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3. Stand des Wissens und der Normung
3.1.3. Experimentelle Untersuchungen
Da experimentelle Untersuchungen an realen Erdungsanlagen im Sinne der Blitzschutzerdungsanlage
beispielsweise eines ganzen Gebäudes mit Prüf-Stoÿströmen
nach Norm (vgl. Kapitel 3.2.1) in voller Höhe eines enormen Aufwandes bedürften,
um die dafür notwendigen Energien in einem Impulsgenerator zur Verfügung zu
stellen, wurden derartige Experimente nach Kenntnisstand des Autors bislang nicht
durchgeführt. Wiater führte experimentelle Untersuchungen mit Schrittspannungsmessungen
durch, beschränkte sich dabei jedoch auf eine Baumwurzel und eine relativ
kleinen Stoÿstromgenerator, der die einfacher zu erzeugende (vgl. hierzu Rock
[Roc12]) Impulsstromform 8/20 µs mit maximal 37 kA lieferte [Wia11]. Nixon untersuchte
das Verhalten eines einzelnen Staberders mit Stoÿströmen ähnlich der Form
4/10 µs und Amplituden bis ca. 30 kA [Nix06].
Weitere veröentlichte experimentelle Untersuchungen mit Stoÿströmen und Stoÿspannungen
ignorieren den Aspekt der Schrittspannung und verwenden ebenfalls
nur 8/20-µs-Impulse geringer Amplitude [WZHY12] oder beschränken sich auf Laboruntersuchungen
von Bodenproben in kleinen Prüfgefäÿen [Mou94], [LFMD83],
[DACM10].
Sofern die Experimente an realen Erdungsanlagen durchgeführt werden, beschränken
sich die Autoren ansonsten auf Messungen mit technischen Wechselspannungen
[MM12], Messungen mit Niederfrequenz-Wechselspannungen [CKGA12] oder Messungen
mit geringen Impulsströmen [WZHY12], [YYU11], [VAVA10]. Insbesondere
zu experimentellen Untersuchungen mit geringen Impulsspannungen und -strömen
existieren sehr viele Veröentlichungen, deren Aufzählung den Rahmen dieser Arbeit
sprengen würden. Sie alle bergen jedoch das prinzipbedingte Problem in sich, dass
sich mit nur geringen eingebrachten Energien weder Ionisationvorgänge im Boden
beobachten noch gröÿere Erdungsstrukturen untersuchen lassen.
In den letzten Jahren sehr aktiv war auch die Forschungsgruppe um Haddad
der Universität Cardi. Hier wurden zahlreiche Untersuchungen von Experimenten
mit Bodenproben zur Bestimmung der Bodenionisation [NHG06], [Nor06] bis hin zu
praktischen Versuchen an Erdungsanordnungen durchgeführt. Letztere wurden zwar
mit Hochfrequenz und steilen Impulsen, jedoch gröÿtenteils nur mit Niederspannung
und Strömen im ein- bis zweistelligen Ampere-Bereich durchgeführt [MGHH12a],
[MGHH12b], [HGH11], [MHGH10], [GLH + 10], sodass auch hier die oben genannte
Einschränkung der Übertragbarkeit auf Blitzströme gilt. Einige Experimente wurden
auch mit Strömen im Kiloampere-Bereich durchgeführt [HGAH10], mit denen
auch in gröÿerem Maÿstab Bodenionisiation nachgwiesen werden konnte. Die hierbei
untersuchten Anordnungen waren jedoch eher klein und die dabei entstehenden
Schrittspannungen wurden ebenfalls nicht ausgewertet.
3.1.4. Bodenionisation
Bereits seit längerer Zeit ist bekannt, dass Erdboden unter dem Einuss elektrischer
Felder seine Leitfähigkeit ändert eine Veröentlichung von Berger diesbezüglich
datiert beispielsweise auf das Jahr 1946 [Ber46], wobei dieser Eekt als Bodenionisa-
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