Typ 1 Überspannungsschutz vs. Typ 2

Was sind Überspannungsschutzgeräte und warum sind sie wichtig?

SPD-Konzept: Ein Überspannungsschutzgerät (SPD) ist ein elektrisches Gerät, das zum Schutz von Stromkreisen und zugehörigen Einrichtungen vor Schäden durch transiente Überspannungen und -spitzen entwickelt wurde. Sie können einen präzisen Schutz bieten, um Ausfallzeiten der Geräte zu minimieren und einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

Überspannungsschutzgeräte, oft auch als Überspannungsableiter oder Überspannungsschutz bezeichnet, dienen zum Schutz von Elektroinstallationen und -geräten vor transienten Überspannungen. Diese plötzlichen Spannungsspitzen können ihren Ursprung haben in:

- Blitzeinschlägen (direkt oder indirekt)
- Schaltvorgängen im Stromnetz
- dem Ein- oder Ausschalten großer Geräte
- Stromausfällen und anschließender Wiederherstellung
- Elektrounfällen

Ohne einen angemessenen Überspannungsschutz können diese transienten Ereignisse empfindliche Elektronik beschädigen, die Lebensdauer der Geräte verkürzen, Datenverluste verursachen und sogar Brandgefahren erzeugen. Laut Branchenstudien verursachen Überspannungen jährlich Schäden an Geräten in Milliardenhöhe, was den Überspannungsschutz zu einer wesentlichen Investition sowohl für private als auch für gewerbliche Anwendungen macht.

Wenn es darum geht, Ihre elektrischen Geräte und Systeme vor Überspannungen zu schützen, ist das Verständnis der Unterschiede zwischen Überspannungsschutzgerät (SPD) Typ 1 und Typ 2 entscheidend. Jeder Typ dient einem bestimmten Zweck in der elektrischen Schutzhierarchie, und die Wahl des richtigen Typs kann den Unterschied zwischen der Sicherung Ihrer wertvollen Geräte und dem Risiko kostspieliger Schäden ausmachen.

Was ist ein Überspannungsschutz Typ 1?

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1 schützen Wohn- und Geschäftsgebäude vor externen, hochenergetischen Spannungsspitzen, die hauptsächlich durch Blitzeinschläge verursacht werden.

Sie werden typischerweise zwischen dem Netzzugang und der Hauptverteilungstafel installiert und bilden eine erste Verteidigungslinie, indem sie Überspannungen abfangen, bevor sie in das elektrische System des Gebäudes gelangen. Diese Art von Schutz kann große Überspannungen effektiv bewältigen und potenzielle Schäden an der elektrischen Infrastruktur und den angeschlossenen Geräten verhindern.

Was ist ein Überspannungsschutz Typ 2?

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 schützen Geräte und empfindliche elektronische Geräte vor internen Spannungsspitzen und -überspannungen, die üblicherweise in der Elektroinstallation eines Gebäudes auftreten.

Diese Art von Überspannungsschutz wird in Schalttafeln installiert und bewältigt Überspannungen, die durch das Schalten elektrischer Lasten oder das Umgehen externer Schutzvorrichtungen entstehen. Er bietet eine wichtige zweite Verteidigungslinie, indem er die Auswirkungen dieser Überspannungen mindert und dadurch die allgemeine Sicherheit und Lebensdauer der elektrischen Geräte innerhalb der Räumlichkeiten erhöht.

Unterschiede zwischen Überspannungsschutz Typ 1 und Typ 2

1. Wellenform:

Verschiedene SPDs werden basierend auf spezifischen Wellenformen kategorisiert und bewertet, die die Art der üblichen elektrischen Störungen simulieren. Eine Wellenform bezieht sich auf die spezifische Form und die Eigenschaften der transienten Spannungs- oder Stromüberspannung, der das SPD standhalten soll. Verschiedene Arten von SPDs werden gegen verschiedene Wellenformstandards getestet und bewertet, die verschiedene Arten potenzieller Überspannungen darstellen. Hier sind einige der häufigsten:

- 10/350 µs Wellenform (Typ 1 SPDs): weist eine Anstiegszeit von 10 Mikrosekunden und eine längere Dauer von 350 Mikrosekunden auf. Die Wellenform wird zur Definition der Bewertungen von Typ 1 SPDs verwendet, spezialisierten Geräten, die zum Schutz vor direkten Blitzeinschlägen entwickelt wurden. Die verlängerte Anstiegszeit spiegelt den langsameren Spannungsaufbau wider, der für solche Blitzereignisse typisch ist.

