Definition, Funktionsprinzip und Verwendung des 40KA-Überspannungsschutzes
24/11/2025
Dieser Artikel wurde vom Hersteller von Überspannungsschutzgeräten verfasst: Was ist ein 40-KA-Überspannungsschutz, warum benötigen Sie ihn, wie funktioniert er, welche Vorteile hat er und wie wird er im Bereich der elektrischen Sicherheit richtig eingesetzt?.
1. Was ist ein 40KA-Überspannungsschutz?
Ein 40-KA-Überspannungsschutz ist ein spannungsbegrenzender Überspannungsschutz, der sich typischerweise auf eine maximale Entladestromstoßkapazität von 40 Kiloampere pro Leiter zur Erde (oder Leitung zu Leitung) bezieht. Diese “40KA”-Bezeichnung (normalerweise als Imax geschrieben) stellt den maximalen Einzelblitz- oder Stoßstromwert dar, den der Schutzgerät sicher ableiten kann, ohne sich selbst zu beschädigen.
2. Warum benötigen Sie einen 40KA-Überspannungsschutz?
Ein Spannungsstoß (oder elektrischer Stoß) ist ein vorübergehendes Überspannungs- oder Überstromphänomen in einem Stromkreis. Zu seinen Hauptquellen gehören:
Direkte Blitzeinschläge oder induzierte Überspannungen: Wenn ein Blitz in der Nähe einer Stromleitung einschlägt, induziert er extrem hohe Spannungen und Ströme.
Interne Stromnetzvorgänge: Vorgänge wie das Starten und Stoppen großer Geräte oder das Schalten von Kondensatorbatterien können ebenfalls zu betriebsbedingten Überspannungen im Stromnetz führen.
Obwohl diese Überspannungen von extrem kurzer Dauer sind, ist ihre Energie enorm und reicht aus, um die Isolierung zu zerstören, Schaltkreise durchzubrennen, Datenverluste zu verursachen und sogar einen Brand zu entfachen.
40KA-Überspannungsschutzgeräte sind für die Bewältigung dieser extrem energiereichen und zerstörerischen Überspannungen ausgelegt und eignen sich besonders für Bereiche mit mittlerem bis hohem Blitzrisiko und für wichtige Eingangsstromverteilerschränke.
3. Funktionsprinzip des 40KA-Überspannungsschutzes
Das Funktionsprinzip des 40KA-Überspannungsschutzes ist “Spannungsklemmen” und “Energieentladung”.”
Überwachungsstatus: Wenn die Netzspannung normal ist, weist der Überspannungsschutz einen hochohmigen Zustand auf, der einem offenen Stromkreis entspricht, und beeinträchtigt den normalen Betrieb des Stromkreises nicht.
Überspannungsreaktion: Wenn aufgrund eines Blitzschlags oder Betriebs eine plötzliche vorübergehende Überspannung auftritt und die Spannung die Aktivierungsschwelle des Schutzgeräts überschreitet, werden seine internen Teile (wie Varistoren oder Gasentladungsröhren) fast augenblicklich aktiviert.
Klemmen und Entladen: Der Protektor geht schnell in einen niederohmigen Zustand über. Dadurch entsteht ein Weg, über den der große Stoßstrom schnell zur Erde fließen kann. Gleichzeitig hält es die Spannung zwischen den Leitungen auf einem sicheren Niveau und verhindert so, dass gefährliche Spannungen nachgeschaltete Geräte erreichen.
Wiederherstellung: Nachdem die Überspannung vorüber ist, kehrt der Schutz automatisch in den Hochimpedanzzustand zurück und der Schaltkreis nimmt den normalen Betrieb wieder auf.
Der gesamte Prozess ist in kurzer Zeit abgeschlossen und die Gefahr ist beseitigt, bevor sie das Gerät erreicht.
