Überspannungsschutz: Aufbau in 3D

Überspannungsschutz in der Anlage: Staffelung, Kontrolle, Abgrenzung

Überspannungen entstehen durch Schalthandlungen im Netz und durch Blitzeinschläge, auch weit entfernte: Nach Auswertungen von Schadensmeldungen können Geräte am Strom- oder Telefonnetz noch bis zu 3 km vom Einschlag entfernt beschädigt werden. Geschützt wird gestaffelt. Blitzstrom-Ableiter Typ 1 sitzen meist in der Hauptverteilung, oft als Kombiableiter zusammen mit Typ 2. Überspannungs-Ableiter Typ 2 sitzen im Verteiler. Ist die Leitung vom Verteiler zum Endgerät länger als etwa 5 m, ist für vollständigen Schutz unmittelbar am Gerät zusätzlich ein Typ 3 nötig (VDE, „Was versteht man unter Überspannungsschutz?“).

Im Betrieb ist die wichtigste Kontrolle der Blick in den Verteiler: Zeigen alle Anzeigefenster grün? Nach einem Gewitter oder einer Netzstörung lohnt sich dieser Blick besonders. Wo ein Fernmeldekontakt angeschlossen ist, meldet er ein abgetrenntes Modul von selbst, zum Beispiel an eine Leuchte oder die Gebäudeleittechnik. Ein rotes Fenster heißt nicht, dass die Anlage ausfällt, sondern dass sie an dieser Stelle ungeschützt weiterläuft.

Überspannungsschutz ist nicht dasselbe wie Blitzschutz. Beim Überspannungsschutz ist eine hohe Spannung die Schadensursache, beim Blitzschutz ein hoher Strom. Ein äußerer Blitzschutz mit Fangeinrichtungen und Ableitungen fängt direkte Einschläge ab, er ist für übliche Wohngebäude nicht verpflichtend (VDE). Zum inneren Blitzschutz gehört der Blitzschutzpotentialausgleich, der alle metallenen Leitungen am Gebäudeeintritt mit der Haupterdungsschiene verbindet, siehe Potentialausgleich und Erdung.

Energiereiche und energiearme Störungen

Die VDE-Fachinformation unterscheidet zwei Arten leitungsgebundener Störungen: energiereiche, etwa durch einen direkten oder nahen Blitzeinschlag, und energiearme, etwa durch ferne Einschläge oder Umschaltungen im Stromnetz. Daraus folgt das dreistufige Konzept. Der Blitzstrom-Ableiter Typ 1 soll verhindern, dass Blitzteilströme über die Leitung ins Gebäude eindringen, dabei bleiben aber noch Überspannungen. Der Überspannungs-Ableiter Typ 2 senkt die Störspannung auf ein im Allgemeinen ausreichend niedriges Niveau, Typ 3 senkt sie für besonders empfindliche Geräte noch weiter. Geräte vom Typ 1 und 2 baut eine Elektrofachkraft ein. Der Blitzschutzpotentialausgleich, bei dem alle Rohr- und Kabelinstallationen am Gebäudeeintritt verbunden werden, bei Bedarf über Typ-1-Ableiter, geht über den Schutzpotentialausgleich nach DIN VDE 0100-410 und DIN VDE 0100-540 hinaus (VDE, „Was versteht man unter Überspannungsschutz?“, 22.01.2019).

Typ 3 an der Steckdose: was er leisten kann

Steckbare Überspannungsschützer und Steckdosen mit Schutz sind Geräte vom Typ 3, früher Feinschutz genannt. Sie stehen im gestuften Konzept an dritter Stelle, ihr Schutzbereich ist also eingeschränkt. Wo Überspannungsschutz umgesetzt wird, gehören sie vor jedes empfindliche Gerät und in jede angeschlossene Leitung, also auch Telefon und Antenne. Von offensichtlichen Billigprodukten rät der VDE dringend ab: Sie erreichen häufig das Schutzziel nicht, und bei nicht sachgerechter Anwendung wurde über Brandentwicklung berichtet. Empfohlen werden Geräte, deren Hersteller die Einhaltung von DIN EN 61643-11 garantiert. Stecker ziehen schützt in der Regel auch, aber nur, wenn wirklich alle Leitungen getrennt sind, beim Fernseher zum Beispiel auch die Antenne, und es ist keine dauerhafte Lösung (VDE, ebenda).

Wie die Überspannung ins Gebäude kommt

Ob ein Gerät Schaden nimmt, hängt nach der VDE-Fachinformation nicht nur von der Höhe der Überspannung ab, sondern auch von ihrer Dauer und ihrer Kurvenform, etwa einem steilen Spannungsanstieg. Im Extremfall kann sie ein Gerät bis zu Explosion und Brand schädigen, und bei sehr hohen Überspannungen kommt es in Leitungen und Verteilern zum Kurzschluss, weil die Isolierung zerstört wird. Ins Gebäude gelangt sie auf zwei Wegen: über ein starkes elektromagnetisches Feld, etwa bei einem direkten Einschlag, was vor allem sehr empfindliche Elektronik betrifft, und über metallene Leitungen. Deshalb sind alle eingehenden Leitungen zu betrachten, also Strom, Telefon, Breitband und Wasser. Sie werden am Gebäudeeintritt mit dem Hauptpotentialausgleich verbunden, und die aktiven, spannungsführenden Leiter erhalten Überspannungsschutzgeräte (VDE, „Was versteht man unter Überspannungsschutz?“). Ein Ableiter nur im Stromverteiler lässt also den Weg über die Telefon- oder Antennenleitung offen.

Für Fachkräfte verweist die VDE-Fachinformation auf die Normen: Den Überspannungsschutz beschreiben VDE 0100-443 und VDE 0100-534, die in der Ausgabe Oktober 2016 an moderne Gebäude und Anwendungen angepasst wurden (VDE, ebenda).