Überspannungsschutzgerät: Was ist das und wie funktioniert es?

---

Elektrische Überspannungen beschädigen Geräte unbemerkt, verkürzen ihre Lebensdauer und verursachen ungeplante Ausfallzeiten. Ich beobachte häufig, dass dieses Risiko unterschätzt wird, bis es zu Ausfällen in kritischen Systemen kommt.

A Überspannungsschutzgerät ist so konzipiert, dass es elektrische und elektronische Geräte vor kurzzeitigen Überspannungsereignissen schützt, indem überschüssige Energie sicher zur Erde abgeleitet wird, bevor Schäden entstehen.

In den folgenden Abschnitten werde ich aufschlüsseln, wie verschiedene Arten von Überspannungsschutzgeräten funktionieren, wo sie eingesetzt werden und wie Ingenieure die richtige Lösung für industrielle Systeme auswählen sollten.

---

Wie funktionieren Überspannungsschutzgeräte des Typs 1 und Typs 2?

Unterschiedliche Überspannungsereignisse erfordern unterschiedliche Schutzstrategien. Überspannungsschutzgeräte des Typs 1 und 2 arbeiten zusammen, indem sie Überspannungen an mehreren Stellen im elektrischen System abfangen und so verhindern, dass schädliche Energie empfindliche Verbraucher erreicht. Ein Überspannungsschutzgerät überwacht die Spannungspegel und reagiert sofort, wenn eine vorübergehende Überspannung einen definierten Schwellenwert überschreitet. Diese Überspannungen werden typischerweise durch Blitzeinschläge, Schaltvorgänge im Energieversorgungsnetz oder große induktive Lasten verursacht. Der Hauptunterschied zwischen Geräten des Typs 1 und 2 liegt darin, dass… Wo Und Wie Sie fangen Stoßenergie ab.

A Überspannungsschutzgerät Typ 1 Es wird am Hausanschlusskasten, vor dem Hauptverteiler, installiert. Es ist für den Umgang mit starken Überspannungen ausgelegt, die durch Blitzeinschläge oder aus dem Stromnetz entstehen. Diese Geräte können einen Teil des Blitzstroms sicher direkt gegen Erde ableiten, ohne auf einen vorgelagerten Schutz angewiesen zu sein.

Im Gegensatz dazu ein Überspannungsschutzgerät Typ 2 Es wird nachgelagert, typischerweise in Verteilerkästen, installiert. Es mindert Restspannungsspitzen, die die Schutzschicht Typ 1 passieren oder intern durch das Schalten von Geräten entstehen. Zusammen reduziert dieser mehrstufige Schutzansatz die Belastung der nachgelagerten Elektronik erheblich.

In realen Industrieumgebungen ist eine einzelne Schutzebene selten ausreichend. Ein koordinierter Überspannungsschutz vom Typ 1 und Typ 2 gewährleistet die schrittweise Reduzierung der Überspannungsenergie und hält die Spannungspegel innerhalb der Toleranzgrenzen der Geräte.

Wie ein Überspannungsschutzgerät des Typs 1 mit Hochenergie-Überspannungen umgeht

Geräte des Typs 1 sind so konstruiert, dass sie extremen Stoßströmen standhalten und ohne vorgeschalteten Schutzschaltkreis funktionieren.

• An den Haupteingängen installiert

• Konzipiert für Blitzstromentladungen

• Häufig getestet nach 10/350 μs Wellenformstandards

• Unverzichtbar für Anlagen in blitzgefährdeten Regionen

Das macht Überspannungsschutzgerät Typ 1 Lösungen, die für Industrieanlagen, Rechenzentren und Infrastrukturprojekte mit freiliegenden Stromzuleitungen unerlässlich sind.

Wie ein Überspannungsschutzgerät des Typs 2 die Restüberspannung begrenzt

Geräte des Typs 2 konzentrieren sich eher auf die Spannungsbegrenzung als auf die Strombelastbarkeit.

• Installiert in Unterverteilern

• Schnellere Reaktion auf niederenergetische Transienten

• Schutz von SPSen, Antrieben und Steuerungselektronik

• Reduzierung der kumulativen Isolationsspannung

Ein richtig ausgewählt Überspannungsschutzgerät Typ 2 senkt die langfristigen Ausfallraten empfindlicher Geräte drastisch.

Warum koordinierter Schutz wichtig ist

Die alleinige Verwendung von Typ 1 oder Typ 2 führt zu Schutzlücken.

• Typ 1 ohne Typ 2 lässt die Restspannung ungeprüft.

• Typ 2 ohne Typ 1 birgt das Risiko einer katastrophalen Überlastung.

• Koordinierte Systeme verbessern die IEC-Konformität

• Die Wartungsintervalle werden verlängert

---

Wo werden Überspannungsschutzgeräte des Typs 1 und Typs 2 eingesetzt?

Eine falsche Platzierung verringert die Schutzwirkung. Überspannungsschutzgeräte des Typs 1 und 2 müssen an bestimmten Punkten im elektrischen System installiert werden, um den Überspannungsenergiefluss effizient zu kontrollieren.

Die Anwendung ist genauso wichtig wie die Geräteauswahl. Ich sehe oft, dass gut bewertete Überspannungsschutzgeräte nur deshalb nicht optimal funktionieren, weil sie am falschen Ort installiert sind. Geräte des Typs 1 und Typ 2 erfüllen unterschiedliche Aufgaben innerhalb der elektrischen Anlage.

