Was ist ein Überspannungsschutzgerät und wie funktioniert es?

Überspannungsschutzgeräte (SPDs), auch Überspannungsunterdrücker oder Überspannungsableiter genannt, haben die Hauptfunktion, überschüssige Spannung und Stromstärke von den zu schützenden Geräten abzuleiten und dadurch den Spannungspegel zu begrenzen.

Diese Überspannungen können durch Blitzeinschläge, Netzumschaltungen, elektrische Störungen oder andere Ursachen entstehen und empfindliche Elektronik und Geräte beschädigen.

Wie funktionieren Überspannungsschutzgeräte?

1. Spannungsüberwachung

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

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

2. Einschaltstrom-Shunt

Überspannungsschutzgeräte bieten einen niederohmigen Pfad für den Abfluss von Überspannungsströmen.

Überspannungsschutzgeräte bestehen typischerweise aus Metalloxidvaristoren (MOVs), Gasentladungsröhren (GDTs) oder anderen Komponenten mit schnellen Reaktionszeiten und hoher Überspannungsfestigkeit.

3. Metalloxidvaristor (MOV)

MOVs sind die am häufigsten verwendeten Bauteile in Überspannungsschutzgeräten.

Metalloxidvaristoren weisen eine nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinie auf, was bedeutet, dass ihr Widerstand mit zunehmender Spannung abnimmt.

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

4. Gasentladungsrohr (GDT)

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

Eine Gasentladungsröhre enthält eine gasgefüllte Kammer, in der es bei Überschreiten einer bestimmten Spannung zur Ionisierung kommt. Diese Ionisierung erzeugt einen niederohmigen Pfad für den Stoßstrom und leitet ihn so vom Gerät weg.

5. Absorption und Dissipation

Sobald der Stoßstrom abgeleitet ist, absorbiert das Überspannungsschutzgerät die überschüssige Energie und gibt sie in Wärme ab. Dadurch wird verhindert, dass Energie angeschlossene Geräte erreicht und Schäden verursacht.

6. Zurücksetzen oder ersetzen

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

Wo ist der Überspannungsschutz installiert?

Überspannungsschutzgeräte werden typischerweise am Haupteingang der Stromversorgung installiert, um das gesamte Stromnetz zu schützen, oder an bestimmten Verbrauchspunkten, um einzelne Geräte oder Anlagen zu schützen.