Wirkungsvoller Überspannungsschutz nach VDE 0185-305-4

Ableiter müssen koordiniert werden

Dipl.-Ing. (FH) Florian Lenzmeier

Nur mit einem geeigneten Schutzkonzept kann ein Gebäude wirkungsvoll vor den Folgen von Blitzeinschlägen und Überspannungen geschützt werden. Die normativen Vorgaben aus DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4) : 2011-10 sind in drei Schutzstufen verarbeitet: Blitzstromableiter (Typ 1), Überspannungsableiter (Typ 2) und Endgeräteschutz (Typ 3), s. Kasten. Das richtige Konzept hängt stark von der Blitzgefährdung für das jeweilige Gebäude sowie von der Positionierung der Schutzelemente ab.

Damit die eingesetzten Schutzelemente in der Praxis zuverlässig arbeiten, ist eine energetische Koordination Grundvoraussetzung. Hier werden die zusammenwirkenden Schutzstufen innerhalb eines Überspannungsschutzkonzeptes aufeinander abgestimmt und bemessen. Neben der energetischen Koordination ist auch die richtige Positionierung bei der Installation wichtig. Doch was genau bedeutet energetische Koordination? Warum müssen die eingesetzten Überspannungsableiter in einem durchgängigen Schutzkonzept energetisch koordiniert sein?

Unter energetischer Koordination ist die richtig aufeinander abgestimmte Bemessung der zusammenwirkenden Schutzstufen innerhalb eines Überspannungsschutzkonzeptes zu verstehen. In einem koordinierten Schutzkonzept muss daher jeder Überspannungsableiter richtig auf Endgeräte sowie auf vor- und nachgeschaltete Schutzelemente ausgelegt sein. In einem derartigen System spricht im Falle einer Überspannung der Ableiter mit der schnellsten Ansprechzeit und der niedrigsten Spannungsbegrenzung zuerst an, und schützt so das Endgerät vor schädlichen Transienten.

Diese Aufgabe übernimmt normalerweise ein Endgeräteschutz Typ 3. Die Aufgabe des wesentlich leistungsfähigeren und vorgeschalteten Überspannungsableiters Typ 2 ist es, den Endgeräteschutz Typ 3 zu entlasten und den steigenden Stoßstrom zu übernehmen, wenn dieser durch den Endgeräteschutz Typ 3 nicht mehr sicher beherrscht werden kann. Ein klassischer Typ 2-Ableiter kann in der Regel jede Art von auftretenden Überspannungen sicher begrenzen. Das einzige Szenario, in dem ein Typ 2-Ableiter die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit erreicht, ist der Einschlag eines direkten oder indirekten Blitzes. Um diese Art von Strömen zu begrenzen, ist ein Blitz-Stromableiter Typ 1 erforderlich.

Bei der energetischen Koordination handelt es sich also um das sichere Zusammenspiel der verschiedenen Schutzstufen untereinander. Vergleichbar mit einem Fahrzeuggetriebe, bei dem der nächste Gang gewählt wird, sobald die Geschwindigkeit zunimmt, spricht bei der energetischen Koordination die nächste Schutzstufe an, sobald die Überspannungsenergie zu groß wird.

Positionierung der Ableiter
Doch die energetische Koordination ist nicht allein für ein sicheres und wirkungsvolles Schutzkonzept verantwortlich. So sollte neben der energetischen Koordination der Überspannungsschutzgeräte untereinander auch der Einbauort der Geräte bei der Planung und Installation genauer bedacht werden. In der Praxis muss stets ein geeigneter Kompromiss aus technischen und wirtschaftlichen Faktoren gefunden werden: