Überspannungsschutzgeräte (Surge Protective Devices, SPDs) sind wichtige Komponenten in elektrischen Systemen, die Geräte vor Überspannungen schützen sollen. Je nach Installationsort und Anwendung werden sie in drei Typen eingeteilt: Typ 1, Typ 2und Typ 3. Jeder Typ erfüllt einen bestimmten Zweck beim Schutz elektrischer Systeme. Sehen wir uns diese Typen im Detail an:
Inhaltsübersicht
1. Typ 1 SPD
- Definition: SPDs des Typs 1 werden am Hauseingang eines Gebäudes installiert und befinden sich in der Regel zwischen dem Versorgungsnetz und dem elektrischen System des Gebäudes.
- Zweck: Zum Schutz vor externen Überspannungen, wie z. B. Blitzeinschlägen oder Schaltvorgängen von Versorgungsunternehmen.
- Einbauort: Wird in der Regel an der Hauptschalttafel oder an der Stelle installiert, an der der Strom in das Gebäude gelangt.
- Handhabung von Wellenformen:
- Wellenform: Geräte des Typs 1 sind in der Regel für Standard-Überspannungswellenformen ausgelegt, wie z. B. die 8/20-µs-Wellenform (Mikrosekunde), die Blitzschlag und andere transiente Überspannungsereignisse simuliert.
- Energieaufnahmekapazität:
- Energieaufnahmekapazität: SPDs vom Typ 1 haben eine hohe Energieaufnahmekapazität, die normalerweise in kA (Kiloampere) angegeben wird. Die Stoßströme, die sie bewältigen können, liegen im Allgemeinen zwischen 40 kA und 200 kA, je nach Modell und Hersteller. Diese hohe Kapazität ist entscheidend für die sichere Ableitung großer Stoßströme zur Erde.
- Eigenschaften:
- Geeignet für hohe Stoßströme.
- Wird in der Regel an das Erdungssystem angeschlossen, um überschüssige Spannung von empfindlichen Geräten abzuleiten.
- Dient als grundlegende Infrastruktur zum Schutz des gesamten elektrischen Systems vor externen Überspannungen.
2. Typ 2 SPD
- Definition: SPDs des Typs 2 werden nach dem Hauptanschluss installiert, in der Regel in Verteilertafeln oder Unterverteilern.
- Zweck: Schutz vor Restüberspannungen, die SPDs des Typs 1 umgehen können oder die durch interne Quellen verursacht werden, wie z. B. das Anlaufen von Motoren oder das Schalten von Geräten.
- Einbauort: Normalerweise in der Verteilertafel untergebracht, um Abzweigstromkreise und kritische Geräte zu schützen.
- Handhabung von Wellenformen:
- Wellenform: Ähnlich wie Typ-1-Geräte verarbeiten auch Typ-2-Geräte 8/20-µs-Wellenformen, können aber auch für kürzere Stoßwellenformen, wie die 1,2/50-µs-Wellenform, ausgelegt sein, die Schaltvorgänge und andere transiente Ereignisse darstellen.
- Energieaufnahmekapazität:
- Energieaufnahmekapazität: SPDs vom Typ 2 haben in der Regel eine geringere Energieaufnahmekapazität als Typ 1, sind aber dennoch robust und haben in der Regel eine Nennleistung zwischen 20 kA und 100 kA. Sie schützen wirksam vor Restüberspannungen, die das Gerät vom Typ 1 passieren können.
- Eigenschaften:
- Bietet eine zweite Verteidigungslinie gegen Überspannungen.
- Hilft bei der Abschwächung von Spannungsspitzen, die empfindliche elektronische Geräte beeinträchtigen.
- Die Spezifikationen können je nach dem Gerät, das sie schützen sollen, variieren.
3. Typ 3 SPD
- Definition: SPDs des Typs 3 werden in unmittelbarer Nähe von empfindlichen elektronischen Geräten oder Geräten, die einen zusätzlichen Schutz benötigen, installiert.
- Zweck: Bieten eine letzte Schutzstufe gegen Spannungsspitzen, die von vorgelagerten Geräten nicht vollständig gefiltert werden können.
- Einbauort: Befindet sich oft auf der Geräteebene, z. B. in der Nähe von Computern, Servern oder medizinischen Geräten.
