Was ist ein Überspannungsschutzgerät und wie funktioniert es?

Ein Überspannungsschutzgerät schützt elektronische Geräte vor Spannungsspitzen, indem es den überschüssigen Strom ableitet, die Brandgefahr verringert und die Lebensdauer der Geräte verlängert.

Ein Überspannungsschutzgerät hilft Ihnen, Ihre Elektronik vor plötzlichen Stromspitzen zu schützen. Damit schützen Sie z. B. Computer, Fernseher und Kühlschränke vor Schäden durch Blitzeinschläge oder Stromausfälle. Wenn Sie ein solches Gerät installieren, verringern Sie das Brandrisiko und sorgen dafür, dass Ihre Geräte länger funktionieren.

Stellen Sie sich vor, Sie stecken Ihr Telefon während eines Gewitters in eine Steckdose. Ein Überspannungsschutzgerät wirkt wie ein Schutzschild und verhindert, dass zusätzliche Elektrizität Ihr Telefon erreicht.

Wichtigste Erkenntnisse

  • Ein Überspannungsschutzgerät (SPD) schützt Ihre Elektronik vor plötzlichen Spannungsspitzen und hilft so, Schäden zu vermeiden und ihre Lebensdauer zu verlängern.

  • Die Installation eines SPD verringert das Risiko von Bränden und Stromschlägen und macht Ihr Haus oder Ihr Unternehmen sicherer.

  • Wählen Sie je nach Bedarf den richtigen SPD-Typ: Typ 1 für den Schutz des gesamten Hauses, Typ 2 für Abzweigtafeln und Typ 3 für Einzelgeräte.

  • Überprüfen Sie Ihre Überspannungsschutzgeräte regelmäßig und tauschen Sie sie alle zwei bis drei Jahre aus, um ihre Wirksamkeit zu gewährleisten.

  • Mit einem Überspannungsschutz können Sie Geld sparen, indem Sie kostspielige Reparaturen und Ausfallzeiten aufgrund von Überspannungen vermeiden.

Übersicht Überspannungsschutzgeräte

Übersicht Überspannungsschutzgeräte
Bildquelle: unsplash

Definition

Sie verwenden ein Überspannungsschutzgerät, um Ihre elektronischen und elektrischen Systeme vor plötzlichen Spannungsspitzen zu schützen. Diese Spannungsspitzen, auch Überspannungen genannt, können durch Blitzschlag, beschädigte Leitungen oder sogar durch zu viele an einen Stromkreis angeschlossene Geräte verursacht werden. Wenn eine Überspannung auftritt, reagiert das Gerät schnell und schützt Ihre Geräte.

Überspannungen können auch in industriellen Umgebungen zu Sicherheitsrisiken führen. So kann beispielsweise ein elektrischer Brand durch beschädigte Geräte oder Leitungen nach einer Überspannung entstehen. Der Überspannungsschutz hilft, solche Sicherheitsvorfälle zu verhindern, indem er das Risiko von Gerätefehlfunktionen und Überhitzung verringert.

Ein Überspannungsschutzgerät unterscheidet sich von anderen elektrischen Schutzgeräten durch seine einzigartigen Merkmale und Komponenten. Hier ist eine Tabelle, die zeigt, was es auszeichnet:

Komponente

Beschreibung

Zweck

Schützt elektrische und elektronische Geräte vor Spannungsspitzen oder Überspannungen.

Typen

Typ 1, Typ 2 und Typ 3, jeweils für spezifische Anwendungen.

Gemeinsame Merkmale

Uc: Maximale Dauerbetriebsspannung; Up: Spannungsschutzniveau; In: Nennentladestrom.

Typ 1 SPD

Wird am Netzeingang installiert, schützt vor direkten Blitzeinschlägen und bewältigt hohe Energieüberspannungen.

Typ 2 SPD

Wird nachgeschaltet, schützt vor den sekundären Auswirkungen von Überspannungen und ist für kleinere Überspannungen ausgelegt.

