Absicherung von Industrie- und Wohngebäuden
Schutz vor Blitz und Überspannungen
Eine hohe Verfügbarkeit wichtiger Endgeräte ist in komplexen Industrieanlagen ebenso wichtig wie in den eigenen vier Wänden. In beiden Fällen ist es erforderlich, elektronische Verbraucher vor Blitz- und Überspannungen zu schützen. Dabei gibt es allerdings einige signifikante Unterschiede.Was sind schützenswerte Anlagen, und wann ist es sinnvoll, Blitz- und Überspannungsschutz-Produkte einzusetzen? Die VdS-Richtlinien zur Schadensverhütung leisten dabei eine brauchbare Hilfestellung. So ist dort definiert, dass "Schutzmaßnahmen gegen Blitz- und Überspannungen für bestimmte Anlagen erforderlich sind, um deren Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, deren Verfügbarkeit zu erhöhen, Datenverluste zu vermeiden und den Brandschutz zu unterstützen" [1]. Als wichtige und schützenswerte Anlagen - sowohl im industriellen wie auch im privaten Umfeld - gelten: Stromversorgung, Telekommunikations- und Netzwerktechnik sowie Sende- und Empfangsanlagen. Je nach Einsatzgebiet lässt sich diese Liste noch um weitere Bereiche erweitern. Mithilfe des Schutzkreises (Bild 1, siehe auch Kasten auf Seite 57) können Verantwortliche die schützenswerten Leitungen einer Anlage auf einfache Weise identifizieren. Schutz der Haupt- und Unterverteilungen Der Schutz der Haupt- und Unterverteilung ist im industriellen Umfeld ebenso wichtig wie im Eigenheim. Ohne ausreichend leistungsstarke Schutzgeräte direkt am Gebäudeeintritt lässt sich kein wirkungsvolles Schutzkonzept umsetzten (Bild 2). Die wichtigste Frage an dieser Stelle lautet: Handelt es sich um ein Gebäude mit oder ohne äußeren Blitzschutz? Bei Gebäuden mit äußerem Blitzschutz können bei einem direkten Blitzeinschlag hohe Blitzenergien in das zu schützende Gebäude eingekoppelt werden. Dort ist ein Blitzableiter Typ 1 laut VDE-Richtlinien [2] vorgeschrieben. In der Regel kommen in der Industrie leistungsstarke Ableiter auf Funkenstreckenbasis zum Einsatz, die direkt hinter dem Hausanschlusskasten eingebaut sind. Ist das Gebäude ohne äußeren Blitzschutz errichtet, reicht in den meisten Fällen ein Überspannungsschutz-Ableiter Typ 2 aus. Diese Varistor-basierenden Ableiter lassen sich im Verteilerkasten direkt nach dem Zähler installieren. Als praxisgerechte Alternative im privaten Bereich haben sich Varistor-basierende Typ-1-/Typ-2-Ableiter erwiesen. Obwohl diese nicht an die Leistungsstärke klassischer Typ-1-Funkenstrecken-Ableiter heranreichen, liegt die Leistungsstärke dennoch oberhalb der Typ-2-Ableiter. Auch Blitzeinschläge in unmittelbarer Nähe sind durch diese Geräte gut beherrschbar. Wenn die Haupteinspeisung sicher geschützt ist, sind zunächst die nachfolgenden Unterverteilungen in Betracht zu ziehen. Besonders bei weit ausgedehnten Installationen - sowohl im industriellen wie auch im privaten Bereich - gilt es, weitere Ableiter vom Typ 2 zu installieren. Nicht selten passiert es, dass leistungsstarke Blitzimpulse durch schlecht gewählte Leitungswege in benachbarte Leitungen einkoppeln. Auch Schalthandlungen an leistungsstarken Maschinen können solche Impulse verursachen. Aus diesem Grund muss ein durchgehendes Schutzkonzept weitere Überspannungsschutz-Ableiter vorsehen, wenn die Abstände zwischen zwei Verteilungen größer als zehn Meter sind. Schutz der Stromversorgung Um wichtige und zentrale Endgeräte wirkungsvoll vor den Folgen von Überspannung zu schützen, sind zusätzlich Ableiter für den Feinschutz der Stromversorgungsseite notwendig. Im Produktprogramm