Auswahl des Kurzschlusschutzes (SCPD): Unterschied zwischen den Versionen

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Die Schutzeinrichtungen (Überlast und Kurzschluss) müssen mit der SPD koordiniert werden, um sicher den Schutz zu gewährleisten, z. B.
Die Schutzeinrichtungen (Überlast und Kurzschluss) müssen mit dem Überspannungsschutz koordiniert werden, um einen zuverlässigen Betrieb, d. h.:
* Sicherstellen des Betriebes:  
* Gewährleistung der Betriebskontinuität:  
** Festigkeit gegenüber Stoßüberspannungen
** Festigkeit gegenüber Stoßüberspannungen;
** kein Erzeugen hoher Überspannungen
** kein Erzeugen hoher Überspannungen.
* Sicherstellen des Schutz gegen jegliche Art von Überstrom:  
* Gewährleistung eines wirksamen Schutzes gegen alle Arten von Überstrom:  
** Überstrom aufgrund von Erwärmungsproblemen im Varistor
** Überstrom aufgrund von Erwärmungsproblemen im Varistor;
** geringe Kurzschlussströme (Impedanz)
** geringe Kurzschlussströme (Impedanz)
** hohe Kurzschlussströme}}
** hohe Kurzschlussströme.}}


== Zu vermeidende Risiken bei Erreichen der Verwendungsdauer von SPDs ==
== Zu vermeidende Risiken bei Erreichen der Lebensdauer eines Überspannungsschutzgeräts ==


=== Aufgrund von Alterung ===
=== Aufgrund von Alterung ===
Bei Erreichen des natürlichen Verwendungsendes aufgrund von Alterung ist ein thermischer Schutz vorgesehen. SPDs mit Varistoren müssen einen integrierten Schutzschalter haben, der die SPD im Fehlerfalle trennt.
Bei Erreichen der natürlichen Lebensdauer aufgrund von Alterung ist ein thermischer Schutz vorgesehen. Überspannungsschutzgeräte mit Varistoren müssen über einen integrierten Schutzschalter verfügen, der im Fehlerfall abschaltet.


'''Anmerkung''': Das Verwendungsende durch einen thermischen Schutz gilt nicht für SPD mit einer Gasentladungsröhre oder Funkenstrecke.
'''Hinweis''': Das Ende der Lebensdauer durch einen thermischen Schutz betrifft nicht die Überspannungsschutzgeräte mit Gasentladungsröhre oder Funkenstrecke.


=== Aufgrund von Fehlern ===
=== Aufgrund von Fehlern ===
Verwendungsende aufgrund eines Kurzschlussfehlers sind:
Das Ende der Lebensdauer aufgrund eines Kurzschlussfehlers kann folgende Ursachen haben:
* Maximale Ableitkapazität wurde überschritten.
* Die maximale Ableitkapazität wurde überschritten.
: Diese Fehlerart führt zu einem leistungsstarken Kurzschluss.
: Diese Fehlerart führt zu einem leistungsstarken Kurzschluss.
* Ein Fehler im Verteilungssystem (Abschaltung Neutralleiter/Phase, Fehler im Neutralleiter)
* Eine Störung im Verteilersystem (Neutralleiter-/Phasenumschaltung, Neutralleiterunterbrechung).
* Teilweise Schädigung der Eigenschaften eines Varistors.
* Zunehmende Verschlechterung des Varistors.


Die letzteren Fehler führen zu einem Impedanzkurzschluss.
Die beiden letztgenannten Fehler führen zu einem Impedanzkurzschluss.


Die elektrische Anlage muss gegen die Auswirkungen dieser beiden Fehler geschützt werden: der interne (thermische) Schutz benötigt keine Wartezeit und schützt sofort.
Die elektrische Anlage muss vor Schäden durch diese beiden Fehlerarten geschützt werden: der oben definierte interne (thermische) Schutz benötigt keine Wartezeit und schützt sofort. Es sollte ein spezielles Gerät für den "Externen Kurzschlussschutz" installiert werden, das den Kurzschluss beseitigen kann. Dies kann durch einen Leistungsschalter oder eine Sicherung realisiert werden.


