Typ 1, Typ 2 und Typ 3 sind keine drei Qualitätsstufen. Sie beschreiben unterschiedliche SPD-Prüfaufgaben und Installationsrollen. Ein koordiniertes Überspannungsschutzsystem muss festlegen, wo jede Stufe eingeordnet wird, wie die Stufen die Überspannungsenergie aufteilen und ob die Spannung, die die Endgeräte erreicht, niedrig genug ist.
Ein einzelnes SPD kann für eine kompakte Installation mit geringer Gefährdung ausreichen, aber es sollte nicht automatisch angenommen werden, dass ein Gerät ein gesamtes Gebäude oder Projekt schützt.
Wo teilweiser Blitzstrom in die elektrische Anlage gelangen kann, wird am Einspeisepunkt üblicherweise ein SPD vom Typ 1 oder Typ 1+2 bewertet. SPDs vom Typ 2 werden an Haupt- oder nachgelagerten Verteilungspunkten eingesetzt, um verbleibende blitz- und schaltbedingte Überspannungen zu begrenzen. Ein Schutz vom Typ 3 oder Typ 2+3 wird in der Nähe empfindlicher Geräte in Betracht gezogen, wenn die vorgelagerte Stufe kein ausreichend niedriges Schutzniveau an der Last aufrechterhalten kann. [1] [3] [4] [5]
Die richtige Konfiguration kann daher nur Typ 2, ein kombiniertes SPD Typ 1+2, getrennte Stufen Typ 1 und Typ 2 oder eine vollständige Schutzkette aus Typ 1, Typ 2 und Typ 3 sein. Die endgültige Auswahl hängt von der Projektarchitektur, der Kurzschlussfestigkeit der Geräte, den Leitungswegen und den Koordinationsdaten des Herstellers ab.
Inhaltsübersicht
In diesem Leitfaden
- Was SPD-Koordination bedeutet
- Drei Prüfungen, die nicht verwechselt werden dürfen
- Wann ein SPD ausreichen kann
- Wo Typ 1, Typ 2 und Typ 3 einzuordnen sind
- Wie die Schutzstufen zu planen sind
- Wann Typ 1 und Typ 2 zusammenarbeiten
- Wenn Geräte Typ 3 benötigen
- Abstimmung von Abstand und Energie
- Kombinierte versus separate SPDs
- Bearbeitetes Ingenieurberechnungsbeispiel
- Anwendungen in Rechenzentren, der Industrie, im PV-Bereich, bei EV und BESS
- Freigabe der Abstimmung auf Modellebene
- Beschaffungs- und OEM-Checkliste
- Häufige Fehler bei der Abstimmung
- FAQ
Was bedeutet SPD-Koordination eigentlich?
SPD-Abstimmung bedeutet, dass zwei oder mehr Schutzstufen als ein geplantes System zusammenarbeiten. Das vorgelagerte SPD übernimmt die an seiner Position zu erwartende Überspannungsbelastung. Das nachgelagerte SPD begrenzt die verbleibende Spannung weiter, ohne mehr Überspannungsenergie aufzunehmen, als es ausgelegt ist. [1] [6]
Diese Anordnung wird auch als koordinierter Überspannungsschutz, kaskadierter Überspannungsschutz oder mehrstufiger Überspannungsschutz bezeichnet. Zweck ist nicht die Installation der maximal möglichen Anzahl von SPDs. Zweck ist es, die erforderliche Schutzaufgabe an jeder relevanten elektrischen Grenze zu platzieren.
IEC 61643-12 behandelt die Auswahl, den Betrieb, den Einbauort und die Koordination von SPDs, die an Niederspannungs-Wechselstromversorgungssysteme angeschlossen sind. IEC 60364-5-53 enthält Anforderungen an die Installation. IEC 62305-4 behandelt koordinierte Überspannungsschutzmaßnahmen im Rahmen eines Blitzschutzzonenkonzepts. [1] [3] [4]
Für grundlegende Definitionen und Unterschiede bei Prüfstoßwellen siehe die separate Leitfaden Typ 1 vs Typ 2 vs Typ 3 SPD. Diese Seite konzentriert sich darauf, wie die Schutzstufen zusammenwirken.
SPD-Koordination umfasst drei verschiedene Prüfungen
Das Wort “Koordination” wird häufig zu weit gefasst. Bei einer Projektprüfung sollten die folgenden drei Fragen getrennt betrachtet werden.
Die Spalte „Nachweise“ ist bei der technischen Genehmigung am wichtigsten, da für jede Prüfung unterschiedliche Dokumente erforderlich sind.
| Koordinationsprüfung | Zu beantwortende Frage | Erforderlicher Nachweis |
|---|---|---|
| Energiekoordination zwischen SPDs | Können die vor- und nachgeschalteten SPDs die erwartete Stoßenergie teilen, ohne dass eine der beiden Stufen überlastet wird? | Koordinationstabelle des Herstellers, geprüfte Produktkombination oder dokumentierte Entkopplungsbedingung |
| Schutzkoordination mit Betriebsmitteln | Ist die am Betriebsmittel anliegende effektive Spannung niedriger als die maßgebliche Stoßspannungsfestigkeit des Betriebsmittels? | SPD Up, Anschlussanordnung, Leiterführung, Uw des Betriebsmittels und projektspezifische Schutzreserve |
| Fehler- und Vorsicherung | Ist das SPD mit dem zu erwartenden Kurzschlussstrom sowie der vorgeschalteten Sicherung oder dem vorgeschalteten Leistungsschalter kompatibel? | Kurzschlussbemessung, maximal zulässige Vorsicherung und Koordinationsübersicht des Herstellers für die Geräte |
Ein Datenblatt, das lediglich Typ, Iimp, In oder Imax ausweist, reicht nicht aus, um einen vollständigen SPD-Koordinationsplan zu genehmigen.
