@inproceedings{KernImaniVashianiTimmermanns2021, author = {Kern, Alexander and Imani Vashiani, Anahita and Timmermanns, Tobias}, title = {Threat for human beings due to touch voltages and body currents caused by direct lightning strikes in case of non-isolated lightning protection systems using natural components}, series = {35th International Conference on Lightning Protection (ICLP) and XVI International Symposium on Lightning Protection (SIPDA)}, booktitle = {35th International Conference on Lightning Protection (ICLP) and XVI International Symposium on Lightning Protection (SIPDA)}, publisher = {IEEE}, isbn = {978-1-6654-2346-5}, doi = {10.1109/ICLPandSIPDA54065.2021.9627465}, pages = {8 Seiten}, year = {2021}, abstract = {For typical cases of non-isolated lightning protection systems (LPS) the impulse currents are investigated which may flow through a human body directly touching a structural part of the LPS. Based on a basic LPS model with conventional down-conductors especially the cases of external and internal steel columns and metal fa{\c{c}}ades are considered and compared. Numerical simulations of the line quantities voltages and currents in the time domain are performed with an equivalent circuit of the entire LPS. As a result it can be stated that by increasing the number of conventional down-conductors and external steel columns the threat for a human being can indeed be reduced, but not down to an acceptable limit. In case of internal steel columns used as natural down-conductors the threat can be reduced sufficiently, depending on the low-resistive connection of the steel columns to the lightning equipotential bonding or the earth termination system, resp. If a metal fa{\c{c}}ade is used the threat for human beings touching is usually very low, if the fa{\c{c}}ade is sufficiently interconnected and multiply connected to the lightning equipotential bonding or the earth termination system, resp.}, language = {en} } @inproceedings{ScheibeKern2013, author = {Scheibe, K. and Kern, Alexander}, title = {Stand der Normung f{\"u}r {\"U}berspannungsschutzger{\"a}te}, series = {10. VDE, VBB-Blitzschutztagung : Vortr{\"a}ge der 10. VDE, ABB-Fachtagung vom 24. bis 25. Oktober 2013 in Neu-Ulm. (VDE-Fachbericht ; 70)}, booktitle = {10. VDE, VBB-Blitzschutztagung : Vortr{\"a}ge der 10. VDE, ABB-Fachtagung vom 24. bis 25. Oktober 2013 in Neu-Ulm. (VDE-Fachbericht ; 70)}, publisher = {VDE-Verl.}, address = {Berlin}, organization = {Blitzschutztagung <10, 2013, Neu-Ulm>}, isbn = {978-3-8007-3540-2}, pages = {23 -- 27}, year = {2013}, language = {de} } @inproceedings{LoPiparoKernMazzetti2012, author = {Lo Piparo, G. B. and Kern, Alexander and Mazzetti, C.}, title = {Some masterpoints about risk due to lightning}, series = {International Conference on Lightning Protection (ICLP) : 2 - 7 Sept. 2012, Vienna}, booktitle = {International Conference on Lightning Protection (ICLP) : 2 - 7 Sept. 2012, Vienna}, publisher = {IEEE}, address = {Piscataway, NJ}, organization = {International Conference on Lightning Protection <2012, Wien>}, isbn = {978-1-4673-1896-9 (E-Book) ; 978-1-4673-1898-3 (Print)}, pages = {1 -- 6}, year = {2012}, language = {en} } @inproceedings{BehrensFrentzelKern2009, author = {Behrens, J{\"o}rg and Frentzel, Ralf and Kern, Alexander}, title = {Simulation der transienten Spannungsverl{\"a}ufe im Eigenbedarfsnetz eines Großkraftwerks bei einem kraftwerksnahen Blitzeinschlag in die