Auswahl des Kurzschlusschutzes (SCPD)

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 I_n 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 I_sc 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

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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)

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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
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		Volle Garantie
		Schutz gegen impedante Kurzschlüsse nicht ausreichend gewährleistet	Perfekt abgesicherter Kurzschlussschutz
Weiterbetreiben der elektrischen Anlage am Ende der Lebensdauer	- -	+	+	+
	Die gesamte elektrische Anlage wird abgeschaltet	Nur der Stromkreis des Überspannungsschutzgeräts wird abgeschaltet
Wartung am Ende der Lebensdauer	- -	=	+	+
	Herunterfahren der Anlage erforderlich	Austausch von Sicherungen	Sofortiges Zurücksetzen