Gefahren und Schäden bei Blitzeinschlägen in Seilbahnen

[trincerone]

dann mach ich das nur mit Helm + Visier.

Es gibt eine Seite, von der BGFE, wo Arbeitsunfälle im Niederspannungsbereich zur Information und Präventation sachlich dargestellt werden. Fast die Hälfte betrifft Störlichtbögen an Bauverteilern oder im Hausverteilerkasten (v.a. die Gusseisernen), immer das gleiche Schema: irgendwas fällt irgendwo rein (Mutter, Schrauberbit, leitender Plombendraht) oder aber der Monteur rutsch mit einem Werkzeug ab- ja und dann geht das Inferno los.

zur Dissertation:

Dipl. Ing. Wolfgang Laures aus Prüm
"Untersuchungen zum Einsatz von Höchstspannungskabeln großer Längen auf der 400 kV Ebene"

Ich habe die Diss. auch gespeichert, wenn Du sie im Netz nicht finden solltest.

EDIT: hab den Ing. noch eingebaut.

[Chasseral]

^^ Merci für den Literaturhinweis.
Ja, ja - die Schraubenschlüssel und Muttern ... da passiert so einiges bei Niederspannungsverteilern. Mussten einige Monteure bei uns auch leidvoll erfahren.

[Chasseral]

Zum eigentlichen Topic:
Eine Erfahrung hatte ich mit Gewitter und Blitzeinschlag im Skigebiet gemacht.
Im Mai 1995 am Kitzsteinhorn zogen plötzlich dunkle Wolken ausm Tal hoch. Ich war als einziger in der PB Sektion 3. Bis ich oben war, war alles dicht und man sah keine 5 Meter mehr. Oben hat mich jemand vom Pistendienst in Empfang genommen, in den Gipfel-Schrägaufzug verfrachtet und dann gebeten, ganz schnell mit den Skiern hinter ihm herzufahren. Der ist ohne Sicht gefahren wie ein bekloppter. Ich hinterher - zum Glück war er leucht-orange gekleidet, sonst hätte ich ihn selbst beim Hinterherfahren gar nicht sehen können. Keine Ahnung wie der die Bergstation der Gratbahn gefunden hat, aber irgendwie kennt der sich gut aus. Inzwischen hatte es angefangen zu donnern und zu hageln.
Ich war froh, als ich in der Gratbahn war, aber mulmig wars mir. Am Alpincenter war sonst keiner mehr ausser mit und dann bin ich mit Langwied-Bahn/Panoramabahn bis ins Tal. Als ich in der Panoramabahn war, gabs dann einen Blitzeinschlag ganz nah an der Bahn und die bahn stand still. Sicherlich Sicherungsauslösung aufgrund von Strömen über das Erdpotenzial. Nach 15 Minuten gings zum Glück weiter.
Auf jeden Fall haben die das Gebiet sehr zügig - um nicht zu sagen hektisch - geräumt.

[Claus]

Nochmal zurück zum Einschlag in ein Fahrbetriebsmittel:
Ich sehe die Wahrscheinlichkeit als äußerst gering an. Das über dem FBM liegende Seil spannt über dem FBM einen Schutzraum auf, aus dem das FBM nur bei sehr stromschwachen Blitzen heraustritt. Ein stromstarker Blitz wird also einen Sessel nicht treffen. Der Einschlag erfolgt dann mit großer Wahrscheinlichkeit in den Sesselrahmen über den Köpfen der Passagiere und fließt auf das Seil ab. Eine direkte Durchströmung der Passagiere ist nicht zu erwarten. Allerdings sind in solch direkter Nähe zum Blitzkanal die indirekten Wirkungen des Blitzstromes auf den Menschen groß.
Ein Wiederaustreten aus den Beinen kann vorkommen, wenn der besetzte Sessel in einen bereits bestehenden Blitzkanal einfährt. Das ist aber sowas von unwahrscheinlich ...
Übrigens - noch etwas zum Thema Raumladungen in der Luft und Influenzladungen an auf dem Boden stehenden Gegenständen:
Trinverone:

