Der Verlauf der Durchlassenergie in Abhängigkeit vom Stoßstrom 10/350 µs bei einem SPD Typ 1 auf Funkenstreckenbasis
Bild 8: Funkenstreckenbasis (Quelle: Dehn SE)
Der Verlauf der Durchlassenergie in Abhängigkeit vom Stoßstrom 10/350 µs bei einem SPD Typ 1 auf Funkenstreckenbasis ist Bild 8 zu entnehmen. Aus diesem Diagramm lässt sich Folgendes ableiten:
• Der maximal zulässige Energieeintrag von 150 J für den S20K275-Varistor wird bei keinem der beaufschlagten Stoßströme überschritten.
• Selbst bei einem Abstand von 0 m zwischen Überspannungsschutzgerät und Referenzvaristor (direkte Koordination) ist dort ausreichend „energetische Reserve“ ∆W zur maximal zulässigen Energie im Referenzvaristor gegeben.
• Bei zusätzlichen Leitungslängen (exemplarisch 2 m) zwischen Überspannungsschutzgerät und Referenzvaristor lässt sich diese „energetische Reserve“ ∆W sogar noch deutlich erhöhen.
Somit ist die Koordination zum Referenzvaristor über den gesamten Verlauf des betrachteten 10/350-µs-Stoßstroms (Herstellerangabe: I imp = 12,5 kA) uneingeschränkt sichergestellt.
Das varistorbasierende SPD Typ 1 ist vom Hersteller mit einer höchsten Dauerspannung Uc von 280 V spezifiziert. Dies ist eine Bemessung, wie sie in 230/400-V-Niederspannungssystemen üblicherweise vorgenommen wird. Das Diagramm im Bild 9 zeigt den Verlauf der Durchlassenergie am Referenzvaristor bei dieser Geräteausführung. Daraus ergeben sich folgende Erkenntnisse:
• Es ist zu erkennen, dass der nachfolgende Referenzvaristor ab einem 10/350-µs-Stoßstrom von ca. 2,5 kA über seine maximal zulässige Energie belastet wird. Ab einem ca. 4 kA großen 10/350-µs-Stoßstrom kann es bereits zu einer Zerstörung des Varistors S20K275 kommen.
• Bei Geräten mit höherer Bemessungsspannung (zum Beispiel 335 V) kann die energetische Überlastung und die Zerstörung, durch die noch ungünstigere Stoßstromaufteilung zwischen SPD und Referenzvaristor, bereits bei noch kleineren Stoßstromwerten erfolgen.
• Im Vergleich zum maximal ausgewiesenen Stoßstrom von 12,5 kA, führen bereits kleine Stoßströme zur energetischen Überlastung der nachfolgenden Schutzstufen oder Endgeräte. Dies entspricht in der Praxis einer Vorschädigung oder sogar einer möglichen Zerstörung dieser Baugruppen.
Die Betrachtung bei einer zusätzlichen Leitungslänge (2 m) zwischen Überspannungsschutzgerät und Referenzvaristor ist im Bild 9 nicht dargestellt, da technologiebedingt hier kaum ein Unterschied zu den dargestellten Werten vorhanden ist.