Überspannungsschutzgeräte findet man in Wohnungen, Büros und Fabriken. Sie arbeiten mit verschiedenen Arten von elektrischen Systemen und folgen strengen Sicherheitsnormen, wie IEC 61643-11 für Stromversorgungssysteme und IEC 61643-21 für Datenleitungen.

Hauptzweck

Der Hauptzweck eines Überspannungsschutzgerätes besteht darin, Ihre Elektronik und elektrischen Systeme vor Schäden zu bewahren. Stromstöße können aus vielen Gründen auftreten:

  • Beschädigte Verkabelung

  • Unterbrechungen des elektrischen Flusses

  • Blitzeinschläge

  • Systemüberlastungen

Wenn Sie ein Überspannungsschutzgerät verwenden, verringern Sie das Risiko:

  • Gefahr eines persönlichen Stromschlags

  • Brände

  • Total Geräteausfälle

  • Teilweise Ausfälle von Geräten

  • Intermittierende Ausfälle von Geräten

  • Verkürzte Lebenszyklen für jedes elektrische Gerät

Überspannungsschutzgeräte reagieren in Nanosekunden, viel schneller als andere Schutzmaßnahmen. Sie absorbieren hohe Überspannungsenergien von bis zu 10 kV und haben nur geringe Auswirkungen auf die Signalübertragung. Hier ist eine Vergleichstabelle:

Kriterien

Überspannungsschutzgeräte (SPDs)

Andere Schutzmaßnahmen

Reaktionszeit

Nanosekunden-Ebene

Unterschiedlich, oft langsamer

Überspannungsabsorptionsvermögen

Bis zu 10 kV

Im Allgemeinen niedriger

Auswirkungen auf die Signalübertragung

Minimal

Kann erheblich sein

Überspannungsschutzgeräte findet man an vielen Orten, denn sie schützen alles, von kleinen Geräten bis hin zu großen Industriemaschinen. Der Markt für diese Geräte wächst ständig. Hier ist ein Diagramm, das die Wachstumsrate aus verschiedenen Quellen zeigt:

Balkendiagramm zum Vergleich der CAGR-Schätzungen für den Markt für Überspannungsschutzgeräte aus verschiedenen Quellen

Überspannungsschutzgeräte müssen den internationalen Sicherheitsstandards entsprechen. Die Hersteller testen und zertifizieren sie, um sicherzustellen, dass sie wie versprochen funktionieren. Sie können darauf vertrauen, dass diese Geräte Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen schützen und die Lebensdauer Ihrer elektronischen Geräte verlängern.

Wie Überspannungsschutzgeräte funktionieren

Wie Überspannungsschutzgeräte funktionieren
Bildquelle: pexels

Erkennen von Überspannungen

Sie verlassen sich darauf, dass ein Überspannungsschutzgerät Ihre elektrische Anlage im Sekundentakt überwacht. Es kontrolliert den Stromfluss und sucht nach plötzlichen Spannungsspitzen. Wenn eine Überspannung auftritt, reagiert das Gerät fast sofort, um Ihre Geräte zu schützen.

Verschiedene Technologien helfen dem Gerät, diese Überspannungen zu erkennen. Die folgende Tabelle zeigt, wie die einzelnen Technologien funktionieren:

Technologie

Funktion

Metall-Oxid-Varistoren (MOVs)

Absorbieren und Klemmen von Überspannungen.

Gasentladungsröhren (GDTs)

Verwenden Sie ionisiertes Gas, um Energie abzuleiten.

Silizium-Avalanche-Dioden (SADs)

Schnell reagierende Komponenten für präzisen Schutz.

Diese Komponenten sind in vielen Überspannungsschutzgeräten zu finden. MOVs absorbieren zusätzliche Spannungen, GDTs verwenden spezielles Gas, um die Energie umzuleiten, und SADs reagieren schnell, um empfindliche Elektronik zu schützen.