Reicht ein SPD für die gesamte Anlage aus?
Ein einzelner SPD kann ausreichen, wenn die elektrische Anlage kompakt ist, keine Typ-1-Blitzstrombeanspruchung festgestellt wurde, die nachgelagerten Stromkreise kurz sind und das wirksame Schutzniveau für jede wichtige Last geeignet ist.
Ein einzelner SPD ist weniger wahrscheinlich ausreichend, wenn die Installation mehrere Verteilungsebenen, lange Außenleitungen, separate Gebäude, kritische Elektronik oder mehrere leitfähige Einspeisungen aufweist, die in dasselbe Gerät einführen. [1] [4]
Ein SPD kann ausreichend sein, wenn
- Keine Teil-Blitzstrombeanspruchung festgestellt ist.
- Es gibt einen kompakten Verteilerschrank.
- Nachgelagerte Leiter sind kurz und nicht stark exponiert.
- Das wirksame Schutzniveau ist für jede wichtige Last geeignet.
- Keine ungeschützte Signalleitung umgeht den Leistungs-SPD.
- Der Designer und der SPD-Hersteller bestätigen die Anordnung.
Mehrere Stufen sollten bewertet werden, wenn
- Ein äußerer Blitzschutz ist installiert.
- Teilblitzstrom kann über einen Dienst eintreten.
- Haupt- und Unterverteilungen sind weit voneinander entfernt.
- Entfernte Außenverteiler verwenden lange Zuleitungswege.
- SPS, Server oder Steuerelektronik sind kritisch.
- Schaltgeräte erzeugen lokale Überspannungen.
Schnelle Prüfre gel: Wenn das Projekt mehr als eine Blitzschutzzone, eine entfernte Einspeisung oder Betriebsmittel mit einer geringeren Stoßspannungsfestigkeit als das wirksame Schutzniveau stromaufwärts umfasst, prüfen Sie eine zusätzliche nachgelagerte Stufe.
Wo sind Überspannungsschutzgeräte des Typs 1, Typs 2 und Typs 3 einzuordnen?
IEC-SPD-Typen entsprechen unterschiedlichen Prüfaufgaben und typischen Einbaurollen. Das Projekt sollte jedes Gerät entsprechend den Überspannungsbedingungen an seinem Einsatzort zuordnen, statt für jeden Schaltschrank dasselbe SPD zu bestellen. [2] [5] [6]
| SPD-Stufe | Typischer Einbauort | Hauptrolle | Wesentliche Bestelldaten |
|---|---|---|---|
| Typ 1 | Einspeisungsort oder Hauptverteilung, an dem eine Blitzstrombeanspruchung zu erwarten ist | Teilstrom des Blitzstroms gemäß der Typ-1-Prüfaufgabe ableiten | Iimp, Gesamtstrom, sofern relevant, Uc, Up, Pole, Schutzarten und Erdungssystem |
| Typ 1+2 | Hauptanschlussfeld | Typ-1- und Typ-2-Prüfaufgaben in einem Produkt erfüllen | Beide Klassifizierungen, Iimp, In, Up, Vorsicherung und Zertifikatsumfang |
| Typ 2 | Hauptverteiler, Unterverteiler, Maschinenschaltschrank oder Anlagenverteilung | Induzierte Blitzeinwirkungen, verbleibende vorgelagerte und Schaltüberspannungen begrenzen | Uc, In, Imax, Up, Kurzschlussbedingungen, Pole und Schutzarten |
| Typ 3 | Nahe empfindlicher Betriebsmittel | Nach einer geeigneten vorgelagerten Schutzstufe eine endgültige Spannungsbegrenzung bereitstellen | Uoc oder deklarierte Typ-3-Belastung, Up, Lastspannung, Installationsort und Koordination mit vorgelagerten Schutzstufen |
Typ 1, Typ 2 und Typ 3 erfüllen unterschiedliche technische Aufgaben. Sie stellen keine Stufen niedriger, mittlerer und hoher Produktqualität dar.
Wie man koordinierten Überspannungsschutz auslegt
- Ermitteln, wo Überspannungsenergie eintreten kann. Das äußere Blitzschutzsystem, den Verlauf der Einspeisung, oberirdische oder unterirdische Versorgungsleitungen, Kabel zwischen Gebäuden und die Blitzgefährdungsbeurteilung überprüfen.
- Jede wichtige Verteilungsebene kennzeichnen. Die Hauptniederspannungsverteilung, Unterverteilungen, USV-Verteilungen, Maschinenschaltschränke, Wechselrichterverteilungen, Verteilungen für Ladestationen für Elektrofahrzeuge und andere relevante Gehäuse im Einlinienschaltplan darstellen.
