Erdung und Potentialausgleich sind ernste aber leider oft vernachlässigte Themen, wenn es um die Installation einer Satellitenanlage geht. Aus diesem Grund möchten wir Sie in diesem Artikel dafür sensibilisieren und auf folgende Fragen eingehen:

  • Wo befindet sich eine Satellitenanlage im blitzgeschützten Bereich?
  • Unter welcher Bedingung muss eine Satellitenanlage geerdet werden?
  • Welche Komponenten sind in den Potentialausgleich zu integrieren?
  • Wozu dienen Erdungswinkel oder Erdungsblöcke?
  • Dürfen vorhandenen Wasser- oder Heizungsrohre als Potentialausgleichsleiter verwendet werden?

Wichtiger Hinweis

Diese Artikel stellt keine Anleitung dar und ist keine Aufforderung, Installationen bezüglich Erdung, Potentialausgleich, Überspannungsschutz oder Blitzschutz selbst durchzuführen! Solche Installationen dürfen nur von speziell geschultem Fachpersonal übernommen werden! Elektrische Ströme sind lebensgefährlich! Für die Korrektheit der hier bereitgestellten Informationen können wir nicht garantieren! Wir übernehmen keine Haftung für Schäden!

Dieser Artikel soll lediglich für die Themen Potentialausgleich, Erdung, Blitzschutz und Überspannungsschutz sensibilisieren, da sie häufig vernachlässigt werden.

Blitzgeschützte Bereiche

Potentialausgleich, Erdung und Blitzschutz sind wichtige Begriffe, die unterschiedliche Maßnahmen zum Schutz von Gebäuden und darin befindlichen Personen sowie Bauteilen beinhalten. Aufgrund der Komplexität sind diese Begriffe im Artikel Blitzschutz, Erdung und Potentialausgleich ausführlich erläutert. Wenn Sie sich damit noch nicht auskennen, sollten Sie sich zunächst mit diesen Begriffen vertraut machen.

Welche Maßnahmen Sie zum Schutz des Gebäudes und der darin befindlichen Personen oder Gegenstände vornehmen müssen, hängt maßgeblich vom Standort der Antennenanlage ab. Es existieren blitzgeschützte Bereiche, die keine besondere Erdung der Anlage erfordern (grüne Bereiche in der oberen Abbildung). Dies betrifft den Bereich unterhalb von Dächern, die mehr als 2,0 Meter von der Dachkante entfernt sind. Auch zu den senkrechten Fassadenkanten sollte ein Abstand von 2,0 Metern eingehalten werden. Dabei darf jedoch die Satellitenanlage nicht mehr als 1,5 m von der Hauswand entfernt sein (egal mit welchem Bauteil). Diese Angaben gelten nur bis zu einer maximalen Gebäudehöhe von 45 m. Bei größeren Höhen besteht erhöhte Gefahr, dass ein Blitz auch seitlich in das Gebäude bzw. in die dort angebrachte Antennenanlage einschlägt. Alles über 45 m befindet sich somit grundsätzlich im nicht-blitzgeschützten Bereich.

Potentialausgleich

Potentialausgleich der Schirmung der Koaxialkabel

Was den Potentialausgleich angeht hört man immer wieder, dass innerhalb des blitzgeschützten Bereichs keine besonderen Maßnahmen für den Potentialausgleich erforderlich sind. Andere Quelle behaupten, dass der Potentialausgleich immer erforderlich ist. Wiederum andere stützen sich als Maßgabe auf die Summe der Ableitströme, die einen Potentialausgleich im geschützten Bereich erst ab einem Wert von 3,5 mA erforderlich machen.

Hierzu schreibt kleiske.de unter Berufung auf die geltende Norm VDE 0855, dass die Außenleiter von Koaxialkabel (Schirmung), grundsätzlich in den Potentialausgleich einzubeziehen sind. Dies muss in unmittelbarer Nähe geschehen, wo die Kabel ins Haus geführt werden (“mastnaher Potentialausgleich”). Auch blitzschutz.eu teilt diese Auffassung und fasst sich sogar noch allgemeiner. Demzufolge sind alle elektrisch leitenden Gegenstände, die von außen in ein Gebäude führen, mit dem Schutzpotentialausgleich zu verbinden.

