Funktionen SPD - Elektrogrosshandel

Überspannungsschutz stellt sicher, dass an Betriebsmittel, Endgeräten und Installationen keine Schäden durch Überspannung verursacht wird.
Überspannungsschutzgeräte (surge protectiv device SPD) müssen zwei Hauptaufgaben erfüllen:

Die Überspannung muss in ihrer Amplitude begrenzt werden, damit die Isolationsfestigkeit der Geräte nicht überschritten werden kann.
Die Stromstösse welche mit Überspannung verbunden sind, müssen zur Erde hin abgeleitet werden.

Funktionsweise des Überspannungsschutzes

Anhand des Stromversorgungsschemas eines Betriebsmittels, lässt sich die Funktionsweise des Überspannungsschutzes erklären (Abb: 1).
Eine Überspannung kann sich als Querspannung zwischen den aktiven Leitern ergeben (Abb: 2).
Eine Überspannung kann sich jedoch ebenfalls als Längsspannung zwischen den aktiven Leitern und dem Schutzleiter bzw. dem Erdpotenzial ergeben (Abb: 3).

Überspannungsschutzgeräte werden jeweils parallel zum Betriebsmittel, zwischen den aktiven Leitern (Abb: 4) und dem Schutzleiter installiert ( Abb: 5). Analog zu einem Schalter schliesst sich das Überspannungsschutzgerät für die kurze Zeit der Üspannung. Dadurch ensteht ein Kurzschluss und Stromstösse können in Richtung Erde oder Versorgungsnetz abgeleitet werden. Somit wird die Spannungsdifferenz begrenzt. (Abb: 6 und 7). Der Kurzschluss besteht jedoch nur während einigen Mikrosekunden, für die Zeit des Überspannungsereignisses. Dadurch wird das zu schützende Betriebsmittel geschützt und kann unbeeinträchtigt weiterarbeiten.

Schutzmassnahmen und -vorrichtungen

Um ein Gebäude ganzheitlich vor den Auswirkungen von Blitzeinschlägen und Überspannungen zu schützen, sind mehrere Schutzmassnahmen und -vorrichtungen zu beachten.

• Äußerer Blitzschutz
• Innerer Blitzschutz
• Erdung und Potenzialausgleich
• Koordiniertes SPD System

Äusserer Blitzschutz:

Die Aufgabe des äusseren Blitzschutzes besteht darin die Blitze, welche sich dem Gebäude nähern, einzufangen und vom Einschlagort weg zur Erde hin abzuleiten. Eine gefährliche Funkenbildung soll vermieden werden. Der äussere Blitzschutz ist ein System: Er besteht aus der Fangeinrichtung, den Ableitungen und der Erdungsanlage.

Innerer Blitzschutz:

Die gefährliche Funkenbildung innerhalb der Anlage soll durch den inneren Blitzschutz vermieden werden. Das innere Blitzschutzsystem besteht aus dem Potenzialausgleichssystem und der elektrischen Isolierung durch ausreichende Abstände bzw. geeignete Materialien vom äußeren Blitzschutzsystem. Im Wesentlichen wird das Blitzschutzsystem mit metallenen Installationen, inneren Systemen sowie elektrischen und elektronischen Systemen innerhalb der Anlage verbunden.

Erdung und Potenzialausgleich:

Die Erdungsanlage hat die Aufgabe, den zur Erde abgeleiteten Blitzstrom im Erdreich zu verteilen. Dabei ist die Geometrie der Erdungsanlage ausschlaggebend für ein effektives Ableiten des Blitzstroms, nicht der Wert des Erdungswiderstands. Auch ein wirkungsvoller Potenzialausgleich ist wichtig. Der Potenzialausgleich verbindet über Leitungen alle elektrisch leitfähigen Teile miteinander. Aktive Leiter sind dabei über Überspannungsschutzgeräte in den Potenzialausgleich eingebunden.

Koordiniertes SPD System:

Unter einem koordinierten SPD System versteht man ein mehrstufiges, aufeinander abgestimmtes System von Überspannungsschutzgeräten. Folgende Punkte sind empfehlenswert, um ein leistungsfähiges SPD System zu errichten:

Einteilung der baulichen Anlage in Blitzschutzzonen.
Koordination verschiedener Typen von SPDs.
Kurze Zuleitungen für den Anschluss der SPDs zwischen aktiven Leitern und dem Potenzialausgleich einsetzen.
Getrennte Verlegung geschützter und ungeschützter Leitungen.
Beim Überspannungsschutz von Signalübertragungskreisen wird empfohlen, die Erdung von Betriebsmitteln nur über das jeweilige SPD vorzunehmen.