Sichere Schaltanlagen

Überspannungsableiter Typ 1 und Typ 2 mit integrierter Vorsicherung bieten Vorteile in der Anwendung und bei der Installation. So profitiert der Errichter der Schaltanlage neben dem sicheren Ableiten des Blitzstromes und der Begrenzung der Überspannung auf für nachfolgende Anlagen und Systeme verträgliche Werte, u.a. von der großen Platzersparnis durch den Entfall der oftmals notwendigen externen Vorsicherung.

Neben der Störgröße Überspannungen sind es Störlichtbögen, die bei Schaltanlagen zu beachten sind. Diese können gerade bei großen Niederspannungshauptverteilern im Niederspannungsnetz mit Kurzschlussströmen von mehreren Tausend Ampere zu längeren Betriebsausfällen führen. Begünstigt wird das Auftreten von Störlichtbögen z.B. durch Montagefehler, Isolationsfehler oder schlechte Kontaktierung. Um die zerstörerischen Auswirkungen von Störlichtbögen so gering wie möglich zu halten, ist es notwendig, diese so schnell wie möglich abzuschalten.

 Kurzschließereinheiten des Störlichtbogenschutzsystems Dehnshort (Bild: Dehn + Söhne GmbH & Co. KG)

Kurzschließereinheiten des Störlichtbogenschutzsystems Dehnshort (Bild: Dehn + Söhne GmbH & Co. KG)

Platzbedarf

Durch den Einsatz von Ableitern mit integrierter Vorsicherung ergeben sich Platzeinsparungen bis zu 75%, verglichen mit konventionellen Ableitern mit separater Vorsicherung (Bild 1). Dies ist ein wesentlicher Vorteil beim Einsatz der DehnvenCI Kombi-Ableiter in elektrischen Schaltanlagen. In das nur zwei Teilungseinheiten pro Pol breite Gehäuse konnte der Überspannungsschutz gut integriert werden. Die Platzersparnis trägt dazu bei, die im Anlagenbau üblichen Vorgaben zur Vorhaltung von Platzreserven bis zu 30% im Schaltschrank nach Fertigstellung, einfacher zu erfüllen.

Leitungslängen

Die Größe der Vorsicherung muss beim Anschluss eines Überspannungsschutzgerätes mit in die Leitungslänge eingerechnet werden. Bei einer konventionellen externen Sicherungsbeschaltung mit einem NH-Sicherungsunterteil Baugröße 2 muss mit einer Verlängerung dieser Anschlussleitungen bis zu 50cm gerechnet werden. Die diesbezüglichen Vorgaben der Installationsnormen sind dann vielfach nur schwer umzusetzen. In DIN VDE 0100-534 wird empfohlen, die Gesamtanschlusslänge von Überspannungsschutzgeräten in Leitungsabzweigen nicht größer als 0,5m zu gestalten. Eine maximale Leitungslänge von 1m ist nach DIN VDE 0100-534 zwingend einzuhalten.

Wird der Einsatz eines Ableiters mit integrierter Vorsicherung bereits in der Planungsphase vorgesehen und auf eine normkonforme Gestaltung der Leitungslänge geachtet, so kann durch geschickte Platzierung der Ableiter, was durch den Wegfall einer externen Vorsicherung erleichtert wird, eine empfohlene Leitungslänge von ca. 0,5m erzielt werden. Dabei ist der bei herkömmlichen Ableitern zu betrachtende Leitungsweg über die Vorsicherung schon inbegriffen.

Als grober Richtwert kann angenommen werden, dass sich durch den dynamischen Spannungsfall auf der Anschlussleitung des Ableiters der Schutzpegel der Gesamtanordnung pro zusätzlichem Meter Leitungslänge bei einem Stoßstrom von 10kA (8/20µs) um 1.000V erhöht. Bei Leitungslängen von mehr als 1m ist somit der Schutz von Endgeräten nicht mehr gewährleistet. Durch den Spannungsfall auf der Anschlussleitung ergeben sich Schutzpegel, die höher liegen als die zulässige Bemessungsstoßspannungsfestigkeit von 1,5kV bei Geräten der Überspannungskategorie I gemäß DIN VDE 0100-443 im 230/400 System.

Vorteile durch echte Kombi-Ableiter

Durch das spannungsschaltende Verhalten von Funkenstrecken wird nahezu die gesamte Energie des Blitzstoßstroms über den Kombi-Ableiter geführt und so werden die nachfolgenden Geräte in der Elektroinstallation geschützt. Die Restgrößen des Stoßstroms, die in der Installation oder beim Endgerät noch ankommen sind sowohl in der Amplitude als auch in der zeitlichen Dauer (Impulszeit-Verkürzung) so stark begrenzt, dass sie keinen Schaden mehr verursachen können.

Sogenannte spannungsbegrenzende Ableiter (Varistorableiter) können beim Einsatz als Typ 1-Ableiter physikalisch bedingt den Blitzstoßstrom nur aufteilen, jedoch nicht in dem Maße verringern, dass keine zerstörenden Stoßströme zum Endgerät gelangen. Somit bieten nur Ableiter auf Funkenstreckenbasis, wie der DehnvenCI, die volle Funktionalität eines Kombi-Ableiters und damit auch echten Endgeräteschutz.

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