbereich der Isolierung und der diese umgebenden Schicht ist eine Anschlusskappe installiert, die die

Fangeinrichtung, den elektrischen Leiter und die umgebende Schicht

miteinander elektrisch leitend verbindet. Der Halter ist z.B. aus Metall gefertigt. In vielen Fällen ist es aus ästhetischen Gründen von Vorteil, die isolierte Ableitung für Blitzschutzeinrichtungen des äußeren Blitzschutzes innerhalb eines Stützrohrs bzw. einer Anordnung zur fangstangenbefestigung zu verlegen. Im weiteren Verlauf wird die isolierte Ableitung unter Dach verlegt, was beispielsweise bei Reetdichern von Vorteil ist. Als Stützrohr kommen z.B. glasfaserverstärkte Rohre zum Einsatz, die die isolierte Ableitung von der Fangspitze in das Dachinnere führen. Mit einer derartigen Konstruktion kann auf ansonsten erforderliche aufgeständerte Verlegetechniken verzichten werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass hohe Impulsspannungen, die beim Blitzeinschlag In die Blitzschutzeinrichtung auftreten, bei insbesondere nasser und verschmutzter Oberfläche des Stützrohrs zu Gleitentladungen entlang der Stützroh roberfläche und damit zu einem Versagen des gesamten Blitzschutzsystems führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Blitzsch utzeinrichtu ng mit isolierter Ableitung, welche mindestens abschnittsweise innerhalb eines Stützrohrs verläuft, anzugeben, welche auch bei hohen Impulsspannungen Gleitentladungen entlang des Stützrohrs vermeidet, so dass auch bei Alterungserscheinungen und/oder problematischen Umweltbedingungen die entsprechend ausgerüstete Blitzschutzeinrichtung ihre Funktion

uneingeschränkt gewährleistet.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine

Blitzschutzeinrichtung gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.

Es wird demnach von einer Blitzschutzeinrichtung mit isolierter Ableitung ausgegangen, welche mindestens abschnittsweise innerhalb eines Stützrohrs verläuft. Weiterhin ist eine Fangstangenbefestigung vorhanden, die auf dem Stützrohr aufsitzt und mit diesem verbunden ist.

Die Fangstangenbefestigung umfasst ein Kopfteil, das einerseits den Leiter der isolierten Ableitung sowie andererseits die Fangstange oder eine entsprechende Fangspitze aufnimmt. Weiterhin ist das Stützrohr an seinem dem Kopfteil der Fangstangenbefestigung gegenüberliegenden Ende über eine Hülsenanordnung oder dergleichen Mittel mit einem auf Erdpotential liegenden Standfuß oder Tragrohr verbunden.

Erfindungsgemä ß weist das Stützrohr feldsteuernde, elektrisch schwachleitende oder halbleitende Eigenschaften auf.

Es sei an dieser Stelle darauf aufmerksam gemacht, dass unter dem Begriff Stützrohr nicht nur klassische rohrförmige Tragelemente zu verstehen sind, sondern ebenso auch Profile unterschiedlichen Querschnitts sowie sonstige Körper unterfallen, die geeignet sind, in ein System mit Isolierten Ableitungen zum Zweck des äußeren Blitzschutzes implementiert zu werden.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht die Möglichkeit, ausgehend von einem nicht leitenden Schutzrohr, die Au ßenoberfläche oder aber auch die Außen- und Innenoberfläche dieses Rohres mit einer elektrisch schwachleitenden oder halbleitenden Beschichtung zu versehen.

Diese Beschichtung oder Schicht kann als Laminat ausgeführt, durch Extrusion erzeugt, aber auch durch Streichen oder Sprühen realisiert werden.

Ebenso ist eine Beschichtung als Hüllschicht, z. B. durch Aufschrumpfen ausführbar.

Die vorstehend erwähnte Beschichtung mit den feldsteuernden Eigenschaften kann zusätzlich mit einer Außenumhüllung in Form einer Schutzschicht versehen sein, die z.B. den Ei nfluss schäd igender ultravioletter Strahlung minimiert.