- Identifizieren Sie kritische Betriebsmittel und deren Stoßspannungsfestigkeit. Erfassen Sie SPS, Server, Steuerstromversorgungen, Industrie-PCs, Wechselrichter, Ladegeräte und andere Lasten, die möglicherweise ein niedrigeres Schutzniveau erfordern.
- Wählen Sie die korrekte SPD-Ableitfähigkeit für jede Position aus. Bewerten Sie Typ 1 dort, wo Blitzstrombelastungen auftreten. Verwenden Sie Typ 2 für Rest-, Induktions- und Schaltüberspannungen auf Verteilungsebene. Bewerten Sie Typ 3 in der Nähe empfindlicher Lasten, wo ein Schutz der Endstufe erforderlich ist.
- Überprüfen Sie den effektiven Schutzpegel. Vergleichen Sie die Spannungsfestigkeit der Betriebsmittel nicht ausschließlich mit dem Up-Wert aus dem Datenblatt des SPD. Berücksichtigen Sie die durch die Anschlusskonfiguration und die Leiter verursachte zusätzliche Spannung. [3] [7] [12]
- Überprüfen Sie die energetische Koordination zwischen den Stufen. Bestätigen Sie, ob die ausgewählten Geräte als koordinierte Kombination geprüft wurden, eine Leiterimpedanz erfordern oder eine externe Entkopplungskomponente benötigen. [1] [6]
- Überprüfen Sie die Bedingungen für Kurzschluss- und Vorsicherungsschutz. Prüfen Sie den prospektiven Kurzschlussstrom, die maximal zulässige Vorsicherung bzw. den Leistungsschalter sowie die modellspezifischen Installationsanweisungen.
- Überprüfen Sie alle leitfähigen Versorgungsleitungen. Ein AC-Überspannungsschutzgerät schützt keine Ethernet-, RS485-, 4–20-mA-, Koaxial-, Telefon- oder sonstigen Signalkreise, die in dasselbe Gerät führen. [4]
Wann arbeiten Überspannungsschutzgeräte des Typs 1 und Typs 2 zusammen?
Die Koordination von Typ 1 und Typ 2 wird dort bewertet, wo die Installation sowohl Blitzstrombelastungen als auch eine geringere Restspannung für nachgeschaltete Verteilungen oder Geräte bewältigen muss.
Die Stufe Typ 1 deckt die am Einspeisepunkt zu erwartende Stoßstrombelastung ab. Eine nachgeschaltete Stufe Typ 2 begrenzt die verbleibende Spannung weiter und bewältigt Schalt- oder induzierte Überspannungen, die nach dem Einspeisepunkt auftreten. [5] [6]
| Projektverhältnis | Anleitung zur Erstkonfiguration | Was noch einer Bestätigung bedarf |
|---|---|---|
| Typ-1- und Typ-2-Aufgaben sind auf derselben Hauptplatine erforderlich | Bewertung eines kombinierten Typ-1+2-Überspannungsschutzgeräts (SPD) | Iimp, In, Up, Erdungskonfiguration, Kurzschlussbedingungen und Zertifikatsumfang |
| Typ 1 ist am Ursprung installiert und eine separate nachgeschaltete Platine ist vorhanden | Typ 1 am Ursprung sowie Typ 2 nachgeschaltet | Energiekoordination, Leitungsführung, Leiterimpedanz und Herstelleranforderungen |
| Es wurde keine Blitzstrombelastung vom Typ 1 identifiziert | Ein Typ-2-Ableiter an der Hauptverteilung kann zweckmäßig sein | Nationale Vorschriften, Risikobewertung, Stoßstromfestigkeit der Betriebsmittel und Aufbau der nachgeschalteten Stromkreise |
| Abgesetzte Maschine, Außenschrank oder separates Gebäude | Vorgeschalteter Schutz sowie ein zusätzlicher Typ-2-Ableiter am abgesetzten Verteilungspunkt | Einspeisung, Potenzialausgleich, Erdung, Leitungsführung und Signalleitungseinführungen |
Typ 1 und Typ 2 sind komplementäre Stufen. Eine Typ-1-Klassifizierung bietet nicht automatisch das erforderliche Schutzniveau für jeden nachgeschalteten Verbraucher.
Benötigt empfindliche Ausrüstung ein Überspannungsschutzgerät des Typs 3?
Nicht jedes elektronische Gerät benötigt einen separaten Typ-3-Überspannungsschutz. Ein Typ 3 sollte dort in Betracht gezogen werden, wo der vorgeschaltete Schutz nicht ausreicht, um eine zulässige Spannung an den Geräteanschlüssen zu gewährleisten.
Typ 3 wird üblicherweise als letzte Stufe in unmittelbarer Nähe zum geschützten Verbraucher eingesetzt und sollte mit einem geeigneten vorgeschalteten Typ-2- oder Typ-1+2-Schutz koordiniert werden. Er ist kein Ersatz für den Schutz am Gebäudeeintritt oder in der Unterverteilung. [5] [6]
Typ 3 bewerten, wenn
- Das Gerät weist eine niedrige Stoßspannungsfestigkeit auf.
- Die Last ist kritisch, teuer oder schwer zu ersetzen.
- Das Gerät befindet sich weit entfernt vom nächsten SPD-Verteiler.
