Was ist ein Blitzstromableiter?
Ein Blitzstromableiter ist ein Gerät, das elektronische Geräte vor Blitzschäden schützt.
Die Aufgabe eines Blitzstromableiters besteht darin, elektronische Geräte zu schützen, indem er durch Blitzeinschläge verursachte transiente Überspannungen begrenzt und den überschüssigen Strom ableitet. Blitzstromableiter werden auch als Überspannungsschutzgeräte (SPDs) bezeichnet.
Die elektronischen Geräte, die wir benutzen, müssen mit der richtigen Spannung betrieben werden. Wenn jedoch das Gebäude, in dem die elektronischen Geräte verwendet werden, von einem Blitz getroffen wird, werden die Geräte einer Überspannung in Form eines „Blitzstoßes“ ausgesetzt. Die überhöhte Spannung wird als Überspannung bezeichnet und die elektronischen Geräte sind kurzzeitig hohen Spannungen ausgesetzt, die sie nicht haben sollten, was zu Schäden führt.
Ein Blitzstromableiter ist ein Gerät, das die kurzzeitige anormale Spannung unterdrückt, die bei Blitzeinschlägen oder beim Öffnen und Schließen von Schaltern auftritt und elektrische Geräte vor anormaler Spannung schützt. Ein ähnlicher Begriff wie Blitzstromableiter ist Blitzableiter, aber Blitzableiter schützen Gebäude und Menschen vor Blitzeinschlägen, während die bloße Installation eines Blitzableiters keine elektrischen Geräte schützt.
Anwendungen von Blitzstromableitern
Blitzstromableiter werden an der Eintrittsstelle von Freileitungen eingesetzt. Insbesondere an den Einspeisepunkten von Hochspannungsfreileitungen ist der Einbau von Blitzschutzanlagen vielfach vorgeschrieben.
Blitzstromableiter werden auch in Gebäuden mit vielen elektronischen Geräten installiert. Im Rahmen des Blitzschutzes für das gesamte Gebäude werden Blitzstromableiter am Hauptstromverteiler, an den Verteilern in den einzelnen Stockwerken und an jedem elektronischen Gerät installiert. Um wertvolle elektronische Geräte vor Blitzschäden zu schützen, ist es wichtig, je nach Installationsort mehrere Blitzstromableiter zu verwenden.
Funktionsweise der Blitzstromableiter
Die Funktionsweise des Blitzstromableiters beruht auf der Wirkung des nichtlinearen Widerstands, der es elektronischen Geräten ermöglicht, bei der Spannung, mit der sie betrieben werden, als Isolator zu wirken und bei Überspannung einen Überstrom zu führen. Blitzstromableiter bestehen aus einem Spalt, dem sogenannten Entladungsspalt, und einem nichtlinearen Widerstand, dessen Spannung nicht proportional zum Strom ist.
Wenn ein elektrisches Gerät an die Stromleitung angeschlossen wird, wird der Blitzstromableiter zwischen der Stromleitung und der Erde installiert, so dass er parallel zu dem elektrischen Gerät liegt. Wenn die angelegte Spannung normal ist, ist der nichtlineare Widerstand des Blitzstromableiters hoch, und außerdem fließt aufgrund des Luftspalts kein Strom, und der Ableiter ist wie ein Isolator, der keinen Strom leitet.
Wenn jedoch durch Blitzschlag oder Schaltüberspannungen eine anormale Spannung erzeugt wird, wird der Luftspalt mit Spannung beaufschlagt und der nichtlineare Widerstand wird sofort zu einem niedrigen Widerstand, so dass der Überspannungsstrom zur Erdungsseite fließen kann und eine Überspannung der elektrischen Ausrüstung verhindert wird. Nach der Entladung wird der nichtlineare Widerstand wieder hoch und es fließt kein weiterer Strom aus der Versorgungsspannung. Die Einschaltspannung für den Betrieb des Blitzstromableiters sollte höher als die Betriebsspannung der elektrischen Anlage und niedriger als die Stehspannung der elektrischen Anlage sein.
Nach dem Ansprechen des Blitzstromableiters kann eine Restspannung auftreten, die bei der Auswahl des Überspannungsableiters berücksichtigt werden muss. Als nichtlineare Widerstände werden Metalloxidvaristoren (MOVs), Avalanche-Break-Dioden, Halbleiterelemente wie Überspannungsschutz-Thyristoren, gasgefüllte Entladungsröhren usw. verwendet.
Arten von Blitzstromableitern
Es gibt zwei Haupttypen von Blitzstromableitern. Es handelt sich um Blitzstromableiter für die Stromversorgung und Blitzstromableiter für die Telekommunikation und für Schaltkreise. Jeder Blitzstromableiter-Typ wird je nach Anwendungsbereich klassifiziert und von der IEC (International Electrotechnical Commission) genormt.
Die Klassifizierung von Blitzstromableitern für Stromversorgungen ist in IEC 61643-1 definiert. Sie werden in die Klassen I-III unterteilt, die je nach Installationsort des Blitzstromableiters verwendet werden.
IEC 61643-21 klassifiziert Blitzstromableiter für Telekommunikations- und Leitungen. Diese Norm unterteilt die Blitzstromableiter für Telekommunikations- und Signalleitungen in zehn Kategorien. Im Gegensatz zu Blitzstromableitern für Stromversorgungen werden die Kategorien nicht nach dem Installationsort der Geräte verwendet, sondern um verschiedene Prüfverfahren für einen einzigen Blitzstromableiter zu ermöglichen.