Ich denke weiter, dass es nicht so sehr darauf ankommt, was nun höchter Punkt etc ist, sondern viel mehr, wo Ladungen sammeln. Wenn beispielsweise die Luft stark positiv geladen ist, dann wird sich ein einzlener Metallstab mit Bodenkontakt vermutlich an seiner Spitze stark negativ aufladen (bis hin zum bekannten Elmsfeuer). Diese konträre Ladung macht eine exponierte Metallspitze geradezu prädestiniert für einen Blitzschlag bzw. im Beispiel (wo die Spitze negativ geladen ist) entsteht der Blitz hier und geht in die positiv geladene Wolke.

Es ist richtig, daß Blitze an den Stellen einschlagen, die eine besondere Feldstärkenüberhöhung aufweisen. Dies ist an allen "Spitzen" der Fall. Doch die Einwirkung der Feldstärke des Blitzes ist an allen ihm näher gelegenen Gegenständen besonders groß. Deshalb spielt die Höhe durchaus eine Rolle.
Ich möchte nur mit dem Irrglauben aufräumen, daß es Blitze gäbe, die vom Boden aus nach oben gehen. Die Hauptentladung kommt immer von oben nach unten. Auch bei positiven Blitzen. (Nur als Anmerkung: Diese sind extrem selten, sind jedoch mit Abstand die stärksten Blitze. Ihre Stromstärken übersteigen die der negativen Blitze bei weitem und ihre "Einwirkungszeiten" sind ebenfalls deutlich länger.) Am Boden entstehen sog. Fangentladungen, die sich dem herabwachsenden Blitz entgegenstrecken. Die Fangentladung, die den Blitz trifft, legt damit den Einschlagspunkt fest, erst dann kommt es zu einem durchgehenden Stromfluß.

[trincerone]

Sehr interessamte Ausführungen, zwei Fragen:

Ich möchte nur mit dem Irrglauben aufräumen, daß es Blitze gäbe, die vom Boden aus nach oben gehen. Die Hauptentladung kommt immer von oben nach unten.

Was passiert denn, wenn wir stark postiv geladene Luft haben und einen Metallstab? Sammeln sich dann nicht Elektronen an dessen Spitze bzw. entladen sich dann in die Luft? Weil ja aus der Wolken keine positiven Ladungsträger zum Stab fließen können. Also müsste dann doch der Blitz vom Boden zum Himmel gehen, wo ist der Denkfehler?

Doch die Einwirkung der Feldstärke des Blitzes ist an allen ihm näher gelegenen Gegenständen besonders groß. Deshalb spielt die Höhe durchaus eine Rolle.

Ja klar, auch ist i.A. der Weg durch die Luft beim ersten Funkenüberschlag zum höchsten Punkt hin am geringsten, so dass daher dort schon ein Blitzschlag wahrscheinlicher wird. Ich wollte nur daraufhinweisen, dass ein Blitz nicht deshalb von einem Sessel zum Boden überschläft, nur weil das der kürzeste Weg zum Boden wäre. Viel mehr ist der Weg durch die Stütze mit seinem geringen elektrischen Widerstand der Weg des Stromes. Weiterhin ist natürlich der höhere zum Boden isolierte Punkt aus nicht leitendem Material mitunter weniger gefährdet als der tiefere Leiter mit Erdpotenial.

Gruß

Christian

[Claus]

Was passiert denn, wenn wir stark postiv geladene Luft haben und einen Metallstab? Sammeln sich dann nicht Elektronen an dessen Spitze bzw. entladen sich dann in die Luft? Weil ja aus der Wolken keine positiven Ladungsträger zum Stab fließen können. Also müsste dann doch der Blitz vom Boden zum Himmel gehen, wo ist der Denkfehler?

