Ursachen von Überspannungen

Überspannungen treten meist unerwartet auf und können durch verschiedene Faktoren entstehen:

Blitzschläge: Direkte oder indirekte Blitzeinschläge können extrem hohe Spannungen im Netz verursachen.

Schaltvorgänge in Stromnetzen: Beim Ein- und Ausschalten von leistungsstarken Verbrauchern wie Motoren oder Transformatoren entstehen Spannungsspitzen.

Fehlerhafte Netzschwankungen: Schwankungen in der Netzspannung, etwa durch Lastwechsel, können empfindliche Geräte beschädigen.

Funktion und Zweck des Überspannungsschutzes

Ein Überspannungsschutzgerät (SPD - Surge Protection Device) schützt elektrische Anlagen, indem es überschüssige Energie gezielt ableitet. Dadurch werden angeschlossene Geräte vor Schäden bewahrt.

Unterschied zu Fehlerstromschutzschaltern (FI/RCD)

Während Fehlerstromschutzschalter den Stromkreis bei Fehlerströmen unterbrechen, um Personen und Geräte zu schützen, fokussieren sich Überspannungsschutzgeräte auf die Begrenzung von Spannungsanstiegen. Sie verhindern, dass hohe Spannungen sensible Elektronik zerstören oder Ausfälle in Anlagen verursachen.

Arten von Überspannungsschutzgeräten (SPDs)

Je nach Schutzbedarf und Anwendung werden unterschiedliche SPDs eingesetzt:

✅ Typ 1 – Schutz gegen direkte Blitzschläge

• Wird direkt am Einspeisepunkt der Anlage installiert.
• Kann sehr hohe Ströme ableiten (bis zu mehreren Hundert Kiloampere).
• Notwendig für Gebäude mit äusserem Blitzschutz (Blitzableiter).

✅ Typ 2 – Schutz gegen indirekte Blitzschläge und Schaltüberspannungen

• Wird in Verteilerkästen eingesetzt, um interne Überspannungen zu begrenzen.
• Ergänzt Typ-1-Schutz und schützt das interne Stromnetz vor Schäden.
• Reduziert Spannungspegel auf ein ungefährliches Niveau für Endgeräte.

✅ Typ 3 – Endgeräteschutz für sensible Elektronik

• Direkt an Steckdosen oder in Geräten integriert.
• Schützt empfindliche Technik wie Computer, Steuerungen oder medizinische Geräte.
• Dient als letzte Schutzstufe zur Minimierung von Restspannungen.

Wichtige Aspekte bei der Installation

Ein wirksamer Überspannungsschutz erfordert nicht nur die richtigen Geräte, sondern auch eine fachgerechte Installation:

1. Richtiger Abstand zur Anlage

• Die Distanz zwischen dem Überspannungsschutzgerät und dem zu schützenden Betriebsmittel sollte maximal 0,5 m betragen.
• Dadurch wird die Leitungsimpedanz minimiert und eine effiziente Ableitung der Spannung gewährleistet.

2. Erdung und Potenzialausgleich

• Eine fachgerechte Erdung ist essenziell, um hohe Spannungen sicher abzuleiten.
• Ein durchdachtes Potenzialausgleichssystem sorgt für eine gleichmässige Verteilung und verhindert unerwünschte Spannungsspitzen.

3. Koordination der Schutzstufen

• Typ-1-, Typ-2- und Typ-3-SPDs müssen aufeinander abgestimmt sein, um eine durchgängige Schutzwirkung zu erzielen.
• Ohne abgestimmte Schutzkonzepte können Restspannungen Schäden an sensibler Elektronik verursachen.

Warum ist Überspannungsschutz so wichtig?

Ohne Überspannungsschutz sind elektrische Anlagen und Geräte ungeschützt und anfällig für teure Schäden. Die Vorteile eines wirksamen Schutzes liegen auf der Hand:

🔹 Schutz der Geräte

• Verhindert Beschädigungen an elektronischen Komponenten und Systemen.
• Verlängert die Lebensdauer von Anlagen und reduziert Wartungskosten.

🔹 Sicherheit für Mensch und Gebäude

• Reduziert das Risiko von Bränden, die durch elektrische Überspannungen entstehen können.
• Verhindert gefährliche Spannungsübertragungen auf metallische Gehäuse oder Strukturen.

🔹 Verfügbarkeit und Betriebssicherheit

• Schützt kritische Infrastruktur wie Serverräume, Steuerungssysteme oder Produktionsanlagen.
• Minimiert Ausfallzeiten und gewährleistet eine stabile Stromversorgung.