Detaillierte Kenndaten von Überspannungsschutzgeräten

Notwendige Impulsstromfestigkeit

Test der Stoßstromfestigkeit von externen Kurzschlussschutz Systemen haben zu folgenden Ergebnissen geführt:

• Für einen definierten Strom und Einsatz einer Sicherung als Absicherungssystem ist die Stoßstromfestigkeit mit einer aM Sicherung (Motorschutz) höher als mit einer gG Sicherung (allgemeiner Schutz)
• Für einen definierten Strom und Einsatz eines Leistungsschalters als Absicherungssystems ist die Stoßstromfestigkeit mit einem Leistungsschalter höher als mit einer Sicherung.

Abbildung J53 zeigt die Auswertung einer Stoßstromfestigkeitsprüfung:

• Schutz einer SPD für I_max = 20 kA, das auszuwählende Schutzorgan ist entweder ein Leistungsschalter mit I_N = 16 A oder eine aM-Sicherung mit I_N = 63 A

Anmerkung: Für diesen Anwendungsfall ist eine gG-Sicherung nicht geeignet.

• Schutz einer SPD für I_max = 40 kA, das auszuwählende Schutzorgan ist entweder ein Leistungsschalter mit I_N = 63 A oder eine aM Sicherung mit I_N = 125 A

Abb. J53 – Vergleich der Stoßspannungsfestigkeit von SPDs für Imax = 20 kA und Imax = 40 kA

Notwendiger Schutzpegel

Allgemein gilt:

• Der Spannungsfall über die Anschlüsse eines Leistungsschalters ist höher als über die Anschlüsse eines Sicherungsgerätes. Dies ist auf die höheren Impedanzwerte der Bauteile eines Leistungsschalters (thermomagnetisches Schutzrelais) im Verhältnis zu einem Sicherungseinsatz zurückzuführen.

Jedoch:

• Der Unterschied des Spannungsfalls ist bei Stoßströmen, die 10 kA (95 %) nicht überschreiten, äußerst gering;
• Der Wert für den eingebauten Stoßspannungsschutz U_p berücksichtigt auch die Impedanzen der Kabelverbindung. Dieser Wert kann bei einer Lösung mit Sicherung hoch sein (Schutzorgan abgesetzt von der SPD) und niedrig bei Einsatz eines Leistungsschalters.

Anmerkung: Der Überspannungsschutzpegel Level U_p ist die Summe aller Spannungsfälle:

• in der SPD,
• in der externen SCPD,
• in der Verkabelung.

Kurzschlusssachschutz

Ein Kurzschluss setzt eine große Menge Energie frei und sollte, um Schäden an der elektrischen Anlage und der SPD zu vermeiden, unverzüglich abgeschaltet werden. Abbildung J54 vergleicht die Reaktionszeit und die Kurzschlussstrombegrenzung eines Schutzes mit einer 63 A aM Sicherung und einem 25 A Leistungsschalter.

Diese beiden Schutzsysteme haben die gleiche Stoßstromfestigkeit nach einer 8/20 µs Stoßform.

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Abb. J54 – Vergleich der Zeit/Strom- und Energiebegrenzungskurven für einen Leistungsschalter und eine Sicherung mit der gleichen Stoßspannungsfestigkeit 8/20 µs