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Schutz vor transienten und permanenten Überspannungen in kleinen Unternehmen

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Schutz vor transienten und permanenten Überspannungen in kleinen Unternehmen

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Kleine Dienstleistungsunternehmen sind wie alle anderen Wirtschaftszweige zunehmend von hochkomplexen Anlagen mit elektrischen und elektronischen Komponenten abhängig, die sehr empfindlich auf vorübergehende und dauerhafte Überspannungen reagieren. Der Überspannungsschutz von Anlagen und Geräten wird nicht immer ordnungsgemäß ausgeführt, was sich auf die Sicherheit von Personen und Gütern auswirkt und wirtschaftliche Schäden nach sich zieht, die für ein Unternehmen dieser Art schwer zu verkraften sind.

Überspannungen sind Spannungsspitzen im elektrischen Netz, die zwischen zwei Leitern gemessen werden. Je nach ihrer Dauer werden sie als transiente Überspannungen (die sehr kurz sind, in der Größenordnung von Mikrosekunden) oder permanente Überspannungen (die über mehrere Zyklen andauern) klassifiziert.

Transiente und permanente Überspannungen sind für kleine Dienstleistungsunternehmen sehr schädlich. Einerseits können sie zur Unterbrechung der angeschlossenen Systeme führen, was eine Unterbrechung des Dienstes und des Betriebs sowie mögliche Datenverluste und -verfälschungen und andere Computerausfälle zur Folge hat. Darüber hinaus können sie zu Überhitzung und Beschädigung von Gerätekomponenten (Leiterplatten und anderen Elementen) führen, wodurch Geräte und elektrische Anlagen zerstört und sogar Brände verursacht werden können. In anderen Fällen entwickelt sich die Verschlechterung der elektronischen und elektrischen Komponenten unbemerkt vom Benutzer, führt aber zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Geräte und erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls.

All dies führt zu wirtschaftlichen Verlusten, sowohl direkt durch den Ersatz beschädigter Elemente als auch indirekt durch die Unterbrechung von Prozessen. Noch wichtiger ist jedoch, dass Überspannungen auch zu einer Gefährdung der Menschen auf dem Gelände führen können.

Aus all diesen Gründen ist ein angemessener Überspannungsschutz erforderlich, um das ordnungsgemäße Funktionieren von Geräten und Diensten sowohl unter normalen Umständen als auch in Situationen, die Überspannungen erzeugen, zu gewährleisten.

Im Folgenden werden die transienten und permanenten Überspannungen näher erläutert, wobei der Schwerpunkt auf den von Aplicaciones Tecnológicas S.A. entwickelten Lösungen für einen wirksamen Schutz von kleinen Dienstleistungsunternehmen liegt.

Transiente Überspannungen: ihre Ursachen und die Funktionsweise von Schutzeinrichtungen

Transiente Überspannungen können verschiedene Ursachen haben, wie z. B. Blitzschlag, Schaltvorgänge an Maschinen, gelegentliche Überspannungen und elektrische Oberschwingungen. Die häufigsten transienten Überspannungen werden durch das Schalten von Hochleistungsmaschinen oder durch Schaltvorgänge und/oder Fehler im elektrischen System verursacht, während die zerstörerischsten Überspannungen durch Gewitter entstehen.

Die Sicherheitsvorschriften schreiben vor, dass herkömmliche elektrische Schutzvorrichtungen bei Strömen über 30 mA funktionieren müssen, um die Gefahr eines Stromschlags zu vermeiden. Im Vergleich dazu beträgt der Blitzstrom in der Regel Zehntausende von Ampere (eine Million Mal mehr)1 und kann zu Tod, Feuer und Zerstörung von Geräten führen.

Obwohl der größte Teil des elektrischen Systems über Sicherheitsmaßnahmen (Leistungsschalter, MCBs und RCDs) verfügt, um Kurzschlüsse und Stromschläge für Menschen zu verhindern, schützt ihre langsame Aktivierung nicht vor transienten Überspannungen.

Überspannungsschutzgeräte (SPD) ergänzen diesen konventionellen Schutz. Ihr Ziel ist es, die Kontinuität des Betriebs aufrechtzuerhalten und die Wahrscheinlichkeit von Vorfällen, die durch transiente Überspannungen verursacht werden, auf ein für die Sicherheit von Personen und Sachen akzeptables Niveau zu reduzieren.

SPDs sind bei kleinen Signalverzerrungen und Netzüberlastungen inaktiv, aber wenn eine transiente Überspannungsspitze auftritt, reagieren sie sofort (etwa 20-100 Nanosekunden), leiten den Strom zur Erde und schützen die angeschlossenen Geräte. Nachdem sie die Überspannung absorbiert haben, kehren sie in ihren inaktiven Zustand zurück und beeinflussen den Signalbetrieb nicht mehr.

Überspannungsschutzgeräte müssen nicht nur dem gesamten Strom standhalten, der sie erreicht, sondern auch eine für die angeschlossenen Geräte erträgliche Spannung auf der Leitung lassen. Daher ist es wichtig, die Spezifikationen der angeschlossenen Geräte zu kennen.