- Das nachgeschaltete Kabel kann zusätzliche induzierte Überspannungen empfangen.
- Lokale Schalttransienten treten in der Nähe der Ausrüstung auf.
- Der Gerätehersteller schreibt einen Schutz am Einsatzort vor.
Ein separater Typ 3 ist möglicherweise nicht erforderlich, wenn
- Ein geeignetes Typ-2+3-Gerät ist bereits in Lastnähe installiert.
- Der vorgeschaltete SPD und die Leiteranordnung bieten ein nachgewiesenes Schutzniveau.
- Das Gerät verfügt über einen dokumentierten integrierten Überspannungsschutz.
- Die Stoßspannungsfestigkeit des Geräts ist für die nachgewiesene Restspannung ausreichend.
Bedeutung für Käufer: Fordern Sie die Koordinationsbedingung für Typ 3 an, nicht nur das Datenblatt für Typ 3. Der Lieferant sollte den kompatiblen vorgeschalteten SPD sowie etwaige Abstands- oder Entkopplungsanforderungen angeben.
Abstand und Energiekordination von SPDs
Der Abstand beeinflusst zwei verschiedene Aspekte des Schutzkonzepts. Diese sollten nicht in einer vereinfachten „10-m-Regel“ zusammengefasst werden.
Abstand vom SPD zum geschützten Gerät
Ein langer Leiter zwischen einem SPD und dem geschützten Gerät kann zusätzliche induzierte Überspannungen aufnehmen. Zudem tragen die Leiter bei schnellen Stoßströmen zur Spannungsbildung bei. Die auf IEC-Installationsprinzipien basierenden Richtlinien verwenden üblicherweise etwa 10 m als Richtwert, ab dem ein zusätzlicher Schutz in Lastnähe in Betracht gezogen werden sollte. [3] [7]
Dies bedeutet nicht, dass jeder Stromkreis mit einer Länge von mehr als 10 m automatisch einen Typ-3-Überspannungsschutz erfordert. Die Spannungsfestigkeit der Betriebsmittel, die Leitungsführung, die elektromagnetische Umgebung sowie das effektive Schutzpegelniveau der vorgeschalteten Schutzorgane müssen weiterhin überprüft werden.
Abstand zwischen vorgeschaltetem und nachgeschaltetem Überspannungsschutz
Die Leitungsimpedanz zwischen den Überspannungsschutzstufen kann die Verteilung der Stoßenergie beeinflussen. Es gibt jedoch keinen universellen Trennungsabstand, der die Koordination für jede Kombination aus Typ-1-, Typ-2- und Typ-3-Produkten garantiert.
Einige Produktfamilien sind für eine direkte Installation geprüft. Manche Kombinationsgeräte decken mehrere Prüfanforderungen intern ab. Andere Kombinationen erfordern möglicherweise eine entsprechende Leitungsimpedanz oder eine externe Entkopplungskomponente. Die Anordnung muss auf Basis der geltenden Koordinationsdaten des Herstellers bestimmt werden. [1] [6] [11]
Geben Sie nicht „10 m zwischen jedem SPD“ als allgemeine Einkaufsbedingung vor. Fragen Sie nach, ob die vorgeschlagenen Geräte als koordinierte Kombination geprüft wurden, ob eine externe Entkopplung erforderlich ist und ob in der Nähe von entfernten Geräten ein zusätzlicher Schutz benötigt wird.
Die Anschlussleitungen von SPDs sind ein separates Thema.
Die Leiter, die jeden SPD mit den stromführenden Leitern und dem Schutzleiter verbinden, sollten kurz und direkt sein sowie gemäß der geltenden Norm und den Anweisungen des Herstellers installiert werden. Eine übermäßige Leitungslänge kann die effektive Spannung, die das geschützte Gerät erreicht, erhöhen. [3] [7]
Siehe den separaten Leitfaden zur SPD-Anschlusslänge und 0,5-m-Installation für detaillierte Überlegungen zur Leitungslänge.
Kombiniertes SPD oder separate Schutzstufen?
Ein kombinierter Überspannungsschutz (SPD) wird für mehr als eine Anforderung innerhalb eines Produkts geprüft. Gängige Beispiele sind Geräte der Typen 1+2 und 2+3.
| Konfiguration | Hauptvorteil | Zu prüfender Grenzwert |
|---|---|---|
| Kombinierter SPD Typ 1+2 | Ermöglicht sowohl Prüfaufgaben an einem Installationspunkt als auch die Vermeidung von Abstimmungen zwischen zwei separaten Produkten an dieser Stelle | Bietet keinen automatischen Schutz für entfernte Unterverteilungen oder empfindliche Geräte |
| Separate Typ-1- und Typ-2-Überspannungsschutzgeräte | Ermöglicht die Installation der Stufen auf verschiedenen Verteilungsebenen | Die Energiekoordination sowie etwaige Trennungs- oder Entkopplungsanforderungen müssen dokumentiert werden |
| Kombinierter Typ 2+3 Überspannungsschutz | Kann Verteilungs- und Endstufenaufgaben in der Nähe empfindlicher Geräte übernehmen | Je nach Gefährdungspotenzial des Projekts kann weiterhin eine vorgeschaltete Typ-1- oder Typ-2-Stufe erforderlich sein |
Eine kombinierte Klassifizierung beschreibt die geprüften Anforderungen eines Produkts. Sie belegt nicht, dass ein gesamtes Gebäude von einem Installationspunkt aus geschützt ist.