Es kommt auf die Geschwindigkeit der Reaktion an. Manche Geräte reagieren schneller als andere. Hier ist eine Tabelle, die die Reaktionszeiten vergleicht:

Art des EPPD

Reaktionszeit

Zenerdioden-basiert

Schnellste

Gasgefüllte Typen

Relativ langsam

Sicherungen und MOV-Typen

Langsamste

Wenn Sie sich für ein Überspannungsschutzgerät entscheiden, wollen Sie eines, das schnell reagiert. Eine schnelle Reaktion bedeutet einen besseren Schutz für Ihre Elektronik.

Ableitung von Überschussstrom

Nachdem das Gerät eine Überspannung erkannt hat, muss es den zusätzlichen Strom von Ihren wertvollen Geräten wegleiten. Sie können sich das Gerät wie ein Sicherheitsventil vorstellen, das sich öffnet, wenn eine Gefahr auftritt.

Das Verfahren läuft folgendermaßen ab:

  1. Das Überspannungsschutzgerät erkennt eine Spannungsspitze und schafft einen niederohmigen Pfad zur Erde.

  2. Das Gerät leitet den überschüssigen Strom sicher von Ihrer Elektronik weg.

  3. Indem das Gerät den Strom verschiebt, senkt es die Spannung, die Ihre Geräte erreicht, und sorgt so für deren Sicherheit.

Für jede Art von Überspannungsschutzgerät gibt es unterschiedliche Nennwerte für die Stromstärke, die es bewältigen kann. Hier ist eine Tabelle mit typischen Werten:

Typ des Überspannungsschutzes

Typischer Nennwert (kA pro Pol)

Typ 1

25-50 kA

Typ 2

20-40 kA

Typ 3

≤10 kA

Ein höherer Wert bedeutet, dass das Gerät größere Überspannungen bewältigen kann. Typ 1 wird für Hauptanschlüsse, Typ 2 für Abzweigkästen und Typ 3 für den Schutz von Verbrauchsstellen verwendet.

Tipp: Bevor Sie ein Überspannungsschutzgerät installieren, sollten Sie immer den Nennwert überprüfen. Die richtige Nennleistung bietet Ihnen einen besseren Schutz für Ihr Haus oder Ihr Unternehmen.

Ein Überspannungsschutzgerät erkennt Störungen, reagiert schnell und leitet gefährlichen Strom von Ihren Geräten weg. So bleibt Ihre Elektronik sicher und Sie vermeiden teure Reparaturen.

Arten von Überspannungsschutzgeräten

Überspannungsschutzgeräte gibt es in drei Haupttypen. Jeder Typ schützt Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen auf unterschiedliche Weise. Je nachdem, wo Sie Schutz benötigen und welche Geräte Sie schützen müssen, können Sie das richtige Gerät auswählen.

Art des EPPD

Einbauort

Hauptmerkmal

Nenn-Entladestrom (In)

Ideal für

Typ 1

Zwischen Versorgungstransformator und Hauptversorgungstrennschalter

Gelistet, ohne dass eine externe OCPD erforderlich ist

10kA oder 20kA

Überspannungsschutz für das gesamte Haus

Typ 2

Lastseite der Hauptbetriebsmittel OCPD

Kann externe OCPD erfordern

3kA, 5kA, 10kA oder 20kA

Sekundärer Schutz in Gebäuden

Typ 3

Mindestens 10 Meter von der Schalttafel entfernt

Schützt einzelne Geräte

Variiert

Empfindliche Geräte wie Computer und medizinische Geräte

Service-Eingang

Sie installieren ein Überspannungsschutzgerät für den Hauseingang an der Hauptschalttafel, genau dort, wo der Strom in Ihr Gebäude eintritt. Dieses Gerät ist die erste Verteidigungslinie. Es stoppt große Überspannungen, z. B. durch Blitzschlag oder Probleme im Stromnetz, bevor sie Ihre Leitungen und Steckdosen erreichen. Mit diesem Typ schützen Sie Ihr gesamtes Haus oder Unternehmen. Hausanschlussgeräte können hohe Stoßströme, oft bis zu 20 kA, bewältigen und benötigen keinen zusätzlichen Überstromschutz.

