Überspannungsschutz

2016-08-05

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Ein Überspannungsableiter ist ein Produkt, das in der Nähe des Endes eines Leiters installiert wird, der lang genug ist, bevor der Leiter an seinem vorgesehenen elektrischen Bauteil ankommt. Der Zweck ist es, schädliche blitzinduzierte Transienten sicher über Eigenschaftsänderungen seines Varistors in Parallelschaltung zum Leiter im Inneren des Geräts zur Erde abzuleiten. Sie werden auch als Überspannungsschutzgerät (SPD) oder Transient Voltage Surge Suppressor (TVSS) bezeichnet und sind nur zum Schutz vor elektrischen Transienten ausgelegt, die durch den Blitzschlag entstehen, nicht durch einen direkten Blitzeinschlag in die Leiter.

Ein Blitzeinschlag in die Erde führt zu Erdströmen, die über vergrabene Leiter fließen und einen Transienten induzieren, der sich nach außen zu den Enden des Leiters ausbreitet. Die gleiche Induktion geschieht in Freileitungen und oberirdischen Leitern, die die vorbeiziehende Energie eines atmosphärischen EMP erfahren, der durch den Blitz verursacht wird. Diese Geräte schützen nur vor induzierten Transienten, die für die schnelle Anstiegszeit einer Blitzentladung charakteristisch sind, und schützen nicht vor Elektrifizierung, die durch einen direkten Anschluss an den Leiter verursacht wird. Transienten, die den blitzinduzierten ähneln, wie z. B. durch einen Schaltfehler eines Hochspannungssystems, können sicher zur Erde abgeleitet werden, jedoch werden Dauerüberströme durch diese Geräte nicht geschützt. Die Energie im Transienten ist im Vergleich zu der einer Blitzentladung unendlich klein; sie ist jedoch immer noch in ausreichender Menge vorhanden, um Lichtbögen zwischen verschiedenen Strompfaden innerhalb der heutigen Mikroprozessoren zu verursachen.

Ohne sehr dicke Isolierung, die im Allgemeinen kostspielig ist, werden die meisten Leiter, die eine gewisse Länge haben, sagen wir mehr als etwa 15 Meter, irgendwann blitzinduzierte Transienten erfahren. Da der Transient normalerweise an einem Punkt zwischen den beiden Enden des Leiters ausgelöst wird, installieren die meisten Anwendungen einen Überspannungsableiter kurz bevor der Leiter in jedem zu schützenden Gerät ankommt. Jeder Leiter muss geschützt werden, da jeder seinen eigenen induzierten Transienten haben wird, und jedes SPD muss einen Weg zur Erde bieten, um den Transienten sicher vom geschützten Bauteil, sei es ein Instrument oder ein Computer usw., abzuleiten. Die eine bemerkenswerte Ausnahme, bei der sie nicht an beiden Enden installiert werden, sind Hochspannungsverteilersysteme. Im Allgemeinen reicht die induzierte Spannung nicht aus, um am Ende der Leitungen, an dem die Elektrizität erzeugt wird, Schäden zu verursachen; die Installation am Serviceeingang eines Gebäudes ist jedoch entscheidend für den Schutz nachgeschalteter Produkte, die nicht so robust sind.

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