Produktinformation Überspannungsschutz für die Energieverteilung B, Combi, V, VP, PV
Erdblitzdichten in Deutschland 1999 bis 2005 Das Bild zeigt eine von VdS Meteo-Info aus diesen Messdaten aufbereitete Karte mit berechneten Mittelwerten der Erdblitzdichten und ihrer Zuordnung nach KFZ-Kennzeichengebieten in Deutschland (= Kreise und kreisfreie Städte). Die Berechnung basiert auf der von BLIDS gemessenen Anzahl der Blitze je km² und Jahr, für den Zeitraum 1999 bis 2005. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass bei einer örtlich feineren Auflösung die Blitzdichten noch von diesen Mittelwerten abweichen können. Weitere und genauere Informationen über die Erdblitzdichten in Deutschland erhalten Sie bei: VdS Schadenverhütung GmbH VdS Meteo-Info Amsterdamer Str. 172-174 D-50735 Köln Tel. (0221) 77 66 299 Internet: http://www.vds.de E-mail: meteo@vds.de Quellenangaben: Die Darstellung der Werte der Erdblitzdichten wird mit freundlicher Erlaubnis von VdS Meteo-Info wiedergegeben.
Zuverlässiger Überspannungsschutz für jeden Risikobereich Transiente Überspannungen sind eine Hauptursache für die Zerstörung elektronischer Geräte bzw. für Unterbrechungen beim Betrieb elektrischer Einrichtungen. Transiente Überspannungen sind gekennzeichnet durch Spannungsspitzen sehr kurzer Dauer (unterhalb von Millisekunden) mit einer Amplitude weit oberhalb der Spannungen im normalen Betrieb. Sie können entstehen durch die Einwirkung von Blitzen im nahen oder entfernten Bereich, durch Schalt handlungen oder durch plötzliche Laständerungen im Netz. Elektrische Betriebsmittel verfügen über festgelegte Isolationseigenschaften und damit über eine Festigkeit gegenüber den beschriebenen Überspannungen. Werden diese Werte überschritten, kann es zum Durchschlag von Isolationsstrecken und damit zur Zerstörung von Geräten, im Extremfall zum Brand in der Anlage kommen. Es müssen somit Maßnahmen getroffen werden, die sicherstellen, dass die zulässige Spannungsbelastung nicht überschritten wird. 3
Sicherheit am Limit Überspannungsschutzgeräte vom Typ schützen elektrische Anlagen und Geräte sicher und zuverlässig gegen Überspannungen. Sie begrenzen Überspannungen auf festgelegte Werte und leiten den durch 6 kv die Begrenzung entstehenden Stoß- strom unschädlich gegen Erde ab. 1,2 kv Schutzfunktion durch U p I U U p ist die durch den an seinen Klemmen begrenzte Spannung beim Ableiten des Stoßstroms gegen Erde U p 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 t (ms) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 t (ms) 4
Was passiert bei einem direkten Blitzeinschlag? 1 2 I R U = R I U Bei der Ableitung eines Blitzstoßstromes gegen Erde über die äußere Blitzschutzanlage wird über den Erdungswiderstand R das Potential gemäß R x I angehoben. Die Spannung der Außenleiter gegenüber N bleibt bei 230V. Die Spannung U erreicht dabei in wenigen µs einige kv und führt zum Durchschlag von Isolationsstrecken. Geräte werden durch den entstehenden Lichtbogen zerstört. 3 Der Blitzteilstrom kann nun über die Schadensstelle und die aktiven Leiter der Anlage abfliessen. Aufgrund der hohen Energien besteht dabei höchste Brandgefahr. Lösung: Blitzstromableiter vom Typ 1 können bei direkten oder nahen Blitzeinschlägen gegen Überspannungen und daraus resultierenden energiereichen Strömen schützen. 5
