Überspannungsschutz für Gebäude. DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016

Transkript

1 Überspannungsschutz für Gebäude

2 Andreas Wojak Vertriebsingenieur DEHN + SÖHNE GmbH + CO.KG. Büro Oberhausen Tunnelstraße Oberhausen Tel.: Fax: Mob.: andreas.wojak@dehn.de

3 Dietmar Müller Vertriebsleiter Region West Vertrieb Deutschland DEHN + SÖHNE GmbH + CO.KG. Hans-Dehn-Str Neumarkt Tel.: Fax: Mob.: dietmar.mueller@dehn.de

4 Agenda Überspannungsschutz Neu geregelt 1 DEHN 2 Ursachen von Überspannungen 3 Neue VDE-Normen / -534 Überspannungsschutz-Seminar

5 Unternehmensleitbild DEHN schützt. DEHN ist weltweit führender Systemlieferant in den Bereichen Blitz-, Überspannungsund Arbeitsschutz Nachhaltiges Wachstum basiert auf: Internationalisierung Steigerung der Innovationskraft Stand: 02/2017

6 Geschäftsführung Von links nach rechts: Christian Köstler Geschäftsführer Operations Dr. Philipp Dehn Geschäftsführender Gesellschafter Helmut Pusch Geschäftsführer Vertrieb Dr. Peter Zahlmann Geschäftsführer Technik Stand: 02/2017

7 Historie 1910 Gründung 1958 Tiefenerder DEHN Standort Mühlhausen 1923 Produktion von Bauteilen 1977 Spannungsprüfer 2005 Standort China Erstes Patent 1984 DEHNventil 2003 HVI-Leitung 2012 DEHNcare 2016 DEHNclip 1954 Vorstellung J Österreich Stand: 02/2017

8 Fakten >120 Mitarbeiter in Entwicklung, Konstruktion und Qualitätssicherung 6 % in F&E investierter Anteil vom Umsatz Marktführer Blitz- und Überspannungsschutz 1136 Patente starkes Technologieportfolio seit 1910 >100 Jahre Erfahrung, Innovation und Markterfolg >70 Länder mit DEHN-Präsenz >4000 aktive Produkte 21 Tochtergesellschaften, Repräsentanzen >1700 Mitarbeiter weltweit ~200 Mio. Umsatz Global Player inhabergeführt, mittelständisch Stand: 02/2017

9 DEHN + SÖHNE Neumarkt Stand: 02/2017

10 DEHN + SÖHNE Mühlhausen Stand: 02/2017

11 Lösungen und Produkte Überspannungsschutz Arbeitsschutz Blitzschutz Erdung Stand: 02/2017

12 Projekte / Referenzen ITER wikimedia.org fotolia.de alptransit.ch Stand: 02/2017

13 Agenda Überspannungsschutz Neu geregelt 1 DEHN 2 Ursachen von Überspannungen 3 Neue VDE-Normen / -534 Überspannungsschutz-Seminar

14 Beeinflussungen der Elektroanlagen Ursachen von transienten Überspannungen Direkter Blitzeinschlag (LEMP) galvanische Kopplung induktive/kapazitive Kopplung 10/350 µs Indirekter Blitzeinschlag = DIN VDE /-534 leitungsgebundene Blitzteilströme induktive/kapazitive Kopplung 8/20 µs Überspannungen (SEMP) = DIN VDE /-534 Schalthandlungen Erd-/Kurzschlüsse Auslösen von Sicherungen parallele Verlegung von energie- und 8/20 µs informationstechnischen Leitungssystemen LEMP: Lightning Electromagnetic Pulse, SEMP: Switching Electromagnetic Pulse UESK Seminar Ursachen / 2642_D_1

15 Gefährdung durch eine Blitzentladung im Umkreis von 2 km um den Einschlagsort elektrisch leitende Systeme UESK Seminar Ursachen / 1320_D_1

