© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
DEHN + SÖHNE GmbH + CO.KG.
Büro OppenauKuhbach 577728 OppenauTel.: +49 9181 906-8012Fax: +49 9181 906-558012Mob.: +49 151 [email protected]
Hubert Roth
www.dehn.de | www.dehn-international.com
Vertriebsingenieur
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534Neuerungen ab 1. Oktober 2016
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Einordnung DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534
Wann
DIN VDE 0100-443
ist Überspannungsschutz zu installieren?
Welcher
DIN VDE 0100-534
Überspannungsschutz ist auszuwählen?
Wie ist der Überspannungsschutz zu installieren?
DIN VDE 0100-534
08.09.16 [20160908] / 10415_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Anzahl der in Deutschland registrierten Blitzereignisse von 2000 bis 2015
Workshop DFMG
Lit.: Gesamtverband der Deutschen Versicherungsgesellschaft e.V. + BLIDS
Reg
istr
iert
e B
litze
Jahr
04.05.16 / 5481_D_1
3 Mio.
2,5 Mio.
2 Mio.
1,5 Mio.
1 Mio.
0,5 Mio.
Im Durchschnitt ca. 2 Mio. Blitze pro Jahr!
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Die Folgen?
Mit Blitz- und Überspannschutzlässt sich dies verhindern!
08.09.16 [20160908] / 10416_D_2
Schadenssumme 2014: 340 Mio. €im Wohnhausbereich!
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Gründe
Gebäudeinstallation früher Gebäudeinstallation heute
� niedriger Elektronikanteil
� geringer Vernetzungsgrad
� hohe Spannungsfestigkeit
� keine regenerativen Energien
� erheblicher Elektronikanteil
� hoher Vernetzungsgrad
� niedrige Spannungsfestigkeit
� regenerative Energien
� Wunsch nach Autarkie08.09.16 [20160908] / 10418_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
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.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 0100-420, z. B. Scheunen, Werkstätten für Holzbearbeitung, sollten ebenfalls einen Schutz gegen transiente Überspannungen erhalten.
Überspannungsschutz „Neu geregelt“DIN VDE 0100-443:2016-10
Somit muss in allen neuen Gebäuden, auch in Wohngebäuden, ein Überspannungsschutz eingebaut werden!
08.09.16 [20160908] / 10419_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
443.6.2 Zusammenhang zwischen Bemessungs-Stoßspannungen Uw von Betriebsmitteln und Überspannungskategorien
DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2016-10
Nennspannung der elekrischen Anlagea
V
Spannung Außenleiter zu Neutralleiter
abgeleitet von den Nennwechsel oder
Nenngleichspannung bis einschließlich
V
Geforderte Bemessungs-Stoßspannung der Betriebsmittelb kV
Überspannungskategorie IV (Betriebsmittel mit sehr hoher Bemessungs-Stoßspannung) z. B. Elektrizitätszähler, Rundsteuerempfänger
Überspannungskategorie III(Betriebsmittel mit hoher Bemessungs-Stoßspannung) z. B. Verteilertafeln, Schalter, Steckdosen
Überspannungskategorie II(Betriebsmittel mit normaler Bemessungs-Stoßspannung) z. B. Haushaltsgeräte, Werkzeuge
Überspannungskategorie I(Betriebsmittel mit geringer Bemessungs-Stoßspannung) z. B. empfindliche elektronische Geräte
120/208120/240
150 4 2,5 1,5 0,8
230/400c
277/480b300 6 4 2,5 1,5
400/690 600 8 6 4 2,5
1000 1000 12 8 6 4
1500 nur DC 1500 nur DC 15d 10d 8d 6d
Tabelle 443.2: Geforderte Bemessungs-Stoßspannung von Betriebsmitteln (Uw)
a Nach DIN EN 60038 (VDE 0175-1)B Diese Bemessungs-Stoßspannung gilt zwischen den aktiven Leitern und PE (Erde).c In IT-Systemen, die bei 220-240 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 60664-2-1:(VDE 0110-1 Beiblatt 1):2011, Anhang D