Praxisbeispiel: Hauptverteilung, Maschinenfeld und SPS-Schaltschrank
Dies ist ein illustratives technisches Beispiel. Es handelt sich nicht um ein reales Kundenprojekt und es werden keine verbindlichen Produktbewertungen spezifiziert.
Illustrativer Systemaufbau
- Hauptniederspannungsverteilung: Der Einsatz von Typ 1 oder Typ 1+2 Ableitern sollte geprüft werden, da am Einspeisepunkt Teilblitzströme identifiziert wurden.
- Maschinenschaltschrank: Ein zusätzlicher Typ 2 Überspannungsschutz sollte in Betracht gezogen werden, da sich der Schaltschrank entfernt vom Einspeisepunkt befindet und Rest- oder induzierten Überspannungen entlang der Zuleitung ausgesetzt sein könnte.
- SPS-Schaltschrank: Ein Schutz vom Typ 3 oder Typ 2+3 sollte in Betracht gezogen werden, falls der effektive Schutz durch den Überspannungsschutz (SPD) des Maschinenschaltschranks für das SPS-Netzteil und die angeschlossene Elektronik nicht ausreicht.
- Signalkreise: Ethernet-, RS485- und Sensorleitungen, die in den SPS-Schaltschrank geführt werden, erfordern eine separate Schnittstellenprüfung. Die Überspannungsschutzgeräte für die Stromversorgung bieten für diese Stromkreise keinen Schutz.
- Genehmigungsbedingung: Die genauen SPD-Modelle, Up-Werte, der Vorsicherungsschutz und die Energiekoordination müssen vor der Freigabe der Konfiguration anhand der Herstellerdokumentation bestätigt werden.
Ingenieurtechnische Schlussfolgerung: Die Abstände belegen nicht automatisch, dass drei SPD-Typen zwingend erforderlich sind. Sie verdeutlichen, warum der Planer die ursprüngliche Belastung, die nachgeschaltete Stoßspannungsbelastung, die Spannungsfestigkeit der Geräte sowie die Koordination auf Modellebene prüfen muss, anstatt ein einzelnes Hochstrom-SPD für das gesamte System zu bestellen.
Wie man die SPD-Koordination in verschiedenen Projekten beurteilt
Die folgenden Beispiele dienen als erste technische Orientierungshilfen. Es handelt sich nicht um allgemeingültige Stücklisten. Die endgültigen Konfigurationen müssen dem einpoligen Schaltplan des Projekts, den geltenden Normen und den Geräteanweisungen entsprechen.
| Anmeldung | Typischer Schutzansatz | Zusätzliche Koordinationsprüfungen |
|---|---|---|
| Rechenzentrum | Ursprungsschutz bei Anwendung von Typ-1-Schutz, gefolgt von Typ-2-Schutz an wichtigen USV-, Bypass- oder Verteilungspunkten sowie Endgeräteschutz bei empfindlichen Anlagen | Redundante Einspeisungen, USV-Betriebsarten, PDU-Wege, Rack-Abstände, Netzwerkleitungen und Überwachungsstromkreise |
| Industrielles Steuerungssystem | Hauptplatinenschutz, gefolgt von Typ 2 an Maschinen- oder Schaltschränken; ein zusätzlicher Schutz kann in der Nähe von SPS oder empfindlichen Netzteilen erforderlich sein | VFD-Schaltung, Motorstromkreise, 24-V-DC-Versorgungen, Sensoren, RS485, Ethernet und Potenzialausgleich |
| Solar-PV-Anlage | AC- und PV-DC-Schutz separat koordinieren. PV-spezifische Überspannungsschutzgeräte (SPD) auf der DC-Seite verwenden und die Anforderungsklasse Typ 1 oder Typ 2 gemäß Blitzschutzkonzept zuweisen. | Maximale PV-Spannung, Ucpv, Wechselrichterstandort, DC-Leitungsführung, LPS-Beziehung und PV-spezifische Normen. |
| Projekt für EV-Ladestationen | Netzanschluss, Verteiler für Ladestationen und einzelne Ladegeräte als separate Schutzpunkte überprüfen. | Exposition des Außen-Speisepunkts, EVSE-Anweisungen, nationale Vorschriften, Kommunikationsschaltkreise und IEC 60364-7-722 |
| BESS und PCS | Unabhängige Überprüfung der netzseitigen AC-, PCS-, Hilfs-AC-, batterieseitigen DC- und Überwachungsschaltkreise | Maximale DC-Spannung, Erdungskonzept, interner PCS-Schutz, Fehlerstrombedingungen und Kommunikationsschnittstellen |
Ein koordiniertes SPD-System für die Stromversorgung schützt ausschließlich die Stromleiter, an denen es installiert ist. Daten-, Steuerungs- und Kommunikationsschnittstellen erfordern eine separate Prüfung.
