Blitzschutz/Überspannungsschutz Schutz vor Überspannungen und Blitzeinschlag hält Produktion und Kommunikation am Laufen

Durch Blitzeinschläge und Überspannungen oder verursacht durch die Leistungselektronik werden in Industrie- und Kommunikationsanlagen oft empfindliche Elektronikbauteile geschädigt oder zerstört. Überspannungs-Schutzgeräte sorgen dafür, dass die Produktion und Kommunikation nicht unterbrochen wird.

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Um Schäden durch Überspannungen zu vermeiden beziehungsweise deren Risiko zu minimieren, ist eine abgestufte Schutzstrategie notwendig. Diese ist in der Norm DIN EN 62305 für Blitz- und Überspannungsschutz beschrieben. Dabei werden verschiedene Zonen (LPZ 0 bis LPZ 3) definiert, in denen teilweise unterschiedliche Schutzmechanismen greifen.

Die Schutzwirkungen der verschiedenen Zonen bauen dabei aufeinander auf, indem der Energiegehalt des Überspannungspulses jeweils so weit gesenkt wird, dass das Schutzgerät der nächsten Stufe nicht überlastet wird. Ziel ist es, die verbleibende Überspannung unter den Wert abzusenken, dem die angeschlossenen Geräte der jeweiligen Stufe standhalten, ohne Schaden zu nehmen.

Überspannungsschutz ist auch innerhalb des Gebäudes notwendig

In der äußeren Blitzschutzzone (LPZ 0) ist bereits seit dem 18. Jahrhundert der Blitzableiter die zentrale Komponente. Mit der Elektrifizierung wurde über das Freileitungsnetz wie auch über Erdkabel die Ladung des in der Umgebung einschlagenden Blitzes in die Installation des Hauses geleitet. Deshalb sind auch im Gebäudeinneren Überspannungs-Schutzgeräte erforderlich. Ein weiterer Grund für einen Überspannungsschutz innerhalb des Gebäudes sind energiereiche Schaltvorgänge und elektronische Geräte der Steuerungs- und Regelungstechnik mit einer geringen Festigkeit gegen Spannungsspitzen.

Überspannungs-Schutzgeräte, beispielsweise die Geräte der Serie 7P von Finder, bestehen in der Regel aus einer Kombination von Varistoren und Gasableitern. Ein Varistor ist ein spannungsabhängiger Widerstand, der in den meisten Fällen aus Zinkoxid besteht. Sein Widerstand verringert sich bei Erreichen der Schwellenspannung schlagartig, sodass die Überspannung abgeleitet werden kann.

Durch häufige kleinere Überspannungen altert der Varistor mit der Zeit und muss dann gegebenenfalls ausgetauscht werden. Ein Überspannungs-Schutzelement, das auf einem anderen Funktionsprinzip beruht, ist der Gasableiter. Bei dieser Funktionseinheit wird eine Gasentladung beim Erreichen der Schwellenspannung über eine Funkenstrecke gezündet. Im Gegensatz zu Varistoren reagieren solche Gasableiter etwas langsamer. Dafür können sie Überspannungspulse mit größeren Energien ableiten.

Für jede Zone gibt es das passende Überspannungs-Schutzgerät

Die Überspannungs-Schutzgeräte oder Surge Protection Device (SPD) sind in verschiedene Typen unterteilt. SPD Typ 1 kommt an der Schnittstelle zwischen LPZ 0 und LPZ 1 zum Einsatz, also üblicherweise direkt an der Einspeisung. Überspannungs-Schutzgeräte vom Typ 2 werden innerhalb der LPZ 1 installiert und bilden dadurch die LPZ 2. Zusätzliche SPD vom Typ 3 kommen direkt als Schutz für Geräte zum Einsatz, wenn diese eine geringe Überspannungsfestigkeit aufweisen.

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