Es ist demzufolge also keineswegs so, dass innerhalb blitzgeschützter Bereiche auf einen Potentialausgleich grundsätzlich verzichtet werden kann. Es wäre auch wenig nachvollziehbar warum Wasserleitungen in den Schutzpotentialausgleich einzubeziehen sind, aber spannungsführende Koaxialkabel nicht.

Die vielzitierten Ableitströme von maximal 3,5 mA, beziehen sich laut kleiske.de nur auf die “Blitzschutzerdung”, welche im Schutzbereich des Gebäudes nicht durchgeführt werden muss. Insofern ist ein Potentialausgleich beim Einführen der Koaxialkabel in ein Gebäude weiter nötig. Für diesen Fall gibt es spezielle Potentialausgleichsschienen, sogenannte Erdungsblöcke bzw. Erdungswinkel. Hieran sind alle Leitungen anzuschließen. Der Erdungswinkel ist anschließend mit dem Schutzpotentialausgleich des Gebäudes zu verbinden (genaueres hierzu später mehr).

Potentialausgleich des Multischalters

Nutzen Sie Multischalter oder sonstige Geräte (z.B. Verstärker, Einkabel-Router, etc.), dann müssen Sie diese ebenfalls in den Potentialausgleich des Gebäudes einbeziehen. Dabei ist darauf achten, dass der Potentialausgleich nicht nur für jedes Bauteil, sondern auch zu jedem Zeitpunkt gewährleistet ist. Dies wäre bspw. nicht der Fall, wenn Sie die Koaxialkabel direkt an einen geerdeten Multischalter anschließen (siehe Abbildung unten). In diesem Fall wären zwar alle Komponenten in den Potentialausgleich einbezogen, dies ist aber nicht zu jedem Zeitpunkt gewährleistet. Tauschen Sie den Multischalter nämlich später einmal aus, dann wären für die Zeit des Austausches die Schirmungen nicht mehr am Potentialausgleich angeschlossen.

Sie müssen deshalb die gesamten eingehenden und abgehenden Koaxialkabel des Multischalters über einen Erdungswinkel bzw. Erdungsblock führen. Anschließend sind die Erdungswinkel und der Multischalter gemeinsam an den Potentialausgleich anzuschließen. Anstelle die Komponenten untereinander mit jeweils einer grün-gelben Potentialausgleichsleitung zu verbinden, können Sie alternativ auch alle Komponenten auf eine Metallplatte schrauben. Anschließend müssen Sie nur noch die Metallplatte an den Schutzpotentialausgleich des Gebäudes anschließen.

Potentialausgleich des Mastes

Der Schutzpotentialausgleich umfasst nicht nur die elektrischen Komponenten, sondern auch den Antennenmast! Hierzu müssen Sie den Mast ebenfalls über eine Potentialausgleichsleitung mit der gemeinsamen Potentialausgleichsschiene von Multischalter und Koaxialkabel verbinden.

Potentialausgleichsleitung

Als Potentialausgleichsleiter (PA-Leiter) sind Kupferleitungen mit einem Querschnitt von mindestens 4 mm² zu verwenden. Diesbezüglich dürfen Sie aber grundsätzlich keine Heizungsrohre, Wasserrohre oder gar Gasleitungen verwenden. Bei zukünftigen Reparaturen ist es nämlich nicht auszuschließen, dass Metallrohre durch Kunststoffrohre ersetzt werden. In diesem Fall wäre ein Potentialausgleich dann nicht mehr gewährleistet.

In älteren Gebäuden ist meist eine massive Metallleitung direkt von der Haupterdungsschiene (HES) bis in den Dachstuhl geführt. Diese hat man früher zur Erdung der Antennenanlage verwendet (siehe Abbildung unten). Wenn Sie diese Leitung also nicht mehr benötigen, dann können Sie diese eventuell als PA-Leitung nutzen. Bei kleiske.de ist auch die Möglichkeit beschrieben, dass Sie unter bestimmten Umständen die Kabelschirme als Potentialausgleichsleiter verwenden können.

Beim Verlegen von Potentialausgleichsleitungen müssen Sie darauf achten, dass sich keine Schleifen bilden. Ansonsten besteht bei hochfrequenten Magnetfeldern oder bei einem Blitzeinschlag die Gefahr, dass sich in solchen Leiterschleifen gefährliche Induktionsspannungen bilden. Diese wiederum können zu Funkenüberschlägen führen.

