Koordination, Folgestrom und Schutzpegelaufteilung

Das richtige Überspannungsschutzkonzept

Ein umfassendes Überspannungsschutzkonzeptes ist Grundlage eines funktionierenden Blitz- und Überspannungsschutzes. Hierfür müssen grundsätzliche Parameter berücksichtigt werden. Dazu gehört die energetische Koordination der Geräte untereinander, genauso wie das Wissen um aufretende Folgeströme und die passende Ableiterbeschaltung.

Das sagt die Norm

Die DIN-Norm VDE 0100-534:2016-10 legt unter 534.4.4.5. fest, dass die Koordination für alle in der Anlage errichteten Überspannungsschutzeinrichtungen sichergestellt werden muss. Nur wenn die Koordination der im Projekt eingesetzten Überspannungsschutzgeräte sichergestellt ist, arbeiten diese zuverlässig

Energetische Koordination in der Praxis

Energetische Koordination bedeutet, dass jede Schutzstufe nur die Störenergie ableitet, für die das jeweilige SPD ausgelegt ist. Beim Auftreten höherer Störenergien muss die erste Schutzstufe (z.B. ein Ableiter Typ 1) die Ableitung dieses Stoßstroms übernehmen. Dabei muss sichergestellt sein, dass die nachfolgenden Schutzgeräte entsprechend ihrer technischen Eigenschaften nicht überlastet werden. 

Die Koordination der einzelnen Schutzgeräte muss alle möglichen Störereignisse wie z.B Schaltüberspannungen und Blitzteilströme berücksichtigen.

Der Nachweis der energetischen Koordination innerhalb seiner Produktfamilie ist durch den Hersteller des Überspannungsschutzes zu erbringen (gemäß DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4), DIN VDE 0100-534 und der AR 4100).

Wichtig zu wissen

Bei der Verwendung von Geräten verschiedener Hersteller sind spezielle Berechnungen oder ein Labortest für eine funktionierende Koordination unabdingbar. Als Errichter der elektrischen Anlage sind Sie in der Nachweispflicht (siehe auch Merkblatt 19 des ABB). Geräte der DEHN Red/Line-Produktfamilie sind sicher aufeinander abgestimmt und somit energetisch koordiniert.

Was passiert bei fehlerhafter Koordination?

Durch fehlerhafte Koordination werden energieschwächere Schutzstufen überlastet. Um das zu vermeiden, müssen die eingesetzten Überspannungsschutzgeräte der einzelnen Stufen aufeinander abgestimmt sein.

VDE Merkblatt Koordination

Was bedeutet Folgestrombegrenzung?

Als Folgestrombegrenzung wird die Fähigkeit eines SPDs auf Funkenstreckenbasis bezeichnet, auftretende Netzfolgeströme derart stark zu begrenzen, dass der tatsächlich fließende Strom deutlich kleiner ist als der am Einbauort mögliche Kurzschlussstrom. Durch eine hohe Folgestrombegrenzung wird verhindert, dass vorgelagerte Schutzelemente (z.B. Sicherungen im Hausanschlusskasten) durch das Fließen eines zu hohen Netzfolgestromes zum Auslösen gebracht werden. Besonders bei SPDs mit niedrigem Schutzpegel auf Funkenstreckenbasis ist die Folgestrombegrenzung ein wichtiger Parameter für die Verfügbarkeit der elektrischen Anlage. Diesem Umstand wird auch die VDE AR-N 4100 gerecht, denn diese fordert, dass ein entstehender Folgestrom nach Ansprechen eines Typ 1 Ableiters nicht zum Auslösen der Hausanschlussicherung führen darf. Moderne, folgestrombegrenzende Funkenstrecken erreichen sogar eine Selektivität zu sehr kleinen Sicherungen im Bereich 20...35 A gG.

Durch Verwendung der RAC-Funkenstreckentechnologie wird der hier auftretende Folgestrom beim Ansprechen der Funkenstrecke soweit begrenzt, dass selbst das Schmelzintegral einer 35A Sicherung nicht erreicht wird

Sicher mit DEHNshield ZP

Ein weiterer Vorteil: Mit nur einem Tausendstel im Vergleich zu handelsüblichen Kombi-Ableitern weist DEHNshield ZP eine signifikant kleinere Restenergie auf. Das verlängert die Lebensdauer von im Schutzkreis befindlichen Endgeräten wie beispielsweise der Wärmepumpe oder des WLAN-Routers erheblich. Überspannungsableiter mit RAC-Funkenstreckentechnologie, wie z.B. DEHNshield ZP, vermeiden unnötige Belastungen für empfindliche, teure elektrische Geräte und Systeme und gewährleisten die stetige Verfügbarkeit der Geräte. Das minimiert den Aufwand für eine Schadensbehebung und Neuanschaffung – und Sie und Ihre Kunden sparen Zeit und Geld

Normvorgaben beachten

DIN VDE 0100-443 beschreibt die Anforderungen für den Schutz elektrischer Anlagen bei vorübergehenden Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse, die über das Stromversorgungsnetz übertragen werden, inklusive direkter Blitzeinschläge in das Versorgungssystem und bei vorübergehenden Überspannungen infolge von Schaltvorgängen.

Die Praxis zeigt allerdings, dass Blitzeinschläge im Umfeld der elektrischen Anlage eine Potentialanhebung über Erde erzeugen. Dies führt unweigerlich zur Überlastung  der angeschlossenen Endgeräte (wie Wärmepumpe, PV Anlage oder Ladepunkt für E-Mobilität).

In der DIN-Norm VDE  0100-534 wird explizit darauf hingewiesen, dass zum Schutz von empfindlichen Betriebsmitteln auch zusätzlich Typ 2 und/oder Typ 3 Ableiter notwendig sein können. Dabei sind unter Berücksichtigung des Schutzes gegen elektrischen Schlag für die unterschiedlichen Netzformen das Anschlussschema 1 (z.B. 3+0 oder 4+0 Schaltung) oder Anschlussschema 2 (z.B. 3+1 Schaltung) anzuwenden.

Passende Schutzkomponenten

Für ein umfassendes Schutzkonzept müssen die Parameter der einzelnen Schutzgeräte optimal aufeinander abgestimmt sein.

Schutzstufe 1

Am Gebäudeeingang

Kombi-Ableiter Typ 1+2+3,
z.B. DEHNshield ZP mit RAC-Technologie.

Schutzstufe 2

In der Unterverteilung

Überspannungsableiter Typ 2,
z.B. DEHNguard M.

Schutzstufe 3

Sicherheit zuhause braucht Überspannungsschutz — Schutzstufe 3: DEHNflex

Nah am Endgerät

Endgeräteschutz Typ 3,
z.B. DEHNflex.

Wichtig zu wissen

Ein ganzheitliches Schutzkonzept beginnt mit der Erdung

Nach DIN VDE 18014 muss eine geprüfte Fundamenterdung mit zertifizierter PAS-Schiene und zertifizierten Klemmen blitzstromtragend hergestellt werden.

RAC-Technologie schützt empfindliche Betriebsmittel

Ableiter mit RAC-Funkenstrecke punkten mit einer extrem niedrigen Restenergie. Gerade im Vergleich zu marktüblichen Kombi-Ableitern mit Reihenschaltung aus Varistor und Gasentladungsableiter sind sie hier klar im Vorteil.

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