Ergänzend besteht die Möglichkeit, auf der Au ßenobe rfläche des Stützrohrs isolationsstrecken verlängernde Hauben oder Schi rme a nzuordnen oder auszu bilden .

In Weiterbild ung der Erfindung kan n das Stützrohr sel bst aus einem Materia l bestehen, das feldsteuernde, elektrisch schwachleitende oder hal bleitende Eigenschaften aufweist. Die feldsteuernden Eigenschaften des Stützrohrs können durch lineare, ohmsche oder nichtlineare elektrische Leitfähigkeiten realisiert werden.

Die Beschichtu ng, welche die feldsteuernden Eigenschaften bestim mt, steht einerseits mit dem Kopfteil der fangeinrichtung und andererseits mit einer leitfähig ausgebildeten H ülsenanordnung in elektrischem Kontakt,

Innerhalb der vorerwähnten Hülsenanordnung kann ein Anschlussmittel zum elektrischen Verbinden des Außenmantels der Ableitung zum Zweck des

Potentialausgleichs vorgesehen sein.

Dieses Anschlussmittel ist bei einer Lösungsvariante so ausgeführt, dass selbiges unter Federkraftvorspannung mit dem Äußenmantel der Ableitung in Verbindung steht.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.

Hierbei zeigen :

Fig. i eine Längsschnitt- und Querschnittdarstellung einer ersten

Ausführungsform der Blitzschutzeinrichtung mit isolierter Ableitung und Stützrohr mit feldsteuernder Beschichtung;

Fig. 2 eine Ausführungsform ähnlich derjenigen nach Fig . 1 in Längssch nitt- und Querschnittdarstellung, jedoch mit zusätzlichen, schirmartigen isolationsstreckenverlängernden Mitteln und

Fig. 3 eine Längsschnitt- und Querschnittdarstellung einer weiteren

Ausführungsform der Blitzschutzeinrichtung mit Stützrohr, welches eine isolierte Ableitung aufnimmt, wobei das Stützrohr selbst aus einem schwachleitenden und damit feldsteuernden Material besteht.

Die Fig. 1 bis 3 machen deutlich, dass die isolierte Ableitung 8 im Stützrohr 1; 12 verlegt und von diesem Stützrohr im Inneren aufgenommen wird . Die isolierte Ableitung 8 kann darüber hinaus im Inneren eines Standfußes oder Tragrohrs 7 verlegt werden, welches auf Erdpotential liegt. Zwischen Stützrohr 1; 12 und dem Standfuß oder Tragrohr 7 ist eine

Hülsenanordnung aus einem elektrisch leitfähigen Material vorhanden, welches sowohl Standfuß bzw. Tragrohr 7 mit einem Ende als auch ein Ende des Stützrohrs 1; 12 aufnimmt. Über die Hülsenanordnung 6 kann auch ein Potentia la usgleichsa nschl uss realisiert werden. Diesbezüglich ist innerhalb der Hülsenanordnung 6, und zwar in dem zum Stützrohr 1 ; 12 weisenden Teil, ei n Anschlussmittel 5 vorhanden, welches dem elektrischen Verbinden des

Außenmantels des Leiters 8 zum Zweck des Potentialausgleichs dient.

Dieses Ansch lussmittel 5 kann als federartige Klemmvorrichtung ausgeführt werden, um beschädigungsfrei und sicher die gewünschte Kontaktierung der Außenoberfläche des Leiters 8 zu realisieren.

Blitzstrom wird über die Fangspitze 4 in das Kopfteil 9 und somit in den

Anschlusskopf 10 der isolierten Ableitung 8 geleitet und auf eine oder mehrere (nicht gezeigte) isolierte Ableitungen S verteilt, die den Blitzstrom sicher zum Erdpotential des zu schützenden Objekts führen.

