Elemente des Schutzsystems

Ein Überspannungsschutzgerät muss immer in der Einspeisung einer elektrischen Anlage installiert werden.

Einbauort und Typ des Überspannungschutzgeräts

Der einzusetzende Typ eines Überspannungsschutzgeräts in einer elektrischen Anlage, hängt davon ab, ob ein Blitzschutzsystem vorhanden ist oder nicht. Sofern das Gebäude mit einem Blitzschutzsystem gemäß IEC 62305 (VDE 0185-305-ff) ausgestattet ist, sollte ein Überspannungsschutzgerät vom Typ 1 installiert werden.

Für Überspannungsschutzgeräte, die in der Einspeisung der elektrischen Anlage installiert werden, legen die Installationsnormen nach IEC 60364 Mindestwerte für die beiden folgenden Merkmale fest:

• Nennableitstrom: I_n = 5 kA (8/20) µs
• Spannungsschutzpegel: U_p(bei I_n) < 2,5 kV

Die Anzahl der zu installierenden zusätzlichen Überspannungsschutzgeräte ist abhängig von:

• Anlagengröße und dem Schwierigkeitsgrad den Potentialausgleich zu realisieren.

In größeren elektrischen Anlagen ist es erforderlich, an jeder Einspeisung einer Unterverteilung ein Überspannungsschutzgerät einzusetzen.

• Entfernung zwischen empfindlichen Lasten, die von der eingangsseitigen Schutzeinrichtung zu schützen sind. Wenn sich die Verbraucher mehr als 10 m von der Einspeisungsschutzeinrichtung entfernt befinden, ist es erforderlich, einen Feinschutz so nah wie möglich an der empfindlichen Last zu positionieren. Das Phänomen der Wellenreflexion nimmt ab einer Entfernung von 10 Metern zu (siehe Kapitel Ausbreitung einer Blitzstoßspannung).
• Geographischen Lage der elektrischen Anlage. Bei sehr exponierten Standorten kann das eingangsseitige Überspannungsschutzgerät nicht sowohl einen hohen Blitzstrom als auch einen ausreichenden Niederspannungsschutz gewährleisten. Generell wird in solchen Fällen ein Überspannungsschutzgerät vom Typ 1 mit einem Typ 2 kombiniert.

Die Abbildung J21 gibt einen Überblick über die Anzahl notwendiger Überspannungsschutzgeräte und die einzusetzenden Typen entsprechend Nennableitstrom und Spannungsschutzpegel.

Hinweis: Das Überspannungsschutzgerät vom Typ 1 wird in der elektrischen Schaltanlage installiert, die mit der Erdungsleitung des Blitzschutzsystems verbunden ist.

Abb. J21 – 4 Anwendungsfälle von Überspannungsschutzgeräten

Überspannungsschutz-Ebenen

Es gibt unterschiedliche Schutzebenen von Überspannungsschutzgeräten, die es erlauben, alle drei Typen entsprechend dem Energiefluss, wie in Abb. J22 dargestellt, einzusetzen:

• Typ 1: Wenn das Gebäude mit einem Blitzschutzsystem ausgestattet ist und das Überspannungsschutzgerät am Einspeisepunkt der Verteilung eingesetzt wird, führt dies zur Ableitung einer großen Energiemenge gegen Erde.
• Typ 2: Schützt gegen induzierte Überspannungen.
• Typ 3: Stellt den „Feinschutz“ für sehr empfindliche Betriebsmittel oder Verbraucher sicher. Anordnung sehr nahe an den zu schützenden Betriebsmitteln oder Verbrauchern.

Anmerkung: Die Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1 und Typ 2 können in einem Gerät kombiniert werden, dem sogenannten Kombiableiter.

Abb. J22 – Architektur Überspannungsschutz

Abb. J23 – Die SPD vom Typ PRD1 25r von Schneider Electric hat sowohl Typ 1 als auch Typ 2 in einem Gerät integriert