Überspannungsschutz

Unter Überspannungsschutz wird der Schutz elektrischer und elektronischer Geräte vor zu hohen elektrischen Spannungen verstanden.

Überspannungen können durch einen Blitz, durch kapazitive oder durch induktive Einkopplungen anderer elektrischer Systeme hervorgerufen werden. Auch elektrostatische Entladungen (ESD), die schon bei einfachen Handhabungen entstehen können, können Überspannungen hervorrufen.

Eine der Hauptursachen für kritische Überspannungen sind Blitzeinschläge in Energie- und Signalleitungen und in deren Nähe. Durch kapazitive und induktive Wirkungen der Blitze (LEMP von engl. lightning electromagnetic pulse) werden in Leiterschleifen in der Umgebung von ca. 200 Metern unzulässige Spannungen induziert. Bis ca. 2 km können durch ohmsche Effekte (Erdwiderstand) noch gefährlich hohe Potentialdifferenzen auftreten.

Auch durch Schaltvorgänge im Mittel- oder Niederspannungsnetz im Haus können Überspannungen (SEMP von engl. switching electromagnetic pulse) auftreten. So treten in Leitungen neben Leuchtstofflampen mit konventionellem Vorschaltgerät oder beim Abschalten von Motoren Schaltüberspannungen bis mehrere Kilovolt auf.

Grobschutz (Typ 1, früher Klasse B.)

Der Grobschutz in der Gebäudeeinspeisung soll den Energieinhalt des Blitzes ableiten und die verbleibende Restspannung auf Werte kleiner als 1300 bis 6000 V (je nach verwendeter Technologie) begrenzen.

Es wird mit Strömen von 50/100 kA mit einer Impulsform 10/350 µs gerechnet, was den typischen Werten eines direkten Blitzeinschlages entspricht. Vor wenigen Jahren galten 3000 V als guter Wert für Grobschutzableiter. Durch neue Technologien konnte der Schutzpegel auf 1300 V bei koordinierten (kombinierten) Ableitern gesenkt werden.

Mittelschutz (Typ 2, früher Klasse C.)

Der Mittelschutz befindet sich bei Gebäuden üblicherweise in den Etagenverteilern und begrenzt die verbleibenden Überspannungen auf weniger als 600 bis 2000 V und ist darauf angewiesen, dass die von ihm abzufangenden Überspannungen 4000 V nicht überschreiten.

Feinschutz (Typ 3, früher Klasse D.)

Ein Feinschutz schützt die jeweiligen Steckdosen und die Steckverbindungen aller anderen Leitungen. Er reduziert die verbleibenden Überspannungen auf das von den angeschlossenen Geräten, Baugruppen oder Bauteilen verkraftbare Maß. Die Hersteller elektrischer und elektronischer Geräte sind in den meisten Ländern verpflichtet, ihre Geräte mit einem für den sicheren Betrieb erforderlichen Feinschutz auszustatten (CE-Zeichen deutet darauf hin).

In Deutschland ist dies durch das Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten (EMVG) geregelt. Dennoch gibt es signifikante Unterschiede; ein ab Werk eingebauter Feinschutz muss sich nicht automatisch auf dem gleichen Qualitätsniveau befinden wie ein guter externer Feinschutz. Insbesondere Überspannungsschutzadapter (Zwischenstecker) und Überspannungsschutz-Steckdosenleisten besitzen oft keine (Schmelz-)Sicherungen, die bei Überhitzung der Varistoren oder deren Zerstörung diese vom Netz trennen, was im Extremfall zu Bränden führen kann. Diese Schutzgeräte leiten ohnehin Überspannungen nur gegen den parallel verlaufenden Schutzleiter ab, was meistens nicht ausreicht.

Der Überspannungsschutz ist Teil der DIN-Blitzschutznorm VDE 0185. Diese Norm ist im Jahr 2002 überarbeitet und in 4 Teilen herausgegeben worden.