Guten Tag Herr Westernmeier,
danke für Ihre Frage.Eine überschlägige Berechnung ist an sich recht unkompliziert:
Zunächst wählen Sie einen beliebigen Einschlagpunkt in die zu betrachtende Fang- oder Ableitung.
Von dort ermitteln Sie entlang der Leitung die Länge bis zum Erdeintritt. Vereinfachend nehmen Sie pro Meter der gemessenen Leitungslänge eine Leitungsinduktivität von etwa 1 µH an.
Dann wählen Sie eine Stoßstromamplitude eines beliebigen Blitzstromes. Angelehnt an normativ übliches Vorgehen setzen Sie voraus, dass der Blitzstrom eine Anstiegszeit von etwa 10 µs aufweist und eine Rückenhalbwertszeit von 350 µs. Für die Berechnung der zu erwartenden Spannung benötigen Sie nur die Anstiegszeit des Blitzstromes; die abfallende Flanke des Blitzstromes ist viel langsamer.
Jetzt können Sie die Spannung ausrechnen.
Der maximale Augenblickswert der zu erwartenden Spannung ergibt sich durch Multiplikation der ermittelten Induktivität mit der angenommenen Blitzstromamplitude. Dieser Wert wird durch die Anstiegszeit (hier: 10 µs) geteilt.
Fertig.
Ein Beispiel:
Vom Blitzstrom durchflossene Leitungslänge: 10 m
Maximaler Wert des Blitzstoßstromes: 59,9 kA
Spannung: knapp 60 kV
Bitte bedenken Sie bei solchen Berechnungen, dass ein Blitzstrom nie wirklich "normativen Vorgaben" folgen wird. Sie brauchen also nicht mit "vielen Stellen hinter dem Komma" zu rechnen. Und überhaupt: Niemand kann die wirkliche Größe eines zu erwartenden Blitzeinschlages oder dessen Anstiegszeit vorherbestimmen. Nur aufwendige Messtechnik kann gewesene Blitzereignisse "vermessen"...
Nehmen Sie also ganz pragmatisch Blitzstrom-Amplituden von 1 kA, 10 kA und 100 kA und wählen Sie für alle drei Werte jeweils Blitzstrom-Anstiegszeiten von 0,1 µs, 1 µs und 10 µs.
Daraus ergeben sich je nach Leitungslänge immer Werte im deutlichen zwei- und mehrstelligen Kilovolt-Bereich.
Für die Darstellung eines solchen Spannungsverlaufes in Abhängigkeit von der stromdurchflossenen Leitungslänge tragen Sie die (mit einer Tabellenkalkulations-Software) errechneten Spannungswerte auf. Dann haben Sie alle Informationen auf einen Blick.
Spätestens nach Fertigstellung dieser Kurven wird deutlich: Soll bei einem Blitzeinschlag Schaden an Gebäude, Mensch und Tier, die sich darin aufhalten, begrenzt oder vermieden werden, wird immer ein fachgerechtes Blitzschutzsystem errichtet werden müssen...
Haben Ihnen diese Hinweise geholfen?
Gern stehe ich für eine weitere Detaildiskussion zur Verfügung.
Gruß!
Gerhard Wolff
