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Überspannungsschutz mit SPDs: Tipps, um Anlagen und Geräte vor Überspannung zu schützen

Schukat gibt Tipps, wie Überspannungsschutzgeräte von Citel hier helfen

Transiente Überspannungen können elektronische Komponenten schädigen und zu Stand- oder Ausfallzeiten von Anlagen führen. Schukat gibt Tipps, wie Überspannungsschutzgeräte von Citel hier helfen.

Das Problem

Durch die zunehmende Industrieautomation steigt die Anzahl störanfälliger Produkte. Technische Anlagen werden immer komplexer und beinhalten immer kleinere, leistungsfähigere Geräte, die durch ihre wachsenden Funktionen noch anfälliger werden. Oft kann die Stromversorgung, zum Beispiel Schaltnetzteile in Industrieanlagen, die hohe Impulsenergie nur schlecht oder gar nicht mehr ableiten, die durch Transienten auftritt. Viele Ausfälle durch Netzteile lassen sich auf transiente Überspannungen zurückführen.

Mögliche Schädigungen elektronischer Geräte:

• Temporäre Betriebsstörung / undefinierter Betrieb der Anlage
• Daten- oder Übertragungsfehler, Programmabstürze, Löschung von Speicherinhalten
• Zerstörung der Hardware durch Spannungsdurchschlag
• Zerstörung der Bonddrahtanschlüsse oder Leiterbahnen
• Bei Hardware-Defekt: Zusätzliche Servicekosten, Stillstand der Anlage
Bei kleineren Überspannungen: Negativer Einfluss auf verbaute elektronische Komponenten, vorzeitige Alterung, verkürzte Betriebserwartung

Die Lösung

Anlagen gegen Ausfälle zu schützen und Unterbrechungen im Betrieb zu vermeiden, die teils hohe Kosten verursachen, ist essenziell. Einen wirkungsvollen Schutz bietet ein Überspannungsschutzgerät (Surge Protective Device, SPD), ein Gerät zum Schutz vor Spannungsspitzen.

So funktioniert ein Überspannungsschutzgerät:

• Basiert auf Varistoren oder gasgefüllten Funkenstrecken bzw. einer Kombination aus beidem (optimal).
• Hält dem maximalen Ableitstoßstrom von 8/20 µs Impuls stand.
• Leitet bei anliegender Überspannung die Energie ab und reduziert die maximale Restspannung auf einen definierten Schutzpegel.

Unbeeinflusste Überspannung (links) und anliegende Überspannung bei Berücksichtigung eines SPDs (rechts)

• Schutzpegel wird auf die Spannungsfestigkeit des Gerätes abgestimmt: Grob-, Mittel oder Feinschutz. Vorschrift laut IEC-Norm 60364: Schutzpegel von max. 2,5 kV für Überspannungsschutzgeräte am Eingang von 230-V- oder 400-V-Netzen. Bei vernetzten Anlagen zusätzlicher Schutz der Daten- und Steuerungsleitungen.
• Schützt das Gerät unabhängig von der Höhe der Überspannung: Übersteigt die Impulsenergie die Ableitfähigkeit des Schutzelementes, ist das Endsystem trotzdem weiterhin geschützt.
• Ausgestattet mit interner und einer externer Trennvorrichtung: Bietet im Fehlerfall bestmöglichen Schutz für die angeschalteten elektrischen Anwendungen.
• Teils mit Fernsignalisierung zur Überwachung für die Einbindung in moderne vernetzte Industrieanlagen erhältlich.

Klassifizierung von SPDs:

Typ 1 Blitzstromableiter: Kommen je nach Ausführung im Vorzählerbereich oder direkt dahinter zum Einsatz, wo im Fall des direkten Blitzeinschlages die höchsten Ströme abzuleiten sind.
Typ 2 Überspannungsschutz: Kommt in der Haupt- bzw. Unterverteilung der elektrischen Installation zum Einsatz, schützt durch möglichst schnelle Unterdrückung von Stromimpulsen die nachgeschalteten Leitungen sowie elektrische Anwendungen.
Typ 3 Überspannungsschutz: Kommt in unmittelbarer Nähe zu empfindlichen elektrischen oder elektronischen Endgeräten zum Einsatz, reduziert die schon von den Typ-2-Ableitern verringerte Überspannung auf ein akzeptables Niveau für handelsübliche Endgeräte.
Kombiableiter: Decken mehrere Kategorien ab und sind zusätzlich erhältlich: Typ 1+2 oder Typ 2+3 kommen auch direkt am oder in unmittelbarer Nähe zum Endgerät zum Einsatz, Typ 1+2+3 vereint alle drei Kategorien in einem SPD.

Bei Schukat

Bei Schukat electronic bieten wir eine Auswahl an Überspannungsschutzgeräten des Herstellers Citel ab Lager an. Citel entwickelt Überspannungsschutzkomponenten wie gasgefüllte Funkenstrecken, Gasableiter und Überspannungsschutzgeräte. Mit seinen Prüflaboren in Frankreich und China lassen sich Überspannungen bis 100kA nachstellen und Produkte entsprechend prüfen und testen.

Unser technisches Vertriebsteam von Schukat berät bei Fragen rund um das Thema Stromversorgung




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