Der Einsatz von einem Überspannungsschutz/ Feinschutz ist für den sicheren Betrieb von LED-Lampen und Leuchten notwendig.
Der Überspannungsschutz ist in allen neuen Gebäuden seit dem 01.10.2016 verpflichtend. Zwei Normenänderungen (DIN VDE 0100-443 und -534) müssen vom Elektroplaner und Installateur berücksichtigt werden. Überspannungsschutz ab sofort auch für Wohnungs- und Zweckbauten!
A. Entwicklung einer Vorentladung / Leitblitz, B. Erste Hauptentladung über Hochstrom-Lichtbogen, C. Folgende Entladungen im vorhandenen Blitzkanal
Es gibt Wolkenblitze und Erdblitze. Bei den Erdblitzen unterscheidet der Fachmann zwischen Abwärtsblitzen und Aufwärtsblitzen.
Die Normen der Reihe DIN EN 62305 beschreiben den Blitzschutz.
Das Risikomanagement nach DIN EN 62305-2 benötigt eine umfangreiche Risikoanalyse. Es muss die Notwendigkeit eines Blitzschutzes gründlich ermittelt werden. Danach wird die technische Umsetzung festgelegt. Abschließend wird das bleibende Restrisiko bewertet. Je nach Objekt werden komplexe Schutzsysteme installiert.
Es muss sichergestellt werden, dass LED-Lampen und Leuchten im Blitzzonenübertritt über Ableiter geschützt werden. Dafür werden mögliche Blitzkugeln ermittelt und in das Risiko-Management eingebunden. Die DIN EN 62305-4 beschreibt das sogenannte Blitzschutzzonen-Konzept.
Der Feinschutz wird direkt vor dem Verbraucher (z.B. LED-Lampe) installiert, um die Leitungslänge zum Verbraucher so kurz wie möglich zu halten.
Der Feinschutz „LEDLF-F603“ ist speziell für die Absicherung von LED-Lampen / Leuchten und LED-Stromversorgungen entwickelt worden. Gemäß der Produktspezifikation können LED-Produkte mit einer Dauerleistung von max. 300 Watt an dem Feinschutz „LEDLF-F603“ angeschlossen werden.
Ja, gemäß der Produktspezifikation liegt der Arbeitsbereich zwischen AC 100 und 240 Volt. Im Prüfbericht des Feinschutzes „LEDLF-F603“ wird die Obergrenze der Dauerspannung mit AC 265 Volt beschrieben.
Der max. Nennableitstoßstrom(8/20) beträgt 5KA und der max. Gesamtableitstoßstrom beträgt 10KA, die max. kombinierte Stoßspannung(UOC) beträgt 10KV.
Ja, die Schutzklasse IP67 beschreibt den erweiterten Einsatz auch im Außenbereich.
Die Prüfverfahren zur Störfestigkeit gegen Stoßspannungen (Surge) sind in der Norm IEC 61000-4-5 festgelegt.
Die Anforderungen und Prüfungen für Überspannungsschutzgeräte (Surge Protective Devices: SPDs) werden in der Norm EN61643-11 beschrieben.
Ja, besonders beim Schaltungsaufbau und bei den Varistoren gibt es deutliche Qualitätsunterschiede.
Es werden Gasableiter, Varistoren, oft Suppressor-Dioden, Sicherungen und Thermoelemente in einer kombinierten Schutzschaltung eingesetzt. Unter Verwendung von Entkopplungsimpedanzen werden indirekte Parallelschaltungen dieser Bauelemente durchgeführt.
Ein Varistor (VDR / Voltage Dependent Resistor) ist ein Widerstand, dessen Wert von der Höhe der anliegenden Spannung abhängt. Bei steigenden Spannungen sinkt der Widerstandswert des VDR. Ist die Ansprechspannung (Knickspannung) erreicht, geht der Widerstand gegen null, der Strom fließt über den Varistor ab und löst, als Überspannungsschutz eingesetzt, eine im Versorgungskreis installierte Sicherung aus. Somit wird ein weiterer Spannungsanstieg über die Knickspannung hinaus verhindert. LED-Lampen und Leuchten werden nachhaltig geschützt.
Der Feinschutz „LEDLF-F603“ darf nur von einer Elektrofachkraft installiert bzw. eingebaut werden.
Ja, zwischen einem Dimmer und einer LED-Lampe/ Leuchte kann der Feinschutz „LEDLF-F603“ installiert werden. Die Funktionen des Dimmers oder des Verbrauchers werden nicht eingeschränkt.
Unter einem Überspannungsschutz wird die Absicherung elektrischer und elektronischer Geräte vor zu hohen elektrischen Spannungen verstanden. Überspannungen können durch Blitzeinschlag, durch kapazitive oder durch induktive Einkopplungen anderer elektrischer Systeme hervorgerufen werden. Auch elektrostatische Entladungen (ESD) können Überspannungen hervorrufen.