08.09.16 [20160908] / 10442_D_20
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Überspannungskategorien DIN VDE 0100-443Einsatz von Überspannungsschutzeinrichtungen
Überspannungsschutz-Seminar – Schutzkonzepte und Schutzgeräte
HAK: Hausanschlusskasten; Z: Zähler; UV: Unterverteilung
230/400 V
HAK UVZ Endgerät
Ableiter
Schutzpegel ≤ 1,5 kV
Typ 3Typ 1 Typ 2
Bemessungs-Stehstoßspannung6 kV
2,5 kV Haushaltsgeräte1,5 kV empfindliche Geräte
4 kV
01.06.16 / 608_D_5
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Schutzkonzept nach DIN VDE 0100-443 und -534:2016-10
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
Notwendigkeit von Überspannungsschutzmaßnahmenbei allen Anlagen mit Betriebsmittelnder Überspannungskategorie I und II
> 10 m
*ÜSK = Überspannungskategorie
ÜSKI / II
*
08.09.16 [20160908] / 10421_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Überspannungsschutz Wohngebäude
HAK = HausanschlusskastenHÜP = Hausübergabepunkt
Z = ZählerUV = Unterverteilung
08.09.16 [20160908] / 10422_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Grundsätzliche Forderungen
Einbau der SPDs so nah als möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage
Lösung:
� 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
08.09.16 [20160908] / 10423_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Einspeisung Energietechnik
Einbau der SPDs so nah als möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage
08.09.16 [20160908] / 10424_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Einspeisung Telekommunikation
Art.-Nr.: 922 210
DEHNbox
DBX TC 180
SystemschutzEs wird empfohlen, auch für andereSysteme, z. B. Telekommunikations-leitungen, SPDs einzusetzen.
08.09.16 [20160908] / 10428_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Einspeisung Kabelfernsehen
Art.-Nr.: 909 703
DEHNgate
DGA FF TV
SystemschutzEs wird empfohlen, auch für andereSysteme, z. B. Telekommunikations-leitungen, SPDs einzusetzen.
08.09.16 [20160908] / 10428_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
534.4 Auswahl und Errichtung von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs)
534.4.1 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 Schalt-überspannungen 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.
ANMERKUNG 1: Der Speisepunkt der elektrischen Anlage kann beispielsweise der Ort sein, an dem die Einspeisung in das Gebäude eintritt, oder der elektrische Hauptverteiler (Hauptschaltanlage).
DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2016-10
08.09.16 [20160908] / 10442_D_11
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
534.4.4 Auswahl von Überspannung-Schutzeinrichtungen (SPDs)
534.4.4.1 Allgemeines
Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) müssen entsprechend der folgenden Kenngrößenausgewählt werden:
� Schutzpegel UP der Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) und Bemessungs-Stoßspannung Uwder zu schützenden Betriebsmittel (siehe 534.4.4.2);
� Höchste Dauerspannung UC d. h. System nach Art der Erdverbindung (TT, TN, IT) (siehe 534.4.4.3);
� Nennableitstoßstrom In und Blitzstoßstrom Iimp (siehe 534.4.4.4);
� Koordination mehrerer Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) (siehe 534.4.4.5);
� zu erwartender Kurzschlussstrom (siehe 534.4.4.6);
� ausgewiesenes Folgestromlöschvermögen (siehe 534.4.4.7).
Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) müssen DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11) entsprechen.
DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2016-10
08.09.16 [20160908] / 10442_D_17
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
443.6.2 Zusammenhang zwischen Bemessungs-Stoßspannungen Uw
von Betriebsmitteln und Überspannungskategorien
DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2016-10
Nennspannung der elekrischen Anlagea
V
Spannung Außenleiter zu Neutralleiter
abgeleitet von den Nennwechsel oder
Nenngleichspannung bis einschließlich
V
Geforderte Bemessungs-Stoßspannung der Betriebsmittelb kV
Überspannungskategorie IV (Betriebsmittel mit sehr hoher Bemessungs-Stoßspannung) z. B. Elektrizitätszähler, Rundsteuerempfänger
Überspannungskategorie III(Betriebsmittel mit hoher Bemessungs-Stoßspannung) z. B. Verteilertafeln, Schalter, Steckdosen
Überspannungskategorie II(Betriebsmittel mit normaler Bemessungs-Stoßspannung) z. B. Haushaltsgeräte, Werkzeuge
Überspannungskategorie I(Betriebsmittel mit geringer Bemessungs-Stoßspannung) z. B. empfindliche elektronische Geräte
120/208120/240
150 4 2,5 1,5 0,8
230/400c
277/480b300 6 4 2,5 1,5
400/690 600 8 6 4 2,5
1000 1000 12 8 6 4
1500 nur DC 1500 nur DC 15d 10d 8d 6d
Tabelle 443.2: Geforderte Bemessungs-Stoßspannung von Betriebsmitteln (Uw)
a Nach DIN EN 60038 (VDE 0175-1)B Diese Bemessungs-Stoßspannung gilt zwischen den aktiven Leitern und PE (Erde).c In IT-Systemen, die bei 220-240 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 60664-2-1:(VDE 0110-1 Beiblatt 1):2011, Anhang D
08.09.16 [20160908] / 10420_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
534.4.4 Auswahl von Überspannung-Schutzeinrichtungen (SPDs)
534.4.4.1 Allgemeines
Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) müssen entsprechend der folgenden Kenngrößenausgewählt werden:
� Schutzpegel UP der Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) und Bemessungs-Stoßspannung Uw
der zu schützenden Betriebsmittel (siehe 534.4.4.2);
� Höchste Dauerspannung UC d. h. System nach Art der Erdverbindung (TT, TN, IT) (siehe 534.4.4.3);
� Nennableitstoßstrom In und Blitzstoßstrom Iimp (siehe 534.4.4.4);
� Koordination mehrerer Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) (siehe 534.4.4.5);
� zu erwartender Kurzschlussstrom (siehe 534.4.4.6);
� ausgewiesenes Folgestromlöschvermögen (siehe 534.4.4.7).
Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) müssen DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11) entsprechen.
DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2016-10
08.09.16 [20160908] / 10442_D_17
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Einspeisepunkt
Weitere Anforderungen der Norm
Wohn- und Gewerbebau Industriebereich
Zum Schutz der gesamten elektrischen Anlage ist das Überspannungsschutzgerät (SPD) so nahe wie möglich am Speisepunkt der Anlage einzubauen.
Durch die Montage im Hauptstromversorgungs-system (z. B. direkt auf das 40 mm Sammel-schienensystem) wird dies optimal umgesetzt und zugleich der elektronische Zähler (eHZ) mitgeschützt.
