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wieviel Sie
drauf haben.
Die Wägesysteme bestehen weitgehend aus leistungsstarken elektronischen Komponenten. Dies ist aber auch der Grund für die relativ hohe Anfälligkeit für Schäden, die durch Blitzschlag und allgemein durch Überspannung entstehen können.
Luftbewegungen werden durch das Aufsteigen von warmen Luftmassen oder das Absinken von kalten Luftmassen verursacht. Beim Aufsteigen kühlt sich die Warmluft allmählich ab. Es entsteht eine Wolke aus Wassertröpfchen und in größeren Höhen aus Eiskristallen. Eine Gewitterwolke ist ein derartiges System mit höheren Luftgeschwindigkeiten, als dies normalerweise der Fall ist. Durch die gewaltigen Aufwärts- und Abwärtsströmungen im Zentrum der Wolke werden statische Ladungen erzeugt, wobei die Eiskristalle in den oberen Schichten der Wolke positiv und die Wassertröpfchen in den unteren Schichten negativ geladen sind.
Das zwischen den Ladungszentren erzeugte Spannungsfeld bewirkt eine Ionisation der Luftmoleküle, so dass ein leitender Kanal entsteht, der die Entladung, d.h. den Blitz, ermöglicht. Die meisten Blitze sind Entladungen zwischen zwei Wolken. Etwa 15% sind Entladungen zwischen Wolke und Erdboden.
Generell ist die Ladungskonzentration an hohen oder spitzen Punkten am höchsten. Ein Biltz zwischen Wolke und Erde schlägt vorzugsweise in Masten, Türme, Bäume usw. ein. Ist der Ionisationskanal zwischen Wolke und Erdboden hergestellt, entsteht ein leitender Pfad, der die Ladungszentren kurzschließt, damit den Stromfluss ermöglicht und das Gleichgewicht zwischen den Ladungen wieder herstellt.
Dieser Strom kann Spannungen in Energieversorgungsanlagen wie beispielsweise lange, parallel zur Erde verlaufende (unterirdische) Kabelzüge induzieren. Untersuchungen haben erwiesen, dass ein Blitzschlag innerhalb eines Umkreises von 300 m um das geometrische Zentrum einer Brückenwaage mit Sicherheit einen schädlichen Einfluss auf diese ausübt. Außerdem sind Schäden nicht auf Blitze zur Erde beschränkt, da Blitze von Wolke zu Wolke ebenfalls einen hinreichend starken elektromagnetischen Impuls erzeugen können, um Schäden zu verursachen.
Kernstück moderner Wägezellen sind folienartige Dehnungsmessstreifen-Widerstände. Diese Dehnungsmessstreifen, kurz DMS, werden durch Beschichten eines Epoxyd- bzw. Polyamidträgers mit einem dünnen Film hergestellt. Eine Wägezelle besteht normalerweise aus vier (bzw. einem Mehrfachen von vier) DMS in Form einer Wheatstone-Brückenkonfiguration. Mit den Speiseleitungen der Wheatstone-Brücke sind mehrere Widerstände in Reihe geschaltet.
Diese Widerstände kompensieren Temperatureinflüsse und dienen der Kalibrierung des Wägezellen-Ausgangssignales. DMS und Widerstände können nur niedrigen Spannungen von höchstens 15 oder 20 Volt standhalten. Die Durchschlagfestigkeit des Folienträgers beträgt ca. 400 bis 500 Volt. Durch Blitzschlag entstandene Überspannung bzw. -strom zerstören die Wägezelle entweder:
- durch Schädigung der Widerstände oder DMS, oder
- durch Schädigung des Folienträgers, der die Brücke mit dem Gehäuse verbindet.
