Blitzentladung — atmosphärisches elektrisches Phänomen

Unabhängige Ingenieurstudien

für Erdung, Blitzschutz, Überspannungen und EMV in elektrischen Infrastrukturen

Mit standortspezifischen Simulationen, Messungen und normengerechter ingenieurtechnischer Bewertung machen wir verborgene elektrische Risiken sichtbar, quantifizierbar und beherrschbar — bevor daraus Sicherheits-, Kosten-, Genehmigungs- oder Zuverlässigkeitsprobleme entstehen.

herstellerneutral
prüffähig dokumentiert
standortspezifisch
kostenoptimiert
  • Ein Konzept für Blitzschutz, Erdung, Überspannungsschutz oder EMV muss technisch ausgelegt werden
  • Ein Schutzkonzept ist über- oder unterdimensioniert — und damit entweder unnötig teuer oder unzuverlässig
  • Eine bestehende Planung benötigt eine unabhängige oder normengerechte Prüfung
  • Ein neues Projekt erfordert eine frühzeitige Risikobewertung
  • Für eine Genehmigung ist eine belastbare technische Begründung erforderlich
  • Nach einem Schaden oder Unfall muss die Ursache untersucht werden
  • Aufgrund der Standortbedingungen oder widersprüchlicher Anbieteraussagen ist die richtige Lösung unklar

Wann Auftraggeber uns hinzuziehen

Typische Projektsituationen und Entscheidungsfragen.

Auf dem Papier normkonform. Vor Ort dennoch gefährdet.

Wiederkehrende Probleme bei der Planung elektrischer Infrastrukturen — und wie wir sie lösen.

  • Interessenkonflikte

    Problem Produktgebundene Lösungen sind für den jeweiligen Standort häufig nicht die wirtschaftlichste Wahl.

    Unser Ansatz Herstellerneutrale und unabhängige Planung auf Grundlage der tatsächlichen Standortbedingungen.

  • Normkonformität ist kein Wirksamkeitsnachweis

    Problem Formale Prüfungen bilden das reale, standortspezifische elektrische Verhalten nicht immer ab.

    Unser Ansatz Messdatenbasierte, physikgestützte Modellierung des elektrischen Systems.

  • Getrennt betrachtete Schutzkonzepte

    Problem Erdung, Blitzschutz, Überspannungsschutz und EMV werden häufig unabhängig voneinander bewertet.

    Unser Ansatz Analyse ihrer Wechselwirkungen als ein gekoppeltes elektrisches Gesamtsystem.

  • Restrisiken und unerkannte Schwachstellen

    Problem Trotz Normkonformität können Risiken durch Berührungsspannungen, transiente Erdpotentialanhebung, Beanspruchung von Überspannungsschutzgeräten und elektromagnetische Beeinflussung bestehen und die Sicherheit gefährden.

    Unser Ansatz Quantifizierung der verbleibenden tatsächlichen Gefährdung und Definition gezielter Schutzmaßnahmen.

  • Geringere Baukosten Unnötige Leiter, Erder und Schutzmaßnahmen vermeiden.
  • Schnellere technische Freigabe Nachvollziehbare Annahmen, Modelle und Planungsbegründungen bereitstellen.
  • Geringeres Risiko für Umplanungen Schwachstellen vor Beschaffung oder Bauausführung erkennen.
  • Höhere Sicherheit Schritt- und Berührungsspannungen, Isolationsbeanspruchung und transiente Belastungen überprüfen.
  • Bessere haftungsrechtliche Absicherung Dokumentieren, warum ein Schutzkonzept gewählt wurde und welche Restrisiken verbleiben.

Warum das wirtschaftlich relevant ist

Entscheidungen über Schutzkonzepte wirken sich noch lange nach der Planungsfreigabe auf Kosten, Termine und Haftungsrisiken aus.

Ingenieurleistungen

Da wir weder Hardware noch Installationsleistungen oder herstellerspezifische Produkte verkaufen, beruhen unsere Empfehlungen auf den physikalischen Gegebenheiten an Ihrem Standort — nicht auf einem Produktkatalog. Unsere Ingenieurleistungen werden stets auf Ihre Projektphase und die konkreten Entscheidungsfragen zugeschnitten.