Elektrostatische Entladung (Aufladung erfolgt durch Ladungsverschiebung), gestrahlte Felder (z.B. Mobiltelefone, Rundfunk- und Fernsehsender), gekoppelte Störungen (z.B. induzierte oder eingekoppelte Spannungsspitzen) , atmosphärische Entladungen (Blitzeinschläge)
Transiente Überspannungen (Transienten) sind Spannungsspitzen, die durch Schalthandlungen in elektrischen Stromkreisen oder durch elektrostatische Entladungen hervorgerufen werden und für einen Zeitraum von Nanosekunden und Mikrosekunden anstehen. Die Blitzeinwirkungen bei Gewitter rufen ebenfalls transiente Überspannungen hervor.
Die häufigsten Schäden durch Überspannung entstehen durch Blitzeinschläge (LEMP), Schaltvorgängen im Mittel- oder Niederspannungsnetz (SEMP) oder durch elektrostatische Entladungen.
LEMP steht für „lightning electromagnetic pulse”. Neben gefährlich hohen Potentialdifferenzen in Leiterschleifen können auch sehr hohe Spannungen durch kapazitive und induktive Wirkungen der Blitze induziert werden.
Netzfrequente Überspannungen sind Spannungsanstiege über 10 % des effektiven Nennwerts über eine unbestimmte Zeitdauer. Sie werden durch Probleme im Stromversorgungsnetz (Schwankungen in nichtstabilisierten Netzen), üblicherweise durch schlechte Verbindungen oder den Bruch des neutralen Leiters verursacht. Diese Spannungsschwankungen sollten LED-Treiber und Netzteile problemlos verarbeiten können.
Beim gestaffeltem Schutzkonzept versteht man die Installation von Grob-, Mittel- und Feinschutz (Norm EN 61643-11). Der Blitzstromableiter (Grobschutz) hat die Aufgabe, sehr hohe Ströme abzuleiten, die bei einem direkten Blitzeinschlag auftreten können. Der im Gebäude installierte Überspannungsableiter (Mittelschutz) kann noch deutlich erhöhte Ströme ableiten. Erst der nachgeschaltete Geräteschutz (Feinschutz) begrenzt Überspannungen auf einen für Geräte verträglichen Wert.
Die sogenannte Stufe 1 übernimmt auch den äußeren Gebäudeschutz. Die Blitzenergie wird zur Erde abgeleitet und Blitzstromableiter (Anforderungsklasse B) werden im Vorzählerbereich installiert. Der Spannungspegel wird mit diesen Maßnahmen auf etwa 4 kV begrenzt. Die Stufen 2 und 3 (Mittel- und Feinschutz) übernehmen den inneren Blitzschutz. Der Mittelschutz (Anforderungsklasse C) wird im Allgemeinen im Installationsverteiler installiert und zwischen die aktiven Leiter und der Erde geschaltet (im TN-S-Netz in sogenannter 3+1-Schaltung). Den Feinschutz (Anforderungsklasse D) übernehmen Überspannungsableiter, die als direkter Geräteschutz vor den LED-Lampen und Leuchten geschaltet werden.
Zu einer vollständigen Blitzschutzanlage gehören nach DIN VDE 0185 Blitzschutz und den Richtlinien des Ausschusses Blitzschutz und Blitzschutzforschung (ABB) des VDE immer äußerer Blitzschutz durch Fangeinrichtung, Ableiter und Erdungsanlage. Zudem ist ein innerer Blitzschutz mit Mittel- und Feinschutz und ein Potenzialausgleich erforderlich. Die Gesamtheit wird auch als dreistufiger Überspannungsschutz bezeichnet.
Der Potentialausgleich schützt vor einem elektrischen Schlag und besteht aus einem Hauptpotentialausgleich und zusätzlichem einem örtlichen Potentialausgleich. Zwischen berührbaren Körpern wie z.B. Wasserleitungen, Heizungsrohren oder anderen leitenden Teilen (auch der Erde) dürfen keine gefährlichen Spannungen stehen. Nach DIN VDE 0100-410 und DIN VDE 0100 sind die Anforderungen geregelt.
SPD steht für „Surge Protective Devices“ (Überspannungsschutzgeräte)
Für die nachhaltige Funktion eines Feinschutzes muss gewährleistet sein, dass der Mittel – und Grobschutz vorhanden ist und die Installation fachgerecht durchgeführt wurde. Spannungsspitzen, die außerhalb der Spezifikation des Feinschutzes sind, können diesen zerstören, bzw. die Wirksamkeit nachhaltig einschränken.
Der umfassende Blitzschutz ist in der IEC 62305 und europäisch in der EN 62305 definiert, die sich in 4 Bereiche aufteilt (Allgemeine Grundsätze, Risiko-Management, Schutz von baulichen Anlagen und Personen, Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen).
DIN VDE 0100-443, DIN EN 60099 und DIN VDE 0100-534
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