In beiden Fällen kann das Bauteil völlig ausbrennen. Möglicherweise wird nur ein Teil der Wägezellenschaltung oder die Verklebung eines der DMS beschädigt. In diesem Falle beginnt die Waage fehlerhaft zu arbeiten und/oder nach Belastung nicht zum Nullpunkt zurückzukehren. Gelegentlich treten diese Probleme erst Wochen nach dem Blitzschlag auf! Neben den Wägezellen können ebenfalls Schäden am Messgerät (Anzeigegerät/Rechner) und an peripheren Geräten wie Druckern und Kartenlesern entstehen. Wie bei den Wägezellen kann auch hier nur ein kleiner Teil der Elektronik beschädigt sein, wie z.B. nur ein paar kleine Tantal-Kondensatoren. Geringfügige Schäden, die unmittelbar nach dem Blitzschlag übersehen werden, können einen Anzeigefehler verursachen. Daher sollten die Leiterplatten unbedingt sorgfältig auf Schäden oder Rückstände ausgebrannter Bauteile untersucht werden.
Umfassender Blitzschutz kann verständlicherweise nur erreicht werden, wenn das gesamte System geschützt ist. Bei der Entscheidung, ob ein System komplett oder nur teilweise geschützt werden soll, sind folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen:
- Einbauort (Stadtgebiet, freies Feld),
- durchschnittliche Blitzdichte (Statistiken des zuständigen meteorologischen Institutes),
- die durch Ausfallzeiten entstehenden Kosten,
- Ersatzteil- und Lohnkosten,
- Versicherungsanforderungen (bzw. Prämien!)
Man unterscheidet externen und internen Blitzschutz. Beim externen Blitzschutz besteht normalerweise eine Masseverbindung zwischen dem Stahldach der Messwarte, in der das Anzeigegerät installiert ist, bzw. einer sonstigen nahegelegenen Konstruktion oder eines hohen Schutzmastes, sodass ein bevorzugter Entladungspunkt zur Verfügung steht, über den die Überspannung sicher zur Erde geleitet wird. Dieser externe Blitzschutz ist ziemlich umstritten. Einerseits ist zwar eine Brückenwaage oder generell eine Waage kein besonderer Anziehungspunkt für Blitzschläge, doch hat ein 20 Meter hoher Mast einen Anziehungsradius von 81 m. Das heißt, ein Blitz, der ohne einen solchen Mast in ein Gebäude oder einen Baum in einer Entfernung von 60 m oder mehr einschlagen würde, erzeugt zwangsläufig einen Stromstoß (Schrittspannung) in der unmittelbaren Umgebung der Brückenwaage! Ohne sehr strenge Vorsichtsmaßnahmen bewirkt ein solcher Stromstoß einen elektromagnetisch induzierten Impuls, der zweifellos schwere Schäden an der Brückenwaage verursachen kann.
| Effektive Höhe der Konstruktion (m) | Anziehungsradius (m) |  |
| 5 | 30 | |
| 10 | 50 | |
| 15 | 67 | |
| 20 | 81 | |
| 25 | 95 | |
| 30 | 108 | |
| 40 | 132 | |
| 50 | 155 |
Masten zum Schutz der Brückenwaage bieten den einzigen Vorteil, dass der Blitz nicht direkt in die Brückenwaage einschlägt, erhöhen jedoch auf Grund ihrer blitzanziehenden Wirkung eigentlich das Beschädigungsrisiko. Interner Blitzschutz besteht in der Herstellung eines Potentialausgleiches innerhalb des gesamten Svstems durch den Einsatz von Schutzvorrichtungen und im Bau der Brückenwaagenkonstruktion in Form eines Faradayschen Käfigs. Um die Kontrollwarte bzw. die Messkabine wird ebenfalls ein Faradayscher Käfig aufgebaut. Eine relativ kurze Entfernung zwischen den beiden Käfigen erfordert eine Erdverbindung, d.h. das Potential des gesamten Systems ist immer gleichbleibend. Ein Potentialausgleich ist bereits standardmäßig in jeder Fahrzeugwaage der PAARI Waagen- u. Anlagenbau GmbH & Co. KG enthalten. Alle externen Verbindungen, wie Wechselspannungsleitungen, Kommunikationsanschlüsse und die Signal-/Speiseleitung, sind eine potentielle Quelle von Stromstößen und kurzzeitigen überspannungen. Unabdingbar für die Gewährleistung des Blitzschutzes ist daher der Einbau einer Überspannungsschutzvorrichtung am Eingang des Faradayschen Käfigs für jede Eingangs- bzw. Ausgangsleitung.