Tipp: Wenn Sie den besten Schutz für Ihr gesamtes Haus wünschen, sollten Sie mit einem Überspannungsschutz für den Hausanschluss beginnen.

Zweigstellen-Panel

Sie platzieren ein Überspannungsschutzgerät an Unterverteilungen oder Verteilertafeln in Ihrem Gebäude. Dieses Gerät bietet Ihnen eine zweite Schutzschicht. Es fängt alle Überspannungen ab, die an der Hauptschalttafel vorbeigehen oder aus dem Gebäudeinneren kommen, z. B. von großen Geräten, die ein- und ausgeschaltet werden. Sie verwenden Verteilerschalttafeln, um Gruppen von Räumen oder bestimmte Bereiche zu schützen. Diese Geräte benötigen oft einen zusätzlichen Überstromschutz und können mäßige Überspannungsströme abfangen.

Point-of-Use

Sie schließen Überspannungsschutzgeräte direkt an Steckdosen in der Nähe Ihrer empfindlichen elektronischen Geräte an. Diese Geräte schützen einzelne Geräte, z. B. Computer, Fernsehgeräte oder medizinische Geräte. Point-of-Use-Schutzgeräte eignen sich gut, um kleine Überspannungen zu stoppen, die durch die Haupt- und Verteilerschalttafeln entweichen. Sie sind wirksam für empfindliche elektronische Geräte, sollten aber als Teil eines umfassenden Überspannungsschutzplans eingesetzt werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Zu den üblichen Geräten, die Sie mit Überspannungsschutzgeräten am Einsatzort schützen, gehören:

  • Fernsehen

  • Personal Computer

  • Faxgerät

  • Hausautomatisierungssystem

  • Stereoanlage

  • Modem

  • Mikrowellenherd

  • Wecker

  • Elektronisches Telefon

  • Drucker

  • Sicherheitssystem

Hinweis: Einzelne Überspannungsschutzgeräte helfen, Ihre Elektronik zu schützen, aber sie funktionieren am besten, wenn Sie auch einen Überspannungsschutz für das ganze Haus haben.

Vorteile

Schutz der Ausrüstung

Sie verlassen sich jeden Tag auf Ihre elektronischen Geräte. Überspannungsschutzgeräte helfen Ihnen, diese Geräte funktionsfähig zu halten, indem sie plötzliche Stromspitzen stoppen. Wenn Sie einen Überspannungsschutz installieren, verringern Sie das Risiko von Schäden an Computern, Fernsehern und anderen wichtigen Geräten. Sie vermeiden kostspielige Reparaturen und Ersatzgeräte.

  • Betriebsunterbrechungen kosten Geld. Ein Stromstoß kann ein Rechenzentrum lahmlegen, eine Fertigungsstraße unterbrechen oder einen Fernmeldeturm stören. Mit jeder Minute, in der Ihre Geräte stillstehen, gehen Ihnen Einnahmen verloren.

  • Viele Gebäudeeigentümer berichten, dass Überspannungsschutzgeräte Ausfallzeiten und Geräteausfälle in ihren Gebäuden reduzieren.

  • Der Überspannungsschutz sorgt für die Zuverlässigkeit Ihrer elektrischen Systeme. Sie sorgen für einen gleichmäßigen Betrieb und vermeiden unerwartete Ausfälle.

Überspannungsschutzgeräte schützen vor Stromausfällen und sorgen dafür, dass Ihre Geräte reibungslos funktionieren.

Sicherheit

Sie möchten, dass Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen sicher ist. Überspannungsschutzgeräte spielen eine wichtige Rolle beim Schutz vor elektrischen Gefahren. Diese Geräte leiten die überschüssige Energie von Ihren Geräten weg und in den Boden um. So verringern Sie das Risiko von Bränden, Stromschlägen und anderen Gefahren.

  1. Die meisten Anlagenbesitzer sind der Meinung, dass Überspannungsschutz Ausfallzeiten und Geräteausfälle reduziert. Eine kürzlich durchgeführte Umfrage ergab, dass 79% der Eigentümer nach der Installation dieser Geräte eine große Verbesserung feststellen konnten.

