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''Überspannungen berücksichtigen - Einmal geblitzt, immer geschützt'' - M&T Trendguide 6, 18. Juli 2018

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''Überspannungen bedingen Ausfälle in der Stromversorgung und können die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Maschinen und Systemen bedrohen. Deshalb ist es wichtig, bei der Wahl der Stromversorgung auf ausreichend Schutz zu achten. Schukat erklärt, worauf es hier für Applikationen der Überspannungskategorie III ankommt.

Jedes Jahr entladen sich ca. 500.000 Blitze über Deutschland und machen Gewitter zu einem faszinierenden Naturschauspiel. Die Faszination lässt jedoch nach, wenn man nach einem Blitzschlag plötzlich im Dunkeln steht. Weder die Beleuchtung noch andere elektrische Betriebsmittel weisen dann als Folge der Überspannung im Niederspannungsnetz eine Funktion auf. Auch wenn die Auswirkungen einer Überspannung durch die elektrostatische Entladung des Blitzes in der Regel am verheerendsten sind, stellt nicht nur diese ein Problem und eine Gefahr für elektrische Betriebsmittel dar. Auch durch andere Ursachen hervorgerufene transiente Überspannungen, also sehr kurzzeitig auftretende Überspannungen über das Niederspannungsnetz, begleiten uns kontinuierlich und sind praktisch unvermeidbar. Diese Störungen dauern nur einige Mikrosekunden bis wenige Millisekunden an. Sie können sehr klein sein und deshalb gänzlich unbemerkt bleiben, oder aber hoch energetisch ausfallen. Dann beeinflussen oder zerstören sie möglicherweise die Geräte, die an das Versorgungsnetz angeschlossen sind, und stellen im Ernstfall ein Sicherheitsrisiko dar.

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Ursachen für Überspannungen
Zu den Ursachen für Überspannungen im Niederspannungsnetz zählen neben dem Blitzschlag auch Fehler im Versorgungsnetz, defekte elektrische Betriebsmittel in der Installation, das Abschalten von induktiven Verbrauchern wie z. B. Motoren sowie das Zuschalten von mitunter großen Verbrauchern. Ob es sich um eher harmlose Störungen handelt, die durch das Abschalten kleiner Lasten im Eigenheim entstehen, oder um das Schalten sehr großer Verbraucher direkt beim Energieversorger – der Energiegehalt der potenziell daraus resultierenden Überspannungen im Stromnetz kann sehr unterschiedlich sein. Durch die zunehmende Automation verschärft sich die Sensibilität des Themas zusätzlich. Denn potentielle Störer wie regelbare Antriebe und Motoren sowie hochempfindliche Steuerungen kommen verstärkt in immer komplexeren Elektroinstallationen zum Einsatz.

Werden zu erwartende Überspannungen bei der Auswahl einer Stromversorgung nicht ausreichend berücksichtigt oder der Bedarf eines zusätzlichen Überspannungsschutzes ignoriert, kann es zu einem Ausfall der Komponente kommen. Ein sehr hoher Anteil an Ausfällen im Feld ist auf Überspannungen zurückzuführen. Denn die Zuverlässigkeit von Maschinen und Systemen hängt stark von der Fähigkeit der Stromversorgung ab, diesen Überspannungen standzuhalten. Wie robust und sicher eine Stromversorgung gegenüber kurzzeitigen Überspannungen tatsächlich ist, darüber geben standardisierte Surge-Test-Verfahren sowie die Angabe der Überspannungskategorie in der technischen Dokumentation der Produkte Auskunft.

Die Überspannungskategorie definieren
Für Betriebsmittel, die vom Niederspannungsnetz gespeist werden, gibt es das Schema der Überspannungskategorien: In vier Stufen definiert es für jede Kategorie eine Impulsfestigkeit gegen unterschiedlich hohe Überspannungen. Dabei besteht das wichtigste Ziel darin, den Schutz des Anwenders zu gewährleisten. Demnach ist ein Durchschlagen der Überspannung auf die Sekundärseite des Netzteils und das damit verbundene Sicherheitsrisiko zwingend zu vermeiden...''


Autoren: Frank Stocker, Field Application Engineer bei Schukat electronic und Dr. Wen Wu, Product Manager bei MEAN WELL Europe

Dieser Artikel ist erschienen in der Fachzeitschrift Markt & Technik Trenguide "Stromversorgung & Powermanagement'' vom 18. Juli 2018. Um den kompletten Artikel lesen zu können, nutzen Sie bitte den PDF-Download.




 
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