15.5. Überspannungsschutz für Arztpraxen. Arztpraxen: Sichere Verfügbarkeit der Systemtechnik durch konsequente Überspannungsschutzmaßnahmen!

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1 Seite 1 von 9 Arztpraxen: Sichere Verfügbarkeit der Systemtechnik durch konsequente Überspannungsschutzmaßnahmen! Bei der Anschaffung neuer medizinischer Gerätschaften wird die Wirtschaftlichkeit dem Anschaffungspreis entgegengerechnet. Zudem machen neue Verordnungen oder Vorgaben seitens der Krankenkassen bzw. Ärztekammern neue Technologien und daher auch Investitionen notwendig. Zu wenig wird jedoch an das Thema Überspannungsschutz gedacht. Drei wichtige Punkte, die berücksichtigt werden müssen: 1. Wurden alle Maßnahmen getroffen, damit die zu schützenden Geräte auch im Falle eines Falles wirklich zerstörungsfrei und verfügbar bleiben? 2. Wurden wirklich alle wichtigen Systeme erfasst und entsprechend mit Schutzgeräten beschaltet? 3. Erfüllen die verwendeten Schutzgeräte mindestens alle Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen entsprechend dem heutigen Stand der Technik und Normung? Bild 1: Ultraschallgerät Volusion 730 Pro Wiederbeschaffungswert von , Lieferzeit: mehrere Wochen Gefährdungen können nicht nur durch Blitzentladungen entstehen, sondern auch durch statische Aufladungen oder Schaltvorgängen von elektrischen Verbrauchern. Auch diese Vorgänge können Überspannungen von mehreren tausend Volt erzeugen und die angeschlossene Medizintechnik gefährden. Auch wenn für diesen Fall eine Elektronikversicherung abgeschlossen wurde, sollte berücksichtigt werden: Wurden die Auflagen der Sachversicherer bezüglich der notwendigen Überspannungsschutzmaßnahmen, z.b. VdS- Richtlinie 2031, berücksichtigt? Wurde der Sachversicherer über den kompletten Sachwert aller Systeme informiert? Sicher ist: Die Ausfallkosten der Anlage sowie die Verärgerung der Kunden bezahlt die Versicherung nicht!

2 Seite 2 von 9 Bild 2: Arten von Blitzbedrohungen Quellen für die Entstehung von Überspannungen Vier Hauptursachen für die Einkopplung von Überspannungen: Blitzeinschlag in ein Gebäude ohne äußeres Blitzschutzsystem (direkte Blitzeinwirkung) Blitzeinschlag in ein Gebäude mit äußerem Blitzschutzsystem (direkte Blitzeinwirkung) Blitzeinschlag im Umfeld des Gebäudes (indirekte Blitzeinwirkung) Induktive und kapazitive Blitzeinwirkung sowie Schalthandlungen induktiver Lasten. Zu 1: Bei einem Gebäude ohne Äußeres Blitzschutzsystem kann der Verlauf der Blitzenergie nicht konkretisiert werden. Überspannungsschutzmaßnahmen gegen diese Art der Bedrohung sind nicht möglich. Überspannungsschutzmaßnahmen im Gebäude können nur vor Bedrohungen andere Entstehungsarten (Induktive Einkopplungen, Schalthandlungen, Blitzeinschlag im Umfeld des Gebäudes) schützen. Zu 2: Gemäß VDE : wird bei einem Blitzeinschlag in das äußere Blitzschutzsystem ein großen Teil der Blitzenergie über die Erdungsanlage abgeleitet. Die Annahme, dass bei einem Gebäude mit einem äußeren Blitzschutzsystem auch die Elektronik geschützt ist, stimmt nicht. Der Blitzstrom, der über die Erdungsanlage in das Erdreich eingekoppelt wird, erzeugt über dem Erdungswiderstand einen Spannungsfall zwischen der Erdungsanlage und einer "fernen Erde" von mehreren hunderttausend Volt. Hierdurch können bis zu 50% der Blitzenergie über den Potentialausgleich in das Gebäude eingeführt und dann über die verbundenen Zuleitungen (Metall, z.b. die eingeführte Strom-Versorgungsleitung) zum Transformator bzw. Nachbargebäude weitergeleitet werden. Zu 3: Bei einem Blitzschlag im Umfeld des Gebäudes (z.b. in die Blitzschutzanlage des Nachbargebäudes) wird ein Blitzteilstrom über diese Leitung in das zu schützende Gebäude eingekoppelt. Auch wenn diese Leitung nicht direkt vom Blitz getroffen wird, (z.b. durch unterirdische Verlegung) wird trotzdem ein sehr gefährlicher Teilbereich der Blitzenergie in abgeschwächter Form in das Gebäude eingekoppelt. Zu 4: Auch Systeme, die nicht über z.b. eine Datenleitung mit der Außenwelt verbunden wurden oder bereits mit Blitzstrom- bzw. Überspannungsableitern vorab beschaltet sind, können von induktiven und kapazitiven Einkopplungen durch direkte und indirekte Blitzeinwirkungen zerstört werden. Statische Entladungen sowie Schalthandlungen großer induktiver Lasten in benachbarten Leitungen gefährden die Endgeräte ebenfalls.

