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Überspannungsschutz

• Von Georg Rademacher

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Gliederung

• Ursachen von Überspannungen
• Unterscheidung der Schutzmaßnahmen
• Erläuterung der verschiedenen Bauelemente
• Bezug auf unser Projekt

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Notwendigkeit von Überspannungsschutz
Abb. 1 Überspannungsschaden an einem
Fernseher
Abb. 2 Blitzeinschlag
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Ursachen für Überspannungsschäden

• Schalthandlungen in Netzten
• Atmosphärische Entladungen (Gewitter)
• Elektrostatische Entladungen

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Unterscheidung des Schutzes nach DIN VDE 0185

• Äußerer Blitzschutz
• Faradayscher Käfig (Blitzableiter)
• Innerer Blitzschutz
• Geeignete Bauelemente

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Beispiel Einfamilienhaus
Abb. 3 Konzept eines Überspannungsschutzes eines
Wohnhauses
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Äußerer Blitzschutz

• Anbringen von Fangleitungen um das zu schützende
  Objekt
• Bei Häusern Maschenförmige Fangleitung mit einer
  Weite von 10 x 20 m

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Folgen bei unzureichenden äußeren Schutzmaßnahmen
Abb. 4 Brennendes Haus
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Wichtige Bauteile zum inneren Ü-Schutz

• Endladungsstrecke
• Varistor
• Supressor (Z) Diode
• Integrierter Ü-Schutz in ICs

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Endladungsstrecken
Abb. 5 Entladungsstrecke

• Durch hohe Spannung Ionisierung eines Gases -gt
  Widerstand geht gegen null

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Varistor
Abb. 8 Schaltsymbol
Abb. 6 Varistor
Abb. 7 Varistor Kennlinie

• Spannungsabhängiger Widerstand

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Supressordiode
Abb. 10 Schaltsymbol Z-Diode
Abb. 9 U/I Kennlinie einer Z- Diode

• Schnelle, stroßstromtragfähige Zenerdioden
• Oft zum Schutz von Halbleiterbauelementen
  eingesetzt

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Staffelungsschutz
Entladungsstrecke
Abb. 11 Schaltbild des Staffelungsschutzes
Abb. 12 Spannungsabfall an den einzelnen Stufen
des Ü-Schutzes
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Bezug zu unserem Projekt

• Wichtig Verhältnismäßigkeit!
• Schutz der Verbraucher im Vordergrund
• Daher Einfacher Schutz durch Varistoren

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Quellenverzeichnis

• Peter Hasse, Überspannungsschutz von
  Niederspannungsanlagen, Verlag TÜV Rheinland
• http//de.wikipedia.org/wiki/Varistor
• http//de.wikipedia.org/wiki/Z-Diode

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Abbildungsverzeichnis
Abbildung Quelle Datum
1 Hasse, Ü-Schutz von Niederspannugsanlagen, Seite 4 3.12.06
2 http//www.biosphaerenreservat-rhoen.de/images/bilder/blitz.jpg 3.12.06
3 Hasse, Seite 41 3.12.06
4 http//www.bs.tuwien.ac.at/Hauptseite/brennendes20Haus.jpg 3.12.06
5 Hasse, Seite 68 3.12.06
6 http//www.opamp-electronics.com/opamp/catalog/images/ 230V_Metal_Oxide_Varistor_MDCZ23170UL9911_006000.jpg 3.12.06
7 http//www.urel.feec.vutbr.cz/EncyklopedieEMC/ dbpictures/varistor.jpg 3.12.06
8 http//upload.wikimedia.org/wikipedia/de/b/b5/Symbol_Varistor.svg 3.12.06
9 http//pics.computerbase.de/lexikon/37207/180px-Kennlinie_Z-Diode.jpg 4.12.06
10 http//upload.wikimedia.org/wikipedia/de/e/e4/Z-diode.png 4.12.06
11 Nach Hasse, Seite 80 3.12.06
12 Hasse, Seite 80 3.12.06