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9.1
Überspannungsschutz für Ein- und Mehrfamilienhäuser
Das moderne Zuhause wird immer digitaler: Smart TV, intelligente Haustechnik, Energiemanagement, Einbruchssicherung, E-Mobility oder Homeoffice sind dafür nur einige Beispiele. Es finden sich immer teurere und empfindlichere Geräte im smarten Zuhause – bei steigender Tendenz! Eine uneingeschränkte Verfügbarkeit dieser sensiblen Technik sowie ein störungsfreies Teamplay aller Komponenten sind Grundlage für einen modernen Lebensstil sowie den Anspruch an Komfort, Sicherheit und Unabhängigkeit. Doch zunehmende Wetterextreme, wie z. B. starke Gewitter, sind eine Gefahr für diese empfindlichen Geräte – und eine Bedrohung für sorgenfreies Wohnen. Blitz- und Überspannungsschäden können wichtige Komponenten beschädigen, ganze Systeme lahmlegen oder zu Bränden in Folge geschädigter Geräte führen. Ein Schutz der Technik vor Blitz- und Überspannungsschäden ist damit wichtiger denn je – und zudem normativ vorgeschrieben.
Schadensrisiko Blitz und Überspannung
Durch den fortschreitenden Klimawandel nehmen Wetterphänomene wie Gewitter und Blitzereignisse an Häufigkeit sowie Intensität zu und damit das oftmals unterschätze Risiko von Überspannungsschäden.
Besonders gefährdet ist die sensible Technik im vernetzten Zuhause. In modernen Wohngebäuden werden zunehmend sensible Geräte eingesetzt, wie z. B. hochwertige TV- und HiFi-Geräte, Personal- und Tabletcomputer sowie Haushaltsgeräte. Heizungs-, Klima-, Lüftungs- und Speichersysteme sowie elektrische Jalousien sorgen für ein behagliches Zuhause. Garagentore mit elektrischem Antrieb erhöhen den Komfort, Sprechanlagen regeln den Zutritt und Alarmanlagen schaffen Sicherheit. Sensibel bedeutet aus Sicht des Überspannungsschutzes, dass vermehrt Betriebsmittel mit normaler oder gar geringer Stoßspannungsfestigkeit eingesetzt werden und dass bei der zunehmenden Vernetzung auch im Wohnhaus Geräte zu finden sind, die sowohl an das Niederspannungsnetz, als auch an das Kommunikationsnetz angeschlossen sind.
Überspannungen können all diese Geräte und Systeme beschädigen oder komplett zerstören und zu Schäden in Höhe von mehreren Tausend Euro führen (Tabelle 9.1.1). Die Versicherungswirtschaft berichtet in diesem Zusammenhang nicht nur von jährlich über 300 Mio. Euro Schäden, herbeigeführt durch Blitze und Überspannungen, sondern auch von einer kontinuierlich zunehmenden durchschnittlichen Schadenssumme.
ca. 2 Mio. Blitze pro Jahr 1)
2 km Schadensradius um den Einschlagsort
ca. 340 Mio. EUR Schaden pro Jahr durch Blitze und Überspannungen in Wohngebäuden 1)
80% der Schäden werden durch Überspannungen verursacht 2)
Tabelle 9.1.1
Blitze und Überspannungen, eine Gefahr für das Zuhause
Bei einem Blitzeinschlag entlädt sich im Bruchteil einer Sekunde eine riesige Energiemenge. Diese Energie kann noch in einem Umkreis von bis zu zwei Kilometern um den Einschlagsort Überspannungsschäden an elektrischen bzw. elektronischen Geräten hervorrufen. Eine weitere Gefahrenquelle stellen Schaltüberspannungen aus dem vorgelagerten Stromversorgungsnetz dar. In beiden Fällen können gefährliche Überspannungen über die Versorgungsleitungen in das Wohngebäude gelangen und dadurch wichtige, teure Technik beschädigen.