Die Überspannungs-Schutzgeräte der Baureihe Besteht für ein Gebäude das Risiko eines direkten oder nahen Blitzeinschlages mit entsprechend hohen Energien, sind so genannte Blitzstromableiter vom Typ 1 (ehe mals Anforderungs klasse B) zum Blitz schutzpotentialausgleich möglichst in der Nähe der Einführung der Versorgungsleitungen in das Gebäude ein zusetzen. Diese leiten die entsprechend hohen Anteile des Blitz stroms gegen Erde ab und begrenzen die Rest- Überspannung. Bei Geräten des Typs B mit einer getriggerten Funkenstrecke liegt der Schutz pegel bei 2,5 kv. Geräte vom Typ B sind Überspannungsableiter vom Typ 1. Sie sind insbesondere dort einzusetzen, wo Gebäude mit externem Blitzschutz versehen sind oder wo elektrisch leitfähige Teile außerhalb des Gebäudes mit Erde verbunden sind (Antennenanlagen, Metallkonstruktionen usw.). Auch bei der Versorgung von Gebäuden über Freileitungen kann dieser innere Blitzschutz erforderlich sein. Für den Einsatz von Blitzstromableitern vor dem Zähler sind die Anforderungen der Verteilungs netzbetreiber (VNB) zu berücksichtigen. Die ABB-Geräte des Typs B erfüllen alle Voraussetzungen dieser Richtlinie, sie dürfen somit auch vor dem Zähler installiert werden. Geräte der Baureihe Combi sind ebenfalls zunächst Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1. Sie enthalten neben der Funkenstrecke noch einen parallel angeordneten, austauschbaren Varistor-Schutzbaustein. Hiermit handelt es sich also um einen kombinierten Ableiter, der sowohl den Blitzschutzpotentialausgleich (Typ 1) als auch den koordinierten Überspannungsschutz für Geräte (Typ 2) übernimmt. Der Schutzpegel liegt bei diesen Geräten bei 1,5 kv, womit bei elektrischen Anlagen nicht allzu großer Ausdehnung (z.b. Einfamilienhäuser, kleinere Gebäude) sowohl der Blitzschutz als auch der Geräteschutz realisierbar ist. Aufgrund der Parallelschaltung des Varistor-Bausteins ist ein Einsatz im Vorzählerbereich nicht möglich. Combi Geräte der Baureihe V und VP sind Überspannungsableiter vom Typ 2 (ehemals Anforderungsklassse C). In der Ausführung V steht ein kompakter, einteiliger Überspannungs ableiter Typ 2 speziell für die Wohnungsinstallation zur Verfügung. V B 6
Die Baureihe VP verfügt über einen austauschbaren Schutzbaustein und wird (wie B und Combi) in verschiedenen Ausführungen (1- und mehrpolig, für unterschiedliche Netzsysteme, optional mit Fernsignalisierung) angeboten. V und VP dienen dem Geräteschutz mit einem Schutzpegel von 1,5 kv und können allein oder in Koordination mit Typ1-Ableitern zum Überspannungsschutz eingesetzt werden. VP Mit PV stehen mehrpolige Überspannungsableiter zur Verfügung, die für den Schutz im DC-Teil von Photovoltaik- Anlagen vorgesehen sind. PV Fazit: B (Typ 1) bzw. Combi (Typ 1 + 2) werden in den Nähe der Einspeisung, z. B. in Hauptverteilungen von Gebäuden, angeordnet. V und VP (Typ 2) sind Überspannungsableiter für den Geräteschutz in Unter- und Kleinverteilungen. Zur Erreichung eines wirk samen Schutzkonzeptes ist eine mehrstufige, koordinierte Anordnung von Überspannungs- schutzgeräten erforderlich. PV sind Überspannungsableiter zum Schutz von Photovoltaik (PV)-Anlagen. 7