Die Auswahl und Koordination von PV-SPDs werden spezifisch in den Normen IEC 61643-31 und IEC 61643-32 behandelt. [9] Installationen für das Laden von Elektrofahrzeugen sollten zudem gemäß IEC 60364-7-722 sowie den Anweisungen des EVSE-Herstellers überprüft werden. [10]
Wie die tatsächliche SPD-Modellkombination freigegeben wird
Ein allgemeiner Artikel kann die Koordinationslogik erläutern, jedoch nicht nachweisen, dass zwei spezifische SPD-Modelle energetisch koordiniert sind. Eine modellbezogene Freigabe erfordert produktspezifische Nachweise.
Diese Unterscheidung ist wichtig, da unterschiedliche Technologien und Produktfamilien abweichende Trennungsabstände, Entkopplungskomponenten oder Kombinationen von vor- und nachgeschalteten Geräten erfordern können. Eine für die Modelle eines Herstellers veröffentlichte Koordinationsbedingung darf nicht auf die Produkte eines anderen Herstellers übertragen werden. [11]
| Vorgeschlagene Konfiguration | Genehmigungsstatus | Mindestnachweis vor Freigabe |
|---|---|---|
| Ein kombinierter Typ 1+2 Überspannungsschutz am Einspeisepunkt | Dokumentenprüfung | Modellspezifische Klassifizierung für Typ 1 und Typ 2, Iimp, In, Up, Uc, Kurzschlussbedingungen und Vorsicherung |
| Getrennte Typ 1 und Typ 2 Überspannungsschutzgeräte aus derselben Produktfamilie | Koordinationsbestätigung | Koordinierungstabelle des Herstellers oder schriftliche Erklärung zu den exakten vor- und nachgeschalteten Modellen |
| Typ 2 gefolgt von Typ 3 oder Typ 2+3 | Schutzbestätigung | Upstream-Kompatibilität, effektives Schutzniveau, Abstandsbedingung und Spannungsfestigkeit der geschützten Betriebsmittel |
| Überspannungsschutzgeräte verschiedener Hersteller | Projektbewertung | Schriftliche Kompatibilitätsberatung, technische Berechnung oder geeignete Labor- bzw. Feldvalidierung |
| Alternatives SPD als Ersatz für ein genehmigtes Projektmodell | Vollständige Neubewertung | Typ, Uc, Up, Ableitvermögen, Fehlerzustände, Abmessungen, Verdrahtung, Zertifikatsumfang und Koordinationsdaten |
Beschaffungsregel: Leiten Sie die Koordination niemals von ähnlichen Typbezeichnungen, ähnlichen kA-Werten oder ähnlichen Außenabmessungen ab.
Berufliche Abgrenzung: LEEYEE-Modellempfehlungen sollten erst nach Prüfung der exakten Systeminformationen und der entsprechenden Koordinationsunterlagen herausgegeben werden. Unverifizierte Koordinationsabstände oder Kompatibilitätsaussagen dürfen nicht in OEM-Datenblätter oder Projektunterlagen aufgenommen werden.
Was Käufer vor der Bestellung bestätigen sollten
Fordern Sie nicht lediglich „einen Typ-1-ÜSS“ oder „einen Typ-2-ÜSS“ an. Übermitteln Sie ausreichend Informationen, damit der Lieferant die vollständige Schutzkette prüfen kann.
Bereitzustellende Projektinformationen
- Einpoliger Schaltplan;
- Nenn- und maximale Betriebsspannung;
- AC-, PV-DC-, Batterie-DC- oder Signalanwendung;
- TN-S-, TN-C-S-, TT-, IT- oder andere Erdungskonfiguration;
- Details zum externen Blitzschutzsystem;
- Einspeisung und Blitzgefährdung;
- Standorte der Haupt- und Unterverteilungen;
- Ungefähre Leitungslängen zwischen Verteilungen und Verbrauchern;
- Erforderlicher SPD-Typ oder kombinierte Klassifizierung;
- Anforderungen an Uc, Up, Iimp, In, Imax oder Uoc;
- Voraussichtlicher Kurzschlussstrom;
- Angaben zur vorgeschalteten Sicherung oder zum Leitungsschutzschalter;
- Anzahl der Pole und Schutzarten;
- Stoßspannungsfestigkeit der Ausrüstung, sofern verfügbar;
- Erforderliche Normen und Zertifizierungsmärkte;
- Anforderung an die Fernsignalisierung;
- Anforderungen an OEM-Etikettierung und Verpackung;
- Prozess für Mengen- und Musterfreigaben.
Vom SPD-Lieferanten anzufordernde Dokumente
- Datenblatt für jede vorgeschlagene SPD-Stufe;
- Installationsanleitung und Verdrahtungsplan;
- Koordinierungstabelle des Herstellers oder schriftliche Koordinierungserklärung;
- Erforderliche Abstände oder Entkopplungsbedingungen;
- Angaben zur maximalen Vorsicherung oder zum Leitungsschutzschalter;
- Modellspezifisches Zertifikat oder Prüfberichtsumfang;
- Abmessungen, Anschlusskapazität und Informationen zu Fernkontakten;
- Musterprüfplan für die OEM- oder Projektfreigabe.
Das Mischen von Marken erfordert eine zusätzliche Überprüfung. Typenbezeichnungen allein sind kein Nachweis für eine energetische Koordination. Wenn vorgeschaltete und nachgeschaltete Überspannungsschutzgeräte (SPDs) von unterschiedlichen Herstellern stammen, fordern Sie eine schriftliche Kompatibilitätsbestätigung an oder führen Sie eine projektspezifische technische Bewertung durch.
