Überspannungsableiter vs. Blitzableiter: Was ist der Unterschied?

Elektrische Systeme bilden die Grundlage des täglichen Lebens und es ist von entscheidender Bedeutung, sie vor Schäden oder Ausfällen zu schützen. Überspannungsableiter und Blitzableiter sind gängige Komponenten zum Schutz dieser Systeme. Obwohl sie ähnlich sind, gibt es wesentliche Unterschiede in der Art und Weise, wie sie verwendet werden. In diesem Artikel werden die Unterschiede beschrieben, damit Sie wissen, welches Sie verwenden sollten.

Was ist ein Überspannungsveranstalter?

Ein Überspannungsableiter , auch Überspannungsschutz genannt, ist ein Gerät, das elektrische Anlagen vor Schäden durch Überspannungen oder Spannungsspitzen schützt. Diese Überspannungen können durch Stromausfälle, Blitzeinschläge oder Schaltvorgänge im Stromverteilungsnetz verursacht werden.

Das Funktionsprinzip eines Überspannungsableiters ist einfach. Bei einer plötzlichen Spannungsspitze leitet der Überspannungsableiter zusätzliche Spannung an die Erdung weiter, anstatt sie zum Gerät gelangen zu lassen. Sobald die Spannung wieder normal ist, nimmt der Ableiter seinen hochohmigen Zustand wieder ein und gewährleistet so eine unterbrechungsfreie Systemleistung. Somit schützt es empfindliche Geräte vor Beschädigungen.

Es gibt verschiedene Arten von Überspannungsableitern, die jeweils in unterschiedlichen Umgebungen eingesetzt werden. Stationsableiter werden in Hochspannungs-Umspannwerken eingesetzt. Ableiter der Mittelklasse werden in Mittelspannungsnetzen eingesetzt. Ableiter der Verteilungsklasse werden zum Schutz von Geräten in Freileitungen und Transformatoren eingesetzt. Ableiter der Sekundärklasse werden in Niederspannungsanlagen eingesetzt.

Was ist ein Blitzableiter?

Ein Blitzableiter, auch Blitzableiter oder Blitzableiter genannt, ist ein Gerät, das Geräte vor Blitzen schützt. Es besteht normalerweise aus Kupfer oder Aluminium und muss über einen Draht oder Stab mit der Erde verbunden werden.

Wenn ein Blitz einschlägt, nutzt es einen Pfad mit geringem Widerstand, um den Einschlag sicher auf den Boden abzuleiten. Dadurch wird der Schlag abgefangen, so dass er nicht eindringt und schwere Störungen oder Schäden in elektrischen Systemen verursacht.

Sobald die Entladung abgeschlossen ist, kehrt der Ableiter in seinen normalen Isolierzustand zurück.

Der Blitzableiter wird auf der Spitze von Übertragungsmasten oder Umspannwerkstürmen montiert. Es wird auch an Einspeisepunkten in Freileitungen installiert. Darüber hinaus wird es zum ausreichenden Schutz auf Telekommunikationsmasten und Gebäudedächern angebracht.

Hauptunterschiede zwischen Überspannungsableitern und Blitzableitern

Funktion

Die Grundfunktion eines Überspannungsableiters besteht darin, elektrische und elektronische Geräte vor transienten Überspannungen zu schützen. Diese Überspannungen werden häufig durch interne Systemereignisse wie Schaltvorgänge, Isolationsfehler oder Blitzeinschläge verursacht. Es fungiert als Schutzvorrichtung, die die Spannung auf ein sicheres Niveau begrenzt, indem zusätzliche Spannung zur Erde abgeleitet wird. Dadurch wird ein Isolationsausfall verhindert und die Lebensdauer der Geräte verlängert.

Andererseits dient ein Blitzableiter als Abschirmung gegen direkte Blitzeinschläge. Wenn ein Blitz in die Stromleitungen einschlägt, stellt der Ableiter einen niederohmigen Pfad bereit, der extrem hohe Ströme zur Erde ableitet. Dadurch wird verhindert, dass hohe Ströme empfindliche Geräte erreichen.