3 Seite 3 von 9 Gefahr verringern durch Blitzschutzzonen Bild 3: Bekanntes Überspannungsschutzkonzept gemäß VDE : bei einem Gebäude mit äußerem Blitzschutzsystem Schutzkonzept: Als Abhilfe gegen diese Bedrohungen sind Überspannungsschutzkonzepte mit Überspannungsableitern in der Hauptverteilung, in der Unterverteilung sowie Feinschutzgeräte direkt am Endgerät geeignet. In Abbildung 3 finden Sie dazu ein Planungsbeispiel für ein Gebäude mit äußerem Blitzschutzsystem. Bedeutet: Wirklich alle möglichen Gefahrenpotentiale (Überspannungsbedrohungen) müssen systematisch erfasst und entsprechend mit geeigneten Überspannungsmaßnahmen versehen werden. Dazu gehört die Stromversorgungszuleitung, die Datenleitung sowie die Telekommunikationsleitung. Wichtig: Nur die Umsetzung eines vollständigen Überspannungsschutzkonzeptes kann vor Schäden durch Überspannungen schützen! Wenn nach einem Überspannungsereignis ein Gerät ausgefallen ist, interessiert den Kunden die Ursache wenig. Nur das Resultat zählt. Die Zerstörung einer Systemkomponente bedeutet für mehrere Tage oder Wochen einen Verzicht dieser Dienstleistung. In manchen Fällen ist der Betrieb der Praxis in Frage gestellt und Kunden werden verärgert. Dringende medizinische Behandlungen können nicht durchgeführt werden. Die Folgekosten sind nicht bewusst. Hier ist Aufklärungsbedarf vorhanden. Bild 4: Kompletter Schutzkreis

4 Seite 4 von 9 Die Lösung: Erstellung eines praxisgerechten Überspannungsschutzkonzeptes Überspannungsschutzkonzepte sind gemäß dem Blitzschutzzonenkonzept nach VDE definiert. Danach wird hier die Lösungen in 4 Schritten dargestellt: 1. Überspannungsschutz in der Unterverteilung 2. Überspannungsschutz der Endgeräte / medizinische Systeme (Stromversorgung) 3. Überspannungsschutz der Telekommunikationsanlage 4. Überspannungsschutz Netzwerktechnik Schritt 1: Überspannungsschutz in den Verteilungen Es muss unterschieden werden zwischen: 1a: Gebäude ohne äußeres Blitzschutzsystem 1b: Gebäude mit äußerem Blitzschutzsystem zu 1a: Sinnvolle Überspannungsschutzkonzepte sollten direkt bei der Einspeisung der Stromversorgung beginnen. Da jedoch Arztpraxen häufig eine Etageneinheit innerhalb eines größeren Gebäudekomplexes darstellen, fehlt meistens der direkte Zugriff auf die Haupteinspeisung. Daher werden in diesem Falle die Überspannungsschutzmaßnahmen als Insellösung für die einzelne Arztpraxis betrachtet. Als Bedrohungswert wird hier nur eine Einkopplung von Überspannungen durch das nähere Umfeld (Blitzeinschlag im Nachbargebäude, Induktive Einkopplung durch Naheinschläge) Siehe dazu Bild 2, Bedrohung Nr. 3 und 4). Bedrohungswert: bis zu Ampere, Impulsform 8/20µs Bild 5: Ableiter OBO Typ 2 in Verteilung zu 1b: Bei einem Gebäude, welches mit einem äußeren Blitzschutzsystem ausgestattet ist (siehe dazu Bild 2, Bedrohung Nr. 2), können bei einem direkten Blitzeinschlag bis zu 50% der Blitzenergie in das Gebäude eingekoppelt werden. Um diese großen Energien sicher zu beherrschen, sind spezielle Überspannungsschutzmaßnahmen im Bereich des Übergabepunktes notwendig. Konkreter Einbauort: Direkt hinter dem Hausanschlusskasten (HAK) bzw. in der Niederspannungshauptverteilung. Wichtig: Die Erstellung dieser Überspannungsschutzmaßnahmen ist ein unverzichtbarer Grundbestandteil des Blitzschutz- Potentialausgleiches gemäß aktueller DIN-Normen. Sollte daher das Gebäude mit einem äußeren Blitzschutzsystem ausgestattet sein, so muss gemäß VDE bereits durch den Gebäudebesitzer der Überspannungsableiter Typ1 (Grobschutz) in der Hauptver-teilung installiert sein. Dieser Punkt muss vorab geprüft werden. Befindet sich hinter dem HAK bzw. in der NS-Hauptverteilung kein Grobschutzableiter (Typ 1), so muss entsprechend nachgerüstet werden. Lösung: Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 (Klasse C) in den Unterverteilungen der Arztpraxis. (Bild 5, Ableiter Typ 2 in Verteilung) Bedrohungswert für Überspannungsschutzgeräte (Typ) 1 für diesen Anwendungsbereich: A und A, Impulsform 10/350µs.