08.09.16 [20160908] / 10430_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Erweiterung Produktportfolio Red/Line
DEHNshield® ZP
DEHNshield® ZP Basic
� Wartungsfreie Kombi-Ableiter mit Schutzwirkung Typ 1+2+3
� Einsatz im Vorzählerbereich ohne extra Gehäuse
� Schnelle Montage durch Aufrasttechnik
� Erfüllt die Anforderungen der neuen DIN VDE 0100-534
� DEHNshield ZP für Gebäude mit Äußeren Blitzschutz bis Blitzschutzklasse III
� DEHNshield ZP Basic für alle anderen Gebäude, auch mit Freileitungsanschluss
Art.-Nr.: 900 397
Art.-Nr.: 900 396
08.09.16 [20160908] / 10425_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Art.-Nr.: 900 396
Lösung für Energietechnik Gebäude ohne / mit Blitzschutz
1 DEHNshield ZP basic DEHNguard2 DEHNflexDEHNprotectorSTC-Modul
3
1
3
2
ohne Blitzschutz
DEHNshield ZP4
4
3
2
mit Blitzschutz
Art.-Nr.: 900 397
08.09.16 [20160908] / 10426_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Einsatz DEHNshield® beiGebäuden ohne Blitzschutz – mit direkten / indirekten Freileitungseinspeisung
1 DEHNshield TNS DEHNshield ZP Basic3
1
3
Art.-Nr.: 900 396Art.-Nr.: 941 400
2
2 DEHNshield ZP BasicArt.-Nr.: 900 396
> 10 m
08.12.16 [20160908] / 10427_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Gebäude mit FreileitungseinspeisungAuswahl und Einbauort der SPDs
Gebäude mit direkten oder indirekten Freileitungsanschluss, ist ein SPD Typ 1 zu installieren.*
DEHNshield ZP Basic
*Gilt für Blitzschutzklasse III + IV08.09.16 [20160908] / 10431_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Gebäude mit FreileitungseinspeisungAuswahl und Einbauort der SPDs
Gebäude mit direkten oder indirekten Freileitungsanschluss, ist ein SPD Typ 1 zu installieren.*
DEHNshield
*Gilt für Blitzschutzklasse III + IV
> 10 m
08.09.16 [20160908] / 10431_D_2
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Einspeisepunkt
Weitere Anforderungen der Norm
Wohn- und Gewerbebau Industriebereich
Zum Schutz der gesamten elektrischen Anlage ist das Überspannungsschutzgerät (SPD) so nahe wie möglich am Speisepunkt der Anlage einzubauen.
Durch die Montage im Einspeisefeld der Hauptverteilung werden alle nachfolgenden, elektronischen Systeme, wie z. B. Zählein-richtungen, Monitoring- und Steuerungssysteme, mitgeschützt.
08.09.16 [20160908] / 10431_D_2
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
534.4.9 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 Uw des Betriebsmittels überschreiten;
DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2016-10
Neue Vorgaben für den Überspannungsschutz, Oliver Born, DEHN+SÖHNE
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
AnwendungÜberspannungsschutz für die Energietechnik
UESK Seminar – Schutzkonzept_und_Geraete
Verwaltungsgebäude
15.12.16 / 2445_D_1
HV: Hauptverteilung; UV: Unterverteilung
DEHNguard M
≤ 10 m
> 10 m
DEHNflex
Endgerät
Endgerät
Endgerät
> 10 m
> 10 m
DEHNrail
DEHNsafe
Endgerät≤ 10 m
EndgerätDEHNguard M
Typ 2
Typ 2 Typ 3
Typ 3
Typ 3
UV
UV
HV Typ 1-2-3
DEHNventil M
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Blitz- und Überspannungsschutz im WohngebäudeSchutz von TV-, Video, Multimedia
Art.-Nr.: 909 300
DEHNprotector TV
DPRO 230 TV
TV> 10 m
> 10 m
08.09.16 [20160908] / 10433_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Blitz- und Überspannungsschutz im WohngebäudeSchutz im Bürobereich
Art.-Nr.: 924 396
DEHNflex M
DFL M 255
Art.-Nr.: 929 100
DEHNpatch
DPA M CAT6
> 10 m
> 10 m
08.09.16 [20160908] / 10434_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
534.4.4.5 Koordination von zwei oder mehreren Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs)
Die erforderliche Koordination aller in einer elektrischen Anlage errichteten Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) muss sichergestelltwerden.
Die Vorgaben des Herstellers zur richtigen Koordination von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs), mit Verweis auf DIN CLC/TS 61643-12 (VDE V 0675-6-12), müssen beachtet werden.
DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2016-10
08.09.16 [20160908] / 10442_D_42
Bild 534.1 – Beispiel für die Errichtung von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) Typ 1, Typ 2 und Typ 3
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anwendungskonflikt Funkenstrecke – VaristorSchaltbild des Prüfaufbaus
Koordination eines Typ 1-Varistors zu einem Endgerätevaristor
Prüfung mit einer Entkopplungslänge von 0,5 m
Energetische Koordination von SPDs nach DIN CLC/TS 61643-12 (VDE V 0675-6-12):2010-09 Anhang J: Koordination von SPDs und entsprechende Prüfverfahren
50 kA 10/350 µsImpulsgenerator
Iges
0,1... 1,0 x Iimp
1,25 kA … 12,5 kA (10/350)
A
AISPD
V
USPD
S20K275
Ivar
A
VUvar
0,5 m / 10 m
SPD Typ 1Varistor
VaristorEndgerät
04.05.16 / 6706_D_16
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anwendungskonflikt Funkenstrecke – VaristorKoordination zu einem Endgerätevaristor
Koordination eines typischen Typ 1-Varistors zu einem Endgerätevaristor
04.05.16 / 6706_D_3
Strom-messung
Typ 1-Varistor
Endgerätevaristor
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anwendungskonflikt Funkenstrecke – VaristorKoordination zu einem Endgerätevaristor
Koordination eines Typ 1-Varistors zu einem Endgerätevaristor
Highspeedvideo
Belastung:12,5 kA (10/350 µs)
Ergebnis: Überlastung / Zerstörung des Endgerätes
04.05.16 / 6706_D_4
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anwendungskonflikt Funkenstrecke – VaristorKoordination zu einem Endgerätevaristor
Koordination eines Typ 1-Varistors zu einem Endgerätevaristor
Highspeedvideo
Belastung:1,0 x limp
(12,5 kA 10/350 µs)
Ergebnis: Zerstörung des Endgerätevaristors
04.05.16 / 6706_D_5
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anwendungskonflikt Funkenstrecke – VaristorSchaltbild des Prüfaufbaus
Typ 1 SPD auf Funkenstreckenbasis
Schaltbild
Energetische Koordination von SPDs nach DIN CLC/TS 61643-12 (VDE V 0675-6-12):2010-09 Anhang J: Koordination von SPDs und entsprechende Prüfverfahren
50 kA 10/350 µsImpulsgenerator
Iges
0,1... 1,0 x Iimp
1,25 kA … 12,5 kA (10/350)
A
AISPD
V
USPD
S20K275
Ivar
A
VUvar
SPD
04.05.16 / 6706_D_9
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anwendungskonflikt Funkenstrecke – VaristorPrüfaufbau im Stossstromlabor
Koordination einer Typ 1-Funkenstrecke zu einem Endgerätevaristor
Versuchsaufbau
04.05.16 / 6706_D_10
Strommessung
Typ 1 SPD Funkenstrecke
Endgerätevaristor
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anwendungskonflikt Funkenstrecke – VaristorKoordination zu einem Endgerätevaristor
Koordination einer Typ 1-Funkenstrecke zu einem Endgerätevaristor
Highspeedvideo
Belastung:12,5 kA (10/350 µs)
Ergebnis: keine Überlastung
04.05.16 / 6706_D_2
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anschluss von SPDs
Gesamtlänge a+b+c ≤0,5 m
08.09.16 [20160908] / 10435_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Weitere Anforderungen der Norm
Leitungslänge der Anschluss-und Erdungsleitung max. 0,5 m
L 1L 2L 3N
08.09.16 [20160908] / 10430_D_3
Lösungsbeispiele:
� Installation der SPDs in V-Verdrahtung
� Verbindung des Erdungsleiters direkt mit der Montageplatte
� Zusätzliche Erdungsschiene an der Überspannung-Schutzeinrichtung
� Verwendung von SPDs mit niedrigem Schutzpegel
� Installation eines zweiten, entsprechend koordiniertem SPD
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anschluss von SPDs
� V-Verdrahtung der Anschlussleitungen z. B. mit Steckklemme STAK 25 bis Nennlaststrom 100 A
� Für kurzen, impedanzarmen Erdungs-Anschluss des SPDs:Verbindung mit Haupterdungsschiene über Metallteile, z. B. über das Metallgehäuse, der Schaltanlage (die Vorgaben an PE-Leiter nach VDE 0100-540 sind zu berücksichtigen)
„V-Verdrahtung“ und Einbau einer
zusätzlichen Erdungsschiene /-klemme
08.09.16 [20160908] / 10435_D_3
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Anschluss von SPDs
Kann die maximale Länge nichteingehalten werden – z. B. bei großen Schaltanlagen, können eine derfolgenden Maßnahmen ergriffen werden:
� Auswahl eines SPDs mit niedrigerem Schutzpegel
� Schutzgerät mit integrierter Vorsicherung
� Einbau eines zweiten, koordinierten SPDs nahe dem zu schützenden Betriebsmittel
� Anwendung der sogenannten „V-Verdrahtung“ und falls notwendig Einbau einer zusätzlichen Erdungsschiene oder Erdungsklemme.