  • Risikoanalyse
    Standortspezifische Blitz- und elektrische Risikoanalyse für frühe Projekt- oder Vorplanungsphasen unter Berücksichtigung von IEC, NFPA oder anderen Normen. Enthält kurze Empfehlungen für schnell umsetzbare Maßnahmen.
  • Prüfungen & Optimierungen
    Unabhängige Prüfung bestehender oder geplanter Konzepte; simulationsgestützte Optimierung von Maßnahmen für Blitzschutz, Erdung, Überspannungsschutz und EMV; Isolationskoordination.
  • Planung & Spezifikation
    Vollständige Planung des Blitzschutzsystems (Fangeinrichtungen, Ableitungsführung, Trennungsabstand, Blitzschutzzonen); Planung der Erdungsanlage; herstellerneutrale Spezifikation von Überspannungsschutzgeräten entsprechend der zu erwartenden Beanspruchung und der energetischen Koordination.
  • Infrastruktur-EMV & vertiefende Studien
    Transiente Überspannungen, Stromverteilungen, Erdpotentialanhebung, Schritt- und Berührungsspannungen, Beeinflussung von Pipelines und Kabeln, energetische Beanspruchung von Überspannungsschutzgeräten sowie elektromagnetische Kopplung und EMV in elektrischen Infrastrukturen.
  • Technischer Bericht Strukturierter Bericht mit Eingangsdaten, Annahmen, Modellierungsansatz, Ergebnissen, Normenbewertung, Schlussfolgerungen und Empfehlungen.
  • Visualisierungen als Entscheidungsgrundlage Potentialkarten, Stromverteilungen, Darstellungen von Schritt- und Berührungsspannungen, Ergebnisse zur Beanspruchung von Überspannungsschutzgeräten, Beeinflussungsprofile sowie Vorher-Nachher-Vergleiche.
  • Technische Nachbetreuung & Klärung Professionelle Begleitung während der Projektabwicklung, einschließlich Erläuterung der Ergebnisse, Beantwortung technischer Fragen und Unterstützung bei den nächsten Projektschritten.
  • Unterstützung bei Forschung & Publikationen Mit Zustimmung des Auftraggebers können ausgewählte Projektergebnisse gemeinsam mit IONLINX zu Whitepapers, Konferenzbeiträgen oder Fachpublikationen weiterentwickelt werden.
  • Softwarewerkzeuge & Dashboards Wo sinnvoll, überführen wir Ergebnisse in kompakte Berechnungswerkzeuge, Dashboards oder Entscheidungshilfen, die Ihr Team weiterverwenden kann.

Was Sie erhalten

Jeder Auftrag wird so dokumentiert, dass Anlagenbetreiber, EPCs, Versicherer, Kreditgeber, Behörden und unabhängige Sachverständige die Ergebnisse effizient prüfen können.

Ausgewählte Projekte und Publikationen

Der Großteil unserer Ingenieurarbeit ist vertraulich. Die folgenden Projekte veranschaulichen unsere Arbeitsweise. Einzelheiten zu unserer Methodik stellen wir auf Anfrage gegebenenfalls im Rahmen einer Vertraulichkeitsvereinbarung zur Verfügung.

Windenergieanlage — Blitzstromverteilung und Überspannungsschutz
Problem

Ein direkter Blitzeinschlag in eine Windenergieanlage verteilt den Strom über Rotorblatt, Gondel, Turm, Erdung und das angeschlossene NS-/MS-Netz. Vereinfachte Komponentenmodelle erfassen Wanderwelleneffekte und magnetische Kopplung nicht, sodass der Überspannungsschutz auf pauschalen Annahmen beruht — mit der Folge, dass Umrichter und Steuerungssysteme unzureichend geschützt oder der Schutz unnötig überdimensioniert wird.