Isolationsniveau

Ein Überspannungsableiter soll die Isolierung elektrischer Komponenten schützen, indem er die Spannung unterhalb ihrer Isolationsfestigkeit hält. Es gewährleistet, dass die Geräteisolierung keinen Spannungen ausgesetzt wird, die über dem Nenngrenzwert liegen. In einem 33-kV-Verteilungssystem kann ein Überspannungsableiter beispielsweise so ausgelegt sein, dass er Überspannungen unter 90 kV abhält und so die systemübergreifende Integrität aufrechterhält.

Andererseits ist ein Blitzableiter für eine viel höhere Isolationskoordination ausgelegt, da seine Funktion darin besteht, Überspannungen durch direkte Blitzeinschläge zu bewältigen. Die Spannungen können in diesem Szenario mehrere hundert Kilovolt erreichen. Sein Isolationsdesign hält Überschlägen oder Durchschlägen durch Blitzimpulse stand.

Spannungsniveau und -quelle

Ein Überspannungsableiter funktioniert in einem breiten Systemspannungsbereich, von Niederspannungssystemen in Wohnnetzen bis hin zu Hochspannungssystemen in Übertragungs- und Verteilungsnetzen. Es dient zum Ableiten von Überspannungen, die durch Kondensatorschaltung, Kabelbestromung oder Motoranlauf verursacht werden. Diese Überspannungen können Mikro- bis Millisekunden andauern und erreichen möglicherweise keine große Reichweite, können aber dennoch Schäden verursachen, wenn sie nicht kontrolliert werden.

Im Gegensatz dazu schützt ein Blitzableiter Anlagen vor externen Spannungsspitzen, die durch Blitzeinschläge entstehen. Der Spannungspegel kann mehrere Millionen Volt erreichen, sodass eine sofortige Entladung über einen niederohmigen Pfad erforderlich ist. Er wird in Mittel- bis Hochspannungsverteilungssystemen installiert und ist für die Bewältigung wesentlich höherer Spannungsniveaus als die eines Überspannungsableiters geeignet.

Nennentladestrom

Der Nennableitstrom ist die Fähigkeit des Ableiters, einen großen Strom ohne Ausfall in die Erde abzuleiten. Bei Überspannungsableitern liegt der Nennableitstrom üblicherweise zwischen 5 kA und 20 kA. Eine solche Bewertung bedeutet den höchsten Strom, den das Gerät wiederholt ohne Ausfälle abgeben kann. Sie werden in der Regel getestet, um zu gewährleisten, dass sie während ihrer Lebensdauer kleinere Überspannungen bewältigen können und gleichzeitig kontinuierlichen Schutz bieten.

Im Gegensatz dazu hat ein Blitzableiter einen Entladestrom von Nennentladestrom zwischen 30 kA und 200 kA. Es wird einer Simulation einer tatsächlichen Blitzentladung unterzogen. Es besteht aus starken inneren Elementen, die derart großen Energiestößen standhalten können. Es wird nicht für häufige Überspannungen verwendet, muss aber bei einem Schlag eine hervorragende Leistung erbringen.

Installation

Ein Überspannungsableiter wird normalerweise in der Nähe der Geräte platziert, die er schützt, beispielsweise Transformatorklemmen oder Schaltanlagenpunkte. Durch diese Anordnung wird der Abstand zwischen dem Ableiter und dem Gerät verringert und eine schnellere Reaktionszeit erreicht. Es wird typischerweise in einem Innen- oder geschlossenen Umspannwerk oder in einem Verteilerkasten montiert, um elektronische Geräte vor Beschädigungen zu schützen.

Umgekehrt wird ein Blitzableiter außen angebracht, und zwar typischerweise an den obersten oder am höchsten exponierten Punkten eines elektrischen Systems. Es befindet sich normalerweise auf Sendemasten und Gebäudedächern. Diese Konfiguration ermöglicht es, Blitze abzufangen, bevor sie elektrische Geräte zerstören.