16 Schaltüberspannungen Ausschalten eines Lüfters Schaltüberspannung > 2 kv M UESK Seminar Ursachen / 701_D_2

17 Agenda Überspannungsschutz Neu geregelt 1 DEHN 2 Ursachen von Überspannungen 3 Neue VDE-Normen / -534 Überspannungsschutz-Seminar

18 DIN VDE und DIN VDE Neuerungen ab 1. Oktober 2016

19 Einordnung DIN VDE und DIN VDE Wann ist Überspannungsschutz zu installieren? DIN VDE Welcher Überspannungsschutz ist auszuwählen? DIN VDE Wie ist der Überspannungsschutz zu installieren? DIN VDE [ ] / 10415_D_1

20 DIN VDE und -534 (VDE und -534): Der Anwendungsbeginn für diese Normen ist Die Übergangsfrist für diese Normen ist [ ] / 10501_D_1

21 Anzahl der in Deutschland registrierten Blitzereignisse von 2000 bis Mio. 2,5 Mio. Registrierte Blitze 2 Mio. 1,5 Mio. 1 Mio. 0,5 Mio. Im Durchschnitt ca. 2 Mio. Blitze pro Jahr! Lit.: Gesamtverband der Deutschen Versicherungsgesellschaft e.v. + BLIDS Workshop DFMG Jahr / 5481_D_1

22 Registrierte Schäden im Wohnhausbereich Anzahl der Blitz- und Überspannungsschäden und die Leistungen in der Hausrat- und Wohngebäudeversicherung 1 Anzahl der Schäden Mio. Versicherungsleistungen in Euro 340 Mio. Leistungen in Mio ) GDV Hochrechnung 2) vorläufig Quelle: Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) [ ] / 10417_D_1

23 Blitz-Schäden werden teuer Durchschnittliche Kosten eines Blitz- und Überspannungsschadens in der Hausrat- und Wohngebäudeversicherung Kosten in ) 1) vorläufig Quelle: Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) [ ] / 10417_D_2

24 Gründe Gebäudeinstallation früher Gebäudeinstallation heute niedriger Elektronikanteil erheblicher Elektronikanteil geringer Vernetzungsgrad hoher Vernetzungsgrad hohe Spannungsfestigkeit niedrige Spannungsfestigkeit keine regenerativen Energien regenerative Energien Wunsch nach Autarkie [ ] / 10418_D_1

25 DIN VDE Neuerungen ab 1. Oktober 2016

26 Überspannungsschutz Neu geregelt DIN VDE : Überspannungsschutz ist vorzusehen, wenn transiente Überspannungen Auswirkungen haben können auf: 1. Menschenleben, z. B. Anlagen für Sicherheitszwecke und Krankenhäuser. 2. Öffentliche Einrichtungen und Kulturbesitz, z. B. öffentliche Dienste, Telekommunikationszentren und Museen. 3. Gewerbe- und Industrieaktivitäten, z. B. Hotels, Banken, Industriebetriebe, Handel, Bauernhöfe. 4. Menschenansammlungen, z. B. in großen (Wohn-)Gebäuden, Kirchen, Büros, Schulen [ ] / 10419_D_1

27 Überspannungsschutz Neu geregelt DIN VDE : Überspannungsschutz ist vorzusehen, wenn transiente Überspannungen Auswirkungen haben können auf: 5. Einzelpersonen, z. B. in Wohngebäuden und kleinen Büros, wenn empfindliche Betriebsmittel der Überspannungskategorie I + II, z. B. Haushaltsgeräte, tragbare Werkzeuge und empfindliche elektronische Geräte, installiert sind. Gebäude mit der Klassifizierung feuergefährlich, entsprechend DIN VDE , z. B. Scheunen, Werkstätten für Holzbearbeitung, sollten ebenfalls einen Schutz gegen transiente Überspannungen erhalten [ ] / 10419_D_1