Unser Vorgehen

Vollständiges EMTP-ATP-Netzwerkmodell einer konkreten Windenergieanlage — Rotorblatt, Gondel, Turm, Erdung sowie angeschlossenes NS-/MS-Netz — unter Berücksichtigung von Wanderwelleneffekten, höhenabhängiger Wellenimpedanz und magnetischer Kopplung, validiert anhand von Feldmessungen. Die Studie lieferte quantitative Ergebnisse zur Stromaufteilung und zu Überspannungen für die Spezifikation des Überspannungsschutzes und die Blitzstrommessung.

Ergebnis Weniger ungeplante Stillstände und geringere Hardwarekosten. Die quantifizierte Stromaufteilung ermöglicht eine belastbare Spezifikation von Überspannungsschutzgeräten und Potentialausgleich — und senkt so das Risiko von Umrichter- und Steuerschäden nach einem Direkteinschlag, ohne den Schutz pauschal zu überdimensionieren.

Dissertation lesen
Freileitungskorridor — Fehlerstrom- versus Blitzstrompfad
Problem

Ein Freileitungskorridor wird häufig so bewertet, als nähmen ein 50-Hz-Erdschluss und ein Blitzeinschlag denselben Rückstrompfad — über die Mastfußerdung des nächstgelegenen Masts. Das ist nicht der Fall. Diese Annahme weist Berührungsspannungsrisiko, Umhüllungsbeanspruchung und die Auslegung des Überspannungsschutzes den falschen Anlagen zu oder erzwingt trassenweite Schutzmaßnahmen, die die Physik nicht erfordert.

Unser Vorgehen

Elektromagnetische Simulation eines repräsentativen 220-kV-Mehrmastkorridors unter drei Anregungsarten an derselben Geometrie: ohmsche 50-Hz-Umverteilung, 50-Hz-Fehler mit Phasenleiterkopplung und ein 10/350-µs-Blitzimpuls. Der Vergleich lieferte quantitative Stromanteile je Mast, Karten des Erdoberflächenpotentials und zu erwartende Berührungsspannungen — und zeigte, dass sich ein 50-Hz-Fehler so verteilen kann, dass ein entfernter Mast mit niedrigerem Erdungswiderstand mehr Strom führt als der betroffene Mast, während rund 85 % eines Blitzimpulses am Einspeisemast verbleiben.

Ergebnis Schutzmaßnahmen dort, wo der Strom tatsächlich fließt Betreiber vermeiden trassenweite Blitzschutzmaßnahmen, die der Impuls nie in Anspruch nimmt, und erkennen lokales Berührungsspannungs- und Beeinflussungsrisiko an nahegelegenen Rohrleitungen, Kabeln und Bahnanlagen, das eine Annahme „nächster Mast“ übersehen würde — bevor Umhüllungsschäden, Personengefährdung oder falsch spezifizierte Überspannungsschutzgeräte auftreten.