Ein spezielles Betriebsmittel „externer Kurzschlussschutz (externe SCPD)“, fähig einen Kurzschluss abzuschalten, sollte eingebaut werden. Es kann durch einen Leistungsschalter oder eine Sicherung realisiert werden.
== Eigenschaften des externen Kurzschlussschutzes ==
 
Der externe Kurschlussschutz sollte auf die Überspannungsschutzgeräte abgestimmt sein. Er wurde dafür entwickelt, um folgende zwei Bedingungen zu erfüllen:
== Kenndaten von externen SCPDs ==
Es sollte eine Koordination zwischen der externen SCPD und der SPD vorhanden sein. Sie ist dafür entwickelt, um folgende Bedingungen zu erfüllen:


=== Blitzstromfestigkeit ===
=== Blitzstromfestigkeit ===


Die Blitzstromfestigkeit ist das wesentliche Merkmal des Kurschlussstromschutzes einer externen SCPD.  
Die Blitzstromfestigkeit ist ein wesentliches Merkmal der externen Kurzschlussschutzeinrichtung des Überspannungsschutzes. Der externe Kurzschlussschutz darf bei 15 aufeinander folgenden Impulsströmen bei I<sub>n</sub> nicht auslösen.
 
Die externe SCPD darf bei 15 nacheinander folgenden Impulsen bei ihrem Nennstrom I<sub>n</sub> nicht auslösen.


=== Kurzschlussfestigkeit ===
=== Kurzschlussfestigkeit ===
Das Ausschaltvermögen ist durch die Normen der IEC Reihe 60364 (VDE 0100-ff) definiert:
'''Das Ausschaltvermögen''' wird durch die Norm IEC 60364 (VDE 0100-ff) definiert: Der externe Kurzschlussschutz sollte ein Ausschaltvermögen aufweisen, das dem unbeeinflussten Kurzschlussstrom I<sub>sc</sub> am Einbauort entspricht oder ihn übersteigt (gemäß IEC 60364; VDE 0100-ff).
 
Die externe SCPD sollte ein Ausschaltvermögen haben, welches gleich oder größer als der bedingte Kurzschlussstrom I<sub>SC</sub> am Einbauort ist (in Übereinstimmung mit der IEC Reihe 60364 (VDE 0100-ff).


=== Schutz der elektrischen Anlagen gegen Kurzschlüsse ===
=== Schutz der elektrischen Anlagen vor Kurzschlüssen ===
Vor allem der Impedanz Kurzschluss setzt eine große Energie frei und sollte sehr schnell abgeschaltet werden, um Beschädigungen an der elektrische Anlage und der SPD zu vermeiden.
Insbesondere der Impedanzkurzschluss setzt viel Energie frei und sollte sehr schnell abgeschaltet werden, um Schäden an der elektrischen Anlage und am Überspannungsschutzgerät zu vermeiden.


Das richtige Zusammenspiel zwischen SPD und externer SCPD muss durch den Hersteller angegeben werden.  
Die richtige Zuordnung zwischen einem Überspannungsschutzgerät und dem externen Kurzschlussschutz muss vom Hersteller angegeben werden.


== Anschlussarten von externen SCPDs ==
== Installationsarten für den externen Kurzschlussschutz ==


=== Serieller Anschluss ===
=== Gerät in "Reihe" ===
Von einer „seriellen“ SCPD (siehe {{FigRef|J33}}) wird gesprochen, wenn der Schutz durch ein allgemeines Schutzgerät im elektrischen Netzwerk sichergestellt wird (Leistungsschalter zur Einspeisung einer elektrischen Anlage).
Der Kurzschlussschutz wird als "in Reihe"beschrieben (siehe {{FigRef|J34}}), wenn der Schutz durch die allgemeine Schutzeinrichtung des zu schützenden Netzes erfolgt (z. B. der einer Anlage vorgeschaltete Leistungsschalter).


