Blitzschutzsysteme für Solarkraftwerke aus Sicht von Versicherungen und Banken
8. August 2015
Blitz- und Überspannungsschutz für Bergwerke
31. August 2015Plötzliche Überspannungen und Blitzimpulse beeinträchtigen Systeme und Geräte, die mit niedrigen Spannungen wie 5V–12V–24V–48V–75V arbeiten, deutlich schneller. In Energie-, Daten- und Koaxialleitungen werden Systeme mit niedriger Betriebsspannung bei Impulsen, die bis zum 20-fachen der Nennspannung ansteigen können, sofort außer Betrieb gesetzt. Infolge dieser Probleme, denen wir häufig in Automatisierungs- und Kommunikationssystemen begegnen, fallen in einer Anlage zahlreich vorhandene Systeme wie SPS-Systeme, Leiterkarten, Maschinensteuerungen, Computer, Kameras, Sicherheitssysteme, Gleichrichter, Kommunikationsmodule, Profibus-Systeme, Telekommunikationszentralen, Modems und Brandmeldeanlagen aus.
Die in Haupt- und Unterverteilungen eingesetzten AG-Überspannungsableiter der Klassen B und C sind für diese schutzbedürftigen Systeme am Endpunkt leider nicht ausreichend. Denn ein System, dessen Energieleitung geschützt ist, kann sehr leicht über die Datenleitung einen Impuls erhalten. Die genannten Impulsarten sind in der Regel netzbedingte Impulse und Schaltimpulse, die außerhalb direkter Blitzeinschläge auftreten. Aus diesem Grund müssen empfindliche Schutzableiter (Typ 3 – Überspannungsableiter der Klasse D) so eingesetzt werden, dass sie integriert mit Produkten der Klassen B und C vor den Systemen arbeiten. Insbesondere in Industrieanlagen und Tankstellen ist der Schutz der Klasse D von großer Bedeutung. In Solarprojekten hingegen werden auf den Datenleitungen, die Produktionsinformationen übertragen, CAT-6-Überspannungsableiter eingesetzt.
Insbesondere in Industrieanlagen und Tankstellen ist der Schutz der Klasse D von großer Bedeutung.
Überspannungsableiter der Klasse D werden in der Regel in Typen wie CAT5, CAT6, RJ45, RS232, RS485, RJ11, PoE, Koaxial, Krone-Anschluss, N-Typ-Stecker, F-Typ-Stecker und Steckdosenschutz unterteilt. Bei der Produktauswahl sollten Risikoanalyse sowie Verkabelung und Eingangseigenschaften des Systems berücksichtigt werden. Klasse-D AG-Überspannungsableiter werden seriell in die Systeme eingebunden. Daher müssen sie am Endpunkt entlang der Kabelstrecke bidirektional eingesetzt werden. Der Uc-Wert ist anhand der kontinuierlichen Betriebsspannung jedes Systems festzulegen und das Produkt entsprechend auszuwählen. Beispielsweise muss bei einem System mit 24 V Dauerbetrieb der Uc-Wert zwingend mindestens 10 % über 24 V liegen. Nach dem Uc-Wert ist der wichtigste zu beachtende Parameter der Up-Wert. Der Up-Wert wird entsprechend der maximalen Spannung gewählt, die das System verkraften kann. Wenn beispielsweise ein Impuls von 3 kV auf das System trifft und die Spannungsfestigkeit eines Computers 0,9 kV beträgt, sollte ein AG-Überspannungsableiter mit einem Up-Wert von 0,9 kV oder darunter gewählt werden. Daher sind eine fachgerechte Vor-Ort-Analyse und die richtige Produktauswahl von entscheidender Bedeutung. Andernfalls bleibt die Schutzwirkung unzureichend.
In unserem Land empfehlen viele ausländische Unternehmen Produkte ohne vorherige Analyse, was die Systeme erheblichen Risiken aussetzt.
Ein weiterer wichtiger Wert ist der Nennstrom des Systems. Wird in einem System mit einem Betriebsstrom von 0,3 mA ein Produkt mit effektiv 20 mA eingesetzt, funktioniert das System entweder nicht oder wird umgekehrt nicht geschützt. Daher ist der Nennstromwert von großer Bedeutung. Ebenso sind die Imax-Schutzpegel der Produkte in den Kurven 8/20 und 10/350 ms zu berücksichtigen. Diese Auswahl kann nach dem Prinzip des abgestuften Schutzes anhand der Charakteristiken der in Haupt- und Unterverteilungen eingesetzten Produkte getroffen werden. Zusätzlich ist, wie oben erwähnt, auch die Art der Signalübertragung des Systems sehr wichtig. So kann ein RS-232-Schutzsystem beispielsweise 9- oder 25-polig oder kabelgebunden ausgeführt sein.
Überspannungsableiter der Klasse D verfügen in der Regel über Zenerdiodentechnologie sowie über Gasentladungsröhren mit Funkenstrecke und Argongas.
In diesem Fall sollten Schutzgeräte gewählt werden, die entweder als Steckdosentyp oder als kabelgebundene Schutzgeräte mit 1,5-mm²-Leitungsquerschnitt montiert werden. In PLC- und Automatisierungssystemen gewährleistet die Übertragung über 24-V-Klemmentyp-Schutzgeräte bereits in der Installationsphase den bestmöglichen Schutz des Systems. Aus diesem Grund sollten Klemmentyp-Überspannungsableiter unbedingt in der Installationsphase eingesetzt werden. Um eine nachhaltige Produktion sicherzustellen, Brandrisiken zu minimieren und Maschinen- sowie Leiterkartenfehler zu verhindern, ist der Einsatz von Überspannungsableitern der Klasse D von großer Bedeutung. Strom, Spannung, Einsatzort und Risikoanalyse müssen für einen wirksamen Schutz sorgfältig bewertet werden. Überspannungsableiter der Klasse D verfügen in der Regel über Zenerdiodentechnologie sowie über Gasentladungsröhren mit Funkenstrecke und Argongas. Je nach Typ ist die Erdungsleitung bei AG-Überspannungsableitern der Klasse D von entscheidender Bedeutung.
Zentrum für Blitzschutz konzentriert sich bei den für seine Kunden kostenlos durchgeführten Vor-Ort-Analysen vollständig auf die Auswahl des richtigen Produkts entsprechend den Systemeigenschaften. Um aus rund 2500 verschiedenen Produktalternativen das richtige auszuwählen, korrekt anzuwenden und einen zuverlässigen Schutz zu gewährleisten, dient uns der Standard IEC 61643-12 als Leitfaden.