Da ist kein Denkfehler. Du musst nur die Stromflussrichtung und die Bildungsrichtung eines Blitzkanal unterscheiden. Die sind nämlich nicht zwingendermaßen gleich. Ein positiver Blitz bildet sich auch von oben nach unten. Die von der Erde nach oben sich ersteckende Fangentladung überbrückt nur eine geringe Strecke. Die sich dann einstellende Flußrichtung der Elektronen hat mit diesem Prozess nichts zu tun.
Noch etwas ist mir aufgefallen:
Die Argumentation, ein Blitz hätte schon viele hundert Meter in Luft zurückgelegt und könnte daher auch Isoliertrecken durchschlagen ist so pauschal nicht richtig. Blitzableiter an Mobilfunkmasten sind z.B. mit Kunststoffisolatoren gegen den Mast isoliert, die werden nicht durchschlagen. Der Witz besteht darin, daß ein Blitzkanal elektrisch gut leitfähig ist. Dieser besteht nämlich nicht aus Luft, sondern ist hoch ionisiert. Aus diesem Grunde entstehen auch sog. Folgeblitze. Das hat bestimmt jeder schon einmal gesehen - ein Blitz flackert mehmals nacheinander auf. Streng genommen sind das einzelne Entladungen, die den noch ionisierten Kanal des "Vorgängerblitzes" nutzen, anstatt einen neuen Kanal "aufzumachen".

Ja klar, auch ist i.A. der Weg durch die Luft beim ersten Funkenüberschlag zum höchsten Punkt hin am geringsten, so dass daher dort schon ein Blitzschlag wahrscheinlicher wird. Ich wollte nur daraufhinweisen, dass ein Blitz nicht deshalb von einem Sessel zum Boden überschläft, nur weil das der kürzeste Weg zum Boden wäre. Viel mehr ist der Weg durch die Stütze mit seinem geringen elektrischen Widerstand der Weg des Stromes. Weiterhin ist natürlich der höhere zum Boden isolierte Punkt aus nicht leitendem Material mitunter weniger gefährdet als der tiefere Leiter mit Erdpotenial.

Ja, stimmt größtenteils.
Das Wiederaustreten aus dem Sessel sehe ich auch als unwahrscheinlich an. Möglich wäre es, wenn der Sessel in einen bereits bestehenden Kanal hineinfährt. Das jedoch auch blödsinnig, weil dazu direkt neben dem Seil ein Blitz "vorbeischlagen" müsste. Die Theorie, der höhere zum Boden isolierte Punkt aus nicht leitendem Material sei mitunter weniger gefährdet als der tiefere Leiter mit Erdpotenial kann ich nicht bestätigen. Die Leitfähigkeiten der Stoffe sind in den Bereichen der Hochspannung oft weit weniger ausschlaggebend als die Form der Anordnung. Ein hoher Holzmast neben einem niedrigen Stahlmast ist stärker gefährdet. Die Spitze des Holzmastes hat Erdpotential, egal, aus welchen Material das Ding besteht. Die Spitzenwirkung erzeugt starkte Feldüberhöhungen an der Spitze des Mastes. Der Blitz wird dort einschlagen, der Mast selbst stellt kein wesentliches Hindernis mehr dar.

[trincerone]

Danke für diese ausführliche Erklärung.

[Ram-Brand]

Hab mich noch nie mit Blitzen beschäftigt.

Jetzt habe ich wieder was gelernt

[jony]

Man lernt noch immer was dazu.
@ Claus
Aus deinen Ausführungen entnahm ich den Satz.

Ein hoher Holzmast neben einem niedrigen Stahlmast ist stärker gefährdet. Die Spitze des Holzmastes hat Erdpotential, egal, aus welchen Material das Ding besteht. Die Spitzenwirkung erzeugt starkte Feldüberhöhungen an der Spitze des Mastes. Der Blitz wird dort einschlagen, der Mast selbst stellt kein wesentliches Hindernis mehr dar.

Könnte man davon auch ableiten, dass Häuser im Wald relativ sicher stehen, wenn die Baumwipfel höher als der First des Hauses ist?
Gehört zwar nicht hier her, mir kam aber mal die Überlegung in den Sinn.
MfG
Jony

[Yeti01]

Was mich wundert, ist, daß noch niemand drauf gekommen ist, was mit Seilscheibe, Antriebswelle, Bremszangen, Stationsbauwerken, usw. passiert. Durch die Erhitzung des Materials kommt es doch zu einer ungleichmäßigen Aushärtung, wodurch diese Teile meines Erachtens nach unbrauchbar werden?!