Funktionsprinzip

Ein Überspannungsableiter arbeitet auf der Grundlage nichtlinearer Eigenschaften und verwendet Metalloxid-Varistoren (oder MOVs) oder Elemente aus Siliziumkarbid (SiC). Unter normalen Spannungsbedingungen verfügt der Ableiter über einen hervorragenden Widerstand und fungiert als offener Stromkreis. Wenn eine Hochspannung auftritt, sinkt ihr Widerstand stark, sodass der überschüssige Strom durch die Erde fließen kann. Sobald die Spannung wieder ein normales Niveau erreicht, kehrt das Gerät in seinen hervorragenden Widerstandszustand zurück und nimmt den normalen Betrieb wieder auf.

Im Gegensatz dazu nutzt ein Blitzableiter eine Funkenentladung. Das heißt, wenn ein Blitz einschlägt, beginnt der Luftspalt im Inneren des Ableiters zu ionisieren und Strom zu leiten. Dadurch kann überschüssiger Strom zur Erde fließen. Nach der Entladung kehrt der Ableiter in den Isolationsmodus zwischen Leitung und Erde zurück.

Konstruktion und Komponenten

Wie bereits erwähnt, besteht ein Überspannungsableiter aus Metalloxid-Varistorblöcken (MOV) und Abstufungsringen. Diese Blöcke sind in einem Porzellan- oder Polymergehäuse eingeschlossen. Die MOV-Blöcke werden zwischen zwei Elektroden platziert und bilden eine spannungsabhängige Widerstandsanordnung. Dieser Aufbau gewährleistet eine schnelle Reaktionszeit bei Überspannung. Das Polymergehäuse sorgt für Feuchtigkeitsbeständigkeit, während die Sortierringe für eine gleichmäßige Verteilung sorgen.

Im Vergleich dazu ist ein Blitzableiter robuster aufgebaut. Es verfügt über Funkenstrecken, Vorwiderstände und Erdungselektroden. Die Funkenstrecke zündet, wenn die Blitzspannung ihren Wert überschreitet. Der Vorwiderstand hilft bei der Steuerung der Ströme nach der Entladung. Die Elektrode sorgt dafür, dass der Blitzstrom sicher zur Erde geleitet wird.

Schutzumfang

Ein Überspannungsableiter bietet nur lokalen Schutz innerhalb elektrischer Systeme. Es wird innerhalb des Gebäudes installiert und verhindert so Schäden an Transformatoren, Schaltanlagen und anderen empfindlichen Geräten, die andernfalls im Netzwerk beschädigt würden. Es hält die Spannung auf dem gewünschten Niveau, um eine Verschlechterung oder einen Ausfall der Ausrüstung zu verhindern. Dies garantiert Zuverlässigkeit und eine konstante Stromversorgung.

Ein Blitzableiter bietet jedoch einen umfassenden Schutz. Es dient der Abwehr von äußeren Gefahren, die durch direkte Blitzeinschläge entstehen, und lenkt solche Entladungen, bevor sie Geräte erreichen können. Im Gegensatz zu Überspannungsableitern kontrolliert er keine internen Spannungsspitzen innerhalb von Geräten. Sein Abdeckungsbereich besteht darin, einen umfassenden Schutz für die Ausrüstung und die Bediener zu gewährleisten.

Durchflusskapazität

Die Durchflusskapazität gibt an, wie viel Stoßstrom ein Ableiter sicher zur Erde bzw. Erde leiten kann. Die Energieaufnahmefähigkeit eines Überspannungsableiters liegt üblicherweise zwischen 5 kA und 20 kA. Dieser Bereich variiert je nach Spannungsklasse und Anwendung. Aber die Durchflusskapazität ermöglicht es ihm, häufige Überspannungen zu bewältigen und gleichzeitig Stabilität und Zuverlässigkeit beizubehalten.

Bei einem Blitzableiter liegt seine Durchflusskapazität oder Energieaufnahmefähigkeit zwischen 30 kA und 200 kA oder mehr. Es bietet einen direkten, niederohmigen Weg für den Blitzstrom zur Erde und verhindert so, dass dieser in das Gerät eindringt. Aufgrund seiner hervorragenden Durchflusskapazität eignet es sich für elektrische Außenanlagen und stark beanspruchte Bereiche.