Die vollständige SPD-Konfiguration bestätigen
Bitte senden Sie Ihr einpoliges Schaltbild, die Systemspannung, die Erdungskonfiguration, die Standorte der Schaltschränke, die Leiterlängen sowie die erforderlichen Normen zur technischen Prüfung ein.
LEEYEE bietet Unterstützung bei der Auswahl von Überspannungsschutzgeräten und bei OEM-Konfigurationen über CNSPD, die auf Überspannungsschutz spezialisierte Plattform von LEEYEE für technische Einkäufer weltweit.
Häufige Fehler bei der SPD-Koordination
Auswahl ausschließlich nach dem höchsten kA-Wert
Iimp, In und Imax stehen für unterschiedliche Prüfbeanspruchungen. Ein höherer Wert korrigiert weder den falschen SPD-Typ noch Uc, Up, den Schutzmodus oder den Installationsort.
Die Annahme, dass ein Typ-1-SPD jede nachgeschaltete Last schützt
Typ 1 bewältigt die Blitzstrombeanspruchung am Installationsort. Zusätzliche Typ-2- oder Typ-3-Stufen können weiterhin erforderlich sein, um das notwendige Schutzniveau für nachgeschaltete Geräte zu erreichen.
Installation von Typ 3 ohne geeigneten vorgeschalteten Schutz
Typ 3 dient dem Schutz von Endgeräten. Er sollte nicht als primäre Schutzeinrichtung für den Hausanschluss oder die Hauptverteilung gewählt werden.
Anwendung der 10-m-Regel auf jede Situation
Der Abstand von einem SPD zum Gerät und der Abstand zwischen zwei SPD-Stufen sind unterschiedliche Sachverhalte. Produktspezifische Koordinationsdaten bleiben erforderlich.
Vergleich der Gerätefestigkeit ausschließlich anhand des Datenblatts
Die Installationsanordnung und die Anschlussleitungen beeinflussen die effektive Spannung, die das Gerät erreichen kann.
Kopieren der Koordinationstabelle eines anderen Herstellers
Eine modellspezifische Abstands- oder Kompatibilitätstabelle gilt nur für die genannten Produkte und Bedingungen. Sie kann ohne Überprüfung nicht auf eine andere SPD-Familie übertragen werden.
Kurzschluss- und Vorsicherungsschutz werden ignoriert
Die Koordination der Stoßenergie ersetzt nicht die Überprüfung des prospektiven Kurzschlussstroms, der Vorsicherung sowie der Anforderungen an Trennvorrichtungen.
Ausschließlich Schutz der AC-Stromleitung
Ethernet-, RS485-, Sensor-, Koaxial- und andere leitungsgebundene Stromkreise können den AC-Überspannungsschutz umgehen und Transienten in dasselbe Gerät einkoppeln.
FAQ zur SPD-Koordination
Erfordern alle Installationen Überspannungsschutzgeräte der Typen 1, 2 und 3?
Nein. Die erforderlichen Stufen hängen von der Blitzstrombelastung, dem Verteilungsaufbau, der Leitungsführung, der Empfindlichkeit der Geräte sowie den für das Projekt geltenden Richtlinien ab. Bei einigen kompakten Anlagen kann der Typ 2 ausreichen. Andere Projekte erfordern möglicherweise einen Typ 1+2 am Einspeisepunkt sowie zusätzlichen Schutz durch Typ 2 oder Typ 3 nachgeschaltet.
Kann ein Kombi-Ableiter Typ 1+2 separate Typ 1- und Typ 2-Geräte ersetzen?
Er kann beide Prüfklassen an einem Installationspunkt abdecken. Er ersetzt jedoch nicht automatisch den nachgeschalteten Schutz für entfernte Unterverteilungen, lange Zuleitungen oder empfindliche Geräte.
Müssen Typ-1- und Typ-2-Überspannungsschutzgeräte (SPD) immer durch 10 Meter getrennt sein?
Nein. Es gibt keine allgemeingültige 10-Meter-Abstandsregel für jede SPD-Kombination. Die erforderliche Anordnung hängt von der SPD-Technologie, den Herstellerprüfungen, der Leiterimpedanz und der Notwendigkeit einer externen Entkopplung ab.
Benötigen Geräte, die mehr als 10 Meter von einem SPD entfernt sind, ein weiteres SPD?
Ein zusätzlicher Schutz sollte geprüft werden, da lange Leiter induzierte Überspannungen aufnehmen und die effektive Spannung am Verbraucher erhöhen können. Die endgültige Entscheidung hängt von der Spannungsfestigkeit des Geräts, der Leitungsführung, dem Schutzpegel und den geltenden Installationsvorschriften ab.
Kann Typ 3 eigenständig installiert werden?
Typ 3 ist als Schutz der letzten Stufe in unmittelbarer Nähe zu empfindlichen Geräten vorgesehen. Er sollte mit einem geeigneten vorgeschalteten Typ-2- oder Typ-1+2-Schutz koordiniert werden, anstatt als primärer Überspannungsschutz (SPD) der Installation zu dienen.
Können SPDs verschiedener Hersteller koordiniert werden?
