Elektrische Anlagen sind ständig transienten Überspannungen ausgesetzt, die durch Blitzeinschläge, Schaltvorgänge und Netzstörungen verursacht werden. Ohne angemessenen Schutz können diese Überspannungen empfindliche Geräte beschädigen, die Systemzuverlässigkeit verringern und die Wartungskosten erhöhen. Um dieses Problem anzugehen, Überspannungsschutzgeräte (SPDs) werden häufig in Energiesystemen eingesetzt.
Allerdings ist die Auswahl und Installation einer SPD hängen am häufigsten vom Erdungssystem ab TNS, TN-C und TT. Jedes Erdungssystem erfordert eine andere SPD-Konfiguration, um maximalen Schutz zu gewährleisten. Dieser Artikel erklärt die Funktionsprinzip von SPDs, ihre Anwendungen in TNS-, TN-C- und TT-Systemen, und bietet a Auswahlhilfe für die Wahl der richtigen SPD.
A Überspannungsschutzgerät (SPD) ist ein Gerät zum Schutz elektrischer Systeme vor transienten Überspannungen durch Begrenzung der Stoßspannung und sichere Ableitung von Stoßströmen zur Erde.
SPDs funktionieren, indem sie einen niederohmigen Pfad zur Erde schaffen, wenn die Spannung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Dadurch wird verhindert, dass schädliche Überspannungen empfindliche Verbraucher wie Beleuchtungssysteme, Steuerkreise und elektronische Geräte erreichen.
Typ 1 SPD: Wird am Ursprung der Anlage installiert und ist für den Umgang mit direkten Blitzströmen geeignet.
Typ 2 SPD: Einbau in Unterverteiler, bietet Schutz vor Schaltüberspannungen und indirektem Blitzschlag.
Typ 3 SPD: Point-of-Use-Schutz für empfindliche Geräte.
TNS-System: Neutralleiter und Schutzleiter sind im gesamten System getrennt.
TN-C-System: Neutral- und Schutzfunktionen sind in einem einzigen Leiter (PEN) vereint.
TT-System: Die Schutzerdung erfolgt durch eine örtliche Erdungselektrode an der Installation des Verbrauchers.
In TNS-Systeme, SPDs verbinden Phasen-, Neutral- und Erdleiter.
In TN-C-Systeme, Da Neutralleiter und Erde kombiniert werden, ist besondere Vorsicht geboten.
In TT-Systeme, Um die Sicherheit zu gewährleisten, müssen SPDs mit geeigneten Erdungs- und Fehlerstromschutzgeräten (RCDs) gekoppelt werden.
Unterschiedliche Erdungsanordnungen beeinflussen die Ableitung von Stoßströmen und bestimmen das SPD-Anschlussschema, den Spannungsschutzpegel und die Erdungsmethode.
Aufgrund seiner Sicherheit und Zuverlässigkeit wird es häufig in privaten, gewerblichen und industriellen Netzwerken eingesetzt.
SPD bietet Schutz durch Abklemmen von Überspannungen zwischen Phase-zu-Neutralleiter und Phase-zu-Erde.
Schließen Sie SPD zwischen jeder Phase und dem Neutralleiter an.
Schließen Sie SPD zwischen Neutralleiter und Erde an.
Sorgen Sie für kurze Kabellängen für minimalen Spannungsabfall.
Ein spezieller Erdungsleiter sorgt für eine sichere Ableitung von Stoßströmen in die Erde.
Da Neutralleiter und Erde kombiniert sind (PEN), erfordert die Installation besondere Sorgfalt, um Sicherheitsprobleme zu vermeiden.
SPD wird zwischen Phase und PEN-Leiter installiert.
Kein separater Neutral-Erde-Schutzpfad.
Verwenden Sie SPDs vom Typ 1 am Hauptverteiler.
Stellen Sie sicher, dass die PEN-Kontinuität zuverlässig ist.
Höheres Risiko neutraler Fehler.
Nachgeschaltet können zusätzliche Schutzeinrichtungen (z. B. RCDs) erforderlich sein.
