Dreiphasige Überspannungsschutzgeräte: Arten, Verkabelung und Wartungsleitfaden

1. Was ist ein Drei-Phasen-Strom-Spannungsspitzenbegrenzer (SPD)?

Ein Drei-Phasen-Strom-Spannungsspitzenbegrenzer (SPD), auch bekannt als Drei-Phasen-Blitzableiter, ist speziell für Drei-Phasen-Wechselstromsysteme entwickelt. Seine Hauptfunktion besteht darin, transiente Überspannungen, die durch Blitzschläge oder Schaltvorgänge im Stromnetz verursacht werden, zu begrenzen, um die nachgeschaltete elektrische Ausrüstung vor Schäden zu schützen. Der SPD arbeitet auf der Grundlage von Energieabsorption und -dissipation: Bei einem Überspannungsvorfall reagiert das Gerät schnell, indem es die übermäßige Spannung auf ein sicheres Niveau begrenzt und den überschüssigen Energieanteil sicher über das Erdungssystem in den Boden ableitet.

2. Arten von Drei-Phasen-Strom-Spannungsspitzenbegrenzern

Drei-Phasen-SPDs können grob nach ihren Arbeitsprinzipien und internen Strukturen in die folgenden Typen unterteilt werden:

• MOV-Typ (Metalloxid-Varistor): Nutzt die nichtlinearen Spannungs-Strom-Charakteristiken von Metalloxid-Varistoren. Unter normalen Spannungsbedingungen zeigt der MOV einen sehr hohen Widerstand und leitet fast keinen Strom. Wenn die Spannung einen Schwellwert überschreitet, fällt sein Widerstand stark ab, sodass er den Überstrom ableiten kann.

• GDT-Typ (Gasentladungsrohr): Enthält Inertgas bei niedrigem Druck. Normalerweise ist es nicht leitfähig, das Gas ionisiert sich jedoch und bildet einen leitfähigen Pfad, sobald die Spannung den Zerstörungsspannungswert erreicht, was eine schnelle Entladung des Überstroms ermöglicht.

• Hybride SPDs: Kombinieren mehrere Schutzkomponenten – wie MOVs und GDTs – um eine breitere Schutzhülle und schnellere Reaktionszeiten zu erreichen.

3. Verkabelungsmethoden für Drei-Phasen-Strom-SPDs

Eine korrekte Verkabelung ist entscheidend für das effektive Funktionieren eines Drei-Phasen-SPDs. Wesentliche Schritte und Vorsichtsmaßnahmen sind:

• Installationsort: Der SPD sollte am vorderen Ende der zu schützenden Ausrüstung, so nah wie möglich an dem Haupteintrittspunkt des Stromnetzes, installiert werden, um die Auswirkungen induzierter Überspannungen auf die Verbindungslinien zu minimieren.

• Schaltgerät oder Sicherung: Ein entsprechend dimensioniertes Schaltgerät oder eine Sicherung muss stromaufwärts vom SPD installiert werden, um den Stromkreis im Falle eines Versagens des SPD schnell zu trennen und sekundäre Gefahren wie Brände zu verhindern.

• Verkabelungsfolge: Ein typischer Drei-Phasen-SPD hat fünf Anschlüsse: L1, L2, L3 (Phasenleiter), N (Neutralleiter) und PE (Schutzerdung). Nachdem sichergestellt wurde, dass der Strom abgeschaltet ist, verbinden Sie die Leiter in der Reihenfolge L1–L2–L3–N–PE. Der PE-Anschluss muss direkt mit einem zuverlässigen Erdungssystem verbunden werden, um eine wirksame Erdung zu gewährleisten.

• Leiterquerschnitt: Die Querschnittsfläche der Verbindungskabel muss dem maximalen Entladesstrom des SPD entsprechen, um Überhitzung oder sogar Brand durch zu kleine Leiter zu vermeiden.

• Deutliche Beschriftung: Nach der Installation sollten alle Verkabelungen klar beschriftet werden, um zukünftiges Wartung und Fehlerbehebung zu erleichtern.

4. Regelmäßige Wartung und Prüfung von Drei-Phasen-SPDs

• Regelmäßige visuelle Inspektion: Durchführen Sie mindestens einmal jährlich eine Inspektion, um physische Schäden, Verbrennungen oder lose Verbindungen zu überprüfen.

• Leistungstests: Verwenden Sie spezielle Instrumente, um regelmäßig den Leckstrom und die Restspannung zu messen, um sicherzustellen, dass der SPD weiterhin den erforderlichen Schutzstandards entspricht.

• Ersatzrichtlinie: SPDs sind verbrauchbare Komponenten. Wenn eine Leistungsabnahme festgestellt wird oder das Gerät mehrere Überstromereignisse absorbiert hat, sollte es unverzüglich ersetzt werden, um ein Sicherheitsrisiko aufgrund eines Versagens zu vermeiden.

Als kritischer Bestandteil des Blitzschutzes in Stromsystemen sind die richtige Auswahl, die präzise Installation und die regelmäßige Wartung von Drei-Phasen-Strom-Spannungsspitzenbegrenzern entscheidend, um die allgemeine Resilienz des Stromnetzes gegenüber Blitzgefahr zu erhöhen.