TY - JOUR A1 - Wettingfeld, Jürgen A1 - Kern, Alexander A1 - Krämer, Heinz-Josef A1 - Thormählen, Reyno T1 - International anerkannte Blitzschutznormen : Ausgewogener und sicherer Schutz N2 - Die Einleitung zur Norm DIN EN 62305-3 beschreibt klar und ein - deutig: Der vorliegende Teil der IEC 62305 behandelt den Schutz von baulichen Anlagen gegen materielle Schäden und den Schutz von Personen gegen Verletzungen durch Berührungs- und Schrittspannungen. Als das wesentlichste und effektivste Mittel zum Schutz von baulichen Anlagen gegen materielle Schäden gilt das Blitz - schutzsystem (LPS). KW - Blitzschutz KW - lightning protection Y1 - 2009 PB - Fachhochschule Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Zischank, Wolfgang J. A1 - Heidler, Fridolin A1 - Wiesinger, J. A1 - Metwally, I. A1 - Kern, Alexander A1 - Seevers, M. T1 - Laboratory simulation of direct lightning strokes to a modeled building : measurement of magnetic fields and included voltages JF - Journal of electrostatics. 60 (2004), H. 2 - 4 Y1 - 2004 SN - 0304-3886 N1 - ISSN der E-Ausg.: 0304-3886 SP - 223 EP - 232 ER - TY - CHAP A1 - Zischank, Wolfgang J. A1 - Heidler, Fridolin A1 - Kern, Alexander A1 - Metwally, I. A. A1 - Wiesinger, J. A1 - Seevers, M. T1 - Laboratory simulation of direct lightning strokes to a modelled building - measurement of magnetic fields and induced voltages N2 - In IEC 61312-2 equations for the assessment of the magnetic fields inside structures due to a direct lightning strike are given. These equations are based on computer simulations for shields consisting of a single-layer steel grid of a given mesh width. Real constructions, however, contain at least two layers of reinforcement steel grids. The objective of this study was to experimentally determine the additional shielding effectiveness of a second reinforcement layer compared to a single-layer grid. To this end, simulated structures were set up in the high current laboratory. The structures consisted of cubic cages of 2 m side length with one or with two reinforcement grids, respectively. The structures were exposed to direct lightning currents representing the variety of anticipated lightning current waveforms. The magnetic fields and their derivatives at several positions inside the structure as well as the voltage between “floor” and “roof” in the center were determined for different current injection points. From these data the improvement of the shielding caused by a second reinforcement layer is derived. KW - Direkter Blitzschlag KW - Elektromagnetischer Schutzschild KW - Magnetische Felder KW - Induzierte Spannungen KW - Stahlbetonkonstruktion KW - Lightning KW - electromagnetic shielding KW - magnetic field KW - reinforced concrete KW - induced voltage Y1 - 2002 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Heidler, Fridolin A1 - Zischank, Wolfgang J. A1 - Frentzel, Ralf T1 - Lightning current distribution and coupling to control cables in power plants or large industrial facilites Y1 - 2002 N1 - International Conference on Grounding and Earthing <2002, Rio de Janeiro> ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Krichel, Frank A1 - Neskakis, Apostolos A1 - Müller, Klaus-Peter (u.a.) T1 - Lightning protection design of a renewable energy hybrid-system without power mains connection Y1 - 2001 N1 - International Conference on Renewable Energies for Islands <2001, Crete> ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander A1 - Krichel, Frank A1 - Müller, Klaus-Peter T1 - Lightning protection design of a renewable energy hybrid-system without power mains connection N2 - In the year 2000 a direct lightning strike to the hybridsystem without power mains connection VATALI on the Greek island Crete results in the destruction and damage of some mechanical and electrical components. The hybrid-system VATALI was not lightning protected at that time. The hardware damage costs are approx. 