SPDs werden entsprechend der Risikoberechnung ausgewählt (Überspannungsrisiko des Standorts und das Risiko der angeschlossenen Geräte). In der Regel werden mehrere koordinierte Schutzgeräte verwendet, die in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen angeordnet sind, um die Anforderungen an die Stromfestigkeit und die Restspannungen, die für die Geräte nicht schädlich sind, zu erfüllen.

Die Installation von Überspannungsschutzgeräten ist auf allen Leitungen, die in das Gebäude ein- und ausgehen, sowie auf allen Leitungen, die mit empfindlichen Geräten verbunden sind, wünschenswert, unabhängig davon, ob es sich um Stromversorgungs-, Telekommunikations- oder Datenleitungen handelt.

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Ursachen von permanenten Überspannungen und Leistung von Überspannungsschutzgeräten

Dauerhafte Überspannungen sind Spannungserhöhungen von mehr als 20 % des Nennwerts des Verteilungsnetzes, die über mehrere Zyklen oder dauerhaft aufrechterhalten werden. Sie werden durch Phasendekompensation aufgrund von Neutralleiterunterbrechungen, Fehlern im Neutralleiteranschluss, Verbrauchsabfällen oder Fehlern in den Umspannwerken verursacht.

Permanente Überspannungsschutzgeräte trennen das Stromnetz vom Netz, das von der Überspannung betroffen ist. Diese Trennung kann durch einen Leistungsschalter, einen Differentialschalter oder ein Gerät mit automatischer Wiedereinschaltung erfolgen. Im ersten Fall muss die Schutzvorrichtung eine Sendespule enthalten, und die Rückstellung oder Wiedereinschaltung erfolgt manuell. Im zweiten Fall kann die Vorrichtung ein Schütz sein, so dass die Rückstellung automatisch erfolgt. Diese zweite Option ist besonders für unbeaufsichtigte Bereiche zu empfehlen.

Aplicaciones Tecnológicas S.A. Lösungen für Überspannungen

Der Überspannungsschutz im gewerblichen Bereich ähnelt dem im Wohnbereich, muss jedoch an die Bedürfnisse des jeweiligen Unternehmens und die Merkmale der Einrichtung angepasst werden.

Kleine Unternehmen des tertiären Sektors (z. B. Geschäfte, Werkstätten, Restaurants usw.) haben in der Regel nicht viel Platz für die Installation von Überspannungsableitern. Daher sind kombinierte Systeme, die den Schutz gegen transiente und permanente Überspannungen in ein und demselben Gerät integrieren, die beste Lösung. Von Aplicaciones Tecnológicas S.A. empfehlen wir die Serie ATCONTROL/R COMPACT, Überspannungsschutzgerät des Typs 2 für einphasige Anschlüsse, KIT ATCONTROL/R, Überspannungsschutzgerät des Typs 2 für dreiphasige Leitungen, und ATPLUG CONTROL, steckbares einphasiges Überspannungsschutzgerät des Typs 3.

Die Serie ATCONTROL/R COMPACT von Aplicaciones Tecnológicas S.A. wird aktiv, wenn sie permanente Über- oder Unterspannungen feststellt, indem sie ein internes Relais auslöst, und schaltet sich automatisch wieder in den Netzstromkreis ein, wenn diese beendet werden. Außerdem leitet es bei Erkennen einer vorübergehenden Überspannung den Strom zur Erde ab und reduziert die Spannung auf ein Niveau, das für die angeschlossenen Geräte nicht schädlich ist.

Bei Dreiphasenleitungen unterbricht das KIT ATCONTROL/R die Leitung, wenn es eine dauerhafte Über- oder Unterspannung feststellt, und schützt so die installierten Geräte. Wie der ATCONTROL/R COMPACT ist auch er ein automatisch rückstellbarer Schutz, so dass der Schutz das Schütz wieder einschaltet, wenn die permanente Überspannung aufhört. Er wirkt auch gegen transiente Überspannungen.

Für den anspruchsvollen Schutz empfindlichster Geräte sind die ATPLUG CONTROL-Reihen steckbare, automatisch wiedereinschaltende Überspannungsschutzgeräte, die vor permanenter Überspannung, transienter Überspannung und Unterspannung schützen. Im Falle einer dauerhaften Über- oder Unterspannung trennen sie die Stromversorgung von der Steckdose. Nachdem die Überspannung abgeklungen ist, schaltet das Schutzgerät die Stromversorgung zur Last wieder ein. Wie ATCONTROL/R COMPACT und KIT ATCONTROL/R schützen auch die Überspannungsschutzgeräte ATPLUG CONTROL vor transienten Überspannungen.

Der Schutz vor transienten und permanenten Überspannungen ist unerlässlich, um Sicherheitsrisiken, Ausfälle und die Zerstörung von Geräten sowie die Verkürzung ihrer Lebensdauer zu vermeiden. Aplicaciones Tecnológicas S.A. verfügt über die besten Lösungen, die in offiziellen und unabhängigen Labors gemäß den geltenden Vorschriften getestet wurden, um kleine Unternehmen des Dienstleistungssektors zu schützen.

Wenn Sie weitere Informationen darüber wünschen, welche Überspannungsschutzgeräte Sie verwenden und wo Sie sie in Ihrem Unternehmen anbringen sollten, können Sie sich über den folgenden Link an uns wenden.

Referenzen

Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. NTP 1084 Prevención De Riesgos Laborales Originados Por La Caída De Rayos. Notas técnicas de prevención (2017).