Überspannung (Elektrotechnik)

Überspannung ist eine elektrische Spannung in elektrischen Systemen, die den Toleranzbereich deren Nennspannung überschreitet.

Überspannungen führen zu einem Stör- oder Fehlerfall, wenn sie Bauelemente oder Bestandteile der Anlagen zerstören. Überspannungen können symmetrisch, das heißt, zwischen beiden Zuleitungen, oder unsymmetrisch – beide Zuleitungen führen Überspannung gegen Erde, auftreten.

Ursachen

Ursachen für langdauernde Überspannungen im Bereich von Sekunden bis Stunden können sein:

Ursachen für transiente Überspannungen können sein:

Auch NEMP und durch die Aktivität der Sonne auf der Erde verursachte Magnetstürme verursachen Überspannungen.

Transiente Überspannungen können von benachbarten Störquellen auch kapazitiv (durch Influenz) oder induktiv in Versorgungs- oder Signalleitungen einkoppeln sowie durch starke Funkwellen verursacht werden.

Folgen

Folgen transienter (kurzzeitiger) Überspannungen
 
Folgen länger andauernder Überspannungen
 

Abhilfe

Langdauernde Überspannungen im Versorgungsnetz können vom Verbraucher nur mit einem Netzregler verhindert werden. Solche Netzregler sind jedoch nur für einzelne, besonders störempfindliche und teure elektrische Verbraucher üblich und sinnvoll.

Transiente Überspannungen können mit Überspannungsableitern von gefährdeten Komponenten ferngehalten werden (Überspannungsschutz):

Netzspannungsseitig werden weiterhin Isolier-, Luftstrecken und Kriechstrecken überdimensioniert, um bei hohen Spannungs-Impulsen einen elektrischen Durchschlag zu vermeiden.

Elektronische Bauteile sowie elektrische Endgeräte für Netzspannungsbetrieb werden im Rahmen der Elektromagnetischen Verträglichkeitsprüfung hinsichtlich ihrer Immunität gegenüber transienten Überspannungen von 500 bis 4000 Volt (teilweise bis 15.000 Volt) getestet und dementsprechend spezifiziert oder im Fall von Endgeräten nach Normen für Industrie-, Medizin- oder Heimanwendung zertifiziert. Dazu gehört:

Überspannungskategorien

Die Überspannungskategorie nach DIN EN 60664-1 VDE 0110-1 beschreibt die Überspannungsfestigkeit eines elektrischen Betriebsmittels (Elektroinstallation, Messgerät, Elektrogerät, Netzteil usw.). Es gibt vier Kategorien, mit den römischen Zahlen von I (niedrigste) bis IV (höchste) bezeichnet. Da das Stromnetz selbst die Überspannungsereignisse verbreitet, sind die Anforderungen umso höher, je näher ein Betriebsmittel am Verteilnetz ist. Im Einzelnen bedeuten die Klassen:

Die Stoßspannungsfestigkeit wird durch entsprechende Luft- und Kriechstrecken, die Spannungsfestigkeit von Entstörkondensatoren oder auch die Isolierstoffgruppe und -art gewährleistet.

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Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 01.05. 2022