Ein Blitz- und Überspannungsschutz (SPD = Surge Protective Device) darf nur von einer Elektrofachkraft installiert, in Betrieb genommen und gewartet werden, die mit den nationalen und internationalen Gesetzen, Vorschriften und Standards vertraut ist. Dabei sind unter anderem normative Anforderungen bzgl. den Leitungslängen, den wirksamen Schutzbereichen und der Absicherung der Überspannungsschutzgeräte zu beachten.
Überspannungsschutzgeräte werden immer dort installiert, wo die Leitungen und Kabel in den Schaltschrank eingeführt werden. Somit wird vermieden, dass die Störungen in den Schaltschrank eingekoppelt werden. Sie werden direkt am Anfang des Schaltschrankes abgeleitet.
Grundsätzlich sollte ein SPD so nah wie möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage errichtet werden. Durch den Einsatz des passenden SPD's soll eine Spannungsbegrenzung entsprechend der Isolationskoordination sichergestellt werden. So sind die nachgeordneten Installationseinrichtungen geschützt.
Die Isolationsfestigkeit von der Hauptverteilung bis einschließlich der Unterverteilung beträgt 4 kV. Der Überspannungsableiter (Typ II) wird in der Unterverteilung installiert und begrenzt die Spannung anschließend auf unter 4 kV.
Die Isolationsfestigkeit von der Unterverteilung bis zum Endgerät beträgt 2,5 kV. Der Endgeräte-Überspannungsschutz (Typ III) sitzt direkt vor dem zu schützenden Endgerät und begrenzt die Spannung auf unter 2,5 kV.
Alle SPDs verfügen über eine Erdanschlussklemmstelle. An diese muss die Erdleitung der zugehörigen Potenzialausgleichsschiene angeschlossen werden. Die Erdleitung muss mit möglichst großem Querschnitt so kurz wie möglich ausgeführt werden, da jeder Zentimeter Leitungslänge die Restspannung des SPDs erhöht.
Bei Typ I Ableitern müssen beide Erdanschlussklemmen angeschlossen werden. Eine Leitung führt hierbei zum Potenzialausgleichsanschluss des Gebäudes und die zweite Leitung ist mit dem PE-Leiter der Installation zu verbinden.
Aufgrund des induktiven Leiterwiderstandes kann es bei einer transienten Überspannung schnell zu einem Spannungsfall von mehreren 1.000 V kommen. Dies würde den effektiven Schutzpegel des SPDs so stark verschlechtern, dass wohlmöglich die Spannungsfestigkeit der Installation oder des zu schützenden Gerätes trotz Einsatz eines SPDs überschritten werden würde. Im schlimmsten Fall könnte das Gerät geschädigt, zerstört oder sogar ein Brand erzeugt werden.
Die ankommenden und abgehenden Leitungen werden jeweils direkt an den Klemmen des SPD's angeschlossen. Dadurch ergibt sich eine V-förmige Anschlussgeometrie. Die Methode minimiert die Leitungslängen und reduziert die zusätzlichen Spannungen und Übergangswiderstände.
Eine Leitung wird von dem Hauptstromkreis abgezweigt und direkt mit dem SPD verbunden. Dadurch ergibt sich eine T-förmige Anschlussgeometrie. Bei der Verdrahtung kann es zu höheren Störungen führen, da die Leitungslänge größer ist und zusätzliche Übergangswiderstände entstehen können.
Für einen effektiven Schutz muss der Überspannungsschutz so nah wie möglich am Einspeisepunkt der elektrischen Anlage installiert werden. Bei einem Wohngebäude ist dies beispielsweise direkt an der Leitungseinführung, im unteren Anschlussraum des Zählerschrankes.
Zusätzlich sind potenzielle, eigene Störquellen des Gebäudes zu berücksichtigen. Auch in diesen Fällen muss der Überspannungsschutz so nah wie möglich am verursachenden Gerät installiert werden.
Die Norm (VDE 0100-534) regelt den maximal zulässigen Abstand zwischen einem SPD und dem zu schützenden Gerät (wirksamer Schutzbereich).
Für die Anschlussleitungen zum SPD wird im Regelfall der gleiche Leitungsquerschnitt gewählt wie für den Außenleiter (L1, L2, L3) und den Neutralleiter (N).
Normativ fordert die VDE 0100-534 (IEC 60364-5-53) die in der Tabelle gezeigten Mindestleitungsquerschnitte für Typ I und Typ II SPDs.
| Typ | Anschlussleitungen zwischen SPD und Außenleiter | Anschlussleitungen zwischen SPD und Haupterdungsschiene oder Schutzleiter (PE oder PEN) |
| I | 6 mm2 Cu (Kupfer) | 16 mm2 Cu (Kupfer) |
| II | 2.5 mm2 Cu (Kupfer) | 6 mm2 Cu (Kupfer) |
Zur Absicherung werden SPDs mit Hilfe eines Überstromschutzelementes (F2), welches für die Verlegungsart und den Querschnitt der angeschlossenen Leitung ausgelegt ist, gegen Kurzschluss oder Überlastung geschützt.
Die Leitungsquerschnitte und der Backup-Schutz für SPDs mit einer Kurzschlussfestigkeit (Isccr) von 50 kA und 25 kA sind beispielhaft der Tabelle zu entnehmen.
Überspannungsschutzgeräte verhalten sich im Normalbetrieb wie passive, nichtleitende Bauteile. Nur im Falle einer Überspannung oder am Lebensende der Schutzkomponenten kommt ein Stromfluss zustande. Dafür werden zur Absicherung die SPD's mit Hilfe eines Überstromschutzelementes (F2) gegen Kurzschluss oder Überlastung geschützt.
Paul Kalteis
Technischer Support, Drucker und Werkzeuge
