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Elektrische Anlagen erfordern eine Reihe von Schutzsystemen, darunter auch Überspannungsschutzgeräte. Dieser Leitfaden befasst sich mit ihrer Verwendung und Installation.
Die Installation eines Überspannungsschutzgeräts in einem Stromkreis schützt diesen vor plötzlichen Stromstößen, sogenannten Überspannungen. Diese Überspannungen werden in der Regel durch Stromausfälle, ausgelöste Schalter, Blitzeinschläge usw. verursacht. Da der Überspannungsschutz diese indirekten Entladungen im Stromnetz unterbindet, gewährleistet er die Sicherheit derjenigen, die mit Strom arbeiten, und den Verbraucher. Gleichzeitig verhindert der Überspannungsschutz, dass Geräte, die empfindlicher auf diese Art von Schwankungen reagieren, wie elektrische und elektronische Geräte (z. B. Fernseher, Stereoanlagen, Modems, Computer), in Brand geraten.
Der Mechanismus, der das Funktionieren des Überspannungsschutzes ermöglicht, wird Varistor genannt. Dieser Bauteil verändert den Widerstand in Abhängigkeit von der Spannung an seinen Anschlüssen. Je höher die Spannung ist, desto geringer ist der Widerstand des Varistors, sodass er als alternativer Durchgang zur Erdung der Anlage funktioniert. Dies ist möglich, weil der elektrische Strom immer den Weg des geringsten Widerstands nimmt. Wenn also ein Stromstoß im Stromkreis auftritt, verteilt der Varistor die überschüssige Ladung und verhindert eine solche Überladung des zu schützenden Stromkreises.
Es gibt drei Klassen von Überspannungsschutzgeräten, aber das Funktionsprinzip ist im Grunde genommen bei allen gleich. Das Überspannungsschutzgerät funktioniert aufgrund der Wechselwirkung zwischen seinen Bauteilen und internen Materialien, wie dem Varistor, der eine grundlegende Aufgabe für das Funktionieren des Überspannungsschutzgeräts erfüllt.
Wie bereits dargelegt, ist der Varistor ein elektrischer Widerstand, der seinen Widerstandswert in Abhängigkeit von der Spannung ändert. Der größte Vorteil des Varistors ist seine extrem schnelle Reaktionszeit.
Wenn die Überspannung im Netz auftritt, ist die Spannung extrem hoch. Wenn eine gegen unendlich tendierende Spannung durch das Überspannungsschutzgerät fließt, tendiert sein Widerstand gegen null und bietet somit einen Weg mit geringerem Widerstand gegen den Durchgang von elektrischem Strom, wobei die gesamte Energie durch das Erdungssystem abgeleitet wird; auf diese Weise wirkt der Varistor innerhalb des Überspannungsschutzgeräts.
Es ist wichtig zu verstehen, dass das Überspannungsschutzgerät den elektrischen Ausbruch in das Erdungssystem umleitet, diese Umleitung erfolgt rasant, in einem Bruchteil von Sekunden. Auf diese Weise wird der Leistungsschalter nicht ausgelöst, weil die Zeit nicht ausreicht, um diese Leckage durch das Erdungssystem zu erkennen, deshalb funktioniert das Überspannungsschutzgerät nur, wenn die Phase an einen Anschluss und die Erde an den anderen angeschlossen ist.
Wenn das Überspannungsschutzgerät aktiviert wird, schließt es einen Kurzschluss zwischen Phase und Erde, aber diese Zeitspanne ist, wie bereits erwähnt, extrem kurz. Daher verursacht dieser vom Überspannungsschutzgerät verursachte Kurzschluss keinerlei Schäden in der Anlage.
Wie alle Geräte erreicht auch das Überspannungsschutzgerät das Ende seiner Lebensdauer, wenn sein interner Schaltkreis das Schließen zwischen Phase und Erde nicht mehr mit extremer Geschwindigkeit durchführen kann. Das größte Problem tritt auf, wenn das Schutzgerät durchbrennt und der Kurzschluss zwischen Phase und Erde dauerhaft ist; angesichts dessen ist es notwendig, eine Trennvorrichtung in den Stromkreis einzubauen.