- 8/20 µs Wellenform (Typ 2 SPDs): Diese Wellenform weist eine schnelle Anstiegszeit von 8 Mikrosekunden und eine relativ lange Dauer von 20 Mikrosekunden auf. Sie ist ein Standard zur Definition der Bewertungen von Typ 2 SPDs. Die Geräte sind so konzipiert, dass sie vor schnell ansteigenden, hochstromigen Überspannungen schützen, die durch Aktivitäten wie Schaltvorgänge oder nahegelegene Blitzeinschläge entstehen können. Die Wellenform repliziert effektiv den schnellen Spannungsanstieg, der mit diesen Ereignissen verbunden ist, und leitet die Design- und Leistungserwartungen von Typ 2 SPDs.

2. Energieaufnahmevermögen:

Zwei Arten von SPDs unterscheiden sich in ihrem Energieaufnahmevermögen, da sie so konzipiert sind, dass sie gegen verschiedene End-of-Use-Szenarien funktionieren, die nach ihrem Standort und ihrem Schutzniveau klassifiziert werden:

- Überspannungsschutzgerät (SPD) Typ 1, klassifiziert als Klasse B, bewältigt effizient die höchsten Überspannungsströme, die von direkten Blitzeinschlägen oder intensiven Hochenergieereignissen ausgehen, mit einem Energieaufnahmevermögen von Iimp (10/350 µs) 25 kA bis 100 kA.

- Überspannungsschutzgerät (SPD) Typ 2, klassifiziert als Klasse C, behandelt mittelgroße Überspannungen, die häufiger als Typ 1 sind, aber dennoch stark genug sind, um Elektronik zu beschädigen. Mit einem Energieaufnahmevermögen von In & Imax (8/20 µs) 20 kA bis 110 kA.

3. Leistung:

- Geräte vom Typ 1 sind so konzipiert, dass sie vor externen Überspannungen schützen, einschließlich direkter Blitzeinschläge, die selten sind, aber sehr zerstörerisch sein können.

- Geräte vom Typ 2 schützen vor Überspannungen innerhalb eines Gebäudes, die durch das Ein- und Ausschalten großer Geräte entstehen, oder vor externen Überspannungen, die ein Gerät vom Typ 1 passieren.

Ist ein SPD vom Typ 1 besser als ein SPD vom Typ 2?

Ein SPD vom Typ 1 ist im Allgemeinen so konzipiert, dass er die hochenergetischen Überspannungen bewältigt, die mit direkten Blitzeinschlägen verbunden sind. Allerdings schützen Überspannungsableiter vom Typ 1 allein das elektrische System nicht vollständig. Vom Standpunkt des Energieaufnahmevermögens übertreffen sie die SPDs vom Typ 2, während SPDs vom Typ 1 mit größeren Überspannungsströmen konfrontiert sind. Obwohl sie einen erheblichen Teil der Energie aushalten können, verbleibt Reststrom, der die Funktionalität von Überspannungsableitern vom Typ 2 erfordert.

Stellen Sie sich einen großen Konzertsaal vor, dessen Haupteingang mit ausreichenden Sicherheitskontrollen (funktioniert wie ein SPD vom Typ 1) ausgestattet ist, um größere Bedrohungen oder unbefugte Gegenstände am Betreten des Veranstaltungsortes zu hindern. Gleichzeitig gibt es im Konzertsaal zusätzliches Sicherheitspersonal und Kontrollen (ähnlich einem SPD vom Typ 2), um kleinere Probleme zu bewältigen und sicherzustellen, dass das Konzert reibungslos abläuft.

Die Wahl zwischen SPDs vom Typ 1 und Typ 2 hängt von Faktoren wie dem Installationsort und den erwarteten Energieströmen ab, die sie bewältigen müssen. Es ist erwähnenswert, dass weder SPDs vom Typ 1 noch vom Typ 2 von Natur aus überlegen sind; ihre Wirksamkeit hängt von den spezifischen Anwendungsanforderungen ab.

Positionen, die SPDs vom Typ 1 und Typ 2 schützen sollen

SPDs vom Typ 1 sind strategisch so konzipiert, dass sie an der Hauptschalttafel installiert werden, und ihre Hauptfunktion besteht darin, hochenergetische Überspannungen zu bewältigen, die extern entstehen.

Sie werden in der primären Verteilungstafel am Ursprung der Elektroinstallation installiert. Ein Überspannungsschutzgerät vom Typ 1 ist besonders nützlich in Gebieten mit hoher Blitzdichte, in denen das Risiko eines hohen Überspannungsstroms oder sogar eines direkten Einschlags hoch ist (z. B. Gebäude, die mit Blitzableitern ausgestattet sind).

Überspannungsschutzgeräte (SPD) vom Typ 1 sind in verschiedenen Anwendungen weit verbreitet, vor allem an der Hauptschalttafel.