  2. Überspannungsschutzgeräte schützen Ihr elektrisches System vor Blitzschlag, Netzumschaltungen und Fehlern. Sie sorgen für die Sicherheit empfindlicher Geräte und verbessern die Zuverlässigkeit Ihrer elektrischen Anlage.

Die Normungsarbeit des Ausschusses für Überspannungsschutzgeräte hilft der Gesellschaft, indem sie die Zuverlässigkeit, Betriebszeit und Produktivität von elektrischen Geräten und Systemen erhöht.

Kosteneinsparungen

Sie sparen Geld, wenn Sie Ihre Elektronik vor Überspannungen schützen. Unternehmen verlieren oft Einnahmen, wenn ihre Systeme ausfallen. Überspannungsschutzgeräte helfen Ihnen, diese Verluste zu vermeiden.

Art des Nachweises

Einzelheiten

Durchschnittlicher Einnahmeverlust

Die kommerziellen Verluste aufgrund von Elektronikausfällen beliefen sich im Jahr 2022 auf durchschnittlich 4,5% des Jahresumsatzes bei mittelständischen Unternehmen.

Kosteneinsparungspotenzial

Eine präventive Stromversorgungsinfrastruktur, wie der Überspannungsschutz, bietet ein hohes Kosteneinsparungspotenzial.

Sie investieren in Überspannungsschutz, um teure Reparaturen und Produktivitätsverluste zu vermeiden. Im Laufe der Zeit erzielen Sie echte Einsparungen und sorgen dafür, dass Ihr Unternehmen reibungslos läuft.

Einrichtung

Wo soll installiert werden?

Sie sollten Überspannungsschutzgeräte an Stellen anbringen, die Ihr Haus oder Ihr Unternehmen am besten schützen. Beginnen Sie mit der Hauptschalttafel. Dieser Schaltschrank steuert den gesamten Strom, der in Ihr Gebäude gelangt. Sie müssen auch die Nebenschalttafeln berücksichtigen, die verschiedene Bereiche mit Strom versorgen. Empfindliche elektronische Geräte, wie Computer und Unterhaltungssysteme, müssen besonders geschützt werden. Auch Küchen- und Waschmaschinengeräte, Garagensteckdosen und Außensteckdosen profitieren von einem Überspannungsschutz.

Zu den üblichen Installationsorten gehören:

  • Elektrische Hauptschalttafel

  • Teilpaneele

  • Bereiche mit empfindlicher Elektronik

  • Küchen- und Waschmaschinengeräte

  • Garage und Außensteckdosen

Elektrische Vorschriften helfen Ihnen, Überspannungsschutzgeräte sicher zu installieren. Artikel 285 des National Electrical Code gibt Ihnen klare Regeln vor. Nur gelistete Geräte erfüllen die Sicherheitsstandards. Sie dürfen Überspannungsschutzgeräte nicht an ungeerdeten Systemen verwenden. Die Geräte müssen einen Kurzschlussstrom haben, der dem verfügbaren Fehlerstrom entspricht oder ihn übersteigt.

Wesentliche Elemente von Artikel 285

Beschreibung

Definitionen

Enthält klare Definitionen für Überspannungsschutzgeräte.

Unerlaubte Nutzung

Listet auf, wo Sie bestimmte Geräte nicht verwenden können, z. B. nicht geerdete Systeme.

Anforderungen an gelistete Geräte

Für die Installation sind nur gelistete Geräte erforderlich.

Allgemeine Installationsrichtlinien

Beschreibt die grundlegenden Schritte zur Installation von Überspannungsschutzgeräten.

Anforderungen an den Fehlerstrom

Stellt sicher, dass die Geräte den verfügbaren Fehlerstrom verarbeiten können.

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1 oder 2 sind für alle Leitungen erforderlich, die Wohneinheiten versorgen. Sie sollten SPDs in oder neben den Geräten anbringen. SPDs vom Typ 1 funktionieren auf beiden Seiten der Haupttafel. SPDs vom Typ 2 schützen Abzweigstromkreise und werden nur auf der Lastseite angebracht.