Häufig in ländlichen Gebieten und Anlagen mit unabhängigen Erdungselektroden.
SPD leitet Überspannungen an die örtliche Erdungselektrode ab. Für die Störungsbeseitigung sind Fehlerstromschutzschalter unerlässlich.
Installieren Sie SPD zwischen Phase und Neutralleiter.
Installieren Sie SPD zwischen Neutralleiter und Erde.
Stellen Sie sicher, dass der Erdungswiderstand innerhalb der Standardgrenzen liegt (normalerweise <10 Ω).
Aufgrund der separaten Erdungselektroden ist die ordnungsgemäße Koordination zwischen SPD und RCDs von entscheidender Bedeutung.
Identifizieren Sie das Erdungssystem, bevor Sie SPD auswählen.
Wählen Sie den SPD-Typ (Typ 1, 2 oder 3) basierend auf dem Installationsort.
Stellen Sie die Einhaltung der Norm IEC 61643-11 sicher.
| Erdungssystem | SPD-Verbindungsschema | Überlegungen zur Erdung |
| TNS | Phase → N, Phase → PE, N → PE | Zuverlässiger Erdungsleiter |
| TN-C | Phase → STIFT | Stellen Sie die Integrität des PEN sicher |
| TT | Phase → N, N → PE | Lokale Erdungselektrode + RCD |
Dies hilft Elektrikern, SPD-Modelle schnell an Erdungssysteme anzupassen, um Fehlinstallationen zu vermeiden.
TNS: Dedizierter PE-Leiter.
TN-C: Gemeinsamer PEN-Leiter.
TT: Lokalerder mit niedrigem Widerstand.
Halten Sie die SPD-Anschlussleitungen kurz (idealerweise <0,5 m).
Vor der Inbetriebnahme den Erdungswiderstand prüfen.
Verwenden Sie entsprechend der Systembelastung den geeigneten SPD-Typ.
Falsche SPD-Verkabelung zwischen den Leitern.
Schlechte Erdung führt zu einem unwirksamen Überspannungsschutz.
Verwendung des falschen SPD-Typs für das Erdungssystem.
F1: Warum unterscheidet sich die SPD-Auswahl für TNS-, TN-C- und TT-Systeme?
Da jedes Erdungssystem über einzigartige Erdungsanordnungen verfügt, sind unterschiedliche SPD-Konfigurationen erforderlich.
F2: Kann in allen Systemen das gleiche SPD verwendet werden?
Nein, die SPD-Verkabelung und Erdung müssen mit dem spezifischen Erdungssystem übereinstimmen.
F3: Welche Art von SPD sollte für Wohngebäude verwendet werden?
Typ-2-SPDs sind am häufigsten, aber die Wahl hängt auch davon ab, ob es sich um ein TNS-, TN-C- oder TT-System handelt.
F4: Was passiert, wenn SPD falsch installiert wird?
Eine unsachgemäße Installation kann zu einem Versagen des Überspannungsschutzes oder zu Sicherheitsrisiken führen.
F5: Wie oft sollten SPDs überprüft werden?
Insbesondere nach schweren Unwettern wird eine regelmäßige Inspektion im Rahmen der planmäßigen Wartung empfohlen.
Überspannungsschutzgeräte sind für den Schutz elektrischer Anlagen vor transienten Überspannungen von entscheidender Bedeutung. Ihre Wirksamkeit hängt jedoch stark von der richtigen Auswahl und Installation ab Erdungssystem (TNS, TN-C, TT).
In TNS-Systeme, SPDs bieten unkomplizierten Schutz mit dedizierter Erdung.
In TN-C-Systeme, Aufgrund des gemeinsamen PEN-Leiters ist die SPD-Installation komplexer.
In TT-Systeme, SPDs erfordern einen ordnungsgemäßen Erdungswiderstand und eine Koordination mit RCDs.
Durch die Befolgung der Best Practices bei der SPD-Installation und Erdung können elektrische Systeme Erfolge erzielen zuverlässiger Überspannungsschutz, Gewährleistung der Sicherheit, Reduzierung von Geräteschäden und Verlängerung der Systemlebensdauer.
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