Blitzschutz auf Yachten

Wie lässt sich das Risko eines Blitzeinschlages an Bord senken? Wir erklären, was passiert, wenn der Blitz einschlägt und wie sie ihr Boot und sich selber schützen können

Über Gewitter und Blitze herrschte seit jeher weit verbreiteter Irrglaube und Desinformation. “Weiden meiden und Buchen suchen!“. Nur einer der vielen – falschen – Merksätze, die als Volksweisheit in die deutsche Sprache gefunden haben. Blitze bevorzugen keine bestimmten Baumarten, sondern höher gelegene, spitz zulaufende Objekte.

Dem Segler kann bei einem Blick hoch ins Rigg schon Angst und Bange werden: Wenn es schlecht läuft, ist der Mast bei einem Gewitter das höchste Objekt weit und breit. Noch dazu meist aus einem Werkstoff, der hervorragend elektrische Energie leitet – Aluminium. Der Schluss liegt nahe, dass Masten in einem Gewitter regelrechte Blitzfänger sind. Dennoch sind Berichte über Blitzeinschläge auf Yachten selten und die genauen Abläufe eines Blitzschlages trotz einiger Jahrhunderte Blitzforschung noch nicht hinreichend erforscht. Noch geht man davon aus, dass der genaue Einschlagpunkt dem Zufallsprinzip unterliegt. Erst auf den letzten Metern „sucht“ der Blitz eine günstige Stelle, um sich zu entladen. Eine Yacht auf offener See ist daher auch kein Blitzmagnet, der Blitze aus einigen Kilometern magisch anzieht. Allerdings ist das Risiko, von einem Blitz getroffen zu werden, an Bord wesentlich größer – ganz gleich, ob das Rigg geerdet ist oder nicht. Die unter Seglern verbreitete Annahme, ein isolierter, nicht geerdeter Bootsrumpf sei sicher vor einem Blitzeinschlag, ist daher auch der Kategorie Irrglaube zuzuordnen.
Die meisten Blitze toben sich einige Kilometer über dem Masttopp aus und sind Entladungen innerhalb der Wolken.

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Die Stromstärke eines Blitzes beträgt in den meisten Fällen circa 20.000 Ampere, kann aber auch bei etwa zwei Prozent der Einschläge mehr als 100.000 Ampere erreichen.
Da die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlages an Bord nicht kontrolliert werden kann, muss ein anderer Weg eingeschlagen werden, um die gewaltigen Stromstärken zu bewältigen, die innerhalb weniger Millisekunden entfacht werden. Blitzschutz bedeutet nämlich, den Blitz unter Kontrolle zu bringen. Diese Vorgehensweise lässt sich auf zwei wesentliche Punkte reduzieren:

  • Mit einem Blitzfänger den Einschlagpunkt am Mast genau festlegen.
  • Den Strom anschließend über ausreichend dimensionierte Kabel auf dem einfachsten, schnellsten und damit kürzesten Weg ins Wasser leiten.

Der Mast mit Stagen und Wanten bildet das Grundgerüst eines Faradayschen Käfigs – es fehlt nur der Abschluss zur Erde. Bei Stahl- und Aluminiumyachten ist der Käfig sogar bereits vollständig. Eigner einer GFK-Yacht müssen hingegen einen Weg finden, den Strom auf vorgegebenen Bahnen durch den isolierenden Kunststoffrumpf nach außen zu leiten. Erst dann ist der Faradaysche Käfig abgeschlossen, funktionsfähig und die Besatzung vor lebensgefährlichen Überschlägen sicher. Überschläge entstehen, wenn der Blitz sich einen Weg durch das Schiff ‚suchen’ muss. Im ungünstigsten Fall über den Menschen. Verantwortlich ist dafür der sogenannte Potenzialausgleich, der zwischen zwei verschieden geladenen Objekten stattfindet. Die Potenzialunterschiede an und unter Deck sind bei einem nicht geerdeten Schiff gewaltig, und es sind extrem hohe Spannungen erforderlich, um einen Potenzialausgleich zwischen den Objekten zu schaffen. Daher müssen sowohl Mast, Wanten und Stagen als auch Relingsstützen und alle größeren Metallgegenstände durch Leitungen mit einer gemeinsamen Erde verbunden werden. Mit einem Querschnitt von 16 Quadratmillimetern bei Wanten und Stagen und acht bei Relingsstützen sind die Kabel ausreichend dimensioniert, um den Strom sicher zu leiten und einen für den Menschen ungefährlichen Potenzialausgleich im Schiff zu schaffen. Die elektrische Verbindung des Mastes zur Erde sollte mindestens über einen M8- oder besser einen M10-Bolzen geschehen. Manche Schiffe verfügen über eine Maststütze aus Edelstahl, die allerdings elektrisch nicht mit dem Mast verbunden ist. Nur die Maststütze zu erden ist daher nicht genug. Erst muss eine Verbindung zwischen Mast und Stütze hergestellt werden. Wenn die Kräfte des Mastes unter Deck durch das Hauptschott aus Holz aufgenommen werden, ist es etwas aufwändiger, den Mast zu erden. In diesem Fall darf man auch nicht der Versuchung erliegen, das Erdungskabel hinter der Deckenverkleidung bis an die Bordwand zu führen, um es an ihr entlang nach unten zu führen. Um menschliche Opfer bei einem Blitzschlag zu vermeiden, müssen optische Opfer gebracht werden: Die Haupterdung muss vom Mast kommend auf direktem Wege nach unten geführt werden – am Hauptschott entlang. Keine Knicke, keine großen Kurven.