von Phoenix Contact beispielsweise gibt es diese als Typ 3 bezeichneten Ableiter in unterschiedlichen Bauweisen, sodass sich immer die passende Bauform für die jeweilige Applikation findet. In Industrieanlagen kommen dabei idealerweise Ableiter für die Hutschienen-Montage zur Auswahl - etwa um Brandmeldeanlagen bestmöglich zu schützen (Bild 3). In Hausinstallationen hingegen lassen sich Steckdosen-Zwischenstecker verwenden, die auch der Endbenutzer je nach Anforderung vor die zu schützenden Endgeräte - etwa Fernseher oder Computer - einstecken kann. Universelle Überspannungsschutz-Ableiter, etwa vom Typ Blocktrab, finden im industriellen wie auch im privaten Umfeld gleichermaßen Verwendung (Bild 4). Aufgrund ihrer geringen Abmessungen eignen sie sich gut für den Einsatz in Abzweigdosen, Kabelkanälen und Unterputzdosen. Schutz von Telekommunikation und Netzwerk Doch nicht nur die Stromversorgungseite der Endgeräte ist vor den Folgen von Überspannungen zu schützen. Gemäß dem Schutzkreis-Konzept sind alle zum Endgerät hinführenden Leitungen zu sichern. Auch zu diesem Zweck hält der Markt eine große Auswahl an Geräten bereit. Die Produkte der Baureihe Datatrab beispielsweise eignen sich sowohl für den Einsatz auf der Hutschiene als auch für die flexible Installation (Bild 5). Durch Lösungen für den Einbau in den 19-Zoll-Schaltschrank lassen sich bis zu 24 Ethernet-Leitungen schützen - mit einem Gerät. Obwohl sich diese Systeme auch für den privaten Bereich eignen, gibt es Überspannungsschutz-Geräte, die in diesem Fall besser zugeschnitten sind. So eignet sich beispielsweise der spezielle Steckdosen-Zwischenstecker MNT-TAE über den Schutz der Stromversorgung hinaus auch zum Schutz der Telekommunikationsseite über den TAE-Anschluss. Steckt der Anwender dieses Überspannungsschutz-Gerät also vor den WLAN-Router ein, sind in einem durchgehenden Schutzkonzept keine Ausfälle als Folge von Überspannungen mehr zu erwarten. Schutz von Sende- und Empfangsanlagen Zusätzlich zu den genannten Schutzbereichen sind in fast allen durchgängigen Schutzkonzepten auch Überspannungsschutz-Ableiter für Sende- und Empfangsanlagen erforderlich. Die angebotenen koaxial aufgebauten Ableiter eignen sich für alle gängigen Übertragungssysteme von Mobil- und Behördenfunk bis hinein in den Bereich der Video- und Fernsehübertragung (Bild 6). Kombinationsprodukte zum Schutz der Stromversorgung und des TV/SAT-Anschlusses sind ebenfalls erhältlich. In Gebäuden mit mehreren Fernsehgeräten lassen sich auch Überspannungsschutz-Geräte unmittelbar vor dem Multiswitch installieren. Für industrielle Sende- und Empfangsanlagen kommen dagegen spezielle Schutzadapter für GPS-, UMTS-, LTE- und Wimax-Applikationen zum Einsatz. Fazit Durchgehende Schutzkonzepte sind in industriellen Applikationen ebenso wichtig wie im privaten Umfeld. Auch die DIN-Norm zu Art und Umfang der Mindestausstattung von elektrischen Anlagen in Wohngebäuden [3] unterstreicht, dass bei vielen Wohngebäuden Überspannungsschutz erforderlich ist. Daher kommt es neben der Einsicht, Überspannungsschutz einzusetzen, auch auf die Auswahl der geeigneten Produkte an.
Literatur:
[1] VdS 2031: 2010-09 (07): Blitz- und Überspannungsschutz in elektrischen Anlagen - Unverbindliche Richtlinien zur Schadensverhütung.
[2] VDE 0185-305-3: Blitzschutz - Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen.
[3] DIN 18015-2:2010-11: Elektrische Anlagen in Wohngebäuden. Teil 2: Art und Umfang der Mindestausstattung.
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