Geräte des Typs 1 kommen überall dort zum Einsatz, wo das elektrische System mit externen Netzen verbunden ist. Dazu gehören Hausanschlussleitungen, Freileitungsanschlüsse und Anlagen mit externen Blitzschutzsystemen. Ihre Aufgabe ist es, hohe Stoßströme zu stoppen, bevor diese sich tiefer in die Anlage ausbreiten.

Geräte des Typs 2 werden näher an empfindlichen Verbrauchern eingesetzt. Sie schützen Automatisierungssysteme, Motorantriebe, Instrumententafeln und IT-Geräte vor intern erzeugten Schaltüberspannungen und Restüberspannungen.

Für Industrieanlagen, die einen konformen und zuverlässigen Schutz benötigen, bietet sich die Kombination aus einem Überspannungsschutzgerät Typ 1 Die Installation eines Serviceeingangs mit nachgelagertem Typ-2-Schutz ist eine weithin anerkannte technische Praxis.

Typische Anwendungsbereiche für Überspannungsschutzgeräte des Typs 1

• Haupt-Niederspannungsverteiler

• Anlagen mit externen Blitzschutzsystemen

• Industrieanlagen, die Freileitungen nutzen

• Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien

An diesen Standorten ist die Belastung durch Stoßwellen am höchsten.

Typische Anwendungsbereiche für Überspannungsschutzgeräte des Typs 2

• Bedienfelder und Motorsteuerzentralen

• Automatisierungs- und SPS-Schaltschränke

• Gewerbegebäude mit empfindlicher Elektronik

• Industrielle Unterverteiler

Hier, ein Überspannungsschutzgerät Typ 2 Der Fokus liegt auf der Begrenzung von Spannungsspitzen, die elektronische Bauteile mit der Zeit beschädigen können.

Anwendungsvergleichstabelle

---

Wie wählt man den richtigen Überspannungsschutzgerätetyp aus?

Die Wahl des falschen Überspannungsschutzgeräts führt zu trügerischer Sicherheit. Die richtige Auswahl hängt von der Systemtopologie, der Überspannungsbelastung und der Empfindlichkeit der angeschlossenen Geräte ab.

Die Auswahl eines Überspannungsschutzgeräts sollte niemals allein auf der Nennstromstärke basieren. Ich empfehle, mit einer Systemanalyse zu beginnen. Ermitteln Sie die Eigenschaften der Eingangsspannung, die Qualität der Erdung und die Kritikalität der zu schützenden Verbraucher.

Anlagen, die Blitzeinschlägen ausgesetzt sind oder über Freileitungen versorgt werden, benötigen eine robuste Überspannungsschutzgerät Typ 1 Am Serviceeingang müssen diese Geräte den Normen der IEC 61643 entsprechen und hohe Entladeströme ohne Ausfall bewältigen können.

Zum Schutz des Inneren ist eine koordinierte Überspannungsschutzgerät Typ 2 Die Auswahl sollte anhand der Nennspannung, des Schutzpegels (Up) und der Ansprechzeit erfolgen. Niedrigere Up-Werte bieten im Allgemeinen einen besseren Schutz für empfindliche Elektronik.

Ebenso wichtig sind der Koordinationsabstand, die Kabellänge und der Erdungswiderstand. Eine mangelhafte Erdung kann die Wirksamkeit von Überspannungsschutzgeräten unabhängig von deren Nennleistung erheblich beeinträchtigen.

Wichtigste technische Auswahlkriterien

• Nennspannung des Systems (Uc)

• Entladestromstärke (In / Imax)

• Spannungsschutzstufe (Oben)

• Installationsumgebung

• Einhaltung der IEC-Normen

Häufige Auswahlfehler

• Verwendung von Geräten des Typs 2 ohne vorgelagerten Schutz

• Überbemessung der aktuellen Bewertungen unter Missachtung der Aufwärtswerte

• Qualität des Erdungssystems ignorieren

• Installation von Überspannungsschutzgeräten in zu großem Abstand zu den geschützten Lasten

Empfohlene Auswahllogik

• Externe Überspannungsbelastung → Typ 1 erforderlich

• Empfindliche Elektronik → Typ 2 erforderlich

• Industriesysteme → Koordinierter Schutz

• Kritische Verfügbarkeit → Redundante SPD-Schichten

---

Abschluss

Ein richtig ausgewählt Überspannungsschutzgerät Eine Strategie, die Schutzmechanismen des Typs 1 und des Typs 2 kombiniert, ist unerlässlich für den Schutz industrieller Systeme und die Gewährleistung langfristiger Betriebssicherheit.

---

Häufig gestellte Fragen

Worin besteht der Hauptunterschied zwischen Überspannungsschutzgeräten des Typs 1 und des Typs 2?

Geräte des Typs 1 dienen der Bewältigung von Blitzüberspannungen hoher Energie an den Hausanschlüssen, während Geräte des Typs 2 die Restüberspannung innerhalb der Verteilnetze begrenzen.

Kann ein Überspannungsschutzgerät des Typs 2 ein Gerät des Typs 1 ersetzen?

Nein. Geräte des Typs 2 sind nicht dafür ausgelegt, direktem Blitzstrom standzuhalten und müssen mit Schutzvorrichtungen des Typs 1 kombiniert werden.

Wo sollte ein Überspannungsschutzgerät vom Typ 1 installiert werden?

Es sollte am Hauptanschlusskasten, vor dem Hauptverteilerkasten, installiert werden.

Wie viele Überspannungsschutzgeräte werden in einer industriellen Anlage benötigt?

Die meisten industriellen Systeme benötigen mindestens zwei Schichten: Typ 1 am Eingang und Typ 2 in der Nähe empfindlicher Geräte.