3 Anwendungsbeispiele : Hauptverteilung Industrie Bürogebäude, Zweckbauten Wohngebäude grosse Wohngebäude mit äusserem Blitzschutz bei Einspeisung über Freileitungen bei geerdeten Antennenanlagen Typ 1 vor der Messeinrichtung Kombiableiter (Typ 1+2) Typ 2 hinter der Messeinrichtung (1) hinter der Messeinrichtung TN-S (4+0) TN-S (4+0) Hauptverteilung VP TNS (1) 2CTB804153R0800 4 x Combi 1P 4 x 2CTB815101R2700 oder 2 x Combi TN 2P 2 x 2CTB815101R2800 B TNS 2CTB815101R2000 TN-C (3+0) TN-C (3+0) Hauptverteilung VP TNC (1) 2CTB804153R0000 x Combi 1P 3 x 2CTB815101R2700 oder 1 x Combi TN 2P 1 x 2CTB815101R2800 + 1 x Combi 1P 1 x 2CTB815101R2700 B TNC 2CTB 815101R1900 TT (3+1) TT (3+1) Hauptverteilung VP TT (1) 2CTB804153R0400 3 x Combi 1P 3 x 2CTB815101R2700 + B NPE 100 2CTB815101R3000 B TT 2CTB815101R2100 oder 1 x Combi TN 2P 1 x 2CTB815101R2800 + 1 x Combi 1P 1 x 2CTB815101R2700 + B NPE 100 2CTB815101R3000 8
2 L (Kabellange) Leitungslänge L Unterverteilung Wohngebäude Hauptverteilung Leitungslänge L Unterverteilung Mindestabstand ohne äusseren Blitzschutz mit Kabeleinspeisung ohne geerdete äussre Konstruktionsteile Typ 1 Typ 2 kein Mindest abstand erforderlich Typ1/2 Typ 2 10 m Typ 2 Typ 2 10 m TN-S (4+0) empfohlen bei L = 10... 30 m erforderlich bei L > 30 m 4 x V 2CTB804201R0500 1 x PS 1/4 2CDL210001R1004 alternativ VP TNS 2CTB804153R0800 TN-C (3+0) TN-S (4+0) VP TNS 2CTB804153R0800 TN (1Ph+N) x VP 2 x 2CTB804151R0100 3 x V 2CTB804201R0500 1 x PS 1/3 2CDL210001R1003 alternativ VP TNC 2CTB804153R0000 TT (3+1) VP TT 2CTB804153R0400 TT (1Ph+N) VP 2CTB804151R0100 + VP NPE 2CTB804151R0000 TT (3+1) 3 x V 2CTB804201R0500 1 x VP NPE 2CTB804151R0000 1 x PS 1/4 2CDL210001R1004 alternativ VP TT 2CTB804153R0400 (1) VP ist erforderlich für den Schutz von Geräten, die direkt aus der Hauptverteilung versorgt werden. (2) maximaler Wert (nur erforderlich, wenn in der vorgeschalteten Installation nicht bereits vorhanden). 9
Überspannungs-Schutzeinrichtungen B 1P B TNS Blitzstromableiter Typ 1 Blitzstoßstrom I imp /ka (10/350) Folgestromlöschfähigkeit I fi /ka Schutzpegel U p /kv 1) N-PE-Ableiter 2) L-N / N-PE Kurzbezeichnung bbn 36 60308 EAN einpolig 25 50 2,5 B 1P 2CTB 8151 01 R 29 00 51131 7 0,25 1 50 0,1 1,5 B NPE 50 1) 2CTB 8151 01 R 31 00 51133 1 0,25 1 100 0,1 1,5 B NPE 100 1) 2CTB 8151 01 R 30 00 51132 4 0,25 1 mehrpolig 25 pro Pol 50 2,5 B TN 2P 2CTB 8151 01 R 17 00 51119 5 0,5 1 25 / 50 2) 50 2,5 / 1,5 2) B TT 2P 2CTB 8151 01 R 18 00 51120 1 0,5 1 25 pro Pol 50 2,5 B TNC 2CTB 8151 01 R 19 00 51121 8 0,75 1 25 pro Pol 50 2,5 B TNS 2CTB 8151 01 R 20 00 51122 5 1 1 25 / 100 2) 50 2,5 / 1,5 2) B TT 2CTB 8151 01 R 21 00 51123 2 1 1 mehrpolig, mit Telesignal 25 / 50 50 2,5 B TN 2P TS 2CTB 8151 01 R 22 00 51124 9 0,6 1 25 pro Pol 2) 50 2,5 / 1,5 2) B TT 2P TS 2CTB 8151 01 R 23 00 51125 6 0,6 1 25 pro Pol 50 2,5 B TNC TS 2CTB 8151 01 R 24 00 51126 3 0,85 1 25 pro Pol 50 2,5 B TNS