- Handhabung von Wellenformen:
- Wellenform: Geräte des Typs 3 können auch 8/20-µs-Wellenformen verarbeiten, sind aber speziell für die Filterung von Hochfrequenztransienten und Rauschen auf der Stromleitung ausgelegt. Sie verarbeiten in der Regel kürzere Wellenformen, um empfindliche Elektronik zu schützen.
- Energieaufnahmekapazität:
- Energieaufnahmekapazität: SPDs des Typs 3 haben im Allgemeinen die geringste Energieaufnahmekapazität unter den drei Typen, die von 5 kA bis 20 kA reicht. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, empfindliche Geräte in der letzten Stufe vor kleineren, aber dennoch schädlichen Transienten zu schützen.
- Eigenschaften:
- Bietet lokalisierten Schutz für empfindliche Geräte.
- Verbessert die Gesamtschutzstrategie durch Absorption der restlichen Überspannungsenergie.
- Wird häufig in Verbindung mit SPDs des Typs 1 und 2 für einen umfassenden Überspannungsschutz verwendet.
Vergleich: Typ 1 vs. Typ 2 vs. Typ 3
| Merkmal | Typ 1 | Typ 2 | Typ 3 |
|---|---|---|---|
| Einbauort | Service-Eingang | Verteilerfeld | Ort der Nutzung |
| Stoßstrom-Bewertung | 40 kA bis 200 kA | 20 kA bis 100 kA | 10 kA bis 50 kA |
| Niveau des Schutzes | Hoch (externe Überspannungen) | Mittel (restliche Überspannungen) | Lokal (bestimmte Geräte) |
| Typische Anwendungen | Elektrisches Hauptsystem | Verzweigte Stromkreise | Empfindliche Ausrüstung |
Welche Art von SPD brauchen Sie? Typ 1, Typ 2 oder Typ 3?
Die Wahl des richtigen Überspannungsschutzgeräts (SPD) hängt von Ihrem spezifischen elektrischen System und dem erforderlichen Schutzniveau ab. Der folgende Leitfaden hilft Ihnen bei der Entscheidung, ob Sie SPDs vom Typ 1, Typ 2, Typ 3 oder eine Kombination davon benötigen:
1. Typ 1 SPD
- Wann zu verwenden:
- Schutz des Service-Eingangs: Wenn Sie das gesamte elektrische System vor externen Überspannungen mit hoher Energie (z. B. Blitzschlag oder Schaltvorgänge) schützen wollen, ist ein SPD vom Typ 1 unerlässlich.
- Hohe Surgexposition: Wenn sich Ihr Gebäude in einem Gebiet befindet, das für Unwetter oder Blitzschlag anfällig ist, ist es ratsam, ein SPD des Typs 1 am Hauseingang zu installieren.
- Empfehlung:
- Verwenden Sie ein SPD des Typs 1, wenn Sie einen primären Schutz gegen externe Überspannungen wünschen und das gesamte elektrische System bei der Einspeisung in das Gebäude schützen möchten.
2. Typ 2 SPD
- Wann zu verwenden:
- Schutz der Verteilertafel: Wenn Sie empfindliche Geräte an Abzweigstromkreise oder Verteilertafeln angeschlossen haben, ist die Installation von SPDs des Typs 2 wichtig für den Schutz gegen Restüberspannungen, die den ursprünglichen Schutz durchdringen können.
- Interne Überspannungsschutzmaßnahmen: Wenn in Ihrer Einrichtung Geräte vorhanden sind, die interne Überspannungen erzeugen (z. B. Motoren, HLK-Anlagen oder Großgeräte), können SPDs vom Typ 2 zum Schutz nachgeschalteter Stromkreise beitragen.
- Empfehlung:
- Verwenden Sie ein SPD vom Typ 2, wenn Sie einen Sekundärschutz für bestimmte Bereiche der elektrischen Anlage benötigen, insbesondere für empfindliche elektronische Geräte und Abzweigstromkreise.
3. Typ 3 SPD
- Wann zu verwenden:
- Schutz an der Verwendungsstelle: Wenn Sie kritische oder empfindliche elektronische Geräte (wie Computer, Server, medizinische Geräte oder Telekommunikationsgeräte) haben, die zusätzlichen Schutz benötigen, sind SPDs vom Typ 3 geeignet.
- Lokalisierter Schutz: SPDs des Typs 3 bieten eine letzte Verteidigungslinie gegen Resttransienten, die von Geräten des Typs 1 oder 2 nicht vollständig gefiltert werden können.