5 Seite 5 von 9 Unterverteilung: Jede Unterverteilung ist mit einem Schutzgerät vom Typ 2 (Mittelschutz) zu beschalten. Zu beachten: Ist bereits ein Schutzgerät vom Typ 1 (Grobschutz) in der Hauptverteilung vorhanden: Abstand (Leitungslänge) zwischen Typ 1-Ableiter zur Unterverteilung ist zu ermitteln und mit dem notwendigen Mindestabstand zu Typ 2 Ableitern gemäß dem Datenblatt vom Typ 1-Ableiter zu vergleichen. Sollten keine Unterlagen vom Ableiter vorhanden sein, so ist der Schutzpegel U vom Blitzstromableiter c Typ 1 (alte Bezeichnung: Ableiterklasse B) abzulesen (siehe Typenschild). Als Übersicht gilt: Ableiter Typ 1 Ansprechspannung U p U = 3kV bis 4kV p U = 2kV bis 2,5 kv p U p= <1,5kV (z.b. sog. Kombiableiter) Räumlicher Abstand Überspannungsableiter Typ1 UV: (Leitungslänge) Abstand größer 10m notwendig Abstand größer 5m notwendig Kein Abstand notwendig Ist der Abstand nicht einzuhalten, so ist gegebenenfalls der Typ 1-Ableiter gegen einen geeigneten Ableiter auszuwechseln. Ist bereits in der Hauptverteilung ein Typ 2- Ableiter bzw. ein Kombiableiter (Typ 1+2) installiert, so gilt: Sollte der Abstand zwischen vorgeschaltetem Ableiter und der Unterverteilung größer 10m sein, ist aufgrund der Gefahr einer induktiver Einkopplung ebenfalls wieder ein Schutzgerät vom Typ 2 in der Unterverteilung notwendig. Netzsystem der Verteilung: Spezielle, vorkonfektionierte Überspannungsableiter (sogenannte 3+1 Schaltung) können universell für TN-C, TN-S, TN-C-S sowie auch für TT-Systeme eingesetzt werden (Bild 6). Bild 6: Verdrahtung von Überspannungsableitern bei TT, TN-C und TN-S Netzsystemen Die Länge Gesamtlänge der Anschlussleitung Aussenleiter- Anschlussklemmen Ableiter und (a+b) Anschlussklemme und PE-Leiter darf darf nicht ins- zwischen gesamt mehr als nicht 0,5m mehr betragen. als 1 m Dieser betragen Wert gilt für den Außenleiter, Neutralleiter und PE- Leiter. Alternativ ist eine V-Verdrahtung, also das Durchschleifen der Leitungen über den Ableiter möglich (Bild 7). Allgemeine Hinweise zum Einsatz von Überspannungsableitern Typ 1 und Typ 2: Der vom Hersteller der Überspannungsableiter angegebene Vorsicherungswert der Ableiter ist zu beachten! Sollte die vorgeschaltete Sicherung in der Verteilung größer sein als der Wert, der vom Hersteller des Schutzgerätes angegeben ist, so gilt: Separate Vorsicherung im Abgangszweig der Ableiter. Anmerkung: Übliche Schutzgeräte vom Typ 2 können in der Regel bis 125A ohne zusätzliche Vorsicherung eingesetzt werden. Ableiter Typ 1 ermöglichen höherer Absicherungswerte. Bild 7: Verdrahtung von Überspannungsableitern

