Schaltanlagenbau: Überspannungsschutz und Schutzkonzepte
Warum ist der Einsatz von Überspannungsschutz im modernen Schaltschrankbau so wichtig?
In der vernetzten Industrie sind automatisierte Fertigungsprozesse auf eine unterbrechungsfreie Energie- und Datenversorgung angewiesen. Doch die voranschreitende Miniaturisierung macht moderne Elektronik anfällig für elektrische Störgrößen. Risiken durch transiente Überspannungen und Blitzeinschläge werden oft unterschätzt – obwohl ein einziger Energieimpuls sensible Komponenten sofort zerstören kann.
Unsichtbare Gefahr: Indirekte Blitzeinschläge & Schalthandlungen
Gefahr droht keineswegs nur durch direkte Blitzeinschläge. Deutlich häufiger verursachen indirekte Einschläge im Umkreis mehrerer Kilometer oder interne Schalthandlungen gefährliche Spannungsspitzen. Über Strom- und Datenleitungen dringen diese augenblicklich bis in die zentralen Schaltanlagen und Energieverteiler vor.
Die Folgen eines Systemausfalls
Fällt eine Haupt- oder Unterverteilung aus, droht der komplette Produktionsstillstand. Neben teuren Reparaturschäden an SPS-Steuerungen oder Frequenzumrichtern wiegen die Folgeschäden meist schwerer:
Ungeplante Betriebsunterbrechungen & Lieferverzögerungen
Existenzbedrohende Kosten in Just-in-Time-Lieferketten
Irreversible Datenverluste sowie erhöhtes Brandrisiko
Die Lösung: Ein mehrstufiges Blitz- und Überspannungsschutzkonzept
Ein verlässlicher Schutz erfordert ein systematisches, mehrstufiges Schutzkonzept nach dem Prinzip der Blitzschutzzonen (LPZ). Es verbindet äußeren Blitzschutz mit lückenlosem innerem Überspannungsschutz – von leistungsstarken Kombi-Ableitern an der Netzeinspeisung bis hin zum Gerätefeinschutz direkt vor die elektrischen Betriebsmittel.
Welche Überspannungsschutzgeräte (SPDs) sind auszuwählen und einzusetzen?
Gemäß DIN VDE 0100-443 (Schutz bei Überspannungen) und DIN VDE 0100-534 (Auswahl und Errichtung von SPDs) erfordert die Auslegung von Schaltschränken ein kaskadiertes Schutzkonzept mit den SPD-Typen 1, 2 und 3. Die normgerechte Auswahl und Anordnung richtet sich nach dem Einspeisepunkt, der Blitzschutzklasse (BSK), den Leitungslängen sowie der Überspannungskategorie (ÜSK) der elektrischen Betriebsmittel.
Isolationskoordination im Schaltanlagenbau (Schutzstufen-Konzept)
Schrittweise Spannungsreduzierung
Elektrische Betriebsmittel müssen je nach Einbauort eine definierte Bemessungsstoßspannung gemäß der DIN EN 60664-1 (VDE 0110-1) aufweisen:
Speisepunkt / Trafo: bis 6 kV (ÜSK IV)
Festinstallation / UV: bis 4 kV (ÜSK III)
Anschlüsse & Geräte: bis 2,5 kV (ÜSK II)
Empfindliche Elektronik (SPS): 1,5 kV (ÜSK I)