- Empfehlung:
- Verwenden Sie ein SPD des Typs 3, wenn Sie einen lokalen Schutz für empfindliche Geräte wünschen, um sicherzustellen, dass die letzte Schutzschicht vorhanden ist.
Umfassende Schutzstrategie
Für einen optimalen Überspannungsschutz sollten Sie eine Kombination aus allen drei Typen verwenden:
- Typ 1 SPD am Service-Eingang: Bietet die erste Verteidigungslinie gegen große externe Überspannungen.
- Typ 2 SPD in der Verteilertafel: Schützt vor Restüberspannungen und gewährleistet den Schutz der Stromkreise.
- Typ 3 SPD in der Nähe empfindlicher Geräte: Bietet die letzte Schutzschicht am Anschlusspunkt für empfindliche Geräte.
Wichtige Überlegungen vor der Installation von SPDs vom Typ 1 und Typ 2
Vor der Installation von SPDs des Typs 1 und 2 müssen mehrere wichtige Überlegungen und Faktoren berücksichtigt werden, um einen wirksamen Schutz und die Einhaltung der Vorschriften zu gewährleisten. Hier finden Sie einen umfassenden Überblick, der Sie durch den Installationsprozess führt:
Wichtige Überlegungen
- Verstehen Sie den Zweck der einzelnen Typen:
- Typ 1 SPD: Er ist für die Installation am Hausanschluss vorgesehen, um die gesamte elektrische Anlage vor energiereichen externen Überspannungen zu schützen.
- Typ 2 SPD: Wird in Verteilertafeln nachgeschaltet, um empfindliche Geräte und Abzweigstromkreise vor Restüberspannungen zu schützen.
- Typ 3 SPD: Wird in der Regel in der Nähe der Stromversorgung empfindlicher Geräte installiert, um zusätzlichen Schutz zu bieten.
- Überprüfung der Einhaltung lokaler Vorschriften:
- Vergewissern Sie sich stets, dass Ihre Installation den örtlichen Elektrovorschriften und -normen entspricht, wie z. B. dem National Electrical Code (NEC) in den USA. Dies gewährleistet Sicherheit und Rechtskonformität.
- Geeignete Geräte auswählen:
- Stellen Sie sicher, dass die von Ihnen ausgewählten SPDs für Ihre spezielle Anwendung und Umgebung geeignet sind. Prüfen Sie die Nennwerte für den Stoßstrom (kA), um sicherzustellen, dass sie potenzielle Überspannungsereignisse effektiv bewältigen können.
- Überprüfung der Herstellerrichtlinien:
- Lesen und verstehen Sie die Installationsanweisungen und Spezifikationen des Herstellers für jedes SPD, einschließlich der Verdrahtung, der Erdung und aller spezifischen Anforderungen.
- Richtige Erdung:
- Stellen Sie sicher, dass SPDs vom Typ 1, Typ 2 und Typ 3 eine solide und niederohmige Erdungsverbindung haben. Dies ist entscheidend für den effektiven Betrieb der Geräte und trägt dazu bei, dass Überspannungen sicher zur Erde abgeleitet werden.
- Überlegungen zum Standort:
- Typ 1 SPD: Die Installation erfolgt am Hauseingang, in der Regel in der Hauptstromversorgungstafel.
- Typ 2 SPD: Installieren Sie das Gerät in einer Verteilertafel oder einer Untertafel, die mit empfindlichen Geräten verbunden ist. Berücksichtigen Sie die Nähe zu den geschützten Geräten, um die Ausbreitungsdistanz der Überspannung zu minimieren.
- Typ 3 SPD: Installieren Sie es in der Nähe der Stromversorgung empfindlicher Geräte, um die letzte Stufe des Schutzes gegen kurzzeitige Überspannungen zu gewährleisten.
- Plan für Barrierefreiheit:
- Stellen Sie sicher, dass das SPD für Inspektion, Wartung und Austausch leicht zugänglich ist. Dies ist besonders wichtig bei Geräten mit Anzeigeleuchten oder Statussignalen.
- Umweltbedingungen berücksichtigen:
- Beurteilen Sie die Installationsumgebung (Temperatur, Feuchtigkeit, Exposition gegenüber Witterungseinflüssen) und wählen Sie SPDs, die für diese Bedingungen geeignet sind. Wählen Sie für Installationen im Freien Geräte mit geeigneter Schutzart aus.