60,000 €. The exposed site of the hybrid-system on top of a mountain was and still is the reason for a high risk of lightning strikes. Also in the future further lightning strikes have to be taken into consideration. In the paper a fundamental lightning protection design concept for renewable energy hybrid-systems without power mains connection and protection measures against direct strikes and overvoltages are shown in detail. The design concept was realized exemplarily for the hybrid-system VATALI. The hardware costs for the protection measures were about 15,000 €. About 50% of the costs are due to protection measures against direct strikes, 50% are due to overvoltage protection. Future extensions, new installations, or modifications have to be included into the lightning protection design concept of the hybrid-system. KW - Blitzschutz KW - Erneuerbare Energien KW - Hybridsystem KW - Lightning protection KW - Renewable energy KW - hybrid-system Y1 - 2001 ER - TY - JOUR A1 - Bouquegneau, Christian A1 - Kern, Alexander A1 - Rousseau, Alain T1 - Lightning safety guidelines Y1 - 2010 N1 - Ground´2010 International Conference on Grounding and Earthing ; 4th International Conference ond Lightning Physics and Effects, Nov. 2010 Salvador - Brazil SP - 1 EP - 6 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Zischank, Wolfgang J. T1 - Längsspannung an blitzstromdurchflossenen Schirmkabeln - Einfluß paralleler Entlastungsleitungen JF - Elektrie : wissenschaftlich-technische Zeitschrift der Elektrotechnik. 47 (1993), H. 6 Y1 - 1993 SN - 0013-5399 N1 - 2. ISSN: 0013-5400 ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander A1 - Heidler, Fridolin A1 - Seevers, M. A1 - Zischank, Wolfgang J. T1 - Magnetic Fields and Induced Voltages in case of a Direct Strike - Comparison of Results obtained from Measurements at a Scaled Building to those of IEC 62305-4 N2 - In the paper the results obtained from experiments at a modelled reinforced building in case of a direct lightning strike are compared with calculations. The comparison includes peak values of the magnetic field Hmax, its derivative (dH/dt)max and of induced voltages umax in typical cable routings. The experiments are performed at a 1:6 scaled building and the results are extrapolated using the similarity relations theory. The calculations are based on the approximate formulae given in IEC 62305-4 and have to be supplemented by a rough estimation of the additional shielding effect of a second reinforcement layer. The comparison shows, that the measured peak values of the magnetic field and its derivative are mostly lower than the calculated. The induced voltages are in good agreement. Hence, calculations of the induced voltages based on IEC 62305-4 are a good method for lightning protection studies of buildings, where the reinforcement is used as a grid-like electromagnetic shield. N2 - Auswirkungen eines direkten Blitzeinschlages auf ein Gebäude, Vergleich von experimentellen Ergebnissen und Berechnungen basierend auf einer Formel aus der IEC 62305-4 KW - Blitz KW - Direkter Blitzschlag KW - Elektromagnetischer Schutzschild KW - Magnetische Felder KW - Induzierte Spannungen KW - Kalkulation KW - Direct lightning strike KW - electromagnetic shield KW - magnetic fields KW - induced voltages KW - calculations Y1 - 2004 SN - 0304-3886 N1 - Journal of electrostatics: Beitr. auf S. 379 - 385. doi:10.1016/j.elstat.2006.09.004 ER - TY - CHAP A1 - Zischank, Wolfgang J. A1 - Heidler, Fridolin A1 - Wiesinger, J. A1 - Stimper, K. A1 - Kern, Alexander A1 - Seevers, M. T1 - Magnetic Fields and Induced Voltages inside LPZ 1 Measured at a 1:6 Scale Model Building N2 - Laborexperimente zu Blitzschutzzonen in Stahlbetongebäuden anhand eines Modells