6 Seite 6 von 9 Bild 8: Übersicht Auswahl OBO Überspannungsableiter für Haupt- und Unterverteilung Hinweis: Überspannungsschutzgeräte namhafter Hersteller weisen Qualitätskennzeichnungen auf, z.b. VDE- geprüft. Schritt 2: Überspannungsschutz der Endgeräte / medizinische Systeme (Stromversorgung, Gerätefeinschutz) Alle elektronische Endgeräte (z. B. Computer, Ultraschallgeräte) sind mit Feinschutzgeräten zu beschalten. Ziel ist es, dadurch induktive Einkopplungen sowie die noch übrig gebliebenen Spannungsspitzen unmittelbar am zu schützenden Gerät herauszufiltern. Sehr geeignet sind Schutzgeräte, welche in Unterputzdosen oder direkt mit den Steckdosen verschraubt werden können. Vorteil: Versehentliches Entfernen oder Diebstahl der Schutzelemente wird dadurch ausgeschlossen. Hinweis: Verwenden Sie nur geprüfte Schutzgerätelösungen namhafter Herstellern. Nicht der Norm entsprechende Schutzgeräte haben meist nicht nur Mängel in der Überspannungsschutzfunktion, sondern können (aufgrund fehlender oder unzureichender interner Temperatursicherung) sogar im Einsatzfall einen Brand verursachen. Bild 9 und 10: Einsatz von OBO Feinschutzgeräten

7 Seite 7 von 9 Schritt 3: Überspannungsschutz der Telekommunikationsanlage Bild 11: Telefonzentrale Die Telefonzentrale ist in einer Arztpraxis der kommunikative Mittelpunkt. Hier werden Termine mit Kunden vereinbart, Beratungsgespräche geführt, der Kontakt mit den Lieferanten aufrecht erhalten, der Zahlungsverkehr von Kredit- und CE- Karten koordiniert, sowie auch eine eventuelle Einbruchund Brandmeldeanlage gesteuert. Ein Ausfall dieser Anlage ist weder vom Arzt noch vom Kunden gewünscht und kann teuer werden. Entsprechende Reparaturkosten sind dann noch zusätzlich zu betrachten. Bild 13: Kombinationsschutzgerät OBO (Grob+ Feinschutz) für eine Telefonzentrale Die notwendigen Maßnahmen: Basis- und Feinschutz der Telefonzentrale Um sich vor den Energien einer Blitzeinkopplung zu schützen, sind direkt am Gebäudeeingang Grobschutzmaßnahmen notwendig. Sollten diese Maßnahmen nicht möglich sein: Einsatz von Kombinationsschutzgeräten (Basis- und Feinschutz), direkt vor den NTBA-Eingängen bzw. der ISDN-Telefonanlage. Häufig erhalten Kreditkarten-Terminals sowie Brand- und Einbruchmeldeanlagen einen separaten NTBAbzw. einen Analog-Telefon-Zugang. Entsprechend sind hier ebenfalls die gleichen Schutzmaßnahmen vorzunehmen. Bild 12 zeigt eine Auswahlhilfe auf. Feinschutzgeräte für die Stromversorgung sind natürlich ebenfalls zu installieren. Telekommunikation und Datentechnik Bild 12: OBO Auswahlhilfe für die Auswahl von Überspannungsschutzlösungen bei Telekommunikationsanlagen

