Blitz- und Überspannungsschutz für Transformatoren

Transformatoranlagen sind das Herzstück miteinander verbundener elektrischer Netze. Transformatoren, die in der Regel in Mittel- und Hochspannungssystemen eingesetzt werden, können sowohl durch blitzbedingte als auch durch überspannungsbedingte Einwirkungen beschädigt werden. Die Überspannungen, die Transformatoren beeinflussen, lassen sich wie folgt klassifizieren;

1- Isolationsfehler
2- Unterbrechung des Neutralleiters
3- Auftreten von Resonanzerscheinungen
4- Stufenschalterfehler

Darüber hinaus stellen Schalthandlungen in Energieübertragungs- oder Verteilnetzen sowie plötzliche Änderungen im Netz ebenfalls Überspannungsquellen dar. Diese Spannungsursachen lassen sich wie folgt einteilen;

1- Schalthandlungen unter Last
2- Von Schalt- und Leistungsschaltern erzeugte Spannungen
3- Leerlaufleitungen und Kondensatorsysteme

Transformatoren müssen gegen Blitz und Überspannung geschützt werden.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist selbstverständlich der Blitz. Ein Blitz muss nicht direkt in das Transformatorsystem einschlagen, um Schäden zu verursachen. Ein Blitzeinschlag wirkt sich auf ein Gebiet mit einem Radius von etwa 2 km aus. Dies kann zu Überspannungen und zu einer Erhöhung des Erdpotentials führen. Darüber hinaus schlagen Blitze häufig in Energieübertragungsleitungen ein. Die dabei entstehenden hohen Spannungen wirken direkt auf den Transformator ein und können sogar zu dessen Abschaltung führen.

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Wie sollten Transformatoranlagen gegen Blitz und Überspannung geschützt werden?

Zunächst sollte der Primärschutz von Transformatoranlagen durch externe Blitzschutzsysteme gewährleistet werden. Nach einer technischen Analyse des Systems ist die geeignete Methode (isolierter Leiter, Faradayscher Käfig, Tragseil-Methode, Maschenmethode) anzuwenden. Externe Blitzschutzsysteme allein können jedoch keinen vollständigen Schutz bieten. Um Transformatoranlagen und insbesondere elektronische Geräte vor Spannungsschwankungen und plötzlichen Überspannungen zu schützen, müssen interne Blitzschutz- Überspannungsschutzgeräte eingesetzt werden.

Die Isolierung von Transformatoren ist empfindlich gegenüber Blitz und Überspannung.