Hochspannungs-Freileitung}, isbn = {978-3-8007-3197-8}, year = {2009}, abstract = {8. VDE/ABB-Blitzschutztagung, 29. - 30. Oktober 2009 in Neu-Ulm. Blitzschutztagung <8, 2009, Neu-Ulm> Berlin : VDE Verl. 2009 Großkraftwerke k{\"o}nnen durch Blitzentladungen mit potentiellen Auswirkungen auf deren Verf{\"u}gbarkeit und Sicherheit gef{\"a}hrdet werden. Ein sehr spezielles Szenario, welches aus aktuellem Anlass zu untersuchen war, betrifft den kraftwerksnahen Blitzeinschlag in die Hochspannungs-Freileitung am Netzanschluss der Anlage. Wird nun noch ein sogenannter Schirmfehler unterstellt, d.h. der direkte Blitzeinschlag erfolgt in ein Leiterseil des Hoch- bzw. H{\"o}chstspannungsnetzes und nicht in das dar{\"u}ber gespannte Erdseil, so bedeutet dies eine extreme elektromagnetische Einwirkung. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der Simulation eines solchen Blitzeinschlages und dessen Auswirkungen auf den Netzanschluss und die Komponenten der elektrischen Eigenbedarfsanlagen eines Kraftwerks auf den unterlagerten Spannungsebenen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse lassen sich ohne Einschr{\"a}nkungen auf Industrieanlagen mit Mittelspannungs-Netzanschluss und ohne eigener Stromversorgung {\"u}bertragen.}, subject = {Blitzschutz}, language = {de} } @inproceedings{KernBraun2014, author = {Kern, Alexander and Braun, Christian}, title = {Risk management according to IEC 62305-2 edition 2: 2010-12 assessment of structures with a risk of explosion}, series = {2014 International Conference on Lightning Protection (ICLP), Shanghai, China}, booktitle = {2014 International Conference on Lightning Protection (ICLP), Shanghai, China}, organization = {International Conference on Lightning Protection <2014, Shanghai>}, pages = {1237 -- 1242}, year = {2014}, abstract = {Risk management for structures with a risk of explosion should be considered very carefully when performing a risk analysis according to IEC 62305-2. In contrast to the 2006 edition of the standard, the 2010 edition describes the topic "Structures with a risk of explosion" in more detail. Moreover, in Germany separate procedures and parameters are defined for the risk analysis of structures with a risk of explosion (Supplement 3 of the German DIN EN 62305-2 standard). This paper describes the contents and the relevant calculations of this Supplement 3, together with a numerical example.}, language = {en} } @inproceedings{Kern2003, author = {Kern, Alexander}, title = {Risikomanagement nach DIN V 0185-2 VDE V 0185 Teil 2: 2002-11 - Einige Beispiele und erste Erfahrungen}, year = {2003}, abstract = {Die neue Vornorm VDE V 0185 Teil 2 „Risikomanagement: Absch{\"a}tzung des Schadensrisikos f{\"u}r bauliche Anlagen" [1] ist seit November 2002 g{\"u}ltig. Sie erm{\"o}glicht nicht nur die Ermittlung der Schutzklasse eines Blitzschutzsystems, sondern auch die Untersuchung zur Notwendigkeit anderer Schutzmaßnahmen gegen Blitzeinwirkungen ({\"U}berspannungsschutzger{\"a}te in Unterverteilern und/oder an Endger{\"a}ten, Schirmung des Geb{\"a}udes und/oder interner R{\"a}ume, Potentialsteuerung, Brandmelde- und Feuerl{\"o}scheinrichtungen, etc.) nach objektiven Kriterien und damit in einer f{\"u}r alle Beteiligten grunds{\"a}tzlich nachvollziehbaren Art und Weise. Dass eine solche Analyse rel. komplex sein muss und der intensiven Besch{\"a}ftigung bedarf, ist deshalb nicht verwunderlich. Die Komplexit{\"a}t des Verfahrens sollte allerdings nicht