Anmerkung: Die angesprochene Leitung wie sie im oberen Bild zu sehen ist, weist häufig eine deutlich größere Querschnittsfläche als für PA-Leitungen gefordert auf (meist 16 mm²). Dies liegt daran, dass für Erdungsleitungen größere Querschnittsflächen erforderlich sind. Dies bedeutet aber nicht, dass Sie diese Leitung ohne Weiteres auch für Erdungszwecke verwenden dürfen. Die Art der Verlegung dieser Leitung entspricht meist nämlich nicht den heutigen Anforderungen an eine Erdungsleitung (später mehr dazu). Deshalb ist diese Leitung trotzt der großen Querschnittsfläche häufig nur als Potentialausgleichsleitung verwendbar.

Erdung einer Antennenanlage außerhalb des Blitzschutzbereichs

Gebäude ohne äußeren Blitzschutz

Ist die Antennenanlage auf dem Dach seines Hauses oder auf einem Balkon errichtet (und ist somit mehr als 1,5 m zur Hauswand entfernt), dann befindet sich diese im nicht blitzgeschützten Bereich. Außerhalb dieser Schutzbereiche müssen Sie die Antennenanlage über blitzstromtragfähige Leitungen erden, sofern kein äußerer Blitzschutz besteht (Lightning Protection System, kurz: LPS). Auf diese Weise werden Blitzströme beim Einschlag eines Blitzes in die Erde abgeleitet. Diese Maßnahme dient rein der Erdung und ist kein Ersatz für eine Blitzschutzanlage, auch wenn diese Maßnahme im ersten Moment identisch erscheinen mag!

Bei der Erdung kommen häufig Mastschellen zum Einsatz, die am Mast der Antennenanlage angebracht werden und an dem der Erdungsleiter angeschlossen ist. Der Erdungsleiter ist auf kürzestem Wege senkrecht nach unten zu einer entsprechenden Erdungsanlage zu führen. Dabei sollten Sie den Erdungsleiter möglichst nicht im inneren des Hauses verlegen, sondern außerhalb an der Fassade. Hierfür müssen Sie Einzelmassivdrähte nutzen, die je nach Material einen bestimmten Mindestquerschnitt aufweisen müssen:

  • 16 mm² für Kupfer,
  • 25 mm² für Aluminium, oder
  • 50 mm² aus Stahl.

Heizungsrohre, Wasserrohre oder gar Gasleitungen innerhalb von Gebäuden dürfen Sie grundsätzlich nicht als Ersatz für einen Erdungsleiter verwenden. Nicht nur aus dem bereits erläuterten Grund, dass Rohrabschnitte zukünftig durch Kunststoffmaterialien ersetzt werden könnten. Wasserrohre und Heizungsrohre erfüllen im Allgemeinen nicht die Anforderung an Erdungsleiter. Sie führen nämlich meistens nicht senkrecht und auf kürzestem Wege nach unten.

Aus diesem Grund scheiden häufig auch die bereits erläuterten massiven Kupferleitungen aus, die in älteren Gebäuden von der Haupterdungsschiene bis unter den Dachboden führen. Zwar erfüllen Sie meist die Anforderung an den Mindestquerschnitt, jedoch sind auch sie häufig nicht auf kürzestem Wege verlegt oder halten oft nicht die geforderten Mindestabstände zu anderen Leitungen ein. Dies kann nur ein Fachmann vor Ort prüfen.

Erdungsleiter sollten grundsätzlich außerhalb von Gebäuden entlangführen. In Sonderfällen können nach Aussage von satvision.de fest mit dem Gebäude verbundene Leiter als Erdungsleiter zum Einsatz kommen. Diese müssen dann natürlich den spezifischen Anforderungen an gewöhnliche Erdungsleiter genügen. Dies könnte bspw. bei metallischen Unterkonstruktionen für die Außenfassade der Fall sein. Fragen Sie hierzu bei einer Fachfirma nach, ob dies in Ihrem Fall zutrifft. In keinem Fall dürfen Sie gewöhnliche Schutzleiter für Erdungszwecke nutzen. Diese haben mit 4 mm² einen zu geringen Querschnitt.