4. Warum sollten Sie sich für ein 40KA-Überspannungsschutzgerät entscheiden?
Wenn Sie sich für ein 40KA-SPD entscheiden, entscheiden Sie sich für ein höheres Schutzniveau mit den folgenden spezifischen Vorteilen:
4.1 Leistungsstarke Entladekapazität
Die Entladekapazität von 40 KA reicht aus, um die schwersten Überspannungen zu bewältigen, die durch direkte oder indirekte Blitzeinschläge verursacht werden, und bietet eine solide erste Verteidigungslinie für das gesamte elektrische System.
4.2 Längere Lebensdauer und höhere Haltbarkeit
Eine höhere Entladekapazität bedeutet, dass die internen Komponenten eines Protektors weniger belastet werden, wenn er Überspannungen gleicher Intensität ausgesetzt wird, was zu einer langsameren Alterung und einer längeren Lebensdauer führt.
4.3 Breite Anwendbarkeit
40KA SPD eignet sich für verschiedene Anlässe wie Wohngebäude, Gewerbegebäude, Fabriken und Kommunikationsbasisstationen und eignet sich besonders als Schutz der ersten Ebene für Hauptverteilerkästen.
4.4 Bietet ausreichend Schutzmarge
Selbst bei unerwarteten extremen Überspannungen kann der 40-KA-Schutz einen gewissen Puffer bieten und so das Risiko eines vollständigen Ausfalls aufgrund eines Ausfalls des Schutzes verringern.
4.5 Reduziert die Austauschhäufigkeit und die Wartungskosten
Da es langlebiger ist, muss es bei gleichen Gewitterbedingungen nicht so häufig ausgetauscht werden wie Schutzvorrichtungen auf niedrigerer Ebene, wodurch die langfristigen Wartungskosten gesenkt werden.
4.6 Hervorragende Restspannungskontrolle
Ein hochwertiges 40-KA-SPD kann einen großen Strom ableiten und gleichzeitig die Restspannung auf einem niedrigen Niveau halten, was bedeutet, dass die an das Gerät gelieferte Spannung niedriger ist und die Schutzwirkung besser ist.
4.7 Erfüllt hohe Designstandards
Viele wichtige Industrie- und Infrastrukturprojekte erfordern in ihren Designspezifikationen die Verwendung hochwertiger SPDs, und 40KA ist eine der häufigsten Optionen.
4.8 Verbessert die Zuverlässigkeit des gesamten Schutzsystems
In einem mehrstufigen Schutzsystem kann ein leistungsstarkes SPD der ersten Stufe (40 KA) den Großteil der Überspannungsenergie effektiv teilen, den Druck auf nachfolgende Schutzstufen verringern und so die Zuverlässigkeit des gesamten Blitzschutzsystems verbessern.
5. Wie verwende ich ein 40-KA-SPD richtig?
Die ordnungsgemäße Installation und Verwendung sind von entscheidender Bedeutung. andernfalls geht die beabsichtigte Schutzwirkung verloren.
Richtige Auswahl und Klassifizierung: Ein 40-kA-SPD wird typischerweise als primäre Schutzeinheit der Klasse B im Hauptverteilerschrank des Gebäudes installiert. Es muss in Verbindung mit Einheiten der Klassen C (typischerweise etwa 20 kA) und D (Feinschutz) verwendet werden, um ein mehrschichtiges Schutzsystem zu bilden.
Wählen Sie einen geeigneten Installationsort: Er sollte stromabwärts des Hauptleistungsschalters am Eingang der eingehenden Leitung installiert werden.
Sorgen Sie für eine gute Verbindung: Die Anschlussdrähte sollten kurz, gerade und dick sein, um die induzierte Spannung an den Leitungen zu reduzieren. Die Länge der Anschlussdrähte darf im Allgemeinen nicht mehr als 0,5 Meter betragen.
Zuverlässige Erdung: Das Erdungskabel des SPD muss an eine Erdungssammelschiene mit niedriger Impedanz angeschlossen werden und der Erdungswiderstand muss den Spezifikationen entsprechen (normalerweise ≤4 Ω oder weniger). Die Erdung ist der letzte Weg zur Entladung von Stoßenergie. Eine schlechte Erdung ist gleichbedeutend mit einem Schutzversagen.