28 DIN VDE (VDE ): Zusammenhang zwischen Bemessungs-Stoßspannungen U w von Betriebsmitteln und Überspannungskategorien Nennspannung der elekrischen Anlage a V 120/ /240 Spannung Außenleiter zu Neutralleiter abgeleitet von den Nennwechsel oder Nenngleichspannung bis einschließlich V Überspannungskategorie IV (Betriebsmittel mit sehr hoher Bemessungs- Stoßspannung) z. B. Elektrizitätszähler, Rundsteuerempfänger Geforderte Bemessungs-Stoßspannung der Betriebsmittel b kv Überspannungskategorie III (Betriebsmittel mit hoher Bemessungs-Stoßspannung) z. B. Verteilertafeln, Schalter, Steckdosen Überspannungskategorie II (Betriebsmittel mit normaler Bemessungs-Stoßspannung) z. B. Haushaltsgeräte, Werkzeuge ,5 1,5 0,8 230/400 c ,5 1,5 277/480 b 400/ , nur DC 1500 nur DC 15 d 10 d 8 d 6 d a Nach DIN EN (VDE ) B Diese Bemessungs-Stoßspannung gilt zwischen den aktiven Leitern und PE (Erde). c In IT-Systemen, die bei V betrieben werden, muss, aufgrund der Spannung gegen Erde, die an einem Leiter bei einem Erdfehler ansteht, die Zeile für 230/400 V angewendet werden. ANMERKUNG In 3-phasigen IT-Systemen ist aufgrund der Spannung gegen Erde, die an einem Leiter bei einem Erdschluss ansteht, die Spannung zwischen den Außenleitern zugrunde legen. d Empfohlene Werte nach DIN EN :(VDE Beiblatt 1):2011, Anhang D Überspannungskategorie I (Betriebsmittel mit geringer Bemessungs-Stoßspannung) z. B. empfindliche elektronische Geräte Tabelle 443.2: Geforderte Bemessungs-Stoßspannung von Betriebsmitteln (U w ) [ ] / 10420_D_1

29 Normative Verbindung Installationsnormen vs. Produktnormen Fachhandwerk Installationsnormen z. B.: DIN VDE ,-420, -443, Tab , -444, DIN VDE ,-534, -540, -712 Schnittstelle Gerätehersteller Produktnormen z. B.: IEC , IEC IEC 60664, Tab. B.1 Fazit: Die Installationsnorm DIN VDE , Tab und die Produktnorm IEC 60664, Tab. B.1 stellen die gleichen Anforderungen an den U w auf. Neue Vorgaben für den Überspannungsschutz, Oliver Born / WOA, DEHN+SÖHNE

30 Überspannungskategorien DIN VDE Einsatz von Überspannungsschutzeinrichtungen Bemessungs-Stehstoßspannung 6 kv Einbauort empfindlicher Geräte wandert näher zum Zähler (Heizungssteuerung, Smart Grid, ehz, Homeserver, ) Schutzpegel 1,5 kv 4 kv 2,5 kv Haushaltsgeräte 1,5 kv empfindliche Geräte HAK Z UV Endgerät 230/400 V Ableiter Typ 1 + Typ 2 Typ 2 Typ 3 HAK: Hausanschlusskasten; Z: Zähler; UV: Unterverteilung / 608_D_1

31 Schutzkonzept nach DIN VDE und -534: Notwendigkeit von Überspannungsschutzmaßnahmen bei allen Anlagen mit Betriebsmitteln der Überspannungskategorie I und II > 10 m ÜSK I / II * In folgenden Fällen sollten zusätzliche Überspannungsschutzgeräte (SPDs) eingesetzt werden: Telekommunikationsleitungen, die von außen eingeführt werden Gebäudeüberschreitende Leitungen Schaltüberspannungen, die innerhalb der Anlage erzeugt werden Schutz empfindlicher Endgeräte *ÜSK = Überspannungskategorie [ ] / 10421_D_1

