TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Krichel, Frank T1 - Überlegungen zum Blitzschutzkonzept für regenerative Energieanlagen N2 - Dem Blitzschutz von Anlagen der regenerativen Energien kommt in Zukunft eine steigende Bedeutung zu. Dabei ist es notwendig zu berücksichtigen, dass die Schutzmaßnahmen technisch/wirtschaftlich ausgewogen sind. Erbauer, Besitzer oder Benutzer von netzautarken Hybridanlagen haben zu entscheiden, ob die Anlage einen Schutz braucht oder nicht. Um diese Entscheidung zu fällen, ist eine Risikoanalyse als erster Schritt sinnvoll. Diese muss dabei die für die Hybridanlage relevanten Schadenarten und spezifischen Parameter, Werte und Randbedingungen mit einbeziehen. Dazu ist die Hilfe eines Blitzschutzexperten sehr hilfreich. KW - Alternative Energiequelle KW - Energietechnische Anlage KW - Blitzschutz KW - Blitzschutz KW - Regenerative Energieanlagen KW - Lightning protection KW - renewable energy Y1 - 2003 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander T1 - Überarbeitung der Blitzschutznorm IEC 62305 JF - Elektropraktiker. 63 (2009), H. 4 Y1 - 2009 SN - 0013-5569 SP - 391 EP - 394 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Dikta, Gerhard A1 - Krichel, Frank T1 - Zur Wahrscheinlichkeit für Schäden an elektrischen und elektronischen Einrichtungen durch indirekte Blitzeinschläge - Auswertung von Schadensstatistiken, analytischen und numerischen Berechnungen JF - 7. VDE-ABB-Blitzschutztagung : Vorträge der VDE-ABB-Fachtagung vom 15. bis 16. November 2007 in Neu-Ulm / Veranst.: Ausschuss für Blitzschutz und Blitzforschung (ABB) im VDE, Verband der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik e.V. Wiss. Tagungsltg.: K. Stimper Y1 - 2007 SN - 978-3-8007-3062-9 N1 - VDE-Fachbericht ; 64 ; Blitzschutztagung <7, 2007, Neu-Ulm> SP - 1 EP - 9 PB - VDE-Verl. CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Schelthoff, Christof T1 - Trennungsabstand bei Blitzschutzsystemen. Die Anforderungen nach VDE 0185-305-3:2006:10 JF - de- Der Elektro- und Gebäudetechniker (2007) Y1 - 2007 SP - 43 EP - 48 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander T1 - Time dependent temperature distribution in metal sheets caused by direct lightning strikes JF - Proceedings / Sixth International Symposium on High Voltage Engineering : 28. August - 1. September, 1989, Westin Canal Place Hotel, New Orleans, Louisiana, USA Y1 - 1989 N1 - International Symposium on High Voltage Engineering <6, 1989, New Orleans, La.> PB - Mississippi State University CY - Mississippi State, Miss. ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander A1 - Imani Vashiani, Anahita A1 - Timmermanns, Tobias T1 - 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 T2 - 35th International Conference on Lightning Protection (ICLP) and XVI International Symposium on Lightning Protection (SIPDA) N2 - 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 façades 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 façade is used the threat for human beings touching is usually very low, if the façade is sufficiently interconnected and multiply connected to the lightning equipotential bonding or the earth termination system, resp. KW - Lightning protection system KW - down-conductor KW - steel columns KW - metal façade KW - touch voltage Y1 - 2021 SN - 978-1-6654-2346-5 U6 - http://dx.doi.org/10.1109/ICLPandSIPDA54065.2021.9627465 N1 - 35th International Conference on Lightning Protection (ICLP) and XVI International Symposium on Lightning Protection (SIPDA), 20-26 Sept. 2021, Colombo, Sri Lanka PB - IEEE ER - TY - BOOK A1 - Kern, Alexander T1 - Theoretische und experimentelle Untersuchung der Erwärmung von Metallblechen bei Blitzeinschlag Y1 - 1990 N1 - Diss. PB - Univ. der Bundeswehr CY - München ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Lang, U. A1 - Wiesinger, J. A1 - Zischank, Wolfgang J. T1 - The longitudinal voltage of cable tubes with a screening mesh caused by partial lightning currents JF - Proceedings / Sixth International Symposium on High Voltage Engineering : 28. August - 1. September, 1989, Westin Canal Place Hotel, New Orleans, Louisiana, USA Y1 - 1989 N1 - International Symposium on High Voltage Engineering <6, 1989, New Orleans, La.