Backup-Schutz: Ein geeigneter Backup-Leistungsschalter (z. B. eine Sicherung oder ein Leistungsschalter) muss vor dem SPD in Reihe geschaltet werden, um Kurzschlüsse bei einem SPD-Ausfall zu verhindern und die Wartung und den Austausch des SPDs zu erleichtern.
Regelmäßige Inspektion und Austausch: Die meisten SPDs verfügen über ein Statusanzeigefenster. Ihr Status sollte regelmäßig überprüft werden. Wenn das Anzeigefenster einen Fehler anzeigt (normalerweise grün für normal, rot/schwarz für Fehler) oder wenn das SPD bekanntermaßen einen schweren Blitzeinschlag erlitten hat, wird empfohlen, es zu überprüfen, auch wenn die Anzeige normal erscheint, und es bei Bedarf sofort auszutauschen.
6. FAQ
Kann der 40KA-Überspannungsschutz den Stromverbrauch senken?
Nein. Überspannungsschutzgeräte haben unter normalen Bedingungen eine extrem hohe Impedanz und der durch sie fließende Strom liegt im Mikroampere-Bereich, sodass ihr Stromverbrauch vernachlässigbar ist. Ihr Konstruktionszweck besteht darin, Geräte vor plötzlich auftretenden Hochspannungsstößen zu schützen, und nicht darin, Energie zu sparen.
Arten von Überspannungsschutzgeräten und ihre Auswirkungen auf den Stromverbrauch
Die Haupttypen sind spannungsschaltende (z. B. Gasentladungsröhren) und spannungsbegrenzende (z. B. Varistoren). Beide haben im normalen Standby-Modus einen äußerst geringen Stromverbrauch und haben keinen Einfluss auf den Energieverbrauch der Schaltung. Die Auswahl des Typs richtet sich nach der Schutzstufe und dem Standort (z. B. Schaltertyp für Hauptverteilerkästen, spannungsbegrenzender Typ für Unterverteilerkästen).
Was bedeutet “40KA” in den Spezifikationen des Überspannungsschutzes?
Typischerweise stellt er den maximalen Entladestrom Imax des Schutzgeräts dar. Dabei handelt es sich um den maximalen Spitzenstrom, den der Schutzgerät bei einem standardmäßigen 8/20μs-Blitzstromwellenformtest ohne Schaden aushalten kann. Dies ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Entladungsfähigkeit und Haltbarkeit.
Wie wird das KA-Rating ermittelt?
Die KA-Einstufung wird durch Berechnung oder durch Nachschlagen von Tabellen anhand von Faktoren wie dem Gewitterrisikograd des Installationsorts, dem Stromnetztyp (TT/TN/IT), der Gebäudekategorie und dem Schutzniveau ermittelt. Höhere KA-Werte sind beispielsweise in Gebieten mit häufiger Blitzaktivität oder an der Hauptzuleitung von Hochhäusern erforderlich.
Kann ein 40-Ka-Überspannungsschutz elektrostatische Entladungen verhindern?
Es kann nicht direkt verhindert werden. Bei elektrostatischer Entladung (ESD) handelt es sich um eine extrem hohe Spannung, aber einen extrem niedrigen Strom. Sein Energiespektrum und seine Dauer unterscheiden sich völlig von Blitzstromstößen. Der Schutz vor statischer Elektrizität erfordert spezielle ESD-Schutzgeräte, deren Design und Funktionsweise sich von Überspannungsschutzgeräten für Stromleitungen unterscheiden.
7. Fazit: Warum ein 40KA-Überspannungsschutz eine sinnvolle Investition ist
Der 40KA-Überspannungsschutz bietet mit seinen leistungsstarken Entwässerungsfunktionen, außergewöhnlicher Haltbarkeit und Zuverlässigkeit einen robusten Schutz für Ihr Eigentum, Ihre Daten und Ihr Leben.