32 Wohngebäude ohne Äußerer Blitzschutzanlage Verteiler außerhalb von 10 m Leitungslänge HAK UV Leitungslänge > 10 m Z Wirksamer Schutzbereich von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) Beträgt die Leitungslänge zwischen Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) und dem zu schützenden Betriebsmittel mehr als 10 Meter, dann sollten zusätzliche Schutzmaßnahmen ergriffen werden, wie zum Beispiel: die Errichtung einer zusätzlichen Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) so nah als möglich am zu schützenden Betriebsmittel. Der Schutzpegel dieser zusätzlichen Überspannungs- Schutzeinrichtung (SPD) darf in keinem Fall die notwendige Bemessungs-Stoßspannung U w des Betriebsmittels überschreiten; UESK Seminar Normen HAK: Hausanschlusskasten Z: Zähler UV: Unterverteilung Lit.: DIN VDE (VDE ): [ / 10531_D_1

33 Schutzkonzept nach DIN VDE und -534: Notwendigkeit von Überspannungsschutzmaßnahmen bei allen Anlagen mit Betriebsmitteln der Überspannungskategorie I und II > 10 m ÜSK I / II * In folgenden Fällen sollten zusätzliche Überspannungsschutzgeräte (SPDs) eingesetzt werden: Telekommunikationsleitungen, die von außen eingeführt werden Gebäudeüberschreitende Leitungen Schaltüberspannungen, die innerhalb der Anlage erzeugt werden Schutz empfindlicher Endgeräte *ÜSK = Überspannungskategorie [ ] / 10421_D_1

34 Anwendung Überspannungsschutz für die Energietechnik UV > 10 m Typ 2 DEHNguard M 10 m Endgerät Typ 3 > 10 m Endgerät DEHNsafe UV Typ 2 Typ 3 > 10 m DEHNguard M > 10 m DEHNrail Endgerät HV Typ DEHNshield ZP basic 10 m Endgerät Typ 3 > 10 m Endgerät DEHNflex HV: Hauptverteilung; UV: Unterverteilung Überspannungsschutz-Seminar Schutzkonzepte und Schutzgeräte [ ] / 2445_D_3

35 Grundsätzliche Forderungen Einbau der SPDs so nah als möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage? [ ] / 10423_D_1

36 Grundsätzliche Forderungen Einbau der SPDs so nah als möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage Der Speisepunkt der elektrischen Anlage kann beispielsweise der Ort sein, an dem die Einspeisung in das Gebäude eintritt oder der elektrische Hauptverteiler (Hauptschaltanlage) [ ] / 10423_D_1

37 Grundsätzliche Forderungen Lösung: Einbau der SPDs so nah als möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage Einsatz von SPDs Typ 1 im Zählerschrank möglichst im Hauptstromversorgungssystem, d. h. vor dem Zähler Einbau des SPDs im unteren Anschlussraum des Zählerschrankes Anforderungen an SPDs entsprechend VDN-Richtlinie Überspannungs- Schutzeinrichtungen Typ 1 * berücksichtigen * Zukünftig in neuer VDE-Anwendungsregel VDE-AR-N 4100 enthalten Vorteil: Keine hohen Blitzteilströme oder hohe Stoßströme fließen über SH-Schalter und Zähler Wichtig bei Einsatz elektronischer Zähler ehz und Smart-Meter- Gateway [ ] / 10423_D_1

38 Einspeisung Energietechnik Einbau der SPDs so nah als möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage [ ] / 10424_D_1

39 Einspeisung Telekommunikation Systemschutz Es wird empfohlen, auch für andere Systeme, z. B. Telekommunikationsleitungen, SPDs einzusetzen. DEHNbox DBX TC 180 Art.-Nr.: [ ] / 10428_D_1

40 Einspeisung Kabelfernsehen Systemschutz Es wird empfohlen, auch für andere Systeme, z. B. Telekommunikationsleitungen, SPDs einzusetzen. DEHNgate DGA FF TV Art.-Nr.: [ ] / 10428_D_1