Anwendung

Der letzte Unterschied zwischen einem Überspannungsableiter und einem Blitzableiter ist ihre Anwendung. Ein Überspannungsableiter wird in Industrieanlagen, Umspannwerken und Gewerbegebäuden eingesetzt, wo Überspannungen normalerweise gering sind, wie sie beispielsweise durch interne Schaltvorgänge verursacht werden. Darüber hinaus schützt es Transformatoren und Leistungsschalter vor Überspannungen. Es wird auch in Telekommunikations- und erneuerbaren Energiesystemen verwendet, um Wechselrichter vor Überspannungen zu schützen.

Andererseits wird ein Blitzableiter im Freien in Bereichen installiert, die direktem Blitzeinschlag ausgesetzt sind. Beispiele für diese Bereiche sind Sendemasten, hohe Gebäude, Umspannwerke, Kraftwerke und Telekommunikationsmasten. Es verhindert das Eindringen von Stößen in das Stromnetz und sorgt für Isolierung und Schutz vor Schäden.

Vergleichstabelle mit den wichtigsten Unterschieden zwischen Überspannungsableitern und Blitzableitern

Welchen Feststeller sollten Sie wählen?

Die Auswahlkriterien sollten auf Folgendem basieren:

• Systemspannungsniveau: Wählen Sie einen Ableiter, dessen Nennspannung mit der Spannung des Systems übereinstimmt, das Sie schützen möchten.

• Installationsort: Überlegen Sie, wo der Ableiter eingesetzt werden soll. Überspannungsableiter eignen sich am besten für die Installation in Innenräumen, während Blitzableiter am besten für Bereiche geeignet sind, die Blitzen ausgesetzt sind.

• Erwartete Überspannungsintensität: Wenn Sie die erwartete Überspannungsintensität in einer Region kennen, können Sie auch besser entscheiden, welchen Ableiter Sie wählen sollten. Wenn die Region blitzgefährdet ist, verwenden Sie Blitzableiter. Für häufige Überspannungen durch Schaltvorgänge sind Überspannungsableiter am besten geeignet.

• Geräteempfindlichkeit: Verschiedene Geräte haben unterschiedliche Toleranzniveaus gegenüber Überspannungen. Überprüfen Sie Ihre Ausrüstung, um sicherzustellen, dass sie die Betriebssicherheit erhöhen kann.

Abschluss

Überspannungsableiter und Blitzableiter werden beide zum Schutz von Geräten eingesetzt, unterscheiden sich jedoch durch ihre wesentlichen Unterschiede. Dieser Blog hat dieses Thema ausführlich behandelt, damit Sie fundierte Entscheidungen treffen können.

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FAQs

Ist ein Blitzableiter dasselbe wie ein Überspannungsableiter?

Nein, ein Blitzableiter ist nicht dasselbe wie ein Überspannungsableiter. Während ein Blitzableiter Geräte vor Überspannungen schützt, die durch direkte Blitzeinschläge verursacht werden, schützt ein Überspannungsableiter Geräte vor Überspannungen, die durch Blitzeinschläge und interne Ereignisse wie Stromausfälle verursacht werden.

Kann ein Überspannungsableiter vor Blitzen schützen?

Ein Überspannungsableiter kann vor blitzbedingten Überspannungen schützen, jedoch nicht vor einem direkten Blitzeinschlag.

Kann ein Blitzableiter Schäden verhindern?

Ja, ein Blitzableiter verhindert Schäden an Geräten, indem er bei Blitzeinschlägen überschüssigen Strom in die Erde ableitet.

Funktionieren Überspannungsschutzgeräte ohne Erdung?

Nein, Überspannungsschutzgeräte funktionieren nicht ohne Erdung oder Erdungssystem. Sie benötigen es, um den Strom sicher in die Erde abzuleiten und empfindliche Geräte nicht zu beschädigen.

Wie oft sollte ich Ableiter überprüfen oder austauschen?

Sie sollten Ihren Ableiter mindestens einmal jährlich austauschen. Sie sollten auch regelmäßige Kontrollen durchführen, um sicherzustellen, dass sie in gutem Zustand sind.