Neue Normen verbessern Schutz vor Überspannung

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Für den typischen Fall einer baulichen Anlage ohne äußeres Blitzschutzsystem, die über einen Erdkabelanschluss gespeist wird, muss der in der Hauptverteilung eingesetzte Überspannungsschutz der Prüfklasse II entsprechen. In der Vergangenheit waren die Anforderungen an ein solches SPD dieselben wie an ein SPD zum Schutz einer Unterverteilung oder eines Maschinenschaltschranks. In Zukunft muss ein SPD Typ 2 am oder in der Nähe des Speisepunktes der Anlage ein doppelt so hohes Nennableitvermögen aufweisen, um auch partielle Blitzströme aus Einschlägen in die Versorgungsleitung sicher ableiten zu können. Im Falle einer „Schaltung 3 + 1“, wie sie meist für TN-S- und TT-Systeme zum Einsatz kommt und von Phoenix Contact als Standard angeboten wird, muss ein SPD Typ 2 nun ein Nennableitvermögen von 10 kA (8/20 µs) für den Schutzpfad L-N und von 40 kA (8/20 µs) für den Schutzpfad N-PE aufweisen. Dabei kann für beide Stromsysteme das gleich Gerät verwendet werden.

Die Stromimpulsform 8/20 µs wird normativ zur Simulation der indirekten Auswirkungen eines Blitzeinschlags verwendet, wie sie im Beispiel (Bild 3) beim Einschlag in eine Versorgungsleitung zustande kommen könnte. Des Weiteren steht diese Impulsform auch für induktive Einkopplungen und Schaltüberspannungen.

Für den L-N-Schutzpfad kommen in der Regel Varistoren zum Einsatz, für die die erhöhte Anforderung kein Problem darstellt. Die meisten Produkte haben in der Vergangenheit bereits ein Nennableitvermögen von 15 kA oder 20 kA (8/20 µs) zur Verfügung gestellt. Für den N-PE-Schutzpfad werden meist gasgefüllte Überspannungsableiter eingesetzt, die bisher häufig nur das minimal geforderte Nennableitvermögen von 20 kA (8/20 µs) erfüllt haben. Für diese ist die Forderung nach dem doppelten Ableitvermögen von 40 kA (8/20 µs) eine echte Herausforderung – besonders wenn dabei ein niedriger Schutzpegel erhalten bleiben soll.

Auch in dieser Hinsicht gibt die aktualisierte Fassung der DIN VDE 0100-534 eine neue Empfehlung: Der L-PE-Schutzpegel eines SPD sollte nicht mehr als 80 % der nach Überspannungskategorie II notwendigen Bemessungsstoßspannung für Betriebsmittel betragen. Für ein Wechselstromsystem von 230/400 V entspricht die Überspannungskategorie II einer Bemessungsstoßspannung von 2,5 kV. Der empfohlene L-PE-Schutzpegel eines SPD sollte also nicht mehr als 2 kV betragen. Diese Empfehlung begründet sich darauf, dass die Spannung, welche am geschützten Gerät tatsächlich anliegt, nicht allein dem Schutzpegel des SPD entspricht. Hinzu kommen induzierte Spannungsdifferenzen, die beim Ableitvorgang über Anschlussleitungen und einer eventuellen Überstromschutzeinrichtung des SPD abfallen.

Platzsparender Überspannungsschutz für die Hauptverteilung

Mit dem Überspannungsableiter „VAL-SEC-T2-3S-350/40-FM“ bietet Phoenix Contact ein Typ-2-SPD, das alle neuen Anforderungen erfüllt – und das auf extrem kleinem Bauraum mit nur 12 mm Polbreite. Diese konsequente Erweiterung der SEC-Familie (Safe Energy Control) macht es dem Anwender einfach, der künftigen Verpflichtung zum Einsatz von Überspannungsschutz nachzukommen: in gewohnter Installationsumgebung und Bauform bei gleichzeitiger Erfüllung aller neuen Anforderungen und Empfehlungen (Bild 4).

So bietet dieses SPD ein Nennableitvermögen von 40 kA (8/20 µs) im N-PE-Schutzpfad bei einem gleichzeitig niedrigen L-PE-Schutzpegel von nur 1,9 kV. Die Installation des SPD schützt damit die gesamte Hauptverteilung vor Überspannungen und damit verbundener Brandgefahr durch gefährliche Funkenbildung, wie sie sonst bei Überschreitung von Isolationsfestigkeiten auftreten kann.

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Info

Die neuen Normen zum Blitz- und Überspannungsschutz

DIN VDE 0100-443 (2016-10)

Errichten von Niederspannungsanlagen — Schutzmaßnahmen — Schutz bei Störspannungen und elektromagnetischen Störgrößen — Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen

DIN VDE 0100-534 (2016-10)

Errichten von Niederspannungsanlagen — Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel — Trennen, Schalten und Steuern — Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPD)

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Die neuen Normen zum Blitz- und Überspannungsschutz

DIN VDE 0100-443 (2016-10): Errichten von Niederspannungsanlagen — Schutzmaßnahmen — Schutz bei Störspannungen und elektromagnetischen Störgrößen — Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen

DIN VDE 0100-534 (2016-10): Errichten von Niederspannungsanlagen — Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel — Trennen, Schalten und Steuern — Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPD)

Die wichtigsten Neuerungen auf einen Blick:

Überspannungsschutz ist bei der Planung von elektrischen Installationen generell vorzusehen.

SPD (surge protective device) zum Einsatz am Speisepunkt der elektrischen Anlage müssen erhöhten Anforderungen standhalten.

Der L-PE-Schutzpegel eines SPD sollte nicht mehr als 80 % der Bemessungsstoßspannung der entsprechenden Überspannungskategorie betragen.

* Dipl.-Phys. Claas Rittinghaus ist Mitarbeiter im Product Marketing Surge Protection der Business Unit Trabtech bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG in 32825 Blomberg

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