> PB - Mississippi State University CY - Mississippi State, Miss. ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander T1 - The heating of metal sheets caused by direct lightning strikes-model and measurement JF - 20th ICPL / International Conference on Lightning Protection, Congress-Center Casino Interlaken, Switzerland, September 24-28, 1990 = Internationale Blitzschutzkonferenz, Congress-Center Casino Interlaken, Schweiz, 24.-28. September 1990 Y1 - 1990 N1 - International Conference on Lightning Protection <20, 1990, Interlaken> ; Internationale Blitzschutzkonferenz <20, 1990, Interlaken> PB - Schweizerischer Elektrotechnischer Verein CY - [Zürich] ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Zischank, Wolfgang J. T1 - The effect of parallel wires on the longitudinal voltage drop along shielded cables JF - Conference proceedings : 21st International Conference on Lightning Protection, Berlin Congress Center (BCC) Germany, September 22 - 25, 1992 = 21. Internationale Blitzschutzkonferenz / [proceedings ed. staff: J. Pilling ...] Y1 - 1992 SN - 3-8007-1885-5 N1 - International Conference on Lightning Protection <21, 1992, Berlin> ; ICLP <21, 1992, Berlin> PB - VDE-Verl. CY - Berlin [u.a.] ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Drumm, F. T1 - Survey of the lightning threat for aircraft based on natural lightning data and fixed in the German Standard DIN VG 95371 / Part 10 JF - Proceedings of the 1994 International Aerospace and Ground Conference on Lightning and Static Electricity : May 14 - 27, 1994, Bundesakademie für Wehrverwaltung und Wehrtechnik Mannheim ; final report / [conference chairman Jan Luiken TerHaseborg] Y1 - 1994 N1 - International Aerospace and Ground Conference on Lightning and Static Electricity <16, 1994, Mannheim> PB - Bundesakad. für Wehrverwaltung und Wehrtechnik CY - Mannheim ER - TY - CHAP A1 - Scheibe, K. A1 - Kern, Alexander T1 - Stand der Normung für Überspannungsschutzgeräte T2 - 10. VDE, VBB-Blitzschutztagung : Vorträge der 10. VDE, ABB-Fachtagung vom 24. bis 25. Oktober 2013 in Neu-Ulm. (VDE-Fachbericht ; 70) Y1 - 2013 SN - 978-3-8007-3540-2 SP - 23 EP - 27 PB - VDE-Verl. CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Lo Piparo, G. B. A1 - Kern, Alexander A1 - Mazzetti, C. T1 - Some masterpoints about risk due to lightning T2 - International Conference on Lightning Protection (ICLP) : 2 - 7 Sept. 2012, Vienna Y1 - 2012 SN - 978-1-4673-1896-9 (E-Book) ; 978-1-4673-1898-3 (Print) SP - 1 EP - 6 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Frentzel, Ralf A1 - Behrens, Jörg T1 - Simulation of the transient voltages in the auxiliary power network of a large power plant in case of a direct lightning strike to the high-voltage overhead transmission line Y1 - 2010 N1 - 30th International Conference on Lightning Protection, Cagliari (Italien), 2010 SP - 749-1 EP - 749-7 ER - TY - CHAP A1 - Behrens, Jörg A1 - Frentzel, Ralf A1 - Kern, Alexander T1 - Simulation der transienten Spannungsverläufe im Eigenbedarfsnetz eines Großkraftwerks bei einem kraftwerksnahen Blitzeinschlag in die Hochspannungs-Freileitung T1 - Simulation of transient voltage curve of a house-load operation net-work of large power plant by a lightning strike in a high-voltage over-head line closed to the power plant N2 - 8. VDE/ABB-Blitzschutztagung, 29. - 30. Oktober 2009 in Neu-Ulm. Blitzschutztagung <8, 2009, Neu-Ulm> Berlin : VDE Verl. 2009 Großkraftwerke können durch Blitzentladungen mit potentiellen Auswirkungen auf deren Verfügbarkeit und Sicherheit gefährdet 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. Höchstspannungsnetzes und nicht in das darüber 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 Einschränkungen auf Industrieanlagen mit Mittelspannungs-Netzanschluss und ohne eigener Stromversorgung übertragen. N2 - Lightning discharge can endanger large power plants with potential influence on their