dazu f{\"u}hren, die Vornorm als Ganzes abzulehnen. Die Vornorm beruht auf dem Stand der Diskussion im internationalen Normengremium IEC TC81 WG9 Ende des Jahres 2000. Integriert wurden einige nationale Besonderheiten, die aus Sicht des zust{\"a}ndigen Normenkomitees DKE K251 erforderlich erschienen. In Deutschland konnten und k{\"o}nnen nun erste breite Erfahrungen in der Anwendung dieser Risikoanalyse gesammelt werden; in anderen L{\"a}ndern ist dies noch nicht m{\"o}glich. Diese Erfahrungen k{\"o}nnen dann, nach Diskussion im nationalen Rahmen, in die internationale Normenarbeit eingebracht werden. Im folgenden Beitrag sollen einige, seit Erscheinen der Vornorm oft wiederkehrende Fragen dargestellt und L{\"o}sungsvorschl{\"a}ge vorgestellt werden. Dabei wird auch auf die Tendenzen im internationalen Normengremium IEC TC81 WG9 eingegangen, d.h. auf den aktuellen Entwurf zur IEC 62305-2 [3]. Die L{\"o}sungsvorschl{\"a}ge werden begr{\"u}ndet, sind allerdings weitestgehend subjektive Meinung des Autors. F{\"u}r {\"u}bliche bauliche Anlagen ist die Anwendung der Vornorm rel. einfach m{\"o}glich. Auch f{\"u}r spezielle F{\"a}lle k{\"o}nnen die darin festgelegten Verfahren herangezogen werden; allerdings sind dann einige weiterf{\"u}hrende {\"U}berlegungen notwendig, die der Planer von Blitzschutzsystemen durchf{\"u}hren muss. Anhand zweier Beispiele soll die Anwendung der VDE V 0185 Teil 2 auf solche speziellen F{\"a}lle dargestellt werden.}, language = {de} } @inproceedings{Kern2002, author = {Kern, Alexander}, title = {Risikomanagement : Absch{\"a}tzung des Schadensrisikos f{\"u}r bauliche Anlagen - Die neue Vornorm DIN V VDE V 0185 Teil 2 : 2002}, year = {2002}, abstract = {Alle Unternehmen sind vielf{\"a}ltigen Risiken ausgesetzt, die Finanz- und Betriebsbereiche einschließlich Dienstleistungen betreffen k{\"o}nnen. Die Firmen m{\"u}ssen {\"u}blicherweise Risiken eingehen, um im Wettbewerb bestehen zu k{\"o}nnen. Entscheidend ist, dass man sich {\"u}ber die Risiken bewusst ist, diese einsch{\"a}tzen und kontrollieren kann. Falsche Einsch{\"a}tzungen, Vers{\"a}umnisse und Fehlentscheidungen k{\"o}nnen empfindliche finanzielle Sch{\"a}den bis hin zum Totalverlust nach sich ziehen. Ein effektives Risikomanagement ist heute als wichtiger Sicherheitsfaktor anzusehen und sollte zur strategischen Unternehmensf{\"u}hrung geh{\"o}ren. Ein vorausschauendes Risikomanagement beinhaltet, Risiken f{\"u}r das Unternehmen zu kalkulieren. Es liefert Entscheidungsgrundlagen, um diese Risiken zu begrenzen und es macht transparent, welche Risiken sinnvollerweise {\"u}ber Versicherungen abgedeckt werden sollten. Beim Versicherungsmanagement ist jedoch zu bedenken, dass zur Erreichung bestimmter Ziele Versicherungen nicht geeignet sind (z.B. Erhaltung der Lieferf{\"a}higkeit). Eintrittswahrscheinlichkeiten bestimmter Risiken lassen sich durch Versicherungen nicht ver{\"a}ndern. Bei Unternehmen, die mit umfangreichen elektronischen Einrichtungen produzieren oder Dienstleistungen erbringen (und das sind heutzutage wohl die meisten), muss auch das Risiko durch Blitzeinwirkungen besondere Ber{\"u}cksichtigung finden. Dabei ist zu beachten, dass der Schaden aufgrund der Nicht-Verf{\"u}gbarkeit der elektronischen Einrichtungen und damit der Produktion bzw. der Dienstleistung und ggf. der Verlust von Daten den Hardware-Schaden an der betroffenen Anlage oft bei weitem {\"u}bersteigt. Im Blitzschutz gewinnt innovatives Denken in