Bei der Erdung eines Blitzschutzes ist interessanterweise das Fahrtgebiet von entscheidender Bedeutung. Da Salzwasser eine wesentlich bessere Leitfähigkeit besitzt als Süßwasser, ist der Widerstand im Süßwasser, den der elektrische Strom überwinden muss, teilweise hundertmal höher. Durch einen elektrischen Widerstand (R) wird eine Spannung (U) erzeugt, sobald Strom (I) anliegt. In einer Formel ausgedrückt: U= R x I

Dadurch ergeben sich auf Binnenrevieren mit Süßwasser erstaunlich hohe Spannungen, die nur durch eine ausreichend große Erdungsfläche kontrolliert werden können.
Vereinfacht dargestellt:

  • Eine kleine Platte mit 0,02 Quadratmetern hat in der Nordsee einen Erdübergangswert von einem Ohm: 20.000 x 1 = 20.000 Volt
  • Dieselbe Platte hat im IJsselmeer einen Erdübergangswert von stolzen 100 Ohm: 20.000 x 100 = 2.000.000 Volt

Ist das Schiff nicht ausreichend geerdet, entsteht hohe Spannung – im schlimmsten Fall kann es zu rückwärtigen Überschlägen kommen: Der Blitz schlägt aus dem Wasser zurück in das Schiff.
Daher ist gerade in Süßwassergebieten auf eine ausreichende Erdung zu achten! Schiffe mit untergebolzten Metallkielen sind wesentlich einfacher nachzurüsten, da der Kiel als Erde verwendet werden kann. Die einzelnen Leitungen werden in diesem Fall am Kielbolzen zusammengeführt. Schwieriger gestaltet sich das Nachrüsten auf Schiffen mit einem ummantelten Kiel. Am Unterwasserschiff muss eine Kupfer- oder Stahlplatte befestigt werden, die mit den Leitern unter Deck verbunden wird.

Tipp: Bei einem aufziehenden Gewitter elektronische Geräte in den Backofen legen. Er schützt die Elektronik nach dem Prinzip des Faradayschen Käfigs.

Ein ausreichendes und komplettes Blitzschutzsystem nachzurüsten, ist eine kosten- und zeitintensive Maßnahme, die an Bord aufgrund der beengten Platzverhältnisse oft nicht zu 100 Prozent möglich ist. Daher ist ein komplettes Blitzschutzsystem oft nur innerhalb eines Totalrefits möglich, in dem der Innenraum zu großen Teilen entkernt wurde. Nur so lassen sich die Leitungen exakt verlegen und die Bordelektronik entsprechend installieren. Auf älteren und kleineren Schiffen können die Kosten schnell an den Zeitwert des Bootes grenzen. Weshalb im Fachhandel behelfsmäßige Blitzschutzanlagen vertrieben werden, die nach einem einfachen, aber auch effektiven Prinzip funktionieren:
Am Mast wird ein Kugelkopfbolzen fest installiert. Sobald ein Gewitter aufzieht, wird eine Schraubklemme an ihm befestigt und durch Leitungen und Federklemmen an den Oberwanten befestigt. Auf der Höhe der Oberwanten wird ein Kupfergewebeband mindestens 1,50 Meter in das Wasser gelassen. Der Faradaysche Käfig ist geschlossen und der Blitz wird auf direktem Weg ins Wasser abgeführt. Das Kupfergewebeband erreicht allerdings nicht die erforderliche Erdungsfläche, um Überschläge zu vermeiden. Ein gewisses Restrisiko bleibt bestehen und Vorsicht ist aufgrund des höheren Widerstandes im Süßwasser gerade auf Binnenrevieren geboten.

1 Comment

  1. Vielen Dank für diesen Artikel über Blitzableiter an Bord. Es ist wichtig, einen guten Leiter zu kaufen, um Ihr Aluminiumboot zu sichern. Wie wird ein Boot geerdet?

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