8 Seite 8 von 9 Schritt 4: Überspannungsschutz Computernetzwerk Wie abhängig heutzutage auch bereits schon kleine Betriebe und Arztpraxen von der EDV sind, dürften spätestens jedem durch die Verseuchung des Internets durch Computervieren deutlich geworden sein. Ein völliges Aus des EDV-Systems ist jedoch bei einer Überspannung zu erwarten. Die Ausfallzeit dieser Anlage ist abhängig von der Wiederbeschaffungszeit, den Kenntnissen der EDV- Spezialisten sowie vom letzten Sicherungsstand (Backup). Notwendige Überspannungsschutzmaßnahmen: Server / Hub: Die Zentraleinheit benötigt die höchste Priorität bezüglich der notwendigen Überspannungsschutzmaßnahmen in der EDV. Ein Schutzgerät allein in der Steckdose oder eine USV hilft dort nicht. Hier ist wichtig: Alle eingeführten Zuleitungen (außer LWL) sind beim Server zu beschalten. Wird eine Seite vergessen, sucht sich die Überspannung sein Ziel. Konkret: Überspannungsfeinschutz an der Stromversorgung (Typ 3) Datenleitungsfeinschutzgerät z.b. CAT. 5/6 an der Netzwerkkarte(n) Feinschutzgerät für eventuelle DSL und/oder Modem- Eingänge Arbeitplatz-PC: Jeder wichtige Arbeitsplatz-PC ist mit Feinschutzgeräten zu beschalten, um ebenfalls induktive Blitzeinkopplungen abzuleiten. Die Priorität der Schutzmaßnahme sollte mit der Ersetzbarkeit des PC s bewertet werden. Reine Netzwerk-Terminals könnten daher mit Rücksprache des Kunden aus dem Konzept herausgenommen werden. Bild 14: Anwendung Feinschutzgerät Computer Wichtig: PC s, die zur Steuerung mit technisch hochwertigen medizinischen Geräten verbunden sind, sollten ebenfalls umfassend vor Überspannungen abgesichert werden. Konkret gilt hier: Überspannungsfeinschutz an der Stromversorgung (Typ 3) Datenleitungsfeinschutzgerät z.b. CAT. 5/6 an der Netzwerkkarte(n) Feinschutzgerät für eventuelle DSL und/oder Modem- Eingänge Eventuelle Verbindungsleitungen zu medizinischen Geräten. Anhand der Auswahlhilfe Bild 15 kann ein Konzept leicht erstellt werden. Bild 15: Auswahlhilfe Netzwerksystem

9 Seite 9 von 9 Prüfung: Ableiter Typ 1 am Gebäudeeintritt? ja Überprüfung Koordination Ableiter Typ 1: U p: 3-4 kv U p: 2-2,5 kv U p: <1,5 kv nein ja Nachrüstung Ableiter Typ 1 Gebäude mit äußerem Blitzschutzsystem? Räumlicher Abstand Überspannungsableiter Typ1 UV: (Leitungslänge) 10-15m 5m kein Abstand notwendig nein Hinweis: Wenn Abstand nicht einzuhalten: Ableiter Typ 1 gegen geeigneten Ableiter austauschen Bei Insellösungen Schutz von Arztpraxen (bei eigene UV der Arztpraxis) ist am Gebäudeeintritt kein Ableiter Typ 2 in der HV notwendig. Überspannungsableiter Typ 2 (Klasse C) in jeder Unterverteilung der Arztpraxis. Wichtig: Beachtung Vorsicherungswert Ableiter Anschlussleitung Ableiter < 0,5m Beschaltung Ableiter 3+1 ist für TT, TN-S und TN-C System geeignet Bei Verwendung eines Kombiableiter (Typ 1+2) kann bis zu einem Abstand zur Unterverteilung von <10m in der Unterverteilung auf ein Überspannungsschutzableiter (Typ 2) verzichtet werden. Überspannungsfeinschutz (Typ 3) direkt am Endgerät einsetzen Überspannungsschutz für Telefonanlage (Telekom-Einspeisung) Überspannungsschutz für MODEM (ISDN,DSL) Anbindung Überspannungsschutz für Datenleitungen (Koaxial, Cat.5/6 usw.) Bild 16: Überblick der Auswahlkriterien von Überspannungsschutzgeräten Typ 1 und Typ 2 Fazit: Über die kompletten Ausmaße der Probleme und Kosten, die durch eine Überspannung in einer Arztpraxis entstehen können, ist leider nicht jeder Arztpraxisinhaber hinreichend informiert. Die "Praxis" zeigt, dass die Abhängigkeit der Geschädigten von den elektronischen "Helfern" doch größer ist als es den Laien bewusst war. Billige Überspannungsschutzgeräte aus dem Baumarkt beruhigen (bei Laien) sicherlich das Gewissen. Wird jedoch solch ein Gerät durch eine Überspannung belastet, kann eine mangelhafte Funktion für schmerzhafte Erfahrungen sorgen.