08.09.16 [20160908] / 10435_D_2
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
534.4.8 Anschluss von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs)
Beträgt die Gesamtlänge (a + b + c), wie in Bild 534.8 festgelegt, mehr als 0,5 m, dann muss mindestens eine der folgenden Maßnahmen umgesetzt werden:
� Auswahl einer Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) mit niedrigerem Schutzpegel Up (an einem geradlinig verlegten, 1 Meter langen Leiter wird bei einem Impulsstrom von 10 kA (8/20) ein Spannungsfall von ungefähr 1 000 V erzeugt);
� Errichtung einer zweiten, koordinierten Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) in der Nähe des zu schützenden Betriebsmittels, um so den Schutzpegel Up an die Bemessungs-Stoßspannung des zu schützenden Betriebsmittels anzupassen;
� Anwendung der Errichtung nach Bild 534.9.
DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2016-10
08.09.16 [20160908] / 10442_D_34
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
534.4.8 Anschluss von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs)
Beträgt die Gesamtlänge (a + b + c), wie in Bild 534.8 festgelegt, mehr als 0,5 m, dann muss mindestens eine der folgenden Maßnahmen umgesetzt werden:
� Auswahl einer Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD) mit niedrigerem Schutzpegel Up (an einem geradlinig verlegten, 1 Meter langen Leiter wird bei einem Impulsstrom von 10 kA (8/20) ein Spannungsfall von ungefähr 1 000 V erzeugt);
DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2016-10
230/400 V
HAK UVZ Endgerät
Bemessungs-Stehstoßspannung Uw
6 kV
2,5 kV Haushaltsgeräte
4 kV
1,5 kV empfindliche GeräteDEHN = Schutzpegel Up ≤ 1,5 kV
Nutzbare Differenz = 2,5 kV
12.09.16 [20160912] / 10440_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Stoßstrom (8/20 µs)
Spannungsfall bei geradlinig verlegter Leitung / m*
0,5 m 2 m
5 kA 500 V 250 V 1000 V
10 kA 1000 V 500 V 2000 V
12,5 kA 1250 V 625 V 2500 V
20 kA 2000 V 1000 V 4000 V
25 kA 2500 V 1250 V 5000 V
Verlängerung der Anschlussleitungen durch niedrigerem Schutzpegel Up
Fallbeispiel:
Einsatzort der Überspannungs-Ableiter im Bereich Verteilung: Uw = 4 kV
Schutzpegel des Kombi-AbleitersDEHNventil/DEHNvenCI: Up = 1,5 kV
Nennableitstoßstrom: In = 25 kA (8/20)
Berechnung der möglichen Leitungslänge:
Erlaubter Spannungsabfall an der Anschlussleitung: 4 kV Uw – 1,5 kV Up = 2,5 kV
Spannungsabfall pro Meter Leitungbei 25 kA (8/20µs) Stoßstrom: 2,5 kV
Mögliche Leitungslänge: 2,5 kV / 2,5 kV pro Meter = 1 m
17.10.16 [20160912] / 10439_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Kurzschlussfestigkeit/Folgestromlöschvermögen von SPDs
� Die Folgestromlöschfähigkeit Ifi des SPDs muss mindestens dem an den Anschlusspunkten der SPD-Kombination zu erwartendem maximalem Kurzschlussstrom entsprechen
� Sicherste Lösung: Einsatz von SPD-Kombinationen mit integrierten Überstromschutzeinrichtung z. B. DEHNvenCI oder DEHNguard CI.