availability and reliability. A very special scenario, which was currently to analyse, is the lightning strike close to the high-voltage overhead line at the grid of the power plant. Supposing a failure of shielding and that the lightning strike goes directly into the line then the elec-tromagnetic effect is extremely high. The following article gives attention to the simulation of lightning strike and their effects to the connection with the grid and the components of the house-load operation of a large power plant especially to the lower voltage level sections. These results are transferable to industrial plants which have no own power supply. KW - Blitzschutz KW - Blitzeinschlag KW - lightning strike Y1 - 2009 SN - 978-3-8007-3197-8 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander T1 - Simulation and measurement of melting effects on metal sheets caused by direct lightning strikes JF - 1991 International Aerospace and Ground Conference on Lightning and Static Electricity : proceedings of a conference ... held at Cocoa Beach, Florida, April 16-19, 1991 / NASA Y1 - 1991 N1 - International Aerospace and Ground Conference on Lightning and Static Electricity <1991, Cocoa Beach, Fla.> ; United States / National Aeronautics and Space Administration CY - Washington, DC ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Zischank, Wolfgang J. A1 - Heidler, Fridolin A1 - Wiesinger, J. [u.a.] T1 - Shielding effectiveness of reinforced concrete cable ducts carrying partial lightning currents JF - Conference proceedings : 14th - 18th September 1998, [Burlington Hotel, Birmingham, United Kingdom] / organised by: School of Engineering and Advanced Technology, Staffordshire University, United Kingdom Y1 - 1998 N1 - International Conference on Lightning Protection <24, 1998, Birmingham> ; School of Engineering and Advanced Technology ; ICLP <4, 1998, Birmingham> CY - Birmingham ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander A1 - Braun, Christian T1 - Risk management according to IEC 62305-2 edition 2: 2010–12 assessment of structures with a risk of explosion T2 - 2014 International Conference on Lightning Protection (ICLP), Shanghai, China N2 - 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. Y1 - 2014 SP - 1237 EP - 1242 ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander T1 - Risikomanagement nach DIN V 0185-2 VDE V 0185 Teil 2: 2002-11 - Einige Beispiele und erste Erfahrungen T1 - Risk management based on DIN V 0185-2 VDE V 0185 part 2: 2002-11 - Some examples and first experiences N2 - Die neue Vornorm VDE V 0185 Teil 2 „Risikomanagement: Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen“ [1] ist seit November 2002 gültig. Sie ermöglicht nicht nur die Ermittlung der Schutzklasse eines Blitzschutzsystems, sondern auch die Untersuchung zur Notwendigkeit anderer Schutzmaßnahmen gegen Blitzeinwirkungen (Überspannungsschutzgeräte in Unterverteilern und/oder an Endgeräten, Schirmung des Gebäudes und/oder interner Räume, Potentialsteuerung, Brandmelde- und Feuerlöscheinrichtungen, etc.) nach objektiven Kriterien und damit in einer für alle Beteiligten grundsätzlich nachvollziehbaren Art und Weise. Dass eine solche Analyse rel. komplex sein muss und der intensiven Beschäftigung bedarf, ist deshalb nicht verwunderlich. Die Komplexität des Verfahrens sollte allerdings nicht dazu führen, 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 zuständigen Normenkomitees DKE K251 erforderlich erschienen. In Deutschland konnten und können nun erste breite Erfahrungen in der Anwendung dieser Risikoanalyse gesammelt werden; in anderen Ländern ist dies noch nicht möglich. Diese Erfahrungen können 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 Lösungsvorschläge 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 Lösungsvorschläge werden begründet, sind allerdings weitestgehend subjektive Meinung des Autors. Für übliche bauliche Anlagen ist die Anwendung der Vornorm rel. einfach möglich. Auch für spezielle Fälle können die darin festgelegten Verfahren herangezogen werden; allerdings sind dann einige