Viele Kunden fragen sich, wieso hydrostatische Füllstandssensoren und Pegelsonden bei Blitzeinschlag ausfallen, obwohl sie eine Pegelsonde mit integriertem Blitzschutz bestellt haben. Um diese Frage zu klären, ist es wichtig zu verstehen, wie Blitzschutz funktioniert und welche Auswirkungen Blitzeinschläge auf den hydrostatischen Füllstandssensor haben.
Als Pegelsonden, eine spezifische Art von hydrostatischen Füllstandssensoren, erstmals in Wasserreservoirs und Seen installiert wurden um den Füllstand zu überwachen, wurde diese Art Sensor während einem Gewitter oder einer Schlechtwetterperiode wiederholt zerstört. Dies hatte zahlreiche Studien über die Auswirkungen von Gewittern auf die Geräte in Wasserreservoirs und auf die Verkabelung zum und vom Einsatzort zur Folge.
Was Blitzschutz wirklich bedeutet
Als erstes muss man verstehen, dass die Auswirkung eines Blitzeinschlags erheblich variieren kann, je nachdem, wie nah am Drucksensor der Blitz in die Erde oder in die Installation einschlägt. Man kann mit gutem Gewissen sagen, dass keine Pegelsonde einen direkten oder sehr nahen Blitzeinschlag überlebt. Direkte Einschläge zerstören häufig komplette Schaltschränke einschließlich der installierten Elektronik und verbundener Komponenten.
Weiter entfernte Einschläge erhöhen jedoch „nur“ den Spannungsunterschied bzw. die Potentialdifferenz um z. B.1500 Volt. Wenn ein lokaler Blitzeinschlag das elektrische Potenzial eines Wasserreservoirs erhöht, bietet der Füllstandssensor für die erhöhte Spannung und Strom den kürzesten Weg zur Erde. Die Energie wird über die Pegelsonde in die Erde abgeleitet und zerstört oder schadet somit dessen Elektronik. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn es zu Blitzeinschlägen in Freileitungen kommt.
Wie funktioniert Blitzschutz in Pegelsonden?
Sensoren kann man vor Blitzeinschlägen schützen, indem man einen transienten Überspannungsschutz in den hydrostatischen Füllstandssensor integriert. Bedingt durch den von Natur aus kurzen Spannungsimpuls, kann man in den Sensor ein Bauteil integrieren, das den steigenden Unterschied im Spannungspotenzial entgegenwirkt. Steigt die Spannung, sagen wir z. B. über 50 Volt, kann der Blitzschutz einen Kurzschluss des elektronischen Schaltkreises verursachen, wodurch der Überspannung die Erdung ermöglicht wird und somit die Elektronik bis zum maximal vorgegebenen Spannungspotenzial geschützt wird. Das Bauteil arbeitet für gewöhnlich in einem nicht leitfähigem Zustand, leitet aber eine Spannungstransiente und ermöglicht somit der Spannungsspitze harmlos in die Erde zu fließen.
Sollte die Erdung nicht ausreichend sein oder sollte kein Blitzschutz in die hydrostatische Pegelsonde integriert sein, bekommt die Elektronik die komplette Energie des Spannungsimpulses ab und wird ausfallen. Der Schutz ist daher nur so gut wie die vom Nutzer zur Verfügung gestellte Erdung.
Bei Anwendungen im Freien, wo oft Pegelsonden eingesetzt werden, bietet WIKA einen optional integrierten Blitzschutz im Füllstandssensor. Die Sensorelektronik wird dann vor einer lokalen Leistungsspitze und vor kurzlebiger Überspannung geschützt. Blitzschutz ist eine Kombination aus dem Schutz im Gerät und einer guten niederohmigen Erdung.
Hinweis
Weitere Informationen zu Pegelsonden finden Sie auf unserer WIKA-Webseite. Sie möchten Pegelsonden kaufen? In unserem WIKA Online-Shop finden Sie einige unserer Standard-Ausführungen.
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Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie auch auf unserer
Informationsplattform “Hydrostatische Füllstandsmessung” (in englischer Sprache)
