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Überspannungsschutz

Wie sieht ein wirksamer Überspannungsschutz in der Praxis aus?

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thorsten Heil / Dr. Jörg Kempf

Nur 3,5 Millimeter breit sind die schmalsten Geräte der neuen Überspannungsschutz-Produktfamilie für die MSR-Technik von Phoenix Contact.
Nur 3,5 Millimeter breit sind die schmalsten Geräte der neuen Überspannungsschutz-Produktfamilie für die MSR-Technik von Phoenix Contact. (Bild: Phoenix Contact)

Die Bewertung und Minimierung von Risiken wird heute immer transparenter verhandelt – und immer häufiger zur Chefsache. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Blitz- und Überspannungsschutz für bauliche Anlagen – das Risiko wird hier nach DIN EN 62305-2 bewertet. Am Ende der Kalkulation werden stets das tolerierbare Risiko und der notwendige Aufwand abgewogen und in Relation gesetzt. Soweit der theoretische Ansatz – aber wie sieht ein wirksamer Überspannungsschutz in der Praxis aus?

Eine häufige Ursache für transiente Überspannungen sind die Auswirkungen von Blitzentladungen bei Gewittern. Dabei können sich selbst weit entfernte Blitzeinschläge auf elektrische und elektronische Bauteile auswirken. Zum einen entsteht in der Nähe des Blitzes immer eine Potenzialanhebung der Erde aufgrund der Erdwiderstände und des Blitzstroms. Über das Erdungssystem der Anlage und die Potenzialausgleichsleitungen setzt sich diese Spannungserhöhung fort – und kann vor allem die Isolation von Geräten und Leitungen beschädigen.

Aber auch das elektromagnetische Feld, das während der kurzen Dauer des Impulses entsteht, kann sich induktiv oder kapazitiv auf Signalleitungen einkoppeln. Signale können hierbei beeinträchtigt werden, und Geräte mit empfindlicher Elektronik werden oft reihenweise zerstört. Besonders gefährdet sind dabei Komponenten, zu denen die Kupferleitungen über lange Strecken außerhalb von Gebäuden im freien Feld verlegt sind. Doch auch innerhalb von Gebäuden kann eine Gefährdung von Signalleitungen vorliegen – vor allem wenn die elektromagnetische Verträglichkeit bei der Leitungsverlegung nicht gegeben ist.

Schaltvorgänge von induktiven oder kapazitiven Lasten können sich stark auf parallel verlegte Signalleitungen einkoppeln und ebenfalls zu Störeffekten führen – auch hier können elektronische Komponenten ausfallen. Die Ursache wird zunächst oft gar nicht erkannt. Überspannungsschutz für MSR-Anwendungen erhöht in all diesen Fällen die Sicherheit und Anlagenverfügbarkeit – und gehört längst zum Stand der Technik.

Überspannungsschutz kann mehr

Überspannungsschutz für die MSR-Technik kann heute mehr als nur vor transienten Überspannungen schützen. Die Komponenten werden oftmals als vollwertige Klemme in den Kabelverteilerschränken genutzt – und bieten erstaunlich viele Zusatzfunktionen, welche die Inbetriebnahme der Signalkreise sowie spätere Wartungsarbeiten vereinfachen. Auch die Entwicklung der neuen Produktfamilie Termitrab Complete von Phoenix Contact wurde von aktuellen Markttrends inspiriert.

Zu den starken Trends in der Prozesstechnik gehört ein platzsparender und kompakter Aufbau. In prozesstechnischen Großanlagen werden oftmals mehrere tausend Signale und entsprechend viele Feldkabel in so genannten High Density Marshaling Cabinets terminiert. Termitrab Complete ermöglicht es mit seinen extrem schmalen Varianten nun, zwei Signaladern auf einer Baubreite von lediglich 3,5 mm anzuschließen. Auf einem Meter Installationsbreite lassen sich folglich 572 Signal­adern gegen Überspannungen schützen.

Überspannungsschutz in explosionsgefährdeten Bereichen

Anlagensicherheit

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17.10.14 - Bei Anlagen, die eine extrem hohe Verfügbarkeit fordern, ist auch ein kurzzeitiger Ausfall nicht akzeptabel. Hier sind die Anforderungen an den Überspannungsschutz extrem hoch. Lesen Sie, wie Sie Ihre Anlage nach dem Ampelprinzip vorausschauend überwachen. lesen

Die Verlustleistung, die aus den Entkopplungswiderständen in den Schutzschaltungen resultiert, konnte deutlich minimiert werden – auch diese Funktion zielt auf High-Density-Anforderungen ab. Durch eine innovative Schutzschaltung werden alle drei Kategorien – C1, C2, D1 – der Überspannungsschutz-Norm EN 61643-21 auch bei einer Baubreite von nur 3,5 mm eingehalten.

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