weiterführende Überlegungen notwendig, die der Planer von Blitzschutzsystemen durchführen muss. Anhand zweier Beispiele soll die Anwendung der VDE V 0185 Teil 2 auf solche speziellen Fälle dargestellt werden. KW - Blitzschutz KW - Risikomanagement KW - Lightning protection KW - risk management Y1 - 2003 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander T1 - Risikomanagement für den Blitzschutz - Abschätzung des Blitzschadensrisikos nach der neuen Vornorm VDE V 0185 Teil 2 : 2002 N2 - Ein vorausschauendes Risikomanagement beinhaltet, Risiken zu kalkulieren. Es liefert Entscheidungsgrundlagen, um diese Risiken zu begrenzen und es macht transparent,welche Risiken sinnvoll über Versicherungen abgedeckt werden sollten. Bei Unternehmen, die mit umfangreichen elektronischenEinrichtungen produzieren oder Dienstleistungen erbringen (und das sind heutzutage wohl die meisten), muss auch das Risiko durch Blitzeinwirkungen besondere Berücksichtigung finden. Dabei ist zu beachten, dass der Schaden aufgrund der Nichtverfügbarkeit der elektronischen Einrichtungen und damit derProduktion bzw. der Dienstleistung und ggf. der Verlust von Daten den Hardwareschaden an der betroffenen Anlage oft bei weitem übersteigt. KW - Blitzschutz KW - Risikomanagement KW - Risikoabschätzung KW - Lightning protection KW - Risk management KW - Risk assessment Y1 - 2003 ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander T1 - Risikomanagement : Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen - Die neue Vornorm DIN V VDE V 0185 Teil 2 : 2002 N2 - Alle Unternehmen sind vielfältigen Risiken ausgesetzt, die Finanz- und Betriebsbereiche einschließlich Dienstleistungen betreffen können. Die Firmen müssen üblicherweise Risiken eingehen, um im Wettbewerb bestehen zu können. Entscheidend ist, dass man sich über die Risiken bewusst ist, diese einschätzen und kontrollieren kann. Falsche Einschätzungen, Versäumnisse und Fehlentscheidungen können empfindliche finanzielle Schäden bis hin zum Totalverlust nach sich ziehen. Ein effektives Risikomanagement ist heute als wichtiger Sicherheitsfaktor anzusehen und sollte zur strategischen Unternehmensführung gehören. Ein vorausschauendes Risikomanagement beinhaltet, Risiken für das Unternehmen zu kalkulieren. Es liefert Entscheidungsgrundlagen, um diese Risiken zu begrenzen und es macht transparent, welche Risiken sinnvollerweise über Versicherungen abgedeckt werden sollten. Beim Versicherungsmanagement ist jedoch zu bedenken, dass zur Erreichung bestimmter Ziele Versicherungen nicht geeignet sind (z.B. Erhaltung der Lieferfähigkeit). Eintrittswahrscheinlichkeiten bestimmter Risiken lassen sich durch Versicherungen nicht verändern. 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 Berücksichtigung finden. Dabei ist zu beachten, dass der Schaden aufgrund der Nicht-Verfügbarkeit 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 übersteigt. Im Blitzschutz gewinnt innovatives Denken in Schadensrisiken langsam an Bedeutung. Risikoanalysen haben die Objektivierung und Quantifizierung der Gefährdung von baulichen Anlagen und ihrer Inhalte durch direkte und indirekte Blitzeinschläge 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 gewährleistet, dass ein für alle Beteiligten nachvollziehbares Blitzschutz-Konzept erstellt werden kann, das technisch und wirtschaftlich optimiert ist, d.h. bei möglichst geringem Aufwand den notwendigen Schutz gewährleisten kann. Die sich aus der Risikoanalyse ergebenden Schutzmaßnahmen sind dann in den weiteren Normenteilen der neuen Reihe VDE V 0185 detailliert beschrieben. KW - Blitzschutz KW - Risikomanagement KW - Risikoabschätzung KW - Versicherung KW - Lightning protection KW - Risk management KW - Risk assessment ; Insurance Y1 - 2002 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Schelthoff, Christof A1 - Mathieu, Moritz T1 - Probability of lightning strikes to air-terminations of structures using the electro-geometrical model theory and the statistics of lightning current parameters Y1 - 2010 N1 - 30th International Conference on Lightning Protection, Cagliari (Italien), 2010 SP - 750-1 EP - 750-8 ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander A1 - Schelthoff, Christof A1 - Mathieu, Moritz T1 - Probability of lightning strikes to air-terminations of structures using the electro-geometrical model theory and the statistics of lightning current parameters JF - Atmospheric Research. 