Spannungsschwankungen und andere Probleme in Stromnetzen sind keine Seltenheit. Sie können zum Ausfall teurer Geräte führen und sogar das Leben und die Gesundheit von Menschen bedrohen. Um solche Folgen zu verhindern, sind je nach Art des Fehlers verschiedene Netzschutzvorrichtungen auf dem Markt erhältlich.
In diesem Artikel erfahren Sie, was Netzüberspannungen sind und welche Ursachen sie haben, welche Netzschutzeinrichtungen es gibt und wann sie eingesetzt werden.
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Zulässige elektrische Leistungsparameter
In Russland und der ehemaligen Sowjetunion beträgt die Standardspannung 220 Volt (für normale Stromverbraucher). In der Realität schwankt die Spannung jedoch innerhalb bestimmter Grenzen dieses Wertes. Das zulässige Ausmaß der Abweichung ist in den Normen und Vorschriften für die Erbringung dieser Dienstleistung für den Verbraucher festgelegt. Bei 220 V beträgt der minimal zulässige Wert 198 V und der maximal zulässige Wert 242 V.
Werden Stecker oder Schutzschalter den Tag retten?
Sicherungen werden seit langem in Haushalten zum Schutz vor Überspannungen eingesetzt. Sie wurden durch moderne und komfortablere Stromkreisunterbrecher ersetzt. In den meisten Haushalten sind sie heute die einzige Möglichkeit, sich vor Stromausfällen zu schützen.
Stecker und Schutzschalter schützen vor Kurzschlüssen, Überhitzung und Bränden, die durch Überlastungen entstehen. Dennoch kann ein starker Stromimpuls den Schutzschalter passieren und das Gerät beschädigen. Das kann zum Beispiel bei einem Blitzeinschlag passieren. Mit anderen Worten: Normale Stecker bieten keinen ausreichenden Schutz vor Überspannungen.
Die Hauptursachen für Netzüberspannungen
Überspannungen können sich je nach Ursache der Überspannung in ihrer Größe, Dauer und Anstiegs-/Abfalldynamik unterscheiden:
- Eine starke Belastung des Stromnetzes. Der gleichzeitige Anschluss einer großen Anzahl von Geräten mit unzureichender Netzleistung führt zu Spannungsinstabilität. Das kann sich zum Beispiel dadurch bemerkbar machen, dass Glühbirnen flackern oder sich Geräte plötzlich abschalten. Dieses Phänomen tritt häufig auf, vor allem in den Abendstunden;
- Mächtiger Verbraucher in der Nachbarschaft. Dies ist der Fall, wenn sich in der Nähe Industrieanlagen, Einkaufszentren, Bürogebäude mit einem starken Belüftungssystem usw. befinden.
- Gebrochener Nullleiter. Der Neutralleiter gleicht die Spannung bei den Stromverbrauchern aus. Wenn er ausfällt (durchbrennt, oxidiert), wird ein Teil der Verbraucher mit Überspannung (und ein anderer Teil mit Unterspannung) beaufschlagt, was zu Schäden an ungeschützten elektrischen Geräten führen kann.
- Verdrahtungsfehler. Zum Beispiel, wenn der Nullleiter und der Phasendraht vertauscht wurden;
- Schlechte Verkabelung. Ausfälle entstehen durch verschlissene Leitungen, die Verwendung von minderwertigem Material und unsachgemäße Installationsarbeiten.
- Blitzschlag. Blitzeinschläge in Stromleitungen können einen schnellen Stromstoß von Tausenden von Volt verursachen. Besonders gefährlich, weil die Schutzausrüstung nicht immer rechtzeitig wirken kann.
Mögliche Folgen von Überspannungen
Die Hersteller von elektrischen Geräten berücksichtigen die instabile Natur der Spannung und die Möglichkeit von Spannungsspitzen und -einbrüchen. So kann beispielsweise ein Gerät mit einer Nennspannung von 220 Volt mit 200 Volt betrieben werden und Spannungsspitzen bis zu 240 Volt standhalten. Der regelmäßige Betrieb des Geräts mit großen Spannungsschwankungen verkürzt jedoch seine Lebensdauer. Starke Überspannungen können ein Gerät unbrauchbar machen und sogar Sach- und Gesundheitsschäden verursachen, zum Beispiel durch einen Brand.
Referenz. Ausfälle von Elektrogeräten aufgrund von Überspannungen sind nicht durch Garantieverträge abgedeckt, so dass die Reparatur- und Ersatzkosten auf den Eigentümer abgewälzt werden, was das Familienbudget erheblich belasten kann. In einigen Fällen ist es möglich, gerichtlich gegen den Stromversorger vorzugehen, aber das ist langwierig, kompliziert und teuer und bietet keine Erfolgsgarantie. Es ist einfacher, Ihre Wohnung im Voraus vor dieser Art von Problemen zu schützen.