41 DIN VDE Neuerungen ab 1. Oktober 2016

42 DIN VDE (VDE ): Auswahl und Errichtung von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) Errichtungsort und Prüfklasse (Typ) von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) müssen mindestens so nah wie möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage errichtet werden. Zum Schutz bei indirekten Blitzeinwirkungen und bei Schaltüberspannungen müssen mindestens Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) Typ 2 verwendet werden. Ist eine bauliche Anlage mit einem externen Blitzschutzsystem ausgerüstet, oder ist der Schutz bei Einwirkungen infolge direkter Blitzeinschläge anderweitig gefordert, dann müssen Überspannungs- Schutzeinrichtungen (SPDs) Typ 1 verwendet werden. In Deutschland müssen bei baulichen Gebäuden mit Freileitungseinspeisung Überspannungs- Schutzeinrichtungen (SPDs) Typ 1 entsprechend Anhang B eingesetzt werden [ ] / 10442_D_11

43 Erweiterung Produktportfolio Red/Line DEHNshield ZP DEHNshield ZP basic Wartungsfreie Kombi-Ableiter mit Schutzwirkung Typ Einsatz im Vorzählerbereich ohne extra Gehäuse Schnelle Montage durch Aufrasttechnik Erfüllt die Anforderungen der neuen DIN VDE DEHNshield ZP für Gebäude mit Äußeren Blitzschutz bis Blitzschutzklasse III DEHNshield ZP Basic für alle anderen Gebäude, auch mit Freileitungsanschluss Art.-Nr.: Art.-Nr.: [ ] / 10425_D_1

44 Weitere Anforderungen der Norm Einspeisepunkt Zum Schutz der gesamten elektrischen Anlage ist das Überspannungsschutzgerät (SPD) so nahe wie möglich am Speisepunkt der Anlage einzubauen. Durch die Montage im Hauptstromversorgungssystem (z. B. direkt auf das 40 mm Sammelschienensystem) wird dies optimal umgesetzt und zugleich der elektronische Zähler (ehz) mitgeschützt. Wohn- und Gewerbebau Industriebereich [ ] / 10430_D_1

45 Lösung für Energietechnik Gebäude ohne / mit Blitzschutz mit Blitzschutz ohne Blitzschutz DEHNshield ZP basic Art.-Nr.: DEHNguard 3 DEHNflex DEHNprotector STC-Modul 4 DEHNshield ZP Art.-Nr.: [ ] / 10426_D_1

46 Gebäude mit Freileitungseinspeisung Auswahl und Einbauort der SPDs DEHNshield Typ DSH TNS 255 DEHNshield ZP TT Basic DSH ZP B TT 255 zusätzliche Erdungsschiene > 10 m Gebäude mit direkten oder indirekten Freileitungsanschluss, ist ein SPD Typ 1 zu installieren.* *Gilt für Blitzschutzklasse III + IV UESK Seminar Normen HAK: Hausanschlusskasten Z: Zähler ES: Erdungsschiene [ ] / 10431_D_2

47 Gebäude mit Freileitungseinspeisung Auswahl und Einbauort der SPDs DEHNshield ZP TT Basic DSH ZP B TT 255 Gebäude mit direkten oder indirekten Freileitungsanschluss, ist ein SPD Typ 1 zu installieren.* HAK Z *Gilt für Blitzschutzklasse III + IV UESK Seminar Normen HAK: Hausanschlusskasten Z: Zähler [ ] / 10431_D_1

48 Anschluss von SPDs Gesamtlänge a+b+c 0,5 m [ ] / 10435_D_1

49 Anschluss von SPDs Kann die maximale Länge nicht eingehalten werden z. B. bei großen Schaltanlagen, können eine der folgenden Maßnahmen ergriffen werden: Auswahl eines SPDs mit niedrigerem Schutzpegel [ ] / 10435_D_2

