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Elektrotechnik | Blitz- und Überspannungsschutz

Geräte für den Überspannungsschutz des gesamten Hauses

ep3/2010, 2 Seiten

In einem Beitrag in ep 10/2009 ("Blitz- und Überspannungsschutz für neue Kunden") werden für den in Energieflussrichtung gesehen ersten Überspannungsschutz (oft als „Grobschutz“ bezeichnet) aller Anlagen eines Hauses u. a. Überspannungsschutzgeräte auf Varistorbasis empfohlen, die zum Teil nur mit einem Stoßstrom der Wellenform 8/20 µs geprüft sind, auch wenn das Haus mit einer Blitzschutzanlage ausgestattet ist. Diese Ausführungen widersprechen nach meiner Meinung einschlägigen Normativen, Druckschriften von Herstellern sowie Zeitschriftenbeiträgen. Ferner ist in dem Beitrag offen geblieben, wo solche Geräte angeordnet werden sollen. Hierzu bitte ich um eine Meinungsäußerung. Am Anfang des Beitrags wird zudem herausgestellt, dass die Verfügbarkeit der elektrischen Systeme unbedingt erforderlich ist. Wovon hängt die Verfügbarkeit elektrischer Systeme ab und wodurch kann sie gefördert werden? Was haben Versicherer mit der Verfügbarkeit zu tun?


Die in dieser Anfrage genannten Einwände sind durchaus berechtigt.
Eignung der Überspannungsschutzgeräte. Der umfassende Überspannungsschutz besteht im Allgemeinen aus einer Kaskade von Überspannungsschutzgeräten Typ 1 („Grobschutz“), Typ 2 („Mittelschutz“) und Typ 3 („Feinschutz“), die man vorzugsweise an den Grenzen der Blitzschutzzonen anordnen soll ([2], Abschn. 6.2.1; [3], Abschn. 4; [4]; [5]; [6], Abschnitte 3 und 4; [7], Abschnitte 4 und 5). Dabei soll die dem Verteilungsnetz am nächsten liegende Überspannungsschutzeinrichtung („Grobschutz“) in der Nähe der Hauseinführung der Hausanschlussleitung (bei Anordnung des Hausanschlusskastens im Gebäude) bzw. der Hauptleitung (bei Anordnung des Hausanschlusskastens im Freien) angeordnet werden ([5], Abschn. 534.2.1, Abs. 2 u. 4; [7]. Abschn. 5.2). Zudem muss sie den Zählern vorgeordnet sein, damit sie für alle Verbraucheranlagen des Hauses wirksam ist. Daraus ergibt sich die Anordnung des ersten Überspannungsschutzgerätes („Grobschutz“) im Hauptstromversorgungssystem, d. h. im plombierten Anlageteil. Dort dulden die Verteilungsnetzbetreiber nur die mit einem Impuls der Wellenform 10/350 μs geprüften Überspannungsschutzgeräte Typ 1 auf Funkenstreckenbasis ([8], Abschnitte 3.1 und 3.5; [9], Abschnitte 2.1 und 3). Diese Geräte, auch „Blitzstromableiter“ genannt, sind in [9] beschrieben.
Die in [1] u. a. erwähnten neuen Kombi-Ableiter auf Basis der Varistortechnik (OBO, V50- B+C/3) sind als Typ 1/Typ 2-Geräte für Stoßströme bis 12,5 kA pro Pol mit der Wellenform 10/350 μs ausgelegt. Das ändert aber nichts an der Tatsache, dass die Einsatzrichtlinie [8] ihren Einsatz im Hauptstromversorgungssystem ausschließt, weil ihre Schutzpfade nicht als Funkenstrecken ausgeführt sind. Außerdem sind sie mit nur 12,5 kA pro Pol lediglich für die bei den Blitzschutzklassen III und IV auftretenden maximalen Zweigstoßströme tragfähig genug.
Leider hat eine Norm ([5], Abschn. 534.2.3.4) den Weg für die Reduzierung der Sicherheit dadurch frei gemacht, dass sie in manchen Fällen erlaubt, den Überspannungsschutz nach den Blitzschutzklassen III und IV zu bemessen ([7], Abschn. 6.5). Blitze können als Naturerscheinungen jedoch unabhängig von irgendwelchen Einordnungen des Blitz- und Überspannungsschutzes auch mit den maximalen Stoßströmen der Blitzschutzklassen I und II auftreten. Auch das sollen die Schutzgeräte schadlos überstehen. Darum sollten Überspannungsschutzgeräte Typ 1 („Grobschutz“) immer für die Blitzschutzklasse I bemessen sein ([7], Abschn. 6.5). Planer, Errichter und Nutznießer (z. B. Hausbesitzer, Anlagennutzer) des Überspannungsschutzes können froh sein, dass Typ-1-Geräte mit einem Blitzstromableitvermögen von 25 kA pro Pol verfügbar sind ([9], Tafeln 1 und 3). Übrigens müssen die Varistorableiter mit einer internen Abtrennvorrichtung versehen sein, die den Halbleiter bei einem durch Überbean-spruchung oder Alterung bedingten zu hohem Dauerstrom von der Anlage trennen. Wenn dies geschehen ist, können die Geräte beim weiteren Auftreten von Überspannungen keine Schutzwirkung mehr ausüben. In diesem Fall würden vorgeordnete Überspannungsschutzgeräte Typ 1 auf Funkenstreckenbasis ohne eigene Vorsicherung aber wenigstens noch den Grobschutz bieten ([7], Abschn. 5.7.2). Es stimmt nicht, dass sich Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 ohne Vorordnung von Geräten des Typs 1 auf Funkenstreckenbasis für den Überspannungsschutz von Anlagen und Betriebsmitteln in Gebäuden durchgesetzt haben. Manche Überspannungsschutzgeräte des Typs 1 mit gesteuerter Funkenstrecke und niedrigem Schutzpegel können ausnahmsweise in Anlagen mit einer geringen räumlichen Ausdehnung die Aufgabe der Geräte des Typs 2 mit erfüllen und diese überflüssig machen ([7], Abschn. 5.2.; [9], Abschn. 4.4). In der Mehrzahl der Anlagen ist jedoch auch der Typ 2 erforderlich.
Verfügbarkeit der Abnehmeranlagen und Betriebsmittel. Die Verfügbarkeit einer elektrischen Anlage hängt davon ab, dass sie funktionsfähig ist und mit Elektroenergie versorgt wird. Die Versorgungszuverlässigkeit hängt ihrerseits vor allem von der Energieversorgung bis zum Hausanschluss sowie vom Zustand der Hausanschlusssicherung ab. Wenn eine hohe Versorgungszuverlässigkeit erforderlich ist, empfiehlt es sich, folgestrombegrenzende Blitzstromableiter einzusetzen und dafür zu sorgen, dass die Hausanschlusssicherung möglichst geringe Anfälligkeit gegen die Stoßströme auffweist ([9], Abschn. 5).
Für die Erhaltung der Funktionsfähigkeit der elektrischen Anlage einschließlich der an sie angeschlossenen Betriebsmittel spielt der Überspannungsschutz eine bedeutende Rolle. Die Überspannungsschutzgeräte müssen so ausgewählt und angeschlossen werden, dass sie durch Stoßspannungen und Stoßströme nicht überbeansprucht werden, damit sie ihre Schutzwirkung nicht verlieren. Wenn sich die Versorgungszuverlässigkeit und die Aufrechterhaltung des Überspannungsschutzes nicht vereinbaren lassen, hat Letztgenannte den Vorrang ([7], Abschn. 5.7.2). Die Versorgung wäre nutzlos, wenn eine Anlage durch den Ausfall des Überspannungsschutzes beschädigt wurde und infolge dessen ihre Funktionsfähigkeit verloren hätte.
Die Schadensversicherer fordern den Überspannungsschutz nicht nur zur Erhaltung der Verfügbarkeit elektrischer Anlagen und Betriebsmitteln. In ihrem Interesse liegt u. a. die Verhütung aller durch Überspannungen und Blitze verursachbaren Schäden – auch an den Gebäuden sowie an dem, was sich darin befindet. Hierzu zählen beispielsweise auch Brände, Explosionen, sonstige mechanische Zerstörungen und Personenschäden. Der möglichst umfassende Blitz- und Überspannungsschutz dient u. a. den Interessen der Hausbesitzer, Mieter und Anlagennutzer. Er sollte nicht durch falsche Informationen, den Einsatz ungeeigneter Geräte oder durch unsachgemäße Ausführung in Misskredit gebracht werden.

