Ausbreitung einer Blitzstossspannung: Unterschied zwischen den Versionen
Aus Planungskompendium Energieverteilung
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* Ein Wechsel des Mediums führt zu einer Weiterführung und/ oder Reflexion der Schwingung, abhängig von: | * Ein Wechsel des Mediums führt zu einer Weiterführung und/ oder Reflexion der Schwingung, abhängig von: | ||
** Impedanzunterschied zwischen den beiden Medien; | ** Impedanzunterschied zwischen den beiden Medien; | ||
** Frequenz der Blitzstoßspannung; | ** Frequenz der Blitzstoßspannung; | ||
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Im Falle einer totalen Reflexion kann sich die Spannung verdoppeln. | Im Falle einer totalen Reflexion kann sich die Spannung verdoppeln. | ||
'''Beispiel''': Schutz mit einer SPD | '''Beispiel''': Schutz mit einer SPD | ||
Die Nachbildung einer Blitzstoßspannung im Prüffeld zeigt, dass eine Last mit einer Einspeisekabellänge von 30 m, an der Einspeisung durch eine SPD mit U<sub>p</sub> geschützt, aufgrund von Reflexionen die Spannung maximal 2 x U<sub>p</sub> erreicht (siehe '''Abb. J56''') | Die Nachbildung einer Blitzstoßspannung im Prüffeld zeigt, dass eine Last mit einer Einspeisekabellänge von 30 m, an der Einspeisung durch eine SPD mit U<sub>p</sub> geschützt, aufgrund von Reflexionen die Spannung maximal 2 x U<sub>p</sub> erreicht (siehe '''Abb. J56'''). | ||
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Diese Überspannungsschwingung ist nicht energiereich. | |||
=== Korrekturmaßnahmen === | === Korrekturmaßnahmen === | ||
Von den drei Faktoren (Differenz der Impedanz, Frequenz, Länge) kann nur die Kabellänge zwischen SPD und der zu schützenden Last überwacht werden. Der Grad der Reflexion steigt mit Zunahme dieser Kabellänge an. | Von den drei Faktoren (Differenz der Impedanz, Frequenz, Länge) kann nur die Kabellänge zwischen SPD und der zu schützenden Last überwacht werden. Der Grad der Reflexion steigt mit Zunahme dieser Kabellänge an. | ||
Generell treten ernstzunehmende Reflexionserscheinungen in Gebäuden ab einer Kabellänge von 10 m auf und die Spannung verdoppelt sich bei einer Kabellänge von 30 m (siehe '''Abb. J57'''). | Generell treten ernstzunehmende Reflexionserscheinungen in Gebäuden ab einer Kabellänge von 10 m auf und die Spannung verdoppelt sich bei einer Kabellänge von 30 m (siehe '''Abb. J57'''). | ||
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Dies macht einen Einsatz einer zweiten SPD als Feinschutz notwendig, wenn die Kabellänge zwischen der SPD an der Einspeisung und der zu schützenden Last mehr als 10 m beträgt. | Dies macht einen Einsatz einer zweiten SPD als Feinschutz notwendig, wenn die Kabellänge zwischen der SPD an der Einspeisung und der zu schützenden Last mehr als 10 m beträgt. | ||
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Version vom 20. Februar 2014, 16:20 Uhr
Elektrische Anlagen und Netzwerke sind niederfrequent, und zu jedem Zeitpunkt hat die Spannung auf dem Kabelverlauf den gleichen Wert.
Die Blitzstoßspannung ist hochfrequent (mehrere Hundert kHz bis zu mehreren MHz)
- Die Blitzstoßspannung breitet sich entlang des Leiters mit einer eigenen Geschwindigkeit und Frequenz entsprechend des Ereignisses aus. Aus diesem Grund hat die Spannung nicht zu jedem Zeitpunkt den gleichen Wert auf Medium (siehe Abb. J55).
Abb. J55: Ausbreitung einer Stoßspannungsschwingung in einem Leiter
- Ein Wechsel des Mediums führt zu einer Weiterführung und/ oder Reflexion der Schwingung, abhängig von:
- Impedanzunterschied zwischen den beiden Medien;
- Frequenz der Blitzstoßspannung;
- Länge des Mediums;
Im Falle einer totalen Reflexion kann sich die Spannung verdoppeln.
Beispiel: Schutz mit einer SPD
Die Nachbildung einer Blitzstoßspannung im Prüffeld zeigt, dass eine Last mit einer Einspeisekabellänge von 30 m, an der Einspeisung durch eine SPD mit Up geschützt, aufgrund von Reflexionen die Spannung maximal 2 x Up erreicht (siehe Abb. J56).
Abb. J56: Reflektion einer Stoßspannungsschwingung am Ende eines Kabels
Diese Überspannungsschwingung ist nicht energiereich.
Korrekturmaßnahmen
Von den drei Faktoren (Differenz der Impedanz, Frequenz, Länge) kann nur die Kabellänge zwischen SPD und der zu schützenden Last überwacht werden. Der Grad der Reflexion steigt mit Zunahme dieser Kabellänge an.
Generell treten ernstzunehmende Reflexionserscheinungen in Gebäuden ab einer Kabellänge von 10 m auf und die Spannung verdoppelt sich bei einer Kabellänge von 30 m (siehe Abb. J57).
Abb. J57: Maximale Spannung am Ende eines Kabels in Abhängigkeit von der Länge bei einem Stoßspannungsfehler = 4 kV/µs
Dies macht einen Einsatz einer zweiten SPD als Feinschutz notwendig, wenn die Kabellänge zwischen der SPD an der Einspeisung und der zu schützenden Last mehr als 10 m beträgt.