{{FigImage|DB422491|svg|J33|Serielle SCPD}}  
{{FigImage|DB422491|svg|J34|Externer Kurzschlussschutz "in Reihe"}}  


=== Paralleler Anschluss ===
=== Gerät "parallel" ===
Von einer „parallelen“ SCPD (siehe {{FigRef|J34}}) wird gesprochen, wenn der Schutz durch ein Schutzgerät, direkt der SPD zugeordnet, realisiert wird.
Der Kurzschlussschutz wird als "parallel" beschrieben (siehe {{FigRef|J35}}), wenn der Schutz speziell durch eine mit dem Überspannungsschutzgerät verbundenen Schutzeinrichtung durchgeführt wird.
* Die externe SCPD wird als „Leistungstrennschalter“ bezeichnet, wenn der Schutz durch einen Leistungsschalter realisiert wird.
* Der externe Kurzschlussschutz wird als "Trennschalter" bezeichnet, wenn der Schutz durch einen Leistungsschalter realisiert wird.
* Der Leistungsschalter kann, muss aber nicht, in die SPD integriert werden.
* Der Trennschalter kann in den Überspannungsschutz integriert sein, muss aber nicht.


{{Gallery|J34|Parallele SCPD ||
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|DB422492.svg||
|DB422492.svg||
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|DB422493.svg||}}


'''Anmerkung:''' Wenn eine SPD mit Gasentladungsröhren oder durch Ableiter mit Funkenstrecke realisiert wird, so wird der Strom unmittelbar durch die SCPD begrenzt.
'''Hinweis:''' Bei einem Überspannungsschutzgerät mit Gasentladungsröhre oder gekapselter Funkenstrecke wird der Strom unmittelbar durch den externen Kurzschlussschutz begrenzt.


== Sicherer Schutz ==
== Sicherer Schutz ==
Die Koordination der SCPD mit der SPD sollte durch den Hersteller der SPD nach IEC 61643-11 (VDE 0675-6-11) nachgewiesen und zugesichert werden. Sie muss nach den Vorgaben des Herstellers eingebaut werden.
Der externe Kurzschlussschutz sollte mit dem Überspannungsschutzgerät abgestimmt sein und vom Hersteller des Überspannungsschutzgeräts gemäß IEC 61643-11 (VDE 0675-6-11) geprüft und garantiert werden. Die Installation sollte ebenfalls gemäß den Empfehlungen des Herstellers erfolgen. Ein Beispiel hierfür finden Sie in den Koordinationstabellen "Externer Kurzschlussschutz + Überspannungsschutzgerät" von Schneider Electric.
 
Wenn das entsprechende Gerät integriert ist, gewährleistet die Konformität mit der Produktnorm IEC 61643-11 (VDE 0675-6-11) natürlich den Schutz.


{{FigImage|DB422494|svg|J35|Externer SCPD mit SPD (iC60 + PRD40r) und integrierter SCPD (Quick PRD40r) von Schneider Electric}}
{{Gallery|J36|Überspannungsschutzgeräte mit externem Kurzschlussschutz, nicht integriert (iC60N + iPRD 40r) und integriert (iQuick PRD 40r)||
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|PB116776_EN.jpg||}}


== Zugesicherte Eigenschaften von SPDs ==
== Zusammenfassung der Eigenschaften des externen Kurzschlussschutzes ==
Eine detaillierte Analyse der Merkmale siehe Kapitel [[Detaillierte_Kenndaten_von_Überspannungsschutzgeräten|Detaillierte Kenndaten von Überspannungsschutzgeräten]]
Eine detaillierte Analyse der Eigenschaften finden Sie in Abschnitt [[Detaillierte_Kenndaten_von_Überspannungsschutzgeräten|Detaillierte Kenndaten von Überspannungsschutzgeräten]].


Die Tabelle in {{FigureRef|J36}} beispielsweise zeigt eine Übersicht der Merkmale, abhängig von den eingesetzten SCPDs.
Die Tabelle in {{FigRef|J37}} zeigt beispielsweise eine Zusammenfassung der Eigenschaften gemäß den verschiedenen Arten von externem Kurzschlussschutz.