Schadensrisiken langsam an Bedeutung. Risikoanalysen haben die Objektivierung und Quantifizierung der Gef{\"a}hrdung von baulichen Anlagen und ihrer Inhalte durch direkte und indirekte Blitzeinschl{\"a}ge zum Ziel. Seinen Niederschlag hat dieses neue Denken in der neuen deutschen Norm DIN V 0185-2 VDE V 0185 Teil 2 gefunden. Die hier vorgegebene Risikoanalyse gew{\"a}hrleistet, dass ein f{\"u}r alle Beteiligten nachvollziehbares Blitzschutz-Konzept erstellt werden kann, das technisch und wirtschaftlich optimiert ist, d.h. bei m{\"o}glichst geringem Aufwand den notwendigen Schutz gew{\"a}hrleisten kann. Die sich aus der Risikoanalyse ergebenden Schutzmaßnahmen sind dann in den weiteren Normenteilen der neuen Reihe VDE V 0185 detailliert beschrieben.}, language = {de} } @inproceedings{KernDikta2009, author = {Kern, Alexander and Dikta, Gerhard}, title = {Probability of damage of electrical and electronic systems due to indirect lightning flashes - investigation of data from German insurance companies}, year = {2009}, abstract = {In the presented paper data collected from the field related to damage statistics of electrical and electronic apparatus in household are reported and investigated. These damages (total number approx. 74000 cases), registered by five German insurance companies in 2005 and 2006, were adviced by customers as caused by lightning overvoltages. With the use of stochastical methods it is possible, to reasses the collected data and to distinguish between cases, which are with high probability caused by lightning overvoltages, and those, which are not. If there was an indication for a direct strike, this case was excluded, so the focus was only on indirect lightning flashes, i.e. only flashes to ground near the structure and flashes to or nearby an incoming service line were investigated. The data from the field contain the location of damaged apparatus (residence of the policy holder) and the distances of the nearest cloud-to-ground stroke to the location of the damage registered by the German lightning location network BLIDS at the date of damage. The statistical data along with some complementary numerical simulations allow to verify the correspondence of the Standards rules used for IEC 62305-2 with the field data and to define some correction needs. The results could lead to a better understanding whether a damage reported to an insurance company is really caused by indirect lightning, or not.}, subject = {Blitzschutz}, language = {en} } @inproceedings{KernBrocke2017, author = {Kern, Alexander and Brocke, Ralph}, title = {Planung von Fangeinrichtungen mit dem dynamischen elektro-geometrischen Modell - M{\"o}gliche praktische Anwendungen}, series = {12. VDE/ABB-Blitzschutztagung : Beitr{\"a}ge der 12. VDE/ABB-Fachtagung, 12.-13. Oktober 2017, Aschaffenburg}, booktitle = {12. VDE/ABB-Blitzschutztagung : Beitr{\"a}ge der 12. VDE/ABB-Fachtagung, 12.-13. Oktober 2017, Aschaffenburg}, isbn = {978-3-8007-4459-6}, pages = {75 -- 82}, year = {2017}, language = {de} } @inproceedings{Kern2017, author = {Kern, Alexander}, title = {Optimierung des Blitzschutzes bei Biogasanlagen}, series = {12. VDE/ABB-Blitzschutztagung : Beitr{\"a}ge der 12. VDE/ABB-Fachtagung, 12.-13. Oktober 2017, Aschaffenburg}, booktitle = {12. VDE/ABB-Blitzschutztagung : Beitr{\"a}ge der 12. VDE/ABB-Fachtagung, 12.-13. Oktober 2017, Aschaffenburg}, isbn = {978-3-8007-4459-6}, pages = {48 -- 56}, year = {2017}, language = {de} }