Quellen

König, A.: Blitz- und Überspannungsschutz für neue Kunden. Elektropraktiker, Berlin 63 (2009) 10, S. 823.

DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3):2006-10 Blitzschutz; Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen.

DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4):2006-10 Blitzschutz; Teil 4: Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen.

DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 Errichten von Niederspannungsanlagen; Teil 4-44: Schutzmaßnahmen; Schutz bei Störspannungen und elektromagnetischen Störgrößen; Abschnitt 443: Schutz bei Überspannungen infolge atmosphärischen Einflüssen und von Schaltvorgängen.

DIN VDE 0100-534 (VOE 0100-534):2009-02 Errichten von Niederspannungsanlagen; Teil 5-53: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel; Trennen, Steuern, Schalten; Abschnitt 534: Überspannung-Schutzeinrichtungen (ÜSE).

Hering, E.: Grundsätze des Überspannungsschutzes; Elektropraktiker, Berlin 63 (2009) 1, S. 50–51.

Hering, E.: Neue Norm für die Auswahl und den Einsatz von ÜSE. Elektropraktiker, Berlin 63 (2009) 2, S. 137–142.

VDN (Herausgeber): Richtlinie für den Einsatz von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (ÜSE) Typ 1 (bisher Anforderungsklasse B) in Hauptstromversorgungssystemen. 2. Auflage. Berlin: Verband der Netzbetreiber – VDN e. V. beim VDEW. 2004.

Hering, E.: Blitzstromableiter für die Hauptstromversorgung. Elektropraktiker, Berlin 64 (2010) 1, S. 48–53.


Autor
  • E. Hering
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