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! rowspan="3" | Einbauart für die<br>externe SCPD
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! Seriell
! In Reihe
! colspan="3" | Parallel
! colspan="3" | Parallel
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| {{tb-HC2}} rowspan="2" | '''Überspannungsschutz<br>für Betriebsmittel'''  
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| colspan="4" | SPD schützt die Betriebsmittel, gleich welcher SCPD-Schutz eingesetzt wird
| colspan="4" | Überspannungsschutzgeräte schützen die Anlage ausreichend, unabhängig von der Art des zugehörigen externen Kurzschlussschutzes
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| {{tb-HC2}} rowspan="3" | '''Schutz der<br>elektrischen Anlage<br>bei Verwendungsende'''
| {{tb-HC2}} rowspan="3" | '''Aufrechterhaltung des<br>Betriebs am Ende der<br>Lebensdauer'''
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| style="text-align: center" | -
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| style="text-align: center" | + +
| style="text-align: center" | + +
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|-
| rowspan="2" | Kein vollständiger Schutz<br>möglich  
| rowspan="2" | Keine Schutzgarantie<br>möglich  
| colspan="2" | Herstellererklärung
| colspan="2" | Herstellergarantie
| Vollständiger Schutz
| Vollständiger Schutz
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|-

Version vom 13. April 2022, 10:17 Uhr

Die Schutzeinrichtungen (Überlast und Kurzschluss) müssen mit dem Überspannungsschutz koordiniert werden, um einen zuverlässigen Betrieb, d. h.:

  • Gewährleistung der Betriebskontinuität:
    • Festigkeit gegenüber Stoßüberspannungen;
    • kein Erzeugen hoher Überspannungen.
  • Gewährleistung eines wirksamen Schutzes gegen alle Arten von Überstrom:
    • Überstrom aufgrund von Erwärmungsproblemen im Varistor;
    • geringe Kurzschlussströme (Impedanz)
    • hohe Kurzschlussströme.

Zu vermeidende Risiken bei Erreichen der Lebensdauer eines Überspannungsschutzgeräts

Aufgrund von Alterung

Bei Erreichen der natürlichen Lebensdauer aufgrund von Alterung ist ein thermischer Schutz vorgesehen. Überspannungsschutzgeräte mit Varistoren müssen über einen integrierten Schutzschalter verfügen, der im Fehlerfall abschaltet.

Hinweis: Das Ende der Lebensdauer durch einen thermischen Schutz betrifft nicht die Überspannungsschutzgeräte mit Gasentladungsröhre oder Funkenstrecke.

Aufgrund von Fehlern

Das Ende der Lebensdauer aufgrund eines Kurzschlussfehlers kann folgende Ursachen haben:

  • Die maximale Ableitkapazität wurde überschritten.
Diese Fehlerart führt zu einem leistungsstarken Kurzschluss.
  • Eine Störung im Verteilersystem (Neutralleiter-/Phasenumschaltung, Neutralleiterunterbrechung).
  • Zunehmende Verschlechterung des Varistors.

Die beiden letztgenannten Fehler führen zu einem Impedanzkurzschluss.

Die elektrische Anlage muss vor Schäden durch diese beiden Fehlerarten geschützt werden: der oben definierte interne (thermische) Schutz benötigt keine Wartezeit und schützt sofort. Es sollte ein spezielles Gerät für den "Externen Kurzschlussschutz" installiert werden, das den Kurzschluss beseitigen kann. Dies kann durch einen Leistungsschalter oder eine Sicherung realisiert werden.

Eigenschaften des externen Kurzschlussschutzes

Der externe Kurschlussschutz sollte auf die Überspannungsschutzgeräte abgestimmt sein. Er wurde dafür entwickelt, um folgende zwei Bedingungen zu erfüllen:

Blitzstromfestigkeit

Die Blitzstromfestigkeit ist ein wesentliches Merkmal der externen Kurzschlussschutzeinrichtung des Überspannungsschutzes. Der externe Kurzschlussschutz darf bei 15 aufeinander folgenden Impulsströmen bei In nicht auslösen.

Kurzschlussfestigkeit

Das Ausschaltvermögen wird durch die Norm IEC 60364 (VDE 0100-ff) definiert: Der externe Kurzschlussschutz sollte ein Ausschaltvermögen aufweisen, das dem unbeeinflussten Kurzschlussstrom Isc am Einbauort entspricht oder ihn übersteigt (gemäß IEC 60364; VDE 0100-ff).

Schutz der elektrischen Anlagen vor Kurzschlüssen

Insbesondere der Impedanzkurzschluss setzt viel Energie frei und sollte sehr schnell abgeschaltet werden, um Schäden an der elektrischen Anlage und am Überspannungsschutzgerät zu vermeiden.