Tipps für die Verwendung

Damit Ihre Überspannungsschutzgeräte gut funktionieren, sollten Sie einfache Schritte befolgen. Trennen Sie das Gerät vor der Reinigung vom Stromnetz. Wischen Sie Staub mit einem trockenen oder leicht feuchten Tuch ab. Halten Sie das Gerät von Feuchtigkeit fern, um Korrosion zu vermeiden. Testen Sie Ihre Steckdose mit einem Steckdosentester, um sicherzustellen, dass sie geerdet ist. Tauschen Sie Überspannungsschutzgeräte alle zwei bis drei Jahre aus, oder früher, wenn Sie Probleme feststellen. Für zusätzliche Sicherheit sollten Sie ein Überspannungsschutzsystem für das gesamte Haus installieren.

Tipp: Regelmäßige Kontrollen und Reinigungen tragen dazu bei, dass Ihre Überspannungsschutzgeräte länger halten und besser funktionieren.
Hinweis: Überspannungsschutzgeräte verlieren mit der Zeit an Wirksamkeit. Ersetzen Sie sie bei Bedarf, um Ihre Elektronik zu schützen.

Mit einem Überspannungsschutzgerät können Sie Ihre Elektronik schützen und Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen sicher machen. Diese Geräte helfen, teure Reparaturen, Datenverluste und Ausfallzeiten zu vermeiden. Studien zeigen, dass sie Überspannungen gut bewältigen, aber Sie müssen sie richtig installieren und warten, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Aspekt

Einzelheiten

Vorteile

Wirksam im Umgang mit transienten Überspannungen.

Benachteiligungen

Begrenzter Schutz gegen Hochspannungsstöße, erfordert ordnungsgemäße Installation und regelmäßige Überprüfung.

  • Schützt Ihre Geräte vor Schäden

  • Hilft Ihnen, teure Ersatzbeschaffungen zu vermeiden

  • Sorgt für die Zuverlässigkeit Ihres elektrischen Systems

Ziehen Sie einen Überspannungsschutz für Ihr elektrisches System in Betracht, um die Sicherheit zu erhöhen und die Lebensdauer Ihrer Geräte zu verlängern.

FAQ

Welche Geräte sollten Sie mit einem Überspannungsschutzgerät schützen?

Sie sollten Computer, Fernsehgeräte, Kühlschränke und Spielkonsolen schützen. Überspannungsschutz hilft auch bei Routern, Druckern und Smart-Home-Geräten. Jedes elektronische Gerät, das Geld kostet oder wichtige Daten speichert, profitiert von einem Überspannungsschutz.

Wie oft sollten Sie Ihr Überspannungsschutzgerät ersetzen?

Sie sollten Ihr Überspannungsschutzgerät alle zwei bis drei Jahre austauschen. Wenn Sie Abnutzungserscheinungen feststellen, wie z. B. nicht funktionierende Lichter oder physische Schäden, sollten Sie es früher ersetzen. Regelmäßige Kontrollen helfen Ihnen, Ihre Geräte sicher zu halten.

Können Sie selbst ein Überspannungsschutzgerät installieren?

Sie können Überspannungsschutzgeräte am Einsatzort installieren, indem Sie sie in die Steckdosen einstecken. Für einen Überspannungsschutz für das ganze Haus oder eine Schalttafel sollten Sie einen lizenzierten Elektriker beauftragen. Eine professionelle Installation gewährleistet Sicherheit und einwandfreie Funktion.

Funktionieren Überspannungsschutzgeräte während eines Gewitters?

Überspannungsschutzgeräte helfen, Ihre elektronischen Geräte während eines Gewitters zu schützen. Sie leiten den überschüssigen Strom von Ihren Geräten weg. Bei schweren Gewittern sollten Sie empfindliche Geräte zur zusätzlichen Sicherheit vom Stromnetz trennen.