Gemäß der Darstellung nach Fig . 1 wird zur Vermeidung von Gleitentladungen entlang der Oberfläche des Stützrohrs 1 eine schwachleitende Schicht 2 auf dieses Stützrohr aufgebracht, welche ohmsche oder nichtlineare elektrische

Leitfähigkeiten aufweist.

Diese schwachleitfähige Schicht 2 unterdrückt bzw. verzögert die Entstehung von Vorentladungen . Hierdurch kann in überraschender Weise die Länge der Isolationsstrecke, d.h. die Länge des Stützrohrs 1 verkürzt werden .

Einfl üssen wie Verschmutzungen, d ie eine Erhöhung der äquivalenten Länge der Isolationsstrecke verursachen, wird wirksa m entgegengewi rkt.

Die schwachleitende Schicht kann als Lam inat oder Extrudat ausgebildet sein, aber auch durch Spritzen oder Streichen erzeugt werden .

Zum Schutz vor Witterungseinfl üssen und/oder ultravioletter Strahl ung kann auf der äußeren leitenden Schicht 2 noch eine Sch utzsch icht 3 aufgebracht werden . Die schwach leitfähige Schicht zur Unterdrückung bzw. Verzögerung der Entstehung von Vorentladungen kann z.B. auf der Basis eines leitfähigen Oberflächen- Vliesmaterials ausgebildet werden. Dieses leitfihige Vliesmaterial kann in die Oberfläche des glasfaserverstärkten Kunststoffmaterials des eigentlichen Rohres eingearbeitet sein. In diesem Fall ergibt sich eine hohe UV-Beständigkeit und eine Beständigkeit gegen sonstige Witterungseinflüsse. Ebenfalls denkbar ist die Verwendung eines halbleitenden Ausgangsmaterials, z.B. VETRONIT EGS 619 AS T. Eine alternative Möglichkeit ist das Aufbringen eines halbleitenden Lacks auf das Isolationsrohr, wobei die Lackschicht dann die gewünschten feldsteuernden Eigenschaften realisiert.

In der Längsschnittdarstellung nach Fig. 1 ist beispielhaft gezeigt, dass die schwachleitende Schicht 2 nicht nur außen, sondern auch auf der Innenseite des Stützrohrs 1 aufgebracht werden kann, um die erstrebten Wirkungen in Sachen Verminderung der Gleitentladung zu erreichen, insbesondere dann, wenn z.B. taupunktbedingt auch im Inneren des Stützrohrs 1 ein Feuchteniederschlag gegeben ist.

Die schwachleitende Schicht oder Beschichtung und deren Schutzschicht 3 sind mit der Hülsenanordnung 6 und dem Kopfteil 9 elektrisch leitend verbunden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann neben oder alternativ zur

leitfähigen Beschichtung 2 auf dem Stützrohr 1 noch die Anordnung von schirmchenähnlichen Gebilden realisiert werden, die einer Verlängerung der Gesamtisolatlonsstrecke dienen.

Gemäß den Darstellungen nach Fig.3 kann das Stützrohr 12 auch vollständig aus einem schwachleitenden Material bestehen, welches ohmsche oder nichtlineare elektrische Leitfähigkeiten aufweist, wodurch der Gleitentladungs- einsatz verzögert oder unterdrückt werden kann und letztendlich eine

Verkürzung der Stützrohrlänge realisierbar ist.

Mit der vorgestellten Lösung und insbesondere den Varianten gemäß

Ausführungsbeispielen kann ein gleitentladungsfestes Blitzschutzsystem auch bei nasser oder verschmutzter Stützrohroberfläche geschaffen werden. Ergänzend besteht die Möglichkeit der Verlängerung der äquivalenten Isolierstrecke mittels der Schirmchen oder dergleichen Mittel, die auf das Stutzrohr aufgebracht bzw. dort befestigt werden. Diese

isolationsstreckenvergrößernden Mittel können sowohl auf ein m it ei ner Feldsteuersch icht versehenes Stützroh r a ls auch auf ein solches Stützrohr aufgebracht werden, das grundsätzlich aus schwachleitendem oder ha lbleitendem Material besteht.