Die richtige Zuordnung zwischen einem Überspannungsschutzgerät und dem externen Kurzschlussschutz muss vom Hersteller angegeben werden.

Installationsarten für den externen Kurzschlussschutz

Gerät in "Reihe"

Der Kurzschlussschutz wird als "in Reihe"beschrieben (siehe Abb. J34), wenn der Schutz durch die allgemeine Schutzeinrichtung des zu schützenden Netzes erfolgt (z. B. der einer Anlage vorgeschaltete Leistungsschalter).

Abb. J34 – Externer Kurzschlussschutz "in Reihe"

Gerät "parallel"

Der Kurzschlussschutz wird als "parallel" beschrieben (siehe Abb. J35), wenn der Schutz speziell durch eine mit dem Überspannungsschutzgerät verbundenen Schutzeinrichtung durchgeführt wird.

  • Der externe Kurzschlussschutz wird als "Trennschalter" bezeichnet, wenn der Schutz durch einen Leistungsschalter realisiert wird.
  • Der Trennschalter kann in den Überspannungsschutz integriert sein, muss aber nicht.
Abb. J35 – Parallele SCPD
  • DB422492.svg
  • DB422493.svg

Hinweis: Bei einem Überspannungsschutzgerät mit Gasentladungsröhre oder gekapselter Funkenstrecke wird der Strom unmittelbar durch den externen Kurzschlussschutz begrenzt.

Sicherer Schutz

Der externe Kurzschlussschutz sollte mit dem Überspannungsschutzgerät abgestimmt sein und vom Hersteller des Überspannungsschutzgeräts gemäß IEC 61643-11 (VDE 0675-6-11) geprüft und garantiert werden. Die Installation sollte ebenfalls gemäß den Empfehlungen des Herstellers erfolgen. Ein Beispiel hierfür finden Sie in den Koordinationstabellen "Externer Kurzschlussschutz + Überspannungsschutzgerät" von Schneider Electric.

Wenn das entsprechende Gerät integriert ist, gewährleistet die Konformität mit der Produktnorm IEC 61643-11 (VDE 0675-6-11) natürlich den Schutz.

Abb. J36 – Überspannungsschutzgeräte mit externem Kurzschlussschutz, nicht integriert (iC60N + iPRD 40r) und integriert (iQuick PRD 40r)
  • DB422494 EN.svg
  • PB116776 EN.jpg

Zusammenfassung der Eigenschaften des externen Kurzschlussschutzes

Eine detaillierte Analyse der Eigenschaften finden Sie in Abschnitt Detaillierte Kenndaten von Überspannungsschutzgeräten.

Die Tabelle in Abb. J37 zeigt beispielsweise eine Zusammenfassung der Eigenschaften gemäß den verschiedenen Arten von externem Kurzschlussschutz.

Abb. J37 – Eigenschaften des Schutzes am Ende der Lebensdauer eines Überspannungsschutzgeräts Typ 2 entsprechend dem externen Kurzschlussschutz
Installationsart
des externen
Überspannungsschutzgeräts
von Anlagen 		In Reihe Parallel
Sicherung Leistungsschalter separat  Leistungsschalter integriert 
DB422491.svg DB422495.svg DB422492.svg DB422493.svg
Schutz von Anlagen am
Ende der Lebensdauer 		= = = =
Überspannungsschutzgeräte schützen die Anlage ausreichend, unabhängig von der Art des zugehörigen externen Kurzschlussschutzes
Aufrechterhaltung des
Betriebs am Ende der
Lebensdauer 		- = + + +
Keine Schutzgarantie
möglich 		Herstellergarantie Vollständiger Schutz
Schutz von Impedanzkurzschlüssen
nicht sehr sicher 		Schutz von Kurzschlüssen sehr gut sichergestellt
Weiterbetreiben der
elektrischen Anlage
bei Verwendungsende 		- - + + +
Die gesamte elektrische
Anlage wird abgeschaltet 		Nur der Stromkreis der SPD wird abgeschaltet
Wartung der
elektrischen Anlage
bei Verwendungsende 		- - = + +
Die gesamte elektrische
Anlage muss abgeschaltet
werden 		Wechsel des Sicherungseinsatzes Zuschalten des Leistungsschalters
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