104 (2011) Y1 - 2011 SN - 0169-8095 N1 - Article in Press PB - Elsevier CY - Amsterdam 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - Kern, Alexander A1 - Heidler, F. A1 - Zischank, W. T1 - Induced overvoltages in cable ducts taking into account the current flow into earth / F. Heidler ; W. Zischank ... A. Kern ... JF - Conference proceedings : 14th - 18th September 1998, [Burlington Hotel, Birmingham, United Kingdom] / organised by: School of Engineering and Advanced Technology, Staffordshire University, United Kingdom Y1 - 1998 N1 - International Conference on Lightning Protection <24, 1998, Birmingham> ; School of Engineering and Advanced Technology ; ICLP <4, 1998, Birmingham> CY - Birmingham ER - TY - CHAP A1 - Rousseau, Alain A1 - Kern, Alexander T1 - How to deal with environmental risk in IEC 62305-2 T2 - 2014 International Conference on Lightning Protection (ICLP), Shanghai, China N2 - The 2nd edition of the lightning risk management standard (IEC 62305-2) considers structures, which may endanger environment. In these cases, the loss is not limited to the structure itself, which is valid for usual structures. In the past (Edition 1) this danger was simply taken into account by a special hazard factor, multiplying the existing risk for the structure with a number. Now, in the edition 2, we add to the risk for the structure itself a “second risk” due to the losses outside the structure. The losses outside can be treated independently from what occurs inside. This is a major advantage to analyze the risk for sensitive structures, like chemical plants, nuclear plants, or structures containing explosives, etc. In this paper, the existing procedure given by the European version EN 62305-2 Ed.2 is further developed and applied to a few structures. Y1 - 2014 SP - 521 EP - 527 ER - TY - JOUR A1 - Landers, Ernst Ulrich A1 - Kern, Alexander T1 - Future evolution of risk management for structures : Advancement for the future IEC 62305-2 Ed3 Y1 - 2011 N1 - XI International Symposium on Lightning Protection (SIPDA), Fortaleza (Brasilien), 2011. SP - 1 EP - 6 PB - IEEE CY - New York ER - TY - CHAP A1 - Birkl, Josef A1 - Diendorfer, Gerhard A1 - Kern, Alexander A1 - Thern, Stephan T1 - Extremely high lightning peak currents T2 - 34th International Conference on Ligntning Protection, 02-07 September 2018 Y1 - 2018 SN - 978-1-5386-6635-7 ER - TY - CHAP A1 - Birkl, Josef A1 - Diendorfer, Gerhard A1 - Kern, Alexander A1 - Thern, Stephan T1 - Extrem hohe Blitzströme T1 - Extremly high lightning currents 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 - 146 EP - 152 ER - TY - JOUR A1 - Birkl, Josef A1 - Diendorfer, Gerhard A1 - Kern, Alexander A1 - Thern, Stephan T1 - Extrem hohe Blitzströme JF - Elektropraktiker N2 - Blitze sind nach wie vor eine enorme Schadensquelle für Personenschäden, Brände, mechanische Zerstörungen und insbesondere auch Überspannungen. Das zeigen nicht zuletzt aktuelle Statistiken der Schadensversicherer. Immer wieder gibt es Meldungen über extrem hohe Blitzströme, die natürlich auch zu großen Schäden und Zerstörungen führen können. Dabei werden Scheitelwerte von teilweise deutlich über 300 kA genannt. Dies wirft Fragen auf, da die „klassische“ Blitzstatistik (z. B. nach CIGRE und IEC [8][10]) bisher solche Werte nicht kennt. Diese extremen Blitzströme werden meist aus den Daten von Blitzortungssystemen ermittelt. Y1 - 2018 VL - 72 IS - 3 SP - 217 EP - 225 PB - Huss Medien CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Kern, Alexander T1 - Ertüchtigung des Blitzschutzsystems für ein Bürogebäude auf der Basis von VDE V 0185 Teil 100 (ENV 61024-1) und VDE 0185 Teil 103 (IEC 1312-1) Y1 - 1998 N1 - Forum Verband Deutscher Blitzschutzfirmen e.V. <1998, Köln> ER -