Technische Untersuchung lesen
Scientific Publications
  • 2026 From Full-Scale EMT Simulation to Machine-Learning-Assisted Modeling of Lightning Transients in Wind Turbines E. Shulzhenko · IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal and Power Integrity (EMC+SIPI)
  • 2024 Pioneering Lightning Protection with Machine Learning: An Optimization Example of Lightning Protection System for Wind Turbines E. Shulzhenko, K. Costa, M. Rock · International Conference on Grounding & Lightning Physics and Effects (GROUND & LPE)
  • 2024 Optimization Approach for Earth-Termination System for Large-Scale Solar Power Plant with Pre-Determined Air-Termination System E. Shulzhenko, K. Costa, M. Rock · International Conference on Lightning & Static Electricity (ICOLSE)
Scientific Publications
  • 2026 From Full-Scale EMT Simulation to Machine-Learning-Assisted Modeling of Lightning Transients in Wind Turbines E. Shulzhenko · IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal and Power Integrity (EMC+SIPI)
  • 2024 Pioneering Lightning Protection with Machine Learning: An Optimization Example of Lightning Protection System for Wind Turbines E. Shulzhenko, K. Costa, M. Rock · International Conference on Grounding & Lightning Physics and Effects (GROUND & LPE)
  • 2024 Optimization Approach for Earth-Termination System for Large-Scale Solar Power Plant with Pre-Determined Air-Termination System E. Shulzhenko, K. Costa, M. Rock · International Conference on Lightning & Static Electricity (ICOLSE)
  • 2024 Lightning Protection and Safety Investigation in Livestock-Integrated Agrivoltaic Systems K. Costa, E. Shulzhenko, M. Rock · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2024 Lightning Surge Simulation Models for a 100 kW Wind Turbine at Iwaki-no-sato Onigajo Y. Toriyama, E. Shulzhenko, K. Yamamoto · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2023 Effects of photovoltaic power plants on local lightning activity: A statistical evaluation of lightning location data K. Costa, E. Shulzhenko, M. Rock, S. Wolfram · 15. VDE/ABB-Blitzschutztagung
  • 2022 Calculation of Partial Lightning Current and Overvoltages induced into Pipeline Caused by a Nearby Lightning and its Surge Protection E. Shulzhenko, M. Hannig, M. Kienlein, T. Braun · International Conference on Lightning & Static Electricity (ICOLSE)
  • 2022 Lightning and Surge Protection for Electromobility Charging Infrastructures E. Shulzhenko, J. Birkl, T. Boehm · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2022 Calculation of Lightning Current Distribution within a Wind Turbine and its Surge Protection E. Shulzhenko, K. Yamamoto, M. Rock · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2021 Modeling Lightning Current Distribution in Tower Base of Wind Turbine E. Shulzhenko, K. Yamamoto, M. Rock · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2018 Mesh width of ground grids in shelters with small base areas for low step voltages at lightning currents M. Rock, E. Shulzhenko, K.-P. Müller · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2018 Investigation of Lightning Current Distribution in a Large-Scale Earth-Termination System of Photovoltaic Power Plant E. Shulzhenko, J. Birkl · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2017 Wirkung von Windenergieparks auf das lokale Blitzgeschehen E. Shulzhenko, J. Kolb, S. Thern, J. Birkl · 12. VDE/ABB-Blitzschutztagung
  • 2017 Electronic Circuit for accurate Measuring of Lightning Continuous Currents sensed by Rogowski Coil E. Shulzhenko, L. Colina Jimenez, M. Rock · International Symposium on Lightning Protection (SIPDA)
  • 2017 Investigation of Lightning Parameters occurring on Offshore Wind Farms E. Shulzhenko, M. Krapp, M. Rock, S. Thern, J. Birkl · International Symposium on Lightning Protection (SIPDA)
  • 2016 Initial Investigation of Influence of Wind Farms to Lightning Events E. Shulzhenko, J. Birkl, J. Kolb, M. Rock · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2015 Comparison between Measurements and Simulations for Induced Voltages at Sealing Unit of Insulated Down-Conductor E. Shulzhenko, C. Drebenstedt, M. Rock, R. Brocke · International Symposium on High Voltage Engineering (ISH)
  • 2014 Applying of surge arresters in power electronic network components E. Shulzhenko, M. Rock, M. Birle, C. Leu · International Conference on Lightning Protection (ICLP)
  • 2013 Unterbindung von Fangentladungen in blitzgeschützten Ex-Zonen durch Feldreduzierung mit Fangeinrichtungen M. Rock, E. Shulzhenko, C. Salomon · 10. VDE/ABB-Blitzschutztagung
  • 2011 Study of operation conditions for the high-voltage insulated lightning downconductor sealing unit E. Shulzhenko, V. Shostak · International Symposium on High Voltage Engineering (ISH)

Team & Fachkompetenz

Unsere leitenden Ingenieure verbinden unabhängiges fachliches Urteil mit wissenschaftlicher Kompetenz und mehr als 15 Jahren Projekterfahrung. Unterstützt von einem Ingenieurteam bleiben sie Ihre direkten Ansprechpartner.

Der Großteil unserer Ingenieurarbeit ist vertraulich. Fallstudien, Beispielberichte oder Einzelheiten zu unserer Methodik stellen wir auf Anfrage oder im Rahmen einer Vertraulichkeitsvereinbarung zur Verfügung.

