Achtung Blitzschlag

Der Informationsdienst BLIDS erfasst Einschläge und ermöglicht Präventionsmaßnahmen. Ein Gewitter bringt sie stets mit sich: Blitzschlaggefahr. Für Industrieunternehmen aller Branchen und Stromnetzbetreiber bedeutet das auch mögliche Schäden an Gebäuden, Anlagen und Leitungen. Zudem können selbst Blitzschläge in größerer Entfernung hochempfindliche Elektronik in Bereichen der Bürotechnik und der industriellen Produktion und deren Vernetzung beschädigen. „Die großen Spannungsspitzen und die Stromstärke von Erdblitzen erzeugen eine Vielzahl von Gefahren“, weiß auch Dr. Ryan Said, Forschungswissenschaftler beim finnischen Technologieanbieter Vaisala.

„Aufgrund dieser Gefahren ist es für eine Vielzahl öffentlicher und gewerblicher Einrichtungen von großem Vorteil, die genaue Position und Stärke jedes Blitzschlags zu kennen.“ Vaisala hat eine Blitzortungs-Sensorik entwickelt, die genau dies ermöglicht. Die Technologie liegt beispielsweise dem flächendeckenden Blitzortungssystem BLIDS zugrunde, das Siemens seit 1991 betreibt.

Bei Blitzschlag besteht Gefahr für Menschen und Güter. Foto: Vaisala GmbH

BLIDS, kurz für „Blitz-Informationsdienst“, verzeichnet inzwischen 10.000 Anwender und stützt sich seit 15 Jahren auf die von Vaisala. Rund 160 Messstationen in ganz Europa zeichnen das elektromagnetische Feld von Blitzen auf und lassen damit die präzise Lokalisierung eines Blitzschlags zu. Alleine 2016 registrierte das System 432.000 Blitzschläge in Deutschland.

Das Informationssystem nutzt das sogenannte „Time-of-Arrival (TOA)“-Prinzip. Die strategisch im Bundesgebiet platzierten Antennen empfangen das von einem Blitz ausgesendete elektromagnetische Signal, das sich wellenförmig mit Lichtgeschwindigkeiten in alle Himmelsrichtungen verbreitet. Aus der Differenz der von den Empfängern aufgezeichneten Ausbreitungszeit des Signals wird dann der Blitz-Ort berechnet. Darüber hinaus liefern die Antennen Daten zur Polarität, Stromstärke und eventuellen Teilblitzen. Für die genaue Synchronisation der Empfänger sorgen rund um die Uhr GPS-basierte Zeitdaten. So generiert BLIDS die wichtigsten Informationen zu Gewittern im Detail und stellt sie digital auf Landkarten zur Verfügung.

Live-Zugriff ermöglicht zielgerichtete Maßnahmen

Die Antennen orten Blitzschläge auf weniger als 200 Meter genau. Foto: Vaisala GmbH

BLIDS bildet zudem die Datengrundlage für den von Siemens veröffentlichten, jährlichen Blitz-Atlas, der die Blitzaktivitäten in der Bundesrepublik und seit 2017 auch erstmals in europäischen Nachbarländern darstellt. So entpuppte sich der Landkreis Garmisch-Patenkirchen mit 3,51 Blitzschlägen pro Quadratkilometer als blitzreichste Region Deutschlands im Jahr 2017 – eine Information, die nicht nur für Industrieunternehmen und Stromnetzbetreiber, sondern auch für deren Versicherer von Nutzen ist. „BLIDS kann nachweisen, dass ein Blitz die Ursache für einen Schaden oder Ausfall war“, sagt Stephan Thern, Leiter des Blitz-Informationsdienstes von Siemens. Mittlerweile liegen die Daten bereits nach unter zehn Sekunden nach dem eigentlichen Blitzschlag im BLIDS vor. Über MindSphere, das cloudbasierte IoT-Betriebssystems von Siemens, stehen Anwendern die Blitz-Daten auf ihren PCs und Mobilgeräten zur Verfügung.

Der Live-Zugriff ermöglicht so beispielsweise Windpark- oder Netzbetreibern, rechtzeitig Warnmeldungen an die Servicetechniker herauszugeben, wenn ein Blitz in der Nähe kritischer Anlagen einschlägt – und möglicherweise weitere Entladungen zu erwarten sind. Dabei ist die Qualität der Blitzdaten von großer Bedeutung. „Das Blitzortungssystem von Vaisala liefert die beste Performance“ Siemens setzt aktuell auf die neuesten Vaisala-Sensoren, die bei der Aufzeichnung von Blitzaktivitäten mittlerweile präzise zwischen Erd- und Wolkenblitzen unterscheiden können. Eine Studie mit Daten des amerikanischen Blitzdetektionsnetzwerks (NLDN) bestätigte eine beeindruckende Genauigkeit dieser Unterscheidung von über 90 Prozent.

Die Sensoren von Vaisala zeichnen über 98 Prozent aller Erdblitze auf und orten die Einschläge in der Hälfte aller Fälle auf weniger als 200 Meter genau, was eine amerikanische Validierungsstudie zusätzlich bestätigte. Das deckt sich auch mit den Erfahrungen von Stephan Thern. „Das Blitzortungssystem von Vaisala liefert die beste Performance und ist gleichzeitig robust und zuverlässig“, erklärt er und ergänzt: „Dank der präzisen Messtechnik können die Sensoren problemlos im Abstand von 350 Kilometern aufgestellt werden, was die Installations-, Betriebs- und Wartungskosten erheblich reduziert.“ Aufgrund der Genauigkeit und Zuverlässigkeit sowie den bisher 15 Jahren guter Erfahrungen mit der Messtechnik will Thern nun sechs neue Stationen mit Sensoren des Weltmarktführers für Umwelt- und Industriemesssysteme aufbauen und die Blitz- und Wetterdaten weiter verknüpfen. So soll die Zugrichtung von Gewitterfronten noch besser vorhergesagt und Industrieunternehmen und Stromnetzbetreiber weiter unterstützt werden.

www.vaisala.com

www.siemens.de/blids

Mehr zu diesem Thema

Publikationen des 50,2 Verlages


Der Branchenleitfaden für Stadtwerke und Netzbetreiber
Die "gelben Seiten" der IT-Sicherheit



Der Branchenleitfaden für Stadtwerke und Netzbetreiber
Die "gelben Seiten" des Smart Metering-Marktes

Der Rollout-Leitfaden für die Praxis
Unterstützung bei der Einführung der Smart-Meter-Technologie.