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Aus dem Facharchiv: Normen und Vorschriften
Blitz- und Überspannungsschutz - DIN EN IEC 60099-5 (VDE 0675-5) 2019-02

Dieser Teil gibt Informationen, Anleitungen und Empfehlungen für die Auswahl und Anwendung von Überspannungsableitern.

Überspannungsableiter - ZPAC, Eigenheim, Blitzeinschlag (Bild: Citel Electronics)

Überspannungsableiter - ZPAC (Bild: Citel Electronics)

DIN EN IEC 60099-5 (VDE 0675-5) 2019-02

Überspannungsableiter – Teil 5: Empfehlung für die Auswahl und die Anwendung

Die in dieser Norm aufgeführten Anforderungen beziehen sich aber nur auf Drehstromnetze mit Nennspannungen über 1 kV.

Einige Neuerungen gegenüber dem Vorgängerdokument von 2014 wurden ebenfalls hinzugefügt. Es fand eine vollständige technische Überarbeitung statt und neue Anhänge sind ebenfalls aufgenommen. Es gibt nun auch eine Berechnung der Ableiterladungen bei unterschiedlichen Belastungen.

Die IEC 60071-1 legt Spannungsfestigkeiten für zwei Bereiche fest. Der Bereich 1 deckt Spannungen über 1 kV bis einschließlich 245 kV ab. Der Bereich 2 hingegen deckt die Spannung über 245 kV ab. Normativ betrachtet werden außerdem noch die Mittelspannungsnetze bis 52 kV und die Ultrahochspannung, abgekürzt (UHV) über 800 kV.

Der Überspannungsableiter besitzt die Aufgabe, das Betriebsmittel zuverlässig zu schützen. Die richtige Auswahl eines Ableiters umfasst sowohl die elektrischen als auch die mechanischen Anforderungen.

Folgende Punkte helfen dabei, den richtigen Überspannungsableiter zu wählen:

  • Bestimmung der Dauerspannung des Ableiters bezogen auf die höchste Betriebsspannung des Netzes.
  • Bestimmung der Bemessungsspannung des Ableiters bezogen auf die zeitweiligen Überspannungen
  • Abschätzung von Amplituden und die Wahrscheinlichkeit der zu erwartenden Blitzableitstoßströme durch den Ableiter.
  • Auswahl eines Überspannungsableiters, der die vorstehend angegebenen Anforderungen erfüllt.
  • Bestimmung der Blitzstoß- und Schaltstoß-Schutzkennwerte des Ableiters.
  • Anordnung des Ableiters so dicht wie möglich an dem zu schützenden Gerät.
  • Bestimmung der Koordinations-Steh-Schaltstoßspannung der geschützten Betriebsmittel unter Berücksichtigung der langsam ansteigenden Überspannungen und des Netzaufbaus.
  • Bestimmung der Koordinations-Steh-Blitzstoßspannung unter Berücksichtigung

    1. der Blitzüberspannung;
    2. des Aufbaus der Schaltanlage;
    3. der Entfernung zwischen dem Überspannungsableiter und dem geschützten Betriebsmittel.

  • Bestimmung des Bemessungs-Isolationspegels der Betriebsmittel nach IEC 60071.
  • Prüfung der Fremdschichtklasse und der benötigten Stehspannungen des Ableiters.
  • Auswahl des Kriechwegs und der vorläufigen Länge und Schlagweite des Ableiters.
  • Auswahl der Kurzschlussstrombemessung bezogen auf den erwarteten Fehlerstrom.

Häufig werden Ableiter zum Schutz von Transformator-Sternpunkten verwendet. Jeder nicht geerdete Sternpunkt sollte auf jeden Fall mit einem Ableiter gegen Blitz- und Schaltüberspannungen geschützt sein. Ohne diesen Schutz kann die Sternpunktisolierung durch die Schaltüberspannungen infolge unsymmetrischer Fehler oder durch Schaltvorgänge zur Überlastung führen.

Außerdem kann ein weiterer Fehlerfall zum Tragen kommen. In Netzen mit einer Erdschlusskompensation kann es ebenfalls zu hohen Schaltüberspannungen am Transformator-Sternpunkt und über die Wicklung kommen. Bedingt durch einen zweiphasigen Erdschluss und wenn das verbundene System eine niedrige Erdkapazität besitzt, ist dieser Fall auch genauer zu betrachten.

Auch zwischen den Phasenanschlüssen an einem Transformator kann man einen Überspannungsableiter montieren. Allerdings besteht dabei die Gefahr, dass bei der Abschaltung des Transformators eine erhebliche Überspannung auftreten kann. Die Stehspannung des Transformators zwischen den Phasen kann dabei überschritten werden. Dies hat zur Folge, dass die Phase-Erde-Ableiter nicht ansprechen.

Erwartet man solche Schaltvorgänge, sollten zusätzlich zu den Phase-Erde-Ableitern weitere Ableiter zwischen den Phasen eingesetzt werden. Auch hier ist auf eine ausreichende Bemessung der Phase-Phase-Ableiter zu achten, da Oberschwingungen eine enorme Rolle spielen. Aus diesem Grund hat der Ableiter über einen 1,05-fachen Wert der höchsten Netzspannung oder höher zu verfügen.
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___________
1. 1) Normeninformationsdienst des Bundestechnologiezentrums für Elektro- und Informationstechnik, Oldenburg
2. Tel.: 0441 340920
3. Fax: 0441 34092129

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