50 DIN VDE (VDE ): Anschluss von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) Beträgt die Gesamtlänge (a + b + c), wie in Bild festgelegt, mehr als 0,5 m, dann muss mindestens eine der folgenden Maßnahmen umgesetzt werden: Auswahl einer Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) mit niedrigerem Schutzpegel U p (an einem geradlinig verlegten, 1 Meter langen Leiter wird bei einem Impulsstrom von 10 ka (8/20) ein Spannungsfall von ungefähr V erzeugt); [ ] / 10442_D_34

51 DIN VDE (VDE ): Anschluss von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) Beträgt die Gesamtlänge (a + b + c), wie in Bild festgelegt, mehr als 0,5 m, dann muss mindestens eine der folgenden Maßnahmen umgesetzt werden: Auswahl einer Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) mit niedrigerem Schutzpegel U p (an einem geradlinig verlegten, 1 Meter langen Leiter wird bei einem Impulsstrom von 10 ka (8/20) ein Spannungsfall von ungefähr V erzeugt); Bemessungs-Stehstoßspannung U w 6 kv 4 kv Nutzbare Differenz = 2,5 kv DEHN = Schutzpegel U p 1,5 kv 2,5 kv Haushaltsgeräte 1,5 kv empfindliche Geräte HAK Z UV Endgerät 230/400 V [ ] / 10440_D_1

52 Errichtung von Überspannungs-Schutzeinrichtungen im TN-C-S-System nach DIN-VDE und DIN-VDE HAK Zähler- / Hauptverteilung Überspannungs- Ableiter Typ 1 Unterverteilung Überspannungs- Ableiter Typ 2 Schutz nach DIN EN (VDE ) Schutz nach IEC (DIN VDE ) Endgeräte Überspannungs- Ableiter Typ 3 0,5 m Überspannungsschutz-Seminar Normung [ ] / 10441_D_2

53 Errichtung von Überspannungs-Schutzeinrichtungen im TN-C-S-System nach DIN-VDE und DIN-VDE HAK Zähler- / Hauptverteilung Überspannungs- Ableiter Typ 1 Unterverteilung Überspannungs- Ableiter Typ 2 Schutz nach DIN EN (VDE ) Schutz nach IEC (DIN VDE ) Endgeräte Überspannungs- Ableiter Typ 3 > 0,5 m Überspannungsschutz-Seminar Normung [ ] / 10441_D_1

54 Zusammenfassung Überspannungsschutz wann installieren welchen auswählen wie installieren? Wann DIN VDE Überspannungsschutz immer bei Betrieb empfindlichen Betriebsmitteln Anpassung an vernetzte Installationen mit empfindlichen Geräten Systemschutz Verstärkter Fokus auf Schutz bei Schaltüberspannungen. Welcher DIN VDE Typ 1 SPDs bei Freileitungen. Typ 2 SPDs bei allen weiteren Anlagen. Der am Einsatzort zu erwartender Stoßstrom sollte vom Schutzgerät getragen werden können. Wie DIN VDE Zusätzliche SPDs bei Abstand > 10 Meter zu empfindlichen Betriebsmitteln. Die energetische Koordination zwischen den SPDs und dem Endgerät ist nachzuweisen. Zusätzliche SPDs auch bei Datenleitungen und Leitungen, welche das Gebäude verlassen [ ] / 10415_D_2

55 Auswahlhilfen

56 Überspannungsschutz Neu geregelt Auswahlmatrix für Wohn- und Bürogebäude [ ] / 10419_D_1

57 Überspannungsschutz Neu geregelt DIN VDE : [ ] / 10419_D_1

58 DEHN schützt. Informationen zu unseren eingetragenen Marken ( Registered Trademarks ) finden Sie im Internet unter Technische Änderungen, Druckfehler und Irrtümer vorbehalten. Die Abbildungen sind unverbindlich.