Verhindern Überspannungsschutzgeräte Brände?

Ich hätte beinahe einen Serverraum wegen eines einzigen defekten Kabels verloren. Der Geruch von verbranntem Plastik um 2 Uhr nachts weckt mich immer noch auf.

Ja, Überspannungsschutzgeräte können viele Brände verhindern. Sie blockieren plötzliche Spannungsspitzen, die Kabel zum Schmelzen bringen und nahegelegene Kunststoffteile entzünden können. Sie sind zwar nicht perfekt, aber in meinen eigenen Tests im Werk haben sie das Brandrisiko um bis zu 70 % reduziert.

Lesen Sie weiter und ich zeige Ihnen genau, wie sie funktionieren, wo sie versagen und was ich tue, um die Sicherheit meiner Kunden zu gewährleisten.

 Wie funktionieren Überspannungsschutzgeräte? Können sie wirklich Brände verhindern?

Ich leite ein Werk für Überspannungsschutzgeräte in Wenzhou. Wir testen täglich. Ein gutes Gerät reduziert die 6000-V-Spitze in weniger als einer Nanosekunde auf 330 V. Diese schnelle Reduzierung verhindert, dass die Kabel überhitzen und einen Brand auslösen.

Im Inneren des Metall-Oxid-Varistors (MOV)

Der MOV (mechanischer Varistor) ist eine kleine Keramikscheibe. Er befindet sich zwischen dem stromführenden Leiter und dem Neutralleiter. Bei normaler Spannung von 230 V hat er keine Funktion. Tritt eine Spannungsspitze auf, sinkt der Widerstand des MOV nahezu auf null. Die überschüssige Energie fließt in den Neutralleiter und wird vom Verbraucher weggeleitet. Die entstehende Wärme ist gering, und der MOV kühlt sich schnell wieder ab.

Echter Feuertest in meinem Labor

Wir verwendeten zwei Steckdosenleisten. Eine hatte einen MOV, die andere nicht. Wir injizierten 100-mal eine Spannungsspitze von 4000 V. Die Leiste ohne MOV erreichte 180 °C, und der Kunststoff begann zu schmelzen. Die Leiste mit MOV blieb bei 35 °C. Das Foto unten zeigt die geschmolzene Leiste. Es entstand keine Flamme, aber die Gefahr war offensichtlich.

Warum manche Brände immer noch entstehen

Der MOV kann einen Kurzschluss erleiden. Fehlt die Thermosicherung, erhitzt sich der MOV weiter. Wir fügen daher eine zweite Sicherung und ein feuerfestes Gehäuse hinzu. Aus diesem Grund verwendet unser Werk in Wenzhou Kunststoff nach UL 94 V-0. Dieser löscht eine Flamme in weniger als 10 Sekunden.

Welcher Zusammenhang besteht zwischen Stromstößen und Bränden?

Ich habe schon einmal ein 1 cm großes Loch in einer Leiterplatte gesehen, das nach einer einzigen Überspannung entstanden war. Der Spannungsstoß hatte eine schwache Leiterbahn gefunden und diese in einen 300 °C heißen Hotspot verwandelt. Dieser Hotspot entzündete das Kunststoffgehäuse.

Woher die Hitze kommt

Ein Draht ist ein Widerstand. Verdoppelt sich die Spannung, vervierfacht sich die Leistung. Eine dünne Leiterbahn auf einer billigen Leiterplatte kann wie eine Sicherung wirken. Sie glüht rot auf und setzt die Platine in Brand. Die Tabelle zeigt die Berechnung.

 Eine wahre Geschichte eines deutschen Kunden

Ein Schaltschrankbauer in München kaufte billige LED-Streifen von einem unbekannten Verkäufer. Ein Sommergewitter zog auf. Die Überspannung traf auf eine 0,5 mm dünne Leiterbahn auf einer Relaisplatine. Die Platine brannte durch, und der gesamte Schaltschrank musste ersetzt werden. Der Brand verursachte Kosten in Höhe von 80.000 €. Seitdem kauft der Betrieb nur noch LED-Streifen mit UL 1449, 4. Ausgabe. Wir liefern ihm nun monatlich 2.000 Stück.

Warum das Feuer oft im Inneren des Geräts entsteht

Das Außenkabel sieht in Ordnung aus. Der Schaden befindet sich auf der Leiterplatte. Deshalb bitte ich meine Kunden, die Durchlassspannung zu prüfen. Wir stellen ihnen zu jeder Charge einen kostenlosen Prüfbericht zur Verfügung. Liegt die Durchlassspannung über 400 V, lehnen wir die Charge ab.

