Detaillierte Kenndaten von Überspannungsschutzgeräten

Notwendige Impulsstromfestigkeit

Die Tests 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 Absicherungssystem ist die Stoßstromfestigkeit mit einem Leistungsschalter höher als mit einer Sicherung.

Abbildung J56 zeigt die Auswertung einer Stoßstromfestigkeitsprüfung:

• Zum Schutz eines für I_max = 20 kA definierten Überspannungsschutz ist entweder ein Leitungsschutzschalter 16 A oder eine Sicherung aM 63 A zu wählen,

Hinweis: In diesem Fall ist eine Sicherung gG 63 A nicht geeignet.

• Zum Schutz eines für I_max = 40 kA definierten Überspannungsschutz ist entweder ein Leitungsschutzschalter 63 A oder eine Sicherung aM 125 A zu wählen

Abb. J56 – Vergleich der Kapazitäten der Kurzschlussschutz-Spannungsfestigkeit 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.

Allerdings:

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

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

• in den Überspannungsschutzgeräten,
• in den externen Kurzschluss-Systemen,
• in der Geräteverkabelung.

Schutz vor impedanzbedingten Kurzschlüssen

Ein Kurzschluss setzt eine große Menge Energie frei und sollte, um Schaden an der elektrischen Anlage und der Überspannungsschutzgeräte zu vermeiden, unverzüglich abgeschaltet werden. Abbildung J57 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. J57 – Vergleich der Zeit/Strom- und Energiebegrenzungskurven für einen Leistungsschalter und eine Sicherung mit der gleichen Stoßspannungsfestigkeit 8/20 µs