Der Erdungsleiter muss mit der Haupterdungsschiene (HES) des Gebäudes verbunden sein. Für den Fall, dass Sie für die Erdung der Antennenanlage bspw. einen Tiefenerder nutzen, müssen Sie dieses Erdungssystem in Oberflächennähe mit der Haupterdungsschiene des Gebäudes verbinden. Für diese Potentialausgleichsleitung ist eine Querschnittsfläche von mindestens 16 mm² nötig (keine 4 mm² wie bei gewöhnlichen PA-Leitungen!). Dies soll gefährliche Schrittspannungen zwischen den unterschiedlichen Erdungssystemen verhindern, wie sie im Falle eines Blitzeinschlages entstehen können. Zudem müssen Sie elektrochemische Korrosion verhindern, die aufgrund der Materialunterschiede zwischen den Erdern entstehen kann. Ansonsten würde sich einer der Erder mit der Zeit zersetzen (Bildung eines galvanischen Elements). Dies können Sie ggf. durch den Einbau einer Trennfunkenstrecke verhindern.

Beachten Sie, dass bei einer solchen Verlegung von Erdung und Potentialausgleich, Schleifen entstehen können. In diesem Fall sollten Sie den Potentialausgleich von Mast und Schirmung im Inneren des Gebäudes deshalb nicht bis auf die Haupterdungsschiene führen. Ansonsten käme es zu einem geschlossenen Leiterkreis (“Schleife”). In diesen Leiterkreis können bei großen Feldstärkeänderungen während eines Blitzeinschlages Spannungen induziert werden.

Schleifenbildungen lassen sich aber grundsätzlich vermeiden, wenn die Antennenanlage mit einer getrennten Fangstange gesichert wird. Dann ist nämlich nur noch die Fangstange zu erden und der Mast ist lediglich in den Potentialausgleich zu integrieren. Somit handelt es sich zwischen Erdung und Potentialausgleich um zwei elektrisch voneinander getrennte Systeme, die keine Schleife bilden können. Siehe hierzu auch den nachfolgenden Abschnitt “Gebäude mit äußerem Blitzschutz”.

Gebäude mit äußerem Blitzschutz

Ist eine Blitzschutzanlage vorhanden, dann muss die Antennenanlage mit in diesen Blitzschutz integriert werden. Ansonsten würde die Antennenanlage den Blitzschutz aushebeln.

Bei Gebäuden mit äußeren Blitzschutz ist eine Fangstange der ideale Weg um einen geschützten Bereich künstlich zu erschaffen. Innerhalb des Schutzwinkels unterhalb der Fangstangenspitze wird dann Satellitenschüssel errichtet. Ein Blitz schlägt in diesem Fall idealerweise nicht in den Mast ein, sondern in die Fangstange. Hierzu gilt es aber bestimmte Trennungsabstände zwischen Fangstange und Antennenmast einzuhalten. Auf diese Weise sollen bei einem Blitzeinschlag Funkenüberschläge zwischen Fangstange und Mast vermieden werden. Die Fangstange ist mit der Ableitungseinrichtung der Blitzschutzanlage zu verbinden.

Der geschützte Bereich unterhalb der Fangstange unterscheidet sich im Prinzip nicht von der Installation einer Antennenanlage im “natürlichen” Blitzschutzbereich des Gebäudes. Insofern ist die Antennenanlage auch nicht direkt zu erden; schon gar nicht ist der Mast mit der Ableitungseinrichtung zu verbinden. Auf diese Weise besteht nämlich die Gefahr, dass dann über den Mast Blitzströme ins Gebäude und ins Kabelnetz eingetragen werden. Dies passiert nicht, wenn Mast und Fangeinrichtung elektrisch getrennte Systeme sind.

Weiterhin müssen natürlich im Inneren des Gebäudes den Antennenmast und die Schirmung der Koaxialkabel sowie evtl. einen Multischalter in den Schutzpotentialausgleich einbeziehen. Der Überspannungsschutz ist in diesem Fall unmittelbar nach der ersten Potentialausgleichsschiene zu installieren, wo auch die Koaxialkabel des LNB hinführen.

Abschließend möchten wir nochmals ausdrücklich darauf hinweisen, dass für die Richtigkeit der hier genannten Informationen nicht garantiert werden kann. Sie sehen wie komplex diese Themen sind. Fragen Sie deshalb unbedingt bei Fachfirmen nach und übernehmen Sie keine Installationen, wenn Sie nicht über das nötige Fachwissen verfügen! Sollten Sie dennoch selbst tätig werden, dann lassen Sie sich zumindest die Installation von einer Fachfirma abnehmen.

Quellen und weiterführende Informationen