Transiente Überspannungen, die bei einem Blitzeinschlag auftreten, können Schäden an Elektrogeräten verursachen. Die im letzten Jahr eingeführten Normen erhöhen die Schutzvorkehrungen.

Bild: iStock, joebelanger

Verpflichtende Installation Auswahlhilfe für 
Überspannungsschutz

05.10.2017

Im vergangenen Jahr sind zwei neue Normen erschienen, die die Anforderungen an den Überspannungsschutz in Gebäuden maßgeblich verändert haben. Um die Auswahl der passenden Konzepte und Geräte zu erleichtern, bietet ein Relaishersteller Planungshilfen an, die den Anwender mit wenigen Schritten zum passenden Überspannungsschutzgerät führen.

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Die Idee, Gebäude durch Blitzfangeinrichtungen gegen Schäden durch Blitz­einschlag zu schützen, wurde bereits in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts entwickelt. Als Erfinder gilt Benjamin Franklin. Heute sind Gebäude in Deutschland praktisch flächendeckend mit diesen Einrichtungen ausgestattet. Anders sieht es beim Überspannungsschutz aus. Mit den im Oktober 2016 modifizierten Normen VDE 0100-443 und VDE 0100-534 wird sich folgendes ändern: In vielen Bereichen ist ein Überspannungsschutz nun verpflichtend zu installieren, da die bei einem Blitzeinschlag auftretenden transienten Überspannungen Schäden verursachen können.

Die vor Überspannungen zu schützenden Bereiche sind in der Norm VDE 0100-443 aufgeführt:

  • Schutz des menschlichen Lebens, zum Beispiel in Gebäuden und Anlagen mit Betriebsmitteln für medizinische Zwecke oder Sicherheitsvorrichtungen.

  • Schutz von öffentlichen Einrichtungen und Kulturbesitz wie beispielsweise Kommunikation, Versorgung, Schulen und Museen.

  • Schutz von Gewerbe- und Industriebetrieben.

  • Schutz von Gebäuden, die besonders brandgefährdet sind (etwa Scheunen und Betriebe zur Holzverarbeitung).

  • Schutz von privaten Haushalten und kleinen Büros.

Beim Schutz vor transienten Überspannungen wird auf ein abgestuftes Konzept gesetzt. Dieses arbeitet mit den sogenannten Blitzschutzzonen (Lightning Protection Zone LPZ 0 bis LPZ 3), welche in der Blitz- und Überspannungsschutz-Norm DIN EN 62305 beschrieben sind. In den verschiedenen Zonen kommen teilweise unterschiedliche Schutzmechanismen zum Einsatz. Deshalb ist es umso wichtiger, dass die Schutzwirkungen aufeinander aufbauen. Die Energie der transienten Überspannung muss dafür so weit gesenkt werden, dass das Schutzgerät der nächsten Stufe nicht überlastet wird. Die verbleibende Überspannung wird auf diese Weise so weit reduziert, dass die angeschlossenen Geräte der jeweiligen Stufe keinen Schaden nehmen. Während in der äußersten Zone, LPZ 0, die bereits oben erwähnte Blitzfangeinrichtung zum Einsatz kommt, müssen in den inneren Zonen Überspannungsschutzgeräte – so genannte Surge Protection Devices (SPD) – vor den transienten Überspannungen schützen. All dem schafft der Relaisspezialist Finder mit seinen Überspannungsschutzgeräten der Serie 7P Abhilfe. Die Funktionsweise der Geräte basiert in der Regel auf einer Kombination von Varistoren und Funkenstrecken.

Gerätewahl nach Anwendung

Um den Überspannungsschutz zu planen und passend zu dimensionieren, sind einige Grundlagen zu beachten. Die Schutzgeräte sind in verschiedene Typen unterteilt: So kommt etwa SPD Typ 1 an der Schnittstelle zwischen den Zonen LPZ 0 und LPZ 1 zum Einsatz. Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 werden innerhalb der Zone LPZ 1 installiert und bilden somit die Zone LPZ 2. SPD vom Typ 3 dienen innerhalb der inneren Zone als Geräteschutz. Zusätzlich gibt es noch SPD Typ 1+2, die sowohl die Anforderungen des Typs 1 als auch die des Typs 2 erfüllen und somit den Schutz sehr effizient realisieren können. An welchen Stellen innerhalb der Installation die Überspannungsschutzgeräte zu platzieren sind, ist ebenfalls in den neuen Normen festgelegt. So sind etwa Unterverteilungen, die einen Abstand von mehr als fünf Metern aufweisen, jeweils separat abzusichern. Auch die Art der Installation, etwa als TN- und TT-Netz, findet Berücksichtigung. Eine weitere neue Anforderung in der VDE 0100-443 ist, dass mindestens SPDs vom Typ 2 in der Nähe des Einspeisepunkts installiert sein müssen. SPD vom Typ 1 sind verpflichtend zu installieren, wenn eine Freileitung die Anlage versorgt. Unverändert in der neuen Norm ist die Forderung nach der Installation von Typ 1 SPD für bauliche Anlagen mit einem externen Blitzschutzsystem.

Auswahlhilfe für Schutzgeräte

Um dem Anwender die Auswahl der passenden Überspannungsschutzgeräte zu erleichtern, hat der Relaishersteller Finder eine unternehmenseigene Auswahlmatrix erstellt. Anhand eines Fließschemas mit Abfrage-Charakter, über die vorherrschenden Bedingungen, wird verständlich aufgezeigt, wann welcher SPD-Typ zu installieren ist. Im Lieferprogramm der Serie 7P sind SPD Typ 1, SPD Typ 1+2, SPD Typ 2 und SPD Typ 3 erhältlich. Gleichzeitig erhält der Anwender eine Empfehlung, welche Produkte die passende Lösung für die vorliegende Situation bieten.

Eine Besonderheit beim Überspannungsschutz stellen Solaranlagen dar, die bis zum Wechselrichter mit Gleichspannung arbeiten. Finder bietet für solche DC-Installationen innerhalb der Serie 7P spezielle Geräte an. Die Typen 7P.XX.9, die für eine DC-Betriebsspannung bis zu 1.500 V ausgelegt sind, entsprechen der Norm DIN EN 50539-12. Sie arbeiten mit der Y-Schaltung auf Basis von Varistoren, die auch bei Solaranlagen mit hohen Betriebsspannungen für den notwendigen Schutz sorgen. Der Status des Varistors kann über einen Meldekontakt von einer übergeordneten Steuerung ausgelesen werden – wichtig vor allem bei großen Solaranlagen.

Mit Überspannungsschutz sicher gegen Schäden

Bei der Planung von Neuanlagen sowie bei Umbau und Erweiterung bestehender Installationen müssen die Neuerungen der Normenlage des Überspannungsschutzes beachtet werden. Mit der Serie 7P von Finder steht dem Anwender ein umfangreiches Programm zur Verfügung, mit dem er einen wirkungsvollen Schutz realisieren kann.

Bildergalerie

  • Welcher Ableitertyp ist der Richtige? Dieses Schema hilft.

    Bild: Finder

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