Überspannungsschutz Elektrische Anlagen - nicht überspannt

Wie lassen sich elektrische Anlagen am besten vor Überspannungen schützen? Spencer Ryan, technischer Berater mit Schwerpunkt Elektromechanik beim Katalogdistributor Distrelec, erläutert, worauf es dabei ankommt.

»Überspannungen sind eine allgegenwärtige Gefahr für den zuverlässigen Betrieb elektrischer Anlagen. Das gilt in besonderem Maße für Signalschnittstellen: Durch die Vielzahl parallel verlegter Leitungen sowie ihre empfindlichen Eingangs- und Ausgangsschnittstellen sind MSR-Anlagen durch Überspannungen weitaus mehr gefährdet als beispielsweise Stromversorgungssysteme«, so der Experte. Die Ursachen für Überspannungen können sehr unterschiedlicher Natur sein. Neben kritischen Überspannungen durch Blitzeinschläge in Energie- oder Signalleitungen sind es im Anlagenumfeld vor allem kapazitive oder induktive Einkopplungen anderer elektrischer Systeme - zum Beispiel beim Abschalten von Motoren oder Generatoren -, elektrostatische Entladungen oder Schaltvorgänge im Mittel- oder Niederspannungsnetz, die zu Problemen führen können.

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Überspannungsschutz für technische Anlagen

Überspannungsschutz für technische Anlagen

Auf dem Markt gibt es viele Lösungen, die die technischen Anforderungen an einen wirkungsvollen Überspannungsschutz erfüllen. Allein die Eingabe des Suchbegriffs »Überspannungsschutz« im Onlinekatalog von Distrelec ergibt bereits über 400 Treffer. »Aufgrund der zahlreichen Signalleitungen in der MSR-Technik und der entsprechend häufig zu installierenden Schutzgeräte sollten die Produkte aber nicht nur alle technischen Anforderungen erfüllen, sondern auch möglichst komfortabel, sicher und schnell installiert werden können«, gibt Ryan zu bedenken. Laut Ryan belegen die Rückmeldungen der Distrelec-Kunden, dass viele Hersteller den mitunter hohen Zeitaufwand für die Installationen der Systeme vernachlässigen. Zudem muss sich der Anlagenbetreiber jederzeit auf eine ordnungsgemäße Funktion des Überspannungsschutzes verlassen können. Ob die Funktionalität eines Überspannungsschutzes zwar im Moment noch, aber schon bald vielleicht nicht mehr gegeben ist, sollte vor Ort und von der Leitwarte aus auf einen Blick erkennbar sein. Ein Beispiel für »intelligente« Überspannungsschutzgeräte aus dem Sortiment von Distrelec ist die neue Produktfamilie Plugtrab PT-IQ von Phoenix Contact.

Proaktiv überwachen, nicht nur beim Blitzschutz

So müssen Blitzschutzsysteme nach IEC 62305-3 in regelmäßigen Abständen einer Sichtprüfung unterzogen werden. »Bei den Überspannungsschutzgeräten (ÜsG), die ein fester Bestandteil dieser Blitzschutzsysteme sind, geschieht dies meist durch integrierte Statusanzeigen. Sie sind heute der Stand der Technik bei vielen Produkten zum Schutz von Stromversorgungssystemen«, schildert der Experte. Aufgrund der in den Systemen verfügbaren Energien ist es allgemeine Praxis, das Temperaturverhalten der integrierten Schutzbausteine zu überwachen. Im Fehlerfall kommt es zu Temperaturerhöhungen einzelner Schutzkomponenten, die dann über Schmelzlote vom Netz abgetrennt werden. Über mechanische Kopplungen wird dann eine elektrische oder mechanische Signalisierung am ÜsG angezeigt.

In Systemen der MSR-Technik stellt sich die Situation aber deutlich anders dar, wie Spencer verdeutlicht: »Hier kann man nicht immer davon ausgehen, dass sich im Fehlerfall die Temperatur der Bauelemente der Schutzgeräte signifikant erhöht - etwa bei einer 4-20 mA-Stromschleife, einer typischen MSR-Anwendung, in der viele der über Distrelec bezogenen ÜsG eingesetzt werden.« Somit scheidet die thermische Überwachung als zuverlässige und universelle Methode zur Zustandsüberwachung von ÜsG in den Applikationen der MSR-Technik aus. Das intelligente Überwachungssystem »Plugtrab PT-IQ« von Phoenix Contact löst dieses Problem durch eine kontinuierliche elektrische Funktionskontrolle der Schutzkomponenten mit einem dreistufigen, intelligenten und vorausschauenden Überwachungssystem. Die grüne LED signalisiert den einwandfreien Betrieb. Die gelbe Statusanzeige informiert den Anwender darüber, dass das Schutzgerät zwar aktuell noch funktioniert, aber seine Leistungsgrenze erreicht hat. Der Techniker kann in diesem Fall entscheiden, ob der Ableiter ausgetauscht werden soll, um weitere Service-Einsätze zu vermeiden. Die rote LED signalisiert, dass der Ableiter überlastet ist und sofort ausgetauscht werden muss. Sämtliche Statusinformationen können zusätzlich über einen integrierten potentialfreien Fernmeldekontakt abgefragt werden.