Immer empfindlicher reagierende technische Geräte und steigende Gewitterbedrohung sind damit eine riskante Mischung, die es ernst zu nehmen gilt.
Ein Schutz der Technik vor Überspannungsschäden ist damit wichtiger denn je. Damit werden die normativen Vorgaben der DIN VDE 0100-443 und -534, der neuen Anwendungsregel VDE-AR-N 4100, sowie der zukünftigen DIN 18015-1 umgesetzt. Eine Planung und Ausführung der notwendigen Überspannungsschutzmaßnahmen, entsprechend der oben genannten Normen, bedeutet darüber hinaus für die verantwortliche Elektrofachkraft, dass damit die elektrische Anlage entsprechend der anerkannten Regeln der Technik gegen transiente Überspannungen geschützt ist. Dies ist bei Haftungs- und Gewährleistungsfragen ein wichtiger Gesichtspunkt.
Anwendungsregel VDE-AR-N 4100
Seit April 2019 ist die Anwendungsregel VDE-AR-N 4100 in Kraft. Regelte bisher die jeweils gültige TAB des regionalen Energieversorgers die Ausstattung des Zählerplatzes, so bildet nun die VDE-AR-N 4100 die Grundlage für ein einheitliches Regelwerk zum Anschluss an das Niederspannungsnetz. Die VDE-AR-N 4100 gilt bei Neuanlagen sowie bei einer Erweiterung oder Änderung von bestehenden Anlagen. Derartige Eingriffe in Bestandsanlagen können sein:
Änderung der Dauerstrombelastung – z. B. durch Wallbox für das Elektrofahrzeug oder Installation eine PV-Anlage,
Nutzungsänderung am Gebäude – z. B. ein Wohngebäude wird zur Gewerbeanlage,
Umstellung von Wechselstrom auf Drehstrom oder
Änderung der Netzform.
Dabei ist zu beachten, dass für die weitere Verwendung eines bestehenden Zählerplatzes nach solchen Änderungen in der Kundenanlage grundsätzlich der technisch sichere Betrieb der elektrischen Anlage gewährleistet werden muss. Eine Ertüchtigung von Bestandsanlagen ist nicht notwendig. Ziel der neuen Anwendungsregel ist es, Zählerschränke auf die künftigen Anforderungen der Energiewende sowie E-Mobility-Ladeinfrastruktur vorzubereiten.
Eine der wichtigsten allgemeinen Änderungen ist, dass in jedem Zählerschrank nun (gem. VDE-AR-N 4100 Kapitel 7.8.2) mindestens eine Spannungsversorgung für die intelligente Messeinrichtung (z. B. Smart Meter Gateway) im RfZ (Raum für Zusatzanwendungen) und APZ (Abschlusspunkt Zählerplatz) nach Vorgaben des Versorgungsnetzbetreibers vorzusehen ist. Diese ist vorzugsweise aus dem Netzseitigen Anschlussraum (NAR) abzugreifen. Diese Anforderung wurde bei der Entwicklung der neuen DEHNshield ZP (Basic) 2 SG / LSG berücksichtigt. Hier ist eine entsprechende Spannungsversorgung bereits im SPD integriert.
Die VDE-AR-N 4100 beinhaltet darüber hinaus auch Vorgaben zu Erdung und Überspannungsschutz. Beispielsweise fordert sie bei neuen Gebäuden die Errichtung einer Erdungsanlage – unabhängig vom Netzsystem. Mit Blick auf den Überspannungsschutz beinhaltet die VDE-AR-N 4100 eine Reihe von Anforderungen an SPDs des Typ 1. Hierzu zählt z. B., dass der Einbau von SPDs Typ 1 im Hausanschlusskasten nicht mehr erlaubt ist. Hingegen sind sog. Kombi-Ableiter, wie DEHNshield ZP (Basic) 2 SG / LSG, in