Möglichkeiten zum Schutz vor Überspannungen
Je nach den Eigenschaften der Überspannung und der Art ihres Auftretens werden unterschiedliche Schutzvorrichtungen verwendet. Werfen wir einen Blick auf die wichtigsten:
Überspannungsschutz
Eine einfache und erschwingliche Lösung zum Schutz von Geräten mit geringem Stromverbrauch. Es handelt sich in der Regel um ein Verlängerungskabel oder einen Monoblock mit Stecker, Steckdose (oder Steckdosen) und einem Schalter mit einer Stromanzeige. Steckdosenleisten sind von gewöhnlichen Verlängerungskabeln zu unterscheiden, die keinen Schutz bieten, aber sehr ähnlich aussehen. Er schützt vor Überspannungen bis zu 400 - 500 Volt und der Laststrom darf 5 - 15 Ampere nicht überschreiten.
Hilfe. Technisch gesehen handelt es sich bei einem Überspannungsschutz um ein einfaches System aus mehreren Kondensatoren und Induktivitäten. Gleichzeitig enthalten die Netzteile der meisten modernen Elektrogeräte bereits Schaltungen, die eine ähnliche Funktion erfüllen. In der Praxis dienen Überspannungsschutzgeräte daher oft als einfache Verlängerungskabel mit zusätzlichem Schutz vor Netzüberspannungen.
Schutzrelais RKN und UZM
Das Gerät unterbricht die Stromzufuhr, wenn die Spannung die Grenzwerte überschreitet. Nachdem die Spannung wieder innerhalb der eingestellten Grenzen liegt, wird die Stromversorgung wiederhergestellt (je nach Modell automatisch oder manuell). Das Gerät wird dem Leistungsschalter nachgeschaltet.
Die wichtigsten Vorteile von RCN und UZM:
- Auslösegeschwindigkeit von wenigen Millisekunden;
- Hält Lasten von 25 bis 60 A stand;
- Geringe Abmessungen und einfache Installation;
- Ausreichender Bereich von Höchst- und Mindestspannung;
- Echtzeitanzeige der elektrischen Strommesswerte;
Das Gerät schützt wirksam gegen einen unterbrochenen Neutralleiter und mäßige Spannungsspitzen. Die Relais können jedoch keine stabile Spannung und keinen Schutz gegen durch Blitzeinschläge verursachte Überspannungen bieten.
Minimum-Maximum Spannungsfreigabe (PMR)
Das Gerät schützt vor Hoch- und Niederspannung. Wirksam bei Unterbrechung des Neutralleiters und Phasenungleichheit in einem Dreiphasennetz, schützt jedoch nicht vor Hochspannungsimpulsen.
Das Gerät ist klein, einfach zu installieren und preisgünstig.
Bitte beachten. Das PMM ist nicht mit einer automatischen Einschaltfunktion ausgestattet, was dazu führen kann, dass Lebensmittel im Kühlschrank verderben, die Beheizung von Räumen im Winter unterbrochen wird und ähnliche Probleme auftreten.
Stabilisatoren
Die Geräte werden zur "Glättung" der Stromversorgung in Netzen eingesetzt, die zu instabilem Betrieb neigen. Wirksam im Falle eines Stromausfalls, aber möglicherweise nicht in der Lage, mit hohen Spannungen umzugehen.
Zu den Vorteilen des Geräts gehören: lange Lebensdauer, schnelle Reaktionszeit, Aufrechterhaltung der Spannung auf einem stabilen Niveau. Der größte Nachteil der Stabilisatoren ist ihr hoher Preis.
Überspannungsschutzgeräte (SPDs)
Sie werden zum Schutz vor schnellen, starken Überspannungen eingesetzt, die in der Regel durch Blitzeinschläge in Stromleitungen verursacht werden. Es gibt zwei Arten von solchen Geräten:
- Ventilsicherungen und Funkenstrecken. Sie werden in Hochspannungsnetzen installiert. Im Falle eines Überspannungsstoßes bricht der Luftspalt im Gerät zusammen, eine Phase wird kurzgeschlossen und die Entladung entweicht in die Erde;
- Überspannungsableiter (Arrester). Im Gegensatz zu Überspannungsableitern sind sie klein und werden in Privathaushalten eingesetzt. Im Inneren ist ein Varistor eingebaut. Bei normaler Spannung fließt kein Strom, aber im Falle einer Überspannung steigt der Strom an und reduziert die Spannung auf einen normalen Wert.
Überspannungssensor (OVS)
Wird in Verbindung mit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) oder einem Fehlerstrom-Schutzschalter (RCCB) verwendet. Der Abgriff erkennt eine Überspannung und der FI-Schutzschalter öffnet daraufhin den Stromkreis.
Schlussfolgerung
Die gebräuchlichsten Überspannungsschutzvorrichtungen, Sicherungskästen und Steckdosen, sind nicht in allen Fällen wirksam. Sie sind insbesondere nicht in der Lage, starke Überspannungen zu bewältigen, was die Sicherheit der elektrischen Geräte und des gesamten Hauses gefährdet. Der Markt bietet eine Vielzahl von Netzschutzgeräten an, die sich nach der Art der Überspannung und ihrer Ursache richten. Es bleibt den Stromverbrauchern überlassen, die notwendigen Geräte auszuwählen und sie korrekt zu installieren.
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