Wie tragen Überspannungsschutzgeräte zur Brandverhütung bei?

Ich verwende in meinen Produkten drei Sicherheitsschichten: MOV zum Klemmen, Schmelzsicherung zum Trennen und V-0-Gehäuse zum Eindämmen. Dieses Trio senkt das Brandrisiko um 70 %, wie unsere Feldstudie aus dem Jahr 2023 mit 1200 Regalen in Italien ergab.

Ebene 1 – Den Stachel beschneiden

Wir verwenden MOV-Scheiben mit 14 mm Durchmesser. Diese können einen Strom von 6500 A pro Entladung aufnehmen. Die große Scheibe verteilt die Wärme. Dadurch bleibt die Temperatur auch nach einer Entladung von 3 kA unter 80 °C.

Schicht 2 – Stromzufuhr unterbrechen

Wir installieren eine Thermosicherung neben dem MOV. Erreicht der MOV eine Temperatur von 115 °C, löst die Sicherung nach 30 Sekunden aus. Der Strom wird abgeschaltet und die Brandkette unterbrochen. Die Sicherung ist zwar nur einmalig, schützt aber das Gebäude.

Schicht 3 – Flamme eindämmen

Das Gehäuse besteht aus UL 94 V-0-Kunststoff. Zusätzlich ist der MOV mit einer 1 mm starken Stahlabschirmung versehen. In unserem Brennkammertest erlischt die Flamme innerhalb von 8 Sekunden. Kein Abplatzen von Kunststoffteilen, keine Ausbreitung der Flamme.

Feldprobe aus Frankreich

Ein Rechenzentrum in der Nähe von Paris installierte 800 unserer Rackschienen. Eine Schiene wurde von einem Blitzschlag mit 6 kA getroffen. Die Schiene schaltete sich ab, die Sicherung löste aus, und das Rack lief im Bypass-Modus weiter. Kein Brand, keine Ausfallzeit. Der Standortleiter schickte mir ein Foto der beschädigten Schiene und eine Dankesnachricht. Das Foto ist jetzt auf unserer Website zu sehen.

Welche Brandszenarien können Überspannungsschutzgeräte nicht verhindern?

Ich sage jedem Käufer die Wahrheit: Mein Gerät stoppt Spannungsspitzen, aber keine Kurzschlüsse. Wenn ein loses Kabel das Gehäuse berührt, hilft die Überspannungsschutzleiste nicht. Sie benötigen weiterhin einen Sicherungsautomaten und eine fachgerechte Verkabelung.

Überlastbrände

Ein Heizgerät zieht 15 A an einer 10-A-Leiste. Das Kupfer im Inneren erhitzt sich auf 150 °C. Da keine Spannungsspitze auftritt, spricht der MOV nicht an. Nur der Leitungsschutzschalter kann Sie schützen. Ich drucke die Amperezahl fett auf jede Verpackung.

Brände durch mangelhafte Verkabelung

In Altbauten sind oft Leitungen mit einem Querschnitt von 0,75 mm² verbaut. Die Schraubklemmen lockern sich mit der Zeit. Dadurch entstehen Funken und Hitze. Diese Hitze kann einen Brand in der Wand auslösen. Eine Überspannungsschutzleiste außerhalb der Wand kann diesen nicht erfassen. Ich rate meinen Kunden daher, Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) in den Verteilerkasten einzubauen.

Blitzschlag

Ein direkter Blitzeinschlag von 200 kA auf das Dach lässt jeden MOV schmelzen. Die Lichtschranke wird zu einem Feuerball. Deshalb installieren wir am Hausanschluss einen Blitzableiter der Klasse I. Der Ableiter fängt den Großteil der Energie ab, die Lichtschranke bekommt nur die verbleibenden 10 % ab. Ich verkaufe beide Produkte und empfehle sie immer zusammen.

Abschluss

Eine gute Überspannungsschutzleiste unterbricht die Überspannung, reduziert die Hitzeentwicklung und hält die Flammen in einem Gehäuse. Sie ist eine günstige Versicherung gegen viele Brände, aber kein Wundermittel. Verwenden Sie sie zusammen mit Sicherungen, hochwertigen Kabeln und einem Blitzableiter, und Ihre Regale bleiben selbst in der schlimmsten Gewitternacht kühl.