Was ist ein Überspannungsschutzgerät und wie funktioniert es?

Überspannungsschutzgeräte (SPDs), auch als Überspannungsunterdrücker oder Überspannungsableiter bekannt, haben die Hauptfunktion , überschüssige Spannung und Strom von der zu schützenden Ausrüstung wegzuleiten und dadurch den Spannungspegel zu begrenzen.

Diese Überspannungen können durch Blitzeinschläge, Netzschaltungen, elektrische Fehler oder aus anderen Gründen auftreten und empfindliche elektronische Geräte und Anlagen beschädigen.

Wie funktionieren Überspannungsschutzgeräte?

1. Spannungsüberwachung

Ein Überspannungsschutzgerät überwacht kontinuierlich den Spannungspegel des elektrischen Systems, an das es angeschlossen ist.

Überspannungsschutzgeräte werden aktiviert, wenn die Spannung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet (was auf eine Überspannung oder ein vorübergehendes Ereignis hinweist).

2. Einschaltstrom-Shunt

Überspannungsschutzgeräte bieten einen Pfad mit niedriger Impedanz für den Stoßstromfluss.

Überspannungsschutzgeräte bestehen typischerweise aus Metalloxid-Varistoren (MOVs), Gasentladungsröhren (GDTs) oder anderen Komponenten mit schnellen Reaktionszeiten und hoher Überspannungsbelastbarkeit.

3. Metalloxid-Varistor (MOV)

MOVs sind die am häufigsten verwendeten Komponenten in Überspannungsschutzgeräten.

Metalloxid-Varistoren weisen eine nichtlineare Spannungs-Strom-Kennlinie auf, was bedeutet, dass ihr Widerstand abnimmt, wenn die an ihnen anliegende Spannung zunimmt.

Bei einer Überspannung leitet der MOV den überschüssigen Strom schnell von der geschützten Ausrüstung ab und begrenzt die Spannung effektiv auf ein sicheres Niveau.

4. Gasentladungsröhre (GDT)

GDTs sind ein weiteres Element, das in Überspannungsschutzgeräten verwendet wird.

Eine Gasentladungsröhre enthält eine gasgefüllte Kammer, in der eine Ionisierung stattfindet, wenn die Spannung einen bestimmten Wert überschreitet. Diese Ionisierung erzeugt einen Pfad mit geringem Widerstand für den Stoßstrom und leitet ihn vom Gerät weg.

5. Absorption und Dissipation

Sobald der Stoßstrom abgeleitet ist, nimmt das Überspannungsschutzgerät die überschüssige Energie auf und leitet sie in Wärme um. Dadurch wird verhindert, dass die Energie die angeschlossenen Geräte erreicht und Schäden verursacht.

6. Zurücksetzen oder ersetzen

Bei einer starken Überspannung oder mehreren Überspannungen kann das Überspannungsschutzgerät seine maximale Kapazität erreichen und dauerhaft beschädigt werden. In diesem Fall kann das Überspannungsschutzgerät je nach Ausführung ausgetauscht oder manuell zurückgesetzt werden.

Wo ist der Überspannungsschutz eingebaut?

Überspannungsschutzgeräte werden typischerweise am Hauptstromanschluss installiert, um das gesamte Stromnetz zu schützen, oder an bestimmten Verbrauchspunkten, um einzelne Einheiten oder Geräte zu schützen.