DIN VDE 0100-543 enthält zusätzliche Hinweise zur Kurzschlussfestigkeit und Folgestromlöschvermögen von SPDs
1
2
3
4
a bE/I Zu schützendes Betriebsmittel (Equipment) oder Anlage (Installation)
Vom Hersteller geforderte Überstromschutzeinrichtung –diese kann intern oder extern zum SPD angeordnet sein
Überspannungsschutzeinrichtung
SPD-Kombination
Anschlusspunkte der SPD-Kombination
Überstromschutzeinrichtung der elektrischen Anlage
E/I1
a
b
2
3
08.09.16 [20160908] / 10436_D_1
E/I1
2
4
a
b
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
534.4.5.1 Allgemeines
Die Bemessungswerte und die Kenndaten von externen Überstrom-Schutzeinrichtungen zum Schutz von SPD-Kombinationen müssen wie folgt ausgewählt werden:
� nach DIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430), Abschnitt 434; und
� so hoch als möglich, um eine möglichst hohe Stoßstromfestigkeit der gesamten SPD-Kombination zu erreichen.
Es dürfen jedoch die Bemessungswerte und Kenndaten, die der Hersteller für den maximalen Überstromschutz in den Einbauanleitungen vorgibt, nicht überschritten werden.
DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2016-10
08.09.16 [20160908] / 10442_D_30
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Verhalten von NH-Sicherungen während der Stoßstrombelastung 10/350 µs
10 20 30 40 50 60 70I/kA
1000
9,5 kA 25 kA100A / C00
5,5 kA 20 kA63A / C00
4 kA 15 kA35A / C00
1,7 kA 8 kA20A / C00
20 kA Schmelzen 50 kA Explosion160A / 00
22 kA 70 kA200A / 1
25 kA 75 kA250A / 1
Nennströme/Bauform
Schmelzen Explosionkein Schmelzen
10 kA Schmelzen 40 kA Explosion125A / C00
18.02.14 / 1351_D_4
9080
Es sollte stets darauf geachtet werden, dass aufgrund des Stoßstromverhaltens die maximal zulässige Vorsicherung entsprechend des Datenblatts oder der Einbauanleitung des Schutzgerätes verwendet wird!
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
Schutz bei Überstrom und Stoßstromfestigkeit der Vorsicherung
� Bemessungswerte und Kenndaten der vorgeschalteten Sicherung
� Die vorschaltenden Vorsicherungen müssen so hoch als möglich gewählt werden, um eine möglichst hohe Stoßstromfestigkeit der gesamten SPD-Kombination zu erreichen –unter Berücksichtigung der Herstellerangaben
� Sicherste Lösung: Einsatz von SPD-Kombinationen mit integrierten Überstromschutzeinrichtung z. B. DEHNvenCI oder DEHNguard CI
08.09.16 [20160908] / 10437_D_1
© DEHN + SÖHNE / protected by ISO 16016
ZusammenfassungÜberspannungsschutz – wann installieren – welchen auswählen – wie installieren?
Wann DIN VDE 0100-443
� Überspannungsschutz immer bei Betrieb „empfindlichen“ Betriebsmitteln� Anpassung an vernetzte Installationen mit empfindlichen Geräten – „Systemschutz“� Verstärkter Fokus auf Schutz bei Schaltüberspannungen.
Welcher DIN VDE 0100-534
� 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 0100-534� 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.08.09.16 [20160908] / 10415_D_2