TS 2CTB 8151 01 R 25 00 51127 0 1,1 1 25 / 100 2) 50 2,5 / 1,5 2) B TT TS 2CTB 8151 01 R 26 00 51128 7 1,1 1 Combi TN 2P Kombiableiter Typ 1 / Typ 2 einpolig, mit Telesignal 25 15 1,5 Combi 1P 2CTB 8151 01 R 27 00 51129 4 0,3 1 zweipolig, mit Telesignal 25 pro Pol 15 1,5 Combi TN 2P 2CTB 8151 01 R 28 00 51130 0 0,6 1 Phasenschienen für Combi 1P Anwendung Kurzbezeichnung bbn 40 16 779 EAN TNC 3phas. PS 1/3/16 TNC 2CDL 0100 07 R 16 03 669511 0,02 50 TNS 3phas. PS 1/4/16 TNS 2CDL 0100 07 R 16 04 669528 0,03 50 TT 3phas. PS 1/3/16 TT 2CDL 0100 17 R 16 04 669535 0,025 50 Verdrahtungshinweise TNC-System TNS-System TT-System L1 L2 L3 L1 L2 L3 N L1 L2 L3 N 3 x Combi 1P 4 x Combi 1P 3 x Combi 1P NPE 100 PE PE PE 10
Überspannungsableiter Typ 2, einteilig Ableitstoßstrom I max /ka (8/20) einpolig Nennableitstoßstrom I n /ka (8/20) Schutzpegel U p /kv Kurzbezeichnung bbn 36 60308 EAN 40 20 1,4 V 2CTB 8042 01 R 05 00 514431 0.12 1 Überspannungsableiter Typ 2, mit steckbaren Schutzmodulen Ableitstoßstrom I max /ka (8/20) einpolig Nennableitstoßstrom I n /ka (8/20) Schutzpegel U p /kv Kurzbezeichnung bbn 36 60308 EAN 40 20 1,5 VP 2CTB 8041 51 R 01 00 51099 0 0,12 1 70 20 1,4 VP NPE 1) 2CTB 8041 51 R 00 00 51100 3 0,12 1 einpolig, mit Telesignal 40 20 1,5 VP TS 2CTB 8041 51 R 02 00 51101 0 0,15 1 mehrpolig 40 20 1,5 VP TNC 2CTB 8041 53 R 00 00 51102 7 0,35 1 40 20 1,5 VP TNS 2CTB 8041 53 R 08 00 51103 4 0,45 1 40 20 1,5 / 1,4 2) VP TT 2CTB 8041 53 R 04 00 51104 1 0,45 1 mehrpolig, mit Telesignal 40 20 1,5 VP TNC TS 2CTB 8041 53 R 01 00 51105 8 0,4 1 40 20 1,5 VP TNS TS 2CTB 8041 53 R 09 00 51106 5 0,5 1 40 20 1,5 / 1,4 2) VP TT TS 2CTB 8041 53 R 05 00 51107 2 0,5 1 1) N-PE-Ableiter 2) L-N / N-PE V VP VP TNC VP TNS Überspannungsableiter Typ 2 mit Reservevaristor, steckbare Schutzmodule einpolig Ableitstoßstrom I max /ka (8/20) Nennableitstoßstrom I n /ka (8/20) 2) L-N / N-PE Schutzpegel U p /kv Kurzbezeichnung bbn 36 60308 EAN 40 20 1,2 VP Res 2CTB 8041 51 R 03 00 51108 9 0,12 1 einpolig, mit Telesignal 40 20 1,2 VP TS Res 2CTB 8041 51 R 04 00 51109 6 0,15 1 mehrpolig 40 20 1,2 VP TNC Res 2CTB 8041 53 R 02 00 51110 2 0,35 1 40 20 1,2 VP TNS Res 2CTB 8041 53 R 10 00 51111 9 0,45 1 40 20 1,2 / 1,4 2) VP TT Res 2CTB 8041 53 R 06 00 51112 6 0,45 1 mehrpolig, mit Telesignal 40 20 1,2 VP TNC TS Res 2CTB 8041 53 R 03 00 51113 3 0,45 1 40 20 1,2 VP TNS TS Res 2CTB 8041 53 R 11 00 51114 0 0,55 1 40 20 1,2/ 1,4 2) VP TT TS Res 2CTB 8041 53 R 07 00 51115 7 0,55 1 VP Res VP TNC Res VP TNS Res 11
Überspannungsableiter Typ 2 für Photovoltaik-Anlagen, dreipolig Ableitstoßstrom I max /ka (8/20) Schutzmodule für Geräte der -Reihe und Verwendungshinweise VP... VP E 2CTB 8041 54 R 01 00 51116 4 0.1 1 VP NPE E 2CTB 8041 54 R 00 00 1) 51118 8 0.05 1 VP NPE VP NPE E 2CTB 8041 54 R 00 00 51118 8 0.05 1 VP... Res VP Res E 2CTB 8041 54 R 02 00 51117 1 0.1 1 VP NPE E 2CTB 8041 54 R 00 00 1) 51118 8 0.05 1 PV 40-600 P PV 600 E 2CTB 8041 54 R 04 00 51639 8 0.1 1 PV MC E 2CTB 8041 54 R 06 00 51673 2 0.05 1 PV 40-1000 P PV 1000 E 2CTB 8041 54 R 05 00 51640 4 0.1 1 1) N-PE-Ableiter Nennableitstoßstrom I n /ka (8/20) für - Typ... auswechselbarer Schutzbaustein bbn 3660308 EAN Phasenschienen für einpolige Überspannungsableiter Typ V, VP, VP NPE Anwendung Kurzbezeichnung bbn 4016779 EAN TNC-System, 3+0 -Schaltung PS 1/3 2CDL 2100 01 R 10 03 51465 1 0.025 1 TNS-System, 4+0 -Schaltung PS 1/4 2CDL 2100 01 R 10 04 64823 3 0.025 1 bzw. TT-System, 3+1 -Schaltung Verdrahtungshinweise Schutzpegel U p /kv Kurzbezeichnung bbn 36 60308 EAN TNC-System TNS-System TT-System 600 V DC 40 20 1,4 / 2,8 3) PV 40-600 P 2CTB 8041 53 R 16 00 51647 3 0.35 1 40 20 1,4 / 2,8 3) PV 40-600 P TS 4) 2CTB 8041 53 R 17 00 51648 0 0.35 1 1000 V DC 40 20 3,8 / 3,8 3) PV 40-1000 P 2CTB 8041 53 R 18 00 51649 7 0.35 1 40 20 3,8 / 3,8 3) PV 40-1000 P TS 4) 2CTB 8041 53 R 19 00 51650 3 0.35 1 PV 3) L-PE / L-L 4) mit Telesignal Schutzmodul PS 1/3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 N L1 L2 L3 PE PS 1/4 3 x x V/VPV 4x x V/VPV 3x x V/VPV VP NPE PS 1/3 PS 1/4 PS 1/4 PEN PE N 12
Anordnung von Überspannungsschutzeinrichtungen Überspannungskategorie IV lll ll l Betriebsmittel der Überspannungskategorie IV haben eine hohe Stoßspannungsfestigkeit und können deshalb in der Nähe der Einspeisung, z.b. in einer Hauptverteilung, installiert werden. Beispiele für solche Betriebsmittel sind Elektrizitätszähler und Hauptüberstromschutzeinrichtungen. 6 000 V Erforderliche Bemessungsstoßspannungsfestigkeit U imp für 230/400V Die Werte gelten für Anwendungen bis 2 000 m ü. NN. Betriebsmittel der Überspannungskategorie III sind Betriebsmittel, die Bestandteil der festen elektrischen Anlagen sind und andere Betriebsmittel, für die ein höherer Grad der Verfügbarkeit erwartet wird. Beispiele für solche Betriebsmittel sind: Verteiler, Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter, Kabel- und Leitungsanlagen, Stromschienen, Verbindungsdosen und -kästen, Schalter und Steckdosen in der festen Anlage; ferner: Betriebsmittel für industrielle Anwendung und einige andere Betriebsmittel, z.b. stationäre Motoren mit einem dauernden Anschluss an die feste Anlage. 4 000 V Betriebsmittel der Überspannungskategorie II sind Betriebsmittel, die zum Anschluss an eine elektrische Anlage eines Gebäudes bestimmt sind. Beispiele für solche Betriebsmittel sind Haushaltsgeräte, tragbare Werkzeuge und ähnliche Verbrauchsmittel. 2 500 V elektrische Verbrauchsgeräte Betriebsmittel der Überspannungskategorie I sind Betriebsmittel, die zum Anschluss an eine elektrische Anlage eines Gebäudes bestimmt sind. Um transiente Überspannungen auf den festgelegten Pegel zu begrenzen, werden bei Betriebsmittel der Überspannungskategorie I Überspannungsschutzeinrichtungen außerhalb der Betriebsmittel angeordnet - entweder in der festen Anlage oder zwischen der festen Anlage und den Betriebsmitteln. 1 500 V besonders empfindliche elektronische Verbrauchsgeräte Unterverteilung Hauptverteilung/ Zählerschrank Steckdose mit integriertem Überspannungsschutz Typ 1 ( B...) oder Typ 2 ( V...) bzw.typ1/2 ( Combi...) Typ 2 ( V...) geräteseitiger Überspannungsschutz 6 000 V Schutzpegel bei Verwendung von ABB-en 2 500 V 800 V 1 500 V 13
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