Ein Überspannungsableiter, früher Blitzableiter und heute auch Überspannungsschutz genannt, ist ein Gerät, das entwickelt und verwendet wird, um die Sicherheit des Stromnetzes zu gewährleisten.
Die Aufgabe eines Überspannungsableiters besteht darin, die wichtigsten Elemente des Stromnetzes vor möglicherweise auftretenden transienten Überspannungen zu schützen, unter anderem: beim Ein-/Ausschalten einer unbelasteten Freileitung oder während eines Gewitters, aufgrund eines Blitzeinschlags in die Freileitung. Was ist eine Überspannung? Was ist ein Überspannungsableiter und wie funktioniert er?
Überspannungen – was ist das?
Überspannungen können als verschiedene Arten von Spannungserhöhungen definiert werden, die die für eine bestimmte elektrische Anlage oder ein bestimmtes elektrisches Gerät vorgesehene Höchstspannung überschreiten. Überspannungen können sowohl in Stromversorgungsnetzen als auch beim Endverbraucher – in privaten Elektroinstallationen – auftreten.
Es gibt zwei Arten von Überspannungen: Schaltüberspannungen (Überspannungen, die durch Schaltvorgänge entstehen) und Überspannungen, die durch direkte elektrostatische Entladungen auf das Gebäude oder dessen unmittelbare Umgebung entstehen.
Überspannungen können unabhängig vom Standort des Gebäudes, der Art und Qualität der Elektroinstallation auftreten, es gibt jedoch eine Reihe von Faktoren, die das Risiko direkter Blitzentladungen erhöhen – dazu gehören: auf Dächern und Fassaden von Gebäuden installierte Antennen, Blitzschlag Schutzanlagen an Gebäuden in unserer Nachbarschaft und Freileitungen.
Überspannungsableiter – Definition und Typen
Überspannungsschutzgeräte (SPD – eng. surge protection device) sind auf Funkenstrecken und/oder Varistoren basierende Geräte, die in Elektroinstallationen eingesetzt werden, um das Eindringen von Überspannungen in Elektroinstallationen und Endgeräte (die an eine bestimmte Installation angeschlossen sind) zu verhindern.
Um eine optimale Sicherheit des Stromnetzes und der daran angeschlossenen Geräte zu gewährleisten, müssen die Ableiter so ausgewählt werden, dass sie die Überspannung bei Bedarf wirksam auf einen als sicher geltenden Wert reduzieren. Wichtig sind sowohl der passende Typ/Klasse des Begrenzers und seine optimalen Spannungsparameter (sie sollten die Isolationsfestigkeit der Elektroinstallation und der daran angeschlossenen Einzelgeräte nicht überschreiten) als auch ein mehrstufiger/Kaskaden-Überspannungsschutz.
Es gibt drei Grundtypen von Überspannungsschutzgeräten, die ein dreistufiges Überspannungsschutzsystem bilden:
- Typ 1-Ableiter (erster Schutzgrad, früher: Klasse B) – der Überspannungsableiter B wird in Hauptschalttafeln installiert und hat die Aufgabe, die direkten Auswirkungen von Blitzentladungen zu begrenzen,
- Typ-2-Ableiter (zweiter Schutzgrad, früher Klasse C) – der C-Überspannungsableiter wird in Unterschaltanlagen eingebaut und hat die Aufgabe, Überspannungen zu begrenzen, die bei indirekten Blitzentladungen und infolge von Schaltüberspannungen entstehen,
- Typ 3-Ableiter (dritter Schutzgrad, früher: Klasse D) – Der D-Überspannungsableiter wird in Stromkreise und Endgeräte eingebaut und hat die Aufgabe, zu verhindern, dass Überspannungen in diese Stromkreise/Endgeräte gelangen.
Überspannungsschutz und Blitzschutzinstallation
In Gebäuden, die über keine äußere Blitzschutzanlage verfügen, werden zum Schutz der Elektroinstallation und der daran angeschlossenen Geräte meist nur Überspannungsableiter vom Typ 2, Klasse C eingesetzt. Überspannungsableiter vom Typ 2 bieten einen Spannungsschutzpegel von bis zu 1,5 kV und sollte mit einer Sicherung oder einem Schutzschalter abgesichert werden.
In Gebäuden mit äußerem Blitzschutzsystem werden Überspannungsableiter vom Typ 1+2 installiert (in den Hauptschalttafeln hinter dem Zähler). In den meisten Fällen bieten Überspannungsableiter vom Typ 1+2 einen Spannungsschutzpegel von 1,5 kV, für deren zusätzlichen Schutz können Sicherungen mit einem maximalen Nennstrom von 125 A gG/gL verwendet werden.
Überspannungsableiter für Photovoltaik
Eine Photovoltaikanlage ist eine der größten Investitionen und eine der wertvollsten Anlagen, die einen Überspannungsschutz erfordert. Photovoltaikmodule und Wechselrichter sind durch direkte oder indirekte Blitze (in der Umgebung) Schäden oder Zerstörungen ausgesetzt.
Um eine optimale Sicherheit einer Photovoltaikanlage zu gewährleisten, werden meist spezielle Überspannungsableiter eingesetzt, die jeweils an die Anlagenkonstruktion, die Dach- und Ziegelart sowie den Abstand zwischen Photovoltaikanlage und Blitzschutzanlage angepasst sind.
Zusammenfassung
Richtig ausgewählte und installierte Überspannungsableiter in einem Einfamilienhaus ermöglichen einen wirksamen Schutz der Elektroinstallation und der Endgeräte vor Überspannungen unterschiedlicher Herkunft. Zu den Ursachen einer potenziell gefährlichen Überspannung können unter anderem gehören: Blitzeinschläge in das Gebäude, seine Umgebung oder Stromleitung, Blitzeinschläge in die Blitzschutzanlage oder Außenantennen, Überwachungselemente, Torsteuerung, Beleuchtung usw.
Das richtige Überspannungsschutzsystem geht von einem Kaskadenschutz aus, also einem mehrstufigen Schutz, und Investoren und Installateuren stehen drei Arten von Überspannungsschutzgeräten zur Verfügung: 1, 2 und 3. Eine Investition in Überspannungsableiter ist eine Investition in die Sicherheit des Gebäudes sowie alle elektronischen Geräte und Anlagen, die den negativen Auswirkungen von Überspannungen ausgesetzt sind, wie z. B. Photovoltaikmodule.