Ivan und Eduard sind zertifizierte Anwender von XGSLab, einer branchenüblichen Simulationsplattform für Erdung und Blitzschutz. Zertifizierte Anwender ansehen

Porträt von Ivan Grobbelaar

Ivan Grobbelaar

MSc Eng · Int. PE · CEng MIEI

Leitender Ingenieur & Mitgründer

Ivan entwickelt praxistaugliche Lösungen für Blitz- und Überspannungsschutz, insbesondere für Photovoltaik- und Energieinfrastrukturen. Sein Schwerpunkt liegt darauf, komplexe technische Anforderungen in klare, herstellerneutrale Planungen und Spezifikationen zu überführen.

Porträt von Dr.-Ing. Eduard Shulzhenko

Eduard Shulzhenko

Dr.-Ing.

Leitender Ingenieur & Mitgründer

Eduard leitet anspruchsvolle Ingenieurstudien zu Blitzschutz, Erdung, Überspannungen und elektromagnetischer Verträglichkeit. Mit numerischen Simulationen und physikgestützten Analysen identifiziert er verborgene Risiken und entwickelt technisch belastbare, standortspezifische Lösungen.

Porträt von Philipp Aurbach

Philipp Aurbach

M.Eng.

Softwareingenieur & Business Developer

Philipp treibt die Geschäftsentwicklung und Softwareinitiativen bei IONLINX voran. Er verbindet eine kommerzielle Perspektive mit Technologieentwicklung, um Kundenbedarfe zu erkennen, ingenieurtechnische Arbeitsabläufe zu verbessern und digitale Werkzeuge zu schaffen, die fachliche Expertise zugänglicher und skalierbarer machen.

Branchen & Anwendungen

  • Energieanlagen Windparks und Windenergieanlagen, PV-Anlagen, Wasserstoffanlagen, Ladeinfrastruktur für Batteriespeicher und Elektrofahrzeuge
  • Übertragungsinfrastruktur Umspannwerke, Netzinfrastruktur, Pipelines und lineare Infrastrukturen (Freileitungen, Erdkabel, Geothermieleitungen), Bahnanlagen
  • Gebäudekomplexe Rechenzentren, Industrieanlagen, Flughäfen, Telekommunikationstürme und weitere elektrische Anlagen mit hohem Risikopotenzial

Gleiche Physik. Unterschiedliche Rahmenbedingungen. Die physikalischen Grundlagen von Erdung, Blitzschutz, Überspannungen und EMV gelten anwendungsübergreifend. Unsere Methoden eignen sich für alle Arten elektrischer Infrastruktur.

Windenergieanlagen
Photovoltaikanlage
Servergang in einem Rechenzentrum
Elektrische Infrastruktur
Industrieanlage
Bahninfrastruktur
Druckbeaufschlagte Rohrleitung
Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge
Luftaufnahme einer Industrielandschaft
Überspannungsschutzgeräte in einer Schaltanlage
Installation eines Erdungsleiters in der Fundamentbewehrung
Start- und Landebahninfrastruktur eines Flughafens
Industriegelände
Industrieanlage
Umspannwerksinfrastruktur
Elektroplanung und Verkabelung
Erstgespräch

Standort, verfügbare Daten, technische Fragestellung, Projektphase und anstehende Entscheidung klären.

Leistungsumfang und Angebot

Methodik, Annahmen, zu erbringende Leistungen, Zeitplan und Honorar in einem schriftlichen Angebot festlegen.

Ingenieurstudie

Die vereinbarten Simulationen, Berechnungen, Normenbewertungen und technischen Analysen durchführen.

Ergebnisse & Support

Ergebnisse übergeben, Schlussfolgerungen erläutern, technische Fragen beantworten und die nächsten Planungsschritte unterstützen.

Projektablauf & Honorar

Insbesondere bei neuen Auftraggebern beginnen wir häufig mit einem kleineren Pilotprojekt oder einer Risikobewertung. So entstehen bereits kurzfristig verwertbare Ergebnisse. Sie erhalten in jedem Fall vorab ein transparentes Angebot.

Kontakt

Beschreiben Sie uns die Anlage und Ihre Fragestellung — wir erläutern Ihnen, wie wir vorgehen würden.

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