Pulsschutzgerät

Moderne Haushaltsgeräte verfügen häufig über einen eingebauten Überspannungsschutz in ihren Netzteilen. Die Ressourcen typischer Lösungen für Varistoren werden jedoch durch maximal 30 Betriebsfälle erschöpft, und selbst dann, wenn der Strom im Notfall 10 kA nicht überschreitet. Früher oder später kann der in das Gerät integrierte Schutz ausfallen, und Geräte, die nicht vor Überspannung geschützt sind, fallen einfach aus und bereiten ihren Besitzern große Probleme. In der Zwischenzeit können die Ursachen für gefährliche Überspannungen sein: Gewitter, Reparaturarbeiten, Überspannungen beim Schalten starker reaktiver Lasten, und Sie wissen nie, was sonst noch.

Um solche unangenehmen Situationen zu vermeiden, wurden Überspannungsschutzgeräte (kurz SPD) entwickelt, die einen Notfall-Überspannungsimpuls aufnehmen und verhindern, dass an das Netzwerk angeschlossene elektrische Geräte deaktiviert werden.

Das Funktionsprinzip der SPD ist recht einfach: Im normalen Modus fließt der Strom im Gerät durch einen leitenden Shunt und dann durch die in diesem Moment mit dem Netzwerk verbundene Last. Zwischen dem Shunt und der Erde befindet sich jedoch ein Schutzelement - ein Varistor oder Ableiter, dessen Widerstand im Normalmodus Megaohm beträgt. Wenn plötzlich eine Überspannung auftritt, geht das Schutzelement sofort in einen leitenden Zustand über und der Strom fließt durch ihn zur Erde.

Zum Zeitpunkt des Betriebs der SPD nimmt der Widerstand in der Phase-Null-Schleife auf kritisch ab, und Haushaltsgeräte werden eingespart, da die Leitung durch das Schutzelement der SPD praktisch kurzgeschlossen wird. Wenn sich die Spannung in der Leitung stabilisiert hat, geht das Schutzelement der SPD wieder in einen nicht leitenden Zustand über und der Strom zur Last fließt wieder durch den Shunt.

Es gibt drei Klassen von Überspannungsschutzgeräten, die weit verbreitet sind:

• Klasse I SPD

• Klasse II SPD

• Klasse III SPD

Schutzvorrichtungen der Klasse I sind zum Schutz vor Stoßimpulsen mit einer Wellencharakteristik von 10/350 μs ausgelegt. Dies bedeutet, dass die maximal zulässige Anstiegszeit eines Stoßimpulses auf ein Maximum und ein Abfall auf einen Nennwert 10 bzw. 350 Mikrosekunden nicht überschreiten sollte. Während ein Kurzzeitstrom von 25 bis 100 kA zulässig ist, treten solche gepulsten Ströme während einer Blitzentladung auf, wenn sie in einer Entfernung von weniger als 1,5 km zum Verbraucher in eine Stromleitung eintreten.

Geräte dieser Klasse werden an Ableitern durchgeführt, und ihre Installation erfolgt in der Hauptschalttafel oder im Eingangsverteilungsgerät am Eingang des Gebäudes.

SPDs der Klasse II schützen vor kurzfristigen Impulsgeräuschen und sind in Schalttafeln installiert. Sie bieten Schutz vor Überspannungsimpulsen mit Parametern von 8/20 μs bei einer Stromstärke von 10 bis 40 kA. In der SPD dieser Klasse werden Varistoren verwendet.

Da die Varistorressource begrenzt ist, wurde dem darauf basierenden SPD-Design eine mechanische Sicherung hinzugefügt, die den Shunt einfach vom Varistor entfernt, wenn sein Widerstand für einen sicheren Schutzmodus nicht mehr ausreicht. Dies ist in der Tat ein Wärmeschutz, der das Gerät vor Überhitzung und Feuer schützt. Auf der Vorderseite des Moduls befindet sich eine Farbanzeige, die der Sicherung und ihrem Status zugeordnet ist. Wenn der Varistor ausgetauscht werden muss, kann dies leicht verstanden werden.

SPDs der Klasse III sind ähnlich angeordnet, mit dem einzigen Unterschied, dass der maximale Strom des internen Varistors 10 kA nicht überschreiten sollte.

Die herkömmlichen Impulsschutzschaltungen in Haushaltsgeräten haben dieselben Parameter. Wenn Sie sie jedoch mit einem externen Überspannungsschutzgerät der Klasse III duplizieren, wird die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Geräteausfalls minimiert.

Fairerweise ist anzumerken, dass es für einen zuverlässigen Schutz der Geräte wichtig ist, SPDs der Schutzklassen I, II und III zu installieren. Dies muss beachtet werden, da ein leistungsstarker Überspannungsschutz der Klasse I allein aufgrund seiner geringen Empfindlichkeit nicht mit kurzen Impulsen niedriger Überspannung arbeitet und ein weniger leistungsstarker Überspannungsschutz nicht mit dem hohen Strom zurechtkommt, den ein Überspannungsschutz der Klasse I bewältigen kann.