Was sind die Unterschiede zwischen Überspannungsschutzgeräten und Leitungsschutzschaltern?
- Unterschiede zwischen Überspannungsschutzgeräten und Leitungsschutzschaltern
1.1 Überspannungsschutzgerät
Ein Überspannungsschutzgerät (auch Blitzableiter oder Niederspannungs-Überspannungsableiter genannt) dient dazu, Überspannungen in Stromkreisen oder Kommunikationsleitungen zu begrenzen und so die angeschlossenen Geräte zu schützen. Das Funktionsprinzip beruht darauf, dass das Überspannungsschutzgerät bei einer Überspannung oder einem Überstrom im Stromkreis schnell leitet und die Überspannung gegen Erde ableitet.
Je nach Art der zu schützenden Geräte lassen sich Überspannungsschutzgeräte in zwei Kategorien einteilen: Überspannungsschutzgeräte für Stromversorgung und Überspannungsschutzgeräte für Signale. Überspannungsschutzgeräte für Stromversorgung werden anhand ihrer Schutzkapazität weiter in Typ 1, Typ 2, Typ 3 und Typ 4 unterteilt. Zu den Überspannungsschutzgeräten für Signale zählen Netzwerk-, Video-, 3-in-1-Überwachungs-, Steuerungs- und HF-Überspannungsschutzgeräte (Antennenzuführung).
1.2 Leistungsschalter
Ein Leitungsschutzschalter, auch Schutzschalter genannt, ist ein Sicherheitsbauteil in elektrischen Anlagen. Er unterbricht den Stromkreis automatisch, sobald der Strom einen festgelegten Grenzwert überschreitet. Dadurch werden Stromkreise und Geräte vor Kurzschlüssen oder Überlastungen geschützt.
Leitungsschutzschalter werden häufig zur Stromsteuerung in Bereichen wie Beleuchtungsanlagen oder Pumpenräumen eingesetzt. Das Gerät funktioniert nach dem Prinzip der Wärme. Fließt zu viel Strom durch den Schalter, erzeugt er Wärme. Diese Wärme führt dazu, dass sich ein Metallstreifen im Inneren des Schalters verbiegt. Dadurch löst der Schalter aus und unterbricht den Stromfluss. Dies verhindert Schäden an den Geräten durch Überstrom.
- Unterschiede zwischen den beiden Geräten
2.1 Die Funktionsprinzipien sind unterschiedlich: Ein Überspannungsschutzgerät leitet bei einer kurzzeitigen Überspannung im Stromkreis und leitet die überschüssige Spannung gegen Erde ab. Ein Leitungsschutzschalter hingegen unterbricht den Stromkreis automatisch, wenn der Strom den Nennstrom überschreitet, und schützt so die elektrischen Geräte.
2.2 Die Schutzfunktionen unterscheiden sich: Ein Überspannungsschutzgerät schützt elektrische und Kommunikationsgeräte vor Überspannungsschäden innerhalb des Stromkreises. Ein Leitungsschutzschalter hingegen schützt den Stromkreis vor Fehlern wie Kurzschlüssen und Überlastungen.
Die Schutzbereiche sind unterschiedlich: Ein Überspannungsschutzgerät kann sowohl Stromversorgungssysteme als auch Kommunikationsleitungen schützen. Ein Leitungsschutzschalter ist hingegen auf den Schutz elektrischer Geräte beschränkt, die an den Stromkreis angeschlossen sind.
- Grundkenntnisse zur Auswahl von Überspannungsschutzgeräten (SPD)
Zu den wichtigsten Auswahlkriterien für Überspannungsschutzgeräte gehören folgende:
Der Überspannungsschutzpegel (Up) ist entsprechend der Spannungsfestigkeit des zu schützenden Geräts zu wählen, um sicherzustellen, dass die Schutzspannung unterhalb der Isolationsspannungsfestigkeit liegt und das Gerät somit vor Schäden durch Überspannung geschützt ist. Der Up-Wert sollte weniger als 80 % der Isolationsspannungsfestigkeit des zu schützenden Geräts betragen. Beispielsweise wird in einem Verteilerkasten eines Wohngebäudes der Up-Wert üblicherweise zwischen 1,5 kV und 2,5 kV gewählt. Beim Schutz empfindlicher elektronischer Geräte wie Smart-Home-Steuerungssystemen sollte ein niedrigerer Up-Wert gewählt werden.
Die maximale Dauerbetriebsspannung (Uc) gibt die maximale Wechsel- oder Gleichspannung (Effektivwert) an, die der Überspannungsschutz (SPD) über einen längeren Zeitraum sicher aushält. Sie sollte höher sein als die maximal im System auftretende Dauerbetriebsspannung und wird üblicherweise anhand der Nennspannung des Systems gewählt. In einem 220-V-/380-V-Hausstromnetz wird typischerweise ein Uc-Wert von 385 V oder 420 V gewählt. In einer Photovoltaikanlage sollte der Uc-Wert des Überspannungsschutzes anhand der maximalen Eingangsspannung des Photovoltaik-Wechselrichters ausgewählt werden. Bei starken Spannungsschwankungen im Stromversorgungssystem ist ein höherer Uc-Wert erforderlich.
Die Ableitkapazität bezeichnet den maximalen Stoßstrom, den der Überspannungsschutz (SPD) bei einem einzelnen Stoßereignis abfangen kann. Sie umfasst den Nennableitstrom (In) und den maximalen Ableitstrom (Imax). Die Auswahl sollte sich nach dem Installationsort und der potenziellen Stärke von Blitzüberspannungen richten. Beispielsweise ist im Hauptverteilerkasten eine höhere Ableitkapazität erforderlich, während im Nebenverteilerkasten eine geringere Kapazität ausreichen kann. Der Nennableitstrom (In) gibt den Stoßstrom an, den der SPD wiederholt ohne Beschädigung abfangen kann. Die Wahl von In hängt von Faktoren wie Standort, Höhe, Umgebung und dem erforderlichen Blitzschutzniveau ab. In städtischen Gebieten mit umliegenden Hochhäusern kann In mit 20 kA gewählt werden; in offenen Gebieten oder Regionen mit häufiger Blitzaktivität sollte In 30 kA oder höher sein.
Der maximale Entladestrom (Imax) gibt den maximalen Stoßstrom an, dem der Überspannungsschutz (SPD) bei einem einzelnen Ereignis standhalten kann. Die Auswahl erfolgt ähnlich wie bei Imax, jedoch müssen zusätzlich die Installationsumgebung, die Bedeutung des Gebäudes und der Wert der Geräte berücksichtigt werden. Für normale Wohngebäude kann Imax zwischen 40 kA und 60 kA gewählt werden; für hochwertige Wohngebäude oder Standorte mit kritischen Geräten sollte Imax mindestens 80 kA betragen.
Die Ansprechzeit gibt an, wie schnell der Überspannungsschutz (SPD) auf Blitzüberspannungen reagiert. Je kürzer die Ansprechzeit, desto besser. Generell empfiehlt es sich, SPDs mit einer Ansprechzeit von unter 25 ns zu wählen, um eine schnelle Unterdrückung und Ableitung von Überspannungen zu gewährleisten und potenzielle Schäden an Geräten zu minimieren.