Meiner Erfahrung nach kommt es bei einem herannahenden Gewitter, bei laufender Bahn, zu ziemlich starken statischen Aufladungen des Förder- oder Zugseiles, welche sich dann über die Seilscheibe und die Bremsbacken in Form eines Lichtbogens entladen, besonders bei Nässe. Die Rollengummi sind zwar schwach leitend, aber durch den hohen Widerstand, auch bedingt durch Lagerfett..., baut sich die Aufladung dort wohl nur langsam ab, sodaß, meiner Meinung nach, der Luftspalt zwischen Seil und Seilscheibe den geringeren Widerstand hat.
Die Blitzschutzeinrichtungen der Steuerung lösen dann natürlich aus, und die Bahn schaltet ab.
Das ist in den meisten Fällen der Auslöser für Abschaltungen, und nicht ein direkter Einschlag, nach welchem die Bahn wahrscheinlich, wenn überhaupt, nur mehr mit dem Notantrieb leergefahren werden könnte!

Das Verhalten bei herannahenden, bzw. bereits stattfindenden Gewittern ist übrigens in Ö genau in den Betriebsvorschriften geregelt.

Die vorher erwähnten Erdungskabel an den Fahrbetriebsmitteln sind übrigens nur für den Potentialausgleich bei statischer Aufladung.


P.S.: Ich habe nur den Lehrberuf Elektriker, weshalb mein Beitrag wohl nicht aus dem Schatten meiner Vorredner (bzw. -Schreiber) herauszutreten vermag

[zillertalski]

soviel ich weis ,ist doch auf der seilscheiben und umlenkrollen ein gummibelag drauf ( das seil quietscht beim überfahren der stütze mit den rollen). dann hat der blitz doch keinen kontakt zur erde,oder verstehe ich das falsch??

[trincerone]

Gummi isoliert nicht. Nur bei niedrigen Spannungen. Bei hohen Spannungen isoliert quasi gar nichts. Luft ist auch ein Isolator - bei niedrigen Spannungen... Blitze schlagen hunderte Meter durch Luft.

[Michael Meier]

Der Gummi ist Extra leitend. Hat mir aber auch schon eine gewaschen weil der Lift über die Eisenbahn geht. In der Talstation gibt es zusätzlich noch Kontakte auf der Umlenkrolle die das Seil Erden. Jetzt hat die Stütze neben der Eisenbahnlinie ein anderes Potenzial wie das Tragseil welches über die Talstation geerdet ist. Die Gummirollen haben aber einen zu hohen Wiederstand. So hat die Stütze das Erdpotenzial der Eisenbahn (Rückleiter) Was so an die 60 Volt ergibt. Dummes gefühl wenn man vom Sessel auf sie Stütze steigt.

[zillertalski]

aja ich glaub ich habs kapiert

[Yeti01]

Übrigens, beim Doppelliter sind an den Wippen kleine Spiralfedern zwischen Schmiernippel und Bolzen, die die statische Aufladung ableiten.

[zillertalski]

ich war 2003 in den osterferien mal in hochfügen schifahren. ungefähr gegen 15 uhr donnerte es ein paar mal. was mich wundert war, dass alle bahnen (schlepplifte,sessellifte,gondelbahnen)weiterliefen, und nicht llergefahren wurden! wer kann dazu was sagen?

[Ram-Brand]

^^ Dazu kann man wenig sagen.
Donnern muß noch lange nicht heißen das es vor Ort blitzt.

[Yeti01]

Jo, außerdem kann zu Ostern das Donnern auch von Lawinen kommen, habe ich selbst schon mit einem Gewitter verwechselt!

[Obelixx]

@trincerone:

schade, daß deine Links mit den Bildern der tiefhängenden Leitung nicht funktionieren!