- Engagieren Sie qualifiziertes Personal:
- Wenn Sie keine Erfahrung mit elektrischen Geräten haben, sollten Sie einen qualifizierten Elektriker mit der Installation beauftragen. Eine ordnungsgemäße Installation ist entscheidend für die Wirksamkeit des Überspannungsschutzes.
- Dokumentation und Aufbewahrung von Unterlagen:
- Bewahren Sie eine ausführliche Dokumentation des Installationsprozesses auf, einschließlich Schaltplänen, Spezifikationen und Konformitätsbescheinigungen. Diese Informationen sind für die künftige Wartung und Fehlersuche von großem Wert.
Übersicht über die Installationsschritte
Während die spezifischen Installationsverfahren je nach Gerät und Anwendung variieren können, finden Sie hier einen allgemeinen Überblick:
- Ausschalten: Schalten Sie immer den Strom am Hauptschalter aus, bevor Sie mit der Installation beginnen.
- SPD installieren: Montieren Sie das SPD gemäß den Empfehlungen des Herstellers in die vorgesehene Platte.
- Verdrahtung anschließen:
- Typ 1: An die Phasen (heiß) und den Nullleiter sowie an die Erde anschließen.
- Typ 2: Parallel zum Abzweigstromkreis anschließen, dabei auf richtige Polarität achten.
- Typ 3: Schließen Sie das Gerät an die Steckdose an, die empfindliche Geräte mit Strom versorgt, und achten Sie auf eine ordnungsgemäße Verkabelung.
- Erdung: Schließen Sie das SPD an die Erdungsanlage der Schalttafel an.
- Installation des Etiketts: Beschriften Sie das SPD zur Identifizierung deutlich, einschließlich aller Wartungsanweisungen.
- Einschalten: Stellen Sie nach der Installation die Stromversorgung wieder her und überprüfen Sie die Anzeigeleuchten, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Geräte sicherzustellen.
Bedeutung der Auswahl geeigneter Überstrom-Schutzeinrichtungen (OCPDs)
Bei der Integration von SPDs in ein elektrisches System ist es ebenso wichtig, Überstromschutzgeräte (OCPDs) auszuwählen. Hier sind die wichtigsten Überlegungen zur Auswahl von OCPDs:
- OCPD-Bewertung: Die OCPD-Bewertung sollte gleich oder geringer sein als der maximale Dauerbetriebsstrom des SPDs. Wenn z. B. ein SPD des Typs 1 einen maximalen Betriebsstrom von 30 A hat, sollte die OCPD-Bewertung idealerweise 30 A oder weniger betragen. Dadurch wird sichergestellt, dass die OCPD bei einem Überspannungsereignis auslöst und das SPD vor Schäden schützt.
- Schutz Koordinierung: OCPDs sollten mit den SPDs im System koordiniert werden, um sicherzustellen, dass sie effektiv zusammenarbeiten können. Dies bedeutet, dass der OCPD auf Überstrombedingungen reagieren kann, ohne die Schutzwirkung des SPDs zu verzögern.
- Normen befolgen: Vergewissern Sie sich, dass die OCPD den örtlichen elektrischen Vorschriften und Normen entspricht, die besondere Anforderungen an Geräte stellen können, die neben SPDs installiert werden.
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Überspannungsschutzgeräte (SPDs) entscheidend für den Schutz elektrischer Systeme vor schädlichen Überspannungen sind. Das Verständnis der Unterschiede zwischen SPDs vom Typ 1, Typ 2 und Typ 3 ist für die Auswahl des geeigneten Schutzes für Ihre spezifischen Anforderungen von wesentlicher Bedeutung. SPDs des Typs 1 bieten einen primären Schutz am Netzeingang gegen externe Überspannungen, SPDs des Typs 2 bieten einen sekundären Schutz in Verteilertafeln gegen Restüberspannungen, und SPDs des Typs 3 bieten einen lokalen Schutz für empfindliche Geräte. Für einen optimalen Schutz kann eine Kombination aus allen drei Typen eingesetzt werden, um eine umfassende Abdeckung Ihres elektrischen Systems zu gewährleisten.
Wenn Sie Fragen haben oder Unterstützung bei der Auswahl der richtigen SPDs oder der Implementierung einer Überspannungsschutzstrategie für Ihre Einrichtung benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir sind hier, um Ihnen zu helfen Ihre wertvollen Geräte vor Überspannungen zu schützen.