Grundsätzlich können Überspannungen endogen oder exogen sein. Bei den endogenen Überspannungen handelt es sich um manuelle Überspannungen, wie die Betätigung von Schaltern, die Aktivierung oder den Betrieb von Motoren und sogar Kurzschlüsse, d. h. diese Überspannungen treten beim normalen Betrieb des Stromnetzes auf. Die exogenen Überspannungen sind die Überspannungen atmosphärischen Ursprungs, d. h. wenn der Blitz direkt in das Stromnetz einschlägt, können die verursachten Spannungsspitzen leitend sein, oder wenn sie in der Nähe eines Gebäudes einschlagen, können sie induziert werden.
Überspannungsschutzgeräte werden in Klassen eingeteilt, die je nach der Art des Schutzes, der im Gebäude geboten werden soll, variieren. Was oft vergessen wird ist, dass die Klasse die Prüfung angibt, der das Überspannungsschutzgerät in Bezug auf den Ableitstrom unterzogen wurde.
Überspannungen treten aufgrund verschiedener Faktoren auf, beispielsweise durch Blitze, die in das Stromnetz einschlagen, der Start großer Elektromotoren und andere Anomalien, die in elektrischen Anlagen auftreten können. Dies ist der Hauptgrund, warum immer ein Überspannungsschutzgerät verwendet werden sollte; in manchen Fällen ist es sogar gesetzlich vorgeschrieben.
Überspannungsschutz ist seit Oktober 2016 in allen neuen Wohnungen und Gebäuden, in denen Menschen verkehren und in denen elektrische Anlagen installiert sind, nach Überspannungsschutz-Norm DIN VDE 0100-443 vorgeschrieben. Der Überspannungsschutz kann sowohl in der Zuleitung des Netzbetreibers als auch in Verteilernetzen installiert werden, je nach Bedarf und Schutzniveau. Die Richtlinien schreiben auch vor, dass der Überspannungsschutz von qualifiziertem Fachpersonal im stromlosen Zustand installiert werden muss, um das Risiko von elektrischen Schäden für die Elektroinstallateure auszuschließen. Der Gebäudeeigentümer ist dazu gehalten, den Überspannungsschutz installieren zu lassen. Es obliegt jedoch den Elektroinstallateuren, den Eigentümer über den Inhalt der VDE-Norm zu informieren. In diesem Sinne ist es wichtig, die VDE-Norm genau zu kennen, da sie alle entscheidenden Anforderungen an die Ausführung eines elektrischen Niederspannungs-Projekts enthält und auch die zwingend zu verwendenden Produkte angibt.
Ferner gilt die VDE-Norm zum Thema „Errichten von Niederspannungsanlagen“ auch für Altbauten, die ab Dezember 2018 erweitert oder umgebaut werden oder bei denen die Stromversorgung erneuert wurde. Als einfach ausgedrückte Faustregel, kann man sagen: Ist ein Gebäude ans Netz angeschlossen, so besteht eine Überspannungsschutz-Pflicht. Des Weiteren muss der Überspannungsschutz immer dann auf den neuesten Stand gebracht werden, wenn auch die Elektroinstallationen aktualisiert werden.
Überspannungsschutzgeräte werden in der Verteilertafel installiert und ähneln sehr stark einem Leistungsschalter.
Auf diese Weise erhält das Gerät auf der einen Seite die Phase(n) und den Nullleiter, an seinem Ausgang werden die Leiter geerdet, daher ist es gut, dass Sie eine Erdung innerhalb der Normen vorgenommen haben und dass diese richtig funktioniert, siehe Diagramm unten.
Es gibt auch ein Modell des individuellen Überspannungsschutzes für elektronische Geräte, diese sind sehr einfach zu installieren und müssen nur in die Steckdose gesteckt werden, um einen Computer, Modem, Telefon etc. zu laden.
Überspannungsschutzgeräte haben die Aufgabe, die Geräte vor möglichen Ausfällen und Fehlfunktionen zu schützen und damit Brände durch Überspannungen zu verhindern.
Lesen Sie diesen Leitfaden, um alle relevanten Informationen darüber zu erhalten, was diese Geräte sind, wann und wie sie zu installieren sind und wo Sie sie in unserem Online-Shop finden.