Im Übrigen sind die 220 und 380kV-Leitungen, welche die Schaltanlage des Kernkraftwerks Grafenrheinfeld in Bayern verlassen auch auf relativ niederen Masten verlegt.
Es sind sogar bei einem Feldweg Warnschilder mit einer maximalen Durchfahrtshöhe von 4 Metern angebracht!

Wäre es eigentlich nicht am sichersten, wenn man Luftseilbahnen ähnlich wie Freileitungen mit einem (oder besser zwei) Erdseilen versehen würde?
Dann besteht keine Gefahr mehr, daß Blitzeinschläge in das Trag- oder Zugseil einteten können (gewiß, die Seile sind dick und dürften einen Blitzschlag ohne Probleme standhalten. Aber ich glaube halt, daß es an den Rollen der Stützen zu Schmorschäden kommen kann, weil hier mit Kontaktübergangswiderständen zu rechnen ist, so daß es hier zu Aufschmelzungen des Seilmaterials durch zu hohe Stromdichten an den Rollen kommen kann)

P.S.: Und auf http://de.structurae.de/structures/data ... D=s0014182 könnt Ihr einmal etwas über einen megakrassen Blitzschaden nachlesen. Schade, daß da niemand mit der Kamera dabei war!

[slaud]

bei einer pendelbahn kann mann sogar weit entfernte blitze mitbekommen
wenn die kapazitive seilüberwacheng anschlägt wenn es blitzt,
dann kann eine fahrt schon mal etwas länger dauern.

hab noch ne frage wie sieht es eigentlich mit dem blitzschutz von alten sesselliften aus, bei uns sind so altertümliche karten eingebaut mit einer glasrorsicherung und einem varistor
aber irgendwie sind bei jedem gewitter die ganzen karten hin samt platine

hat jemand schon erfahrungen gemacht mit dem umbau auf etwas moderneres und erfahrung mit der abnahme oder so gemacht
thx

[dientenboy]

Bei uns hat einmal der Blitz in die Bergstation eines Schleppliftes eingeschlagen, obwohl die Erdungsstange auch an der Bergstation montiert war wurde trotzdem ein elektrischer Teil der Bremse hin. Zu Saisonnbeginn ist alles noch 2 Tage tadellos gegangen, doch am dritten Tag hat die Bremse nicht mehr geschlossen und der Lift ist ca. 200m rückwärts gelaufen.

[Glogge]

Bei uns hat einmal der Blitz in die Bergstation eines Schleppliftes eingeschlagen, obwohl die Erdungsstange auch an der Bergstation montiert war wurde trotzdem ein elektrischer Teil der Bremse hin. Zu Saisonnbeginn ist alles noch 2 Tage tadellos gegangen, doch am dritten Tag hat die Bremse nicht mehr geschlossen und der Lift ist ca. 200m rückwärts gelaufen.

War das zufällig im Februar 2002 bei Bürglalmlift? Der ist ja dann ein oder zwei Tage (weiß es nicht mehr genau) geschlossen gewesen. Wenn ich das noch richtig weiß hat die Elektrik auch was abbekommen. Der Lift ist immer nur kurz gelaufen und hat dann wieder ne Vollbremsung hingelegt.

[Petz]

Manchmal killt ein Blitzschlag auch mehr wie nur die Elektrik....

[Dresdner]

Bei unseren beiden Bahnen wird, wenn Gewitter über den Anlagen sind, der Betrieb generell unterbrochen. Es ist zwar alles mehrfach abgeschirmt und noch nie hat es irgendwelche Blitzschäden gegeben. Da aber alle Wagen ohne Begleiter fahren geht Sicherheit vor - damit Anlagenstillstand.
Dresdner

[dientenboy]

@glogge Stimmt! es war der Bürglalmlift. Jedoch nicht im Feb. 2002 sondern im dezember 2006. Wenn der Lift immer kurz läuft und wieder bremst schaltet meistens der soll/ist-vergleich ab. Passiert immer dann wenn beim Tacho der Stift abbricht. Ziemlich nervige Sache, immer kurzschließen und so...