Auf der anderen Seite werden SPDs vom Typ 2 auf der Unterverteiler- oder Abzweigstromkreisebene innerhalb des elektrischen Systems und auf der Lastseite des Überstromschutzgeräts der Serviceausrüstung, einschließlich SPDs, die sich am Abzweigfeld befinden, positioniert. Sie sollen vor lokalen Überspannungen und moderaten bis hochenergetischen Transienten schützen, die immer noch eine Bedrohung für empfindliche Geräte darstellen können.

Indem sie sich näher am Einsatzort befinden, bieten SPDs vom Typ 2 eine sekundäre Verteidigungsebene und verhindern effektiv, dass Überspannungen weiter in das Stromnetz gelangen.

Wie wählt man das richtige Überspannungsschutzgerät?

Die Auswahl des geeigneten Überspannungsschutzes erfordert die Berücksichtigung mehrerer Faktoren:

1. Risikobewertung

- Blitzexposition: Immobilien in blitzgefährdeten Gebieten sollten dem Schutz vom Typ 1 Priorität einräumen
- Geräte Wert: Hochwertigere Geräte rechtfertigen einen umfassenderen Schutz
- Kritische Operationen: Missionskritische Systeme erfordern einen mehrschichtigen Schutz
- Ausfallzeiten Kosten: Berücksichtigen Sie die Kosten potenzieller Ausfallzeiten durch Überspannungsschäden

2. Technische Überlegungen

- Systemspannung: Passen Sie das SPD an die Spannung Ihres elektrischen Systems an
- Kurzschlussstrombelastbarkeit: Stellen Sie sicher, dass das SPD den verfügbaren Fehlerstrom bewältigen kann
- Überspannungsstrombelastbarkeit: Höhere Bewertungen bieten besseren Schutz und eine längere Lebensdauer
- Spannungsschutzbewertung (VPR): Niedriger ist besser für empfindliche Geräte
- Schutzmodi: L-N, L-G, N-G, L-L (umfassenderer Schutz umfasst alle Modi)

3. Umsetzungsstrategie

- SPD vom Typ 1 am Netzzugang zur Bewältigung der schwersten Überspannungen
- SPDs vom Typ 2 an Verteilertafeln zum Schutz von Abzweigstromkreisen

Sollte ich sowohl SPDs vom Typ 1 als auch vom Typ 2 erhalten?

Die Entscheidung, sowohl SPDs vom Typ 1 als auch vom Typ 2 zu verwenden, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zu den Überlegungen gehören das Risiko von Blitzeinschlägen in der Region, die Empfindlichkeit der verwendeten elektronischen Geräte, Budgetpläne und die Einhaltung der örtlichen Elektrovorschriften und -bestimmungen.

In Situationen, in denen das Blitzschlagrisiko hoch ist oder kritische und empfindliche Geräte verwendet werden, wird häufig die Installation beider Arten von SPDs empfohlen.

Überspannungsableiter vom Typ 1 müssen direkt unter dem eingehenden Leistungsschalter installiert werden, insbesondere wenn sich ein Blitzableiter auf dem Dach des Gebäudes befindet.

Für Industrie- und Gewerbestandorte ist es ein Muss, beide Überspannungsableiter installiert zu haben, da der Blitzschutz für diese dicht besiedelten Gebiete immer dringlicher wird. Das Fehlen eines Schutzes könnte nicht nur zu Schäden an Geräten und Einrichtungen führen, sondern möglicherweise auch die Sicherheit von Personen gefährden.

Die Beratung durch einen qualifizierten Elektriker oder Elektroingenieur ist erforderlich, um die spezifischen Anforderungen des elektrischen Systems zu beurteilen und die effektivste Kombination von SPDs für einen dauerhaften Schutz zu ermitteln.

Best Practices für die Installation

Eine ordnungsgemäße Installation ist entscheidend für einen wirksamen Überspannungsschutz:

1. Wichtige Hinweise vor der Installation

- Stellen Sie sicher, dass die Stromversorgung an den Leistungsschaltern oder Trennschaltern getrennt ist.

- Die Installations- und Verdrahtungsverfahren müssen sowohl den nationalen als auch den örtlichen Elektrovorschriften entsprechen.

- Qualifizierte, zugelassene Techniker oder Elektriker sollten für die Installation und Wartung des Systems verantwortlich sein.

- Die Leiterlängen sollten für die beste Leistung so kurz und gerade wie möglich sein.

- Vermeiden Sie das Aufwickeln von überschüssigem Draht. Vermeiden Sie das Aufwickeln von überschüssigen Leitungen.

- Vermeiden Sie 90-Grad-Biegungen und biegen Sie Drähte für die beste Leistung abgerundet.

- Schneiden Sie alle Leitungen auf die richtige Länge zu.