Sie können zwar im selben Projekt verwendet werden, jedoch darf die Kompatibilität nicht allein anhand der Typenbezeichnungen vorausgesetzt werden. Fordern Sie schriftliche Koordinationsdaten an oder führen Sie eine projektspezifische technische Bewertung durch.
Erübrigt ein in einen Wechselrichter, eine USV oder ein EV-Ladegerät integrierter Überspannungsschutz (SPD) die Notwendigkeit eines externen SPD?
Nicht automatisch. Überprüfen Sie die Klassifizierung, die Nennwerte, die Schutzmodi, die Austauschbarkeit und die Koordinationsgrenzen des internen SPD beim Gerätehersteller. Ein zusätzlicher Schutz am Einspeisepunkt oder in der Unterverteilung kann weiterhin erforderlich sein.
Kann ein hochstromfester SPD ein koordiniertes Schutzsystem ersetzen?
Nicht unbedingt. Ein hoher Ableitstromwert beschreibt nur einen Teil der Leistungsfähigkeit des Geräts. Er belegt nicht, dass der Schutzpegel bei entfernten Geräten ausreichend niedrig ist oder dass nachgeschaltete, exponierte Stromkreise abgesichert sind.
Was ist der wichtigste SPD-Koordinationsparameter?
Es gibt keinen einzelnen Parameter. Die korrekte Koordination hängt von der SPD-Prüfklasse, Uc, Up, Energieaufteilungsbedingungen, Leiteranordnung, Stoßspannungsfestigkeit der Betriebsmittel, Erdungssystem, Kurzschlussbedingungen und dem Vorsicherungsschutz ab.
Referenzen
- Internationale Elektrotechnische Kommission, IEC 61643-12:2020, Überspannungsschutzgeräte für Niederspannung – Teil 12: Überspannungsschutzgeräte für den Einsatz in Niederspannungsanlagen – Auswahl- und Anwendungsprinzipien. Offizielle IEC-Veröffentlichungsseite.
- Internationale Elektrotechnische Kommission, IEC 61643-01:2024 und IEC 61643-11:2025, Allgemeine Anforderungen und Prüfverfahren für Überspannungsschutzgeräte in Niederspannungs-Wechselstromnetzen. IEC 61643-01; IEC 61643-11.
- Internationale Elektrotechnische Kommission, IEC 60364-5-53:2019+AMD1:2020+AMD2:2024, Errichten von Niederspannungsanlagen — Teil 5-53: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel. Offizielle konsolidierte Publikationsseite der IEC.
- Internationale Elektrotechnische Kommission, IEC 62305-4:2024, Blitzschutz — Teil 4: Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen. Offizielle IEC-Veröffentlichungsseite.
- Institution of Engineering and Technology, Überspannungsschutzgeräte (SPDs). Technische Richtlinien zu SPD-Typen, typischen Einsatzorten und koordiniertem Schutz. Technischer Fachartikel der IET.
- Phoenix Contact, Grundlagen des Überspannungsschutzes. Leitfaden zu Blitzschutzzonen, Anwendungspositionen für Typ 1, Typ 2 und Typ 3 sowie Konzepte für koordinierten Schutz. Offizielles technisches Handbuch.
- DEHN, Überspannungsschutz in Niederspannungs-SchaltgerätekombinationenAnleitung zu effektivem Schutzniveau, Leiterlänge und nachgeschaltetem koordiniertem Schutz. Offizielles technisches Dokument.
- BEAMA, Leitfaden für Überspannungsschutzgeräte: Auswahl, Anwendung und Theorie. BEAMA-Ressourcenseite.
- Internationale Elektrotechnische Kommission, IEC 61643-31:2018 und IEC 61643-32:2017, Überspannungsschutzgeräte für Photovoltaik-Installationen – Anforderungen, Auswahl und Anwendungsgrundsätze. IEC 61643-31; IEC 61643-32.
- Internationale Elektrotechnische Kommission, IEC 60364-7-722:2018, Elektrische Niederspannungsanlagen – Anforderungen für die Versorgung von Elektrofahrzeugen. Offizielle IEC-Veröffentlichungsseite.
- Schneider Electric, CA903014E, Version 2.7, 2025, Koordination von Überspannungsschutzgeräten für gewerbliche und industrielle Gebäude. Produktspezifische Koordinationspläne, die veranschaulichen, dass die Koordinationsbedingungen von der exakten Gerätekombination abhängen. Offizielle Dokumentationsseite von Schneider Electric.
- Internationale Elektrotechnische Kommission, IEC 60664-1:2020+AMD1:2025, Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen – Teil 1: Grundsätze, Anforderungen und Prüfungen. Offizielle konsolidierte Publikationsseite der IEC.
Dieser Artikel bietet allgemeine technische und beschaffungsrelevante Orientierungshilfen. Die endgültige Anordnung des Überspannungsschutzes (SPD) muss unter Berücksichtigung der für das Projekt geltenden Normen und nationalen Vorschriften, der Blitz- und Überspannungsrisikobewertung, des einpoligen Schaltplans, der Herstelleranweisungen sowie der modellspezifischen Dokumentation zur SPD-Koordination bestätigt werden. Ohne vorherige Überprüfung dürfen keine Annahmen hinsichtlich Koordinationsabständen, Modellkompatibilität oder Zertifikatsumfang getroffen werden.