im Maßstab 1:6 N2 - For the application of the concept of Lightning Protection Zones (LPZ), the knowledge of the magnetic fields and induced voltages inside a structure is necessary. Laboratory experiments have been conducted at a downscaled model of a building (scale factor 1:6) to determine these electromagnetic quantities in case of a direct strike to the structure. The model (3 m x 2 m x 2 m) represented a small industrial building using the reinforcement of the concrete as electromagnetic shield. The magnetic fields and magnetic field derivatives were measured at several location inside the scaled model. Further, the voltages induced on three typical cable routes inside the model was determined. The influence of the lightning current waveshape, point-of-strike, bonding of the cable routes, and bridging of an expansion joint in the middle of the building on these quantities was studied. KW - Blitzschlag KW - Elektromagnetischer Schutzschild KW - Stahlbeton KW - Maßstabsgetreues Modell KW - Lightning KW - electromagnetic shielding KW - reinforced concrete KW - scaled model Y1 - 2004 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Zischank, Wolfgang J. T1 - Melting effects on metal sheets and air termination wires caused by direct lightning strikes JF - Conference proceedings : Graz, Österreich, 25. - 29. April 1988 / Gesamtorganisation: Österr. Verb. für Elektrotechnik (ÖVE), Fachausschuß Blitzschutz ... [Red.: G. Diendorfer ...] Y1 - 1988 SN - 3-85133-001-3 N1 - International Conference on Lightning Protection >19, 1988, Graz> ; ICLP <19, 1988, Graz> ; Österreichischer Verband für Elektrotechnik / Fachausschuss Blitzschutz PB - Eigenverl. des ÖVE CY - Wien ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander T1 - Neue deutsche Blitzschutz-Normung. Reihe DIN EN 62305 / VDE 01 85-305-x:2006 JF - Der Eisenbahningenieur. 58 (2007), H. 8 Y1 - 2007 SN - 0013-2810 N1 - in der Bereichsbibliothek Bayernallee vorhanden SP - 18 EP - 22 ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander A1 - Meppelink, Jan T1 - Neue Möglichkeiten elektrischer Anschlüsse an die Bewehrung und Untersuchung der Wirkung von Blitzströmen in bewehrtem Beton N2 - Im Rahmen eines modernen Blitzschutzsystems für Stahlbeton-Bauten bietet es sich an, die Betonbewehrung zu benutzen: - Sie kann die Funktionen der Ableitungseinrichtungen und des Blitzschutz- Potentialausgleichs bei einem klassischen Gebäude-Blitzschutz übernehmen [1]; - Sie kann, ggf. bei entsprechender Ergänzung, als ein geschlossener Käfig ausgebildet werden und damit eine deutliche Reduzierung der Belastung elektrischer / elektronischer Systeme durch blitzinduzierte elektromagnetische Felder erbringen (LEMP-Schutz [2]). Die Nutzung der Bewehrung ist dabei grundsätzlich gleichermaßen bei Neubauten wie auch bei Ertüchtigungen möglich und sinnvoll. So stellt die Nutzung der Bewehrung beispielsweise im Bereich von Großkraftwerken eine wesentliche Ertüchtigungsmaßnahme für den Blitzschutz elektrischer und elektronischer Einrichtungen dar: - Einerseits wird der Blitzschutz-Potentialausgleich durch den Anschluss metallener Einrichtungen wie Elektronik-Schränke, Kabeltrag-Konstruktionen, Rohrleitungen, etc. an die Bewehrung deutlich verbessert. - Andererseits kann bei größeren Gebäuden die elektromagnetische Schirmwirkung durch die elektrische Überbrückung von vorhandenen Dehnfugen bei Stahlbetonbauten optimiert werden. Diese Dehnfugen sind teilweise nur unzureichend überbrückt, so dass bei Blitzeinschlag in das betreffende oder ein benachbartes Gebäude an Kabelstrecken, die über die Dehnfuge hinwegführen, rel. hohe Spannungen induziert werden können [2, 3]. Die sich um das gesamte Gebäude herumziehende oder zwischen zwei Gebäuden befindliche Dehnfuge muss deshalb im Abstand von maximal einigen Metern überbrückt werden. Im Falle von Blitzschutz-Ertüchtigungen in vorhandenen Gebäuden wird bisher an jeder geplanten Anschlussstelle die Bewehrung großflächig (∅ wenige 10 cm) freigelegt, dort ein elektrischer Anschluss zu dem Bewehrungsstab hergestellt, z.B. mittels eines Erdungsfestpunkts, und dann die Betonoberfläche wieder geschlossen. Je nach prognostizierter Strombelastung wird teilweise versucht, den über den Anschluss fließenden Strom bereits auf mehrere Bewehrungsstäbe zu verteilen. Dazu sind entweder die kreuzenden Stäbe zu verschweißen oder es sind direkt Anschlüsse an zwei Bewehrungsstäbe herzustellen. All dieses bedeutet einen hohen Aufwand bei der Freilegung der Bewehrung und auch wieder bei der Schließung der entstandenen Betonlöcher. Es soll deshalb hier untersucht werden, ob es beispielsweise zum Zwecke des Blitzschutz-Potentialausgleichs und auch zur Überbrückung von Dehnfugen ausreichend ist, den Anschluss an die Bewehrung nach einfachen Verfahren nur jeweils an einen Bewehrungsstab herzustellen. Damit würde der finanzielle und administrative Aufwand an Betonarbeiten deutlich reduziert. Die hier dargestellten Verfahren sind dabei insbesondere für den Einsatz bei Blitzschutz-Ertüchtigungen in bestehenden Gebäuden vorgesehen. Abschließend sollen deshalb die Möglichkeiten zur Prüfung korrekter Anschlüsse, die Grenzen der Verfahren sowie auch die Grenzen der Anwendbarkeit bei Neuanlagen diskutiert werden. KW - Blitzschutz KW - Stahlbetonkonstruktion KW - Lightning Protection KW - reinforced concrete Y1 - 2001 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Braun, Christian T1 - Neuerungen bei der Blitzschutznorm. Teil 2 JF - etz Elektrotechnik und Automation Y1 - 2013 SN - 0170-1711 N1 - Printausg. in der Bibliothek der FH Aachen vorhanden: 23 Z 133 ; 63 ZS 035 VL - Bd. 134 IS - H. 8 SP - 66 EP - 69 PB - VDE-Verlag CY - Wuppertal ER - TY - CHAP A1 - Wetter, Martin A1 - Kern, Alexander T1 - Number of lightning strikes to tall structures - comparison of calculations and measurements using a modern lightning monitoring system T2 - 2014 International Conference on Lightning Protection (ICLP), Shanghai, China Y1 - 2014 SP - 1 EP - 7 ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander T1 - Optimierung des Blitzschutzes bei Biogasanlagen T1 - Improvement of lightning protection for biogas plants T2 - 12. VDE/ABB-Blitzschutztagung : Beiträge der 12. VDE/ABB-Fachtagung, 12.-13. Oktober 2017, Aschaffenburg Y1 - 2017 SN - 978-3-8007-4459-6 SP - 48 EP - 56 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Klöters, Georg A1 - Pferdemenges, Jörg T1 - Optimised protection against lightning for the signalling and safety systems of level crossings on non-electrified railway lines JF - RTR : European Rail Technology Review Y1 - 2010 SN - 0079-9548 VL - 50 IS - 2 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander T1 - Physik der Blitzentladung und Blitzstrom-Parameter bei natürlichen Blitzen Y1 - 1993 N1 - Wehrtechnisches Symposium Elektromagnetische Verträglichkeit <5, 1993, Mannheim> ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander A1 - Brocke, Ralph T1 - Planung von Fangeinrichtungen mit dem dynamischen elektro-geometrischen Modell - Mögliche praktische Anwendungen T1 - Design of air-terminations using the dynamic electro-geometrical model - Possible practical applications T2 - 12. VDE/ABB-Blitzschutztagung : Beiträge der 12. VDE/ABB-Fachtagung, 12.-13. Oktober 2017, Aschaffenburg Y1 - 2017 SN - 978-3-8007-4459-6 SP - 75 EP - 82 ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander A1 - Dikta, Gerhard T1 - Probability of damage of electrical and electronic systems due to indirect lightning flashes - investigation of data from German insurance companies N2 - 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. KW - Blitzschutz KW - lightning flash Y1 - 2009 ER -