- Die Leiter für die SPD-Installation sollten vorzugsweise 0,5 Meter nicht überschreiten und unter keinen Umständen 1 Meter überschreiten.

2. Installation des SPD vom Typ 1

- Installieren Sie es so nah wie möglich am Netzzugang
- Verwenden Sie kurze, gerade Leiter (nach Möglichkeit weniger als 12 Zoll)
- Verwenden Sie die geeignete Drahtstärke (typischerweise 6 AWG oder größer)
- Stellen Sie eine ordnungsgemäße Erdungsverbindung sicher
- Befolgen Sie die Drehmomentspezifikationen des Herstellers

3. Installation des SPD vom Typ 2

- Installieren Sie es auf der Lastseite des Hauptschalters
- Positionieren Sie es in der Nähe der geschützten Geräte oder des Panels
- Minimieren Sie die Leitungslänge, um die Impedanz zu reduzieren
- Verwenden Sie einen dedizierten Leistungsschalter gemäß den Herstellerspezifikationen
- Installieren Sie es an einem Ort, der für regelmäßige Inspektionen zugänglich ist

Wartungs- und Austauschüberlegungen

Überspannungsschutzgeräte halten nicht ewig und erfordern regelmäßige Aufmerksamkeit:

- Regelmäßige Inspektion: Überprüfen Sie die Kontrollleuchten (falls vorhanden) monatlich
- Lebensdauer: Die meisten SPDs haben eine begrenzte Lebensdauer und verschlechtern sich mit jedem Überspannungsereignis
- Austauschauslöser: Ersetzen Sie sie nach größeren Überspannungsereignissen, wenn Anzeigen das Lebensende anzeigen, oder gemäß dem vom Hersteller empfohlenen Zeitplan
- Dokumentation: Führen Sie Aufzeichnungen über Installationsdaten und alle Überspannungsereignisse
- Tests: Ziehen Sie regelmäßige Tests durch qualifizierte Elektriker für kritische Installationen in Betracht

Gesetzliche Standards und Compliance

Achten Sie bei der Auswahl von Überspannungsschutzgeräten auf Produkte, die den einschlägigen Standards entsprechen:

- UL 1449 4th Edition: Der primäre Standard für Überspannungsschutzgeräte in Nordamerika
- IEEE C62.41: Definiert Überspannungsumgebungen und Testverfahren
- NFPA 70 (National Electrical Code): Enthält Anforderungen für die SPD-Installation
- IEC 61643: Internationaler Standard für Niederspannungs-Überspannungsschutzgeräte

Die Einhaltung dieser Standards stellt sicher, dass die Geräte getestet und verifiziert wurden, um den Schutz zu bieten, den sie beanspruchen.

Häufige Missverständnisse über den Überspannungsschutz

Um Ihnen fundierte Entscheidungen zu erleichtern, wollen wir einige gängige Missverständnisse ansprechen:

- Missverständnis: Ein einzelner Überspannungsschutz reicht für den Schutz des gesamten Gebäudes aus.
  Realität: Ein koordinierter Ansatz mit mehreren Typen bietet den umfassendsten Schutz.

- Missverständnis: Alle Überspannungsschutzgeräte bieten den gleichen Schutz.
  Realität: Die Schutzniveaus variieren erheblich zwischen Typ 1, 2 und 3 und sogar zwischen Modellen innerhalb jedes Typs.

- Missverständnis: Überspannungsschutzgeräte halten ewig.
  Realität: Sie verschlechtern sich mit jedem Überspannungsereignis und erfordern einen regelmäßigen Austausch.

- Missverständnis: Überspannungsschutzgeräte schützen vor allen Stromproblemen.
  Realität: Sie schützen vor transienten Überspannungen, aber nicht vor anhaltenden Überspannungen, Unterspannungen oder Ausfällen.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Hauptunterschiede zwischen Überspannungsschutzgeräten vom Typ 1 und Typ 2 ihr Standort und die Art der Überspannungen sind, die sie bekämpfen sollen. Das Verständnis dieser Unterschiede kann uns helfen, die richtige Überspannungsschutzstrategie zu wählen, um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Elektroinstallationen und empfindlichen Geräten zu gewährleisten.

Während Überspannungsableiter vom Typ 1 als primäre Verteidigung gegen starke externe Überspannungen wie Blitzeinschläge dienen, bieten SPDs vom Typ 2 einen wesentlichen Schutz vor den häufigeren internen transienten Überspannungen, die innerhalb Ihrer Elektroinstallation erzeugt werden. Oft wird der robusteste und zuverlässigste Schutz durch einen koordinierten Ansatz erreicht, der beide Arten von SPDs in einer mehrschichtigen Konfiguration verwendet. Dies bietet einen umfassenden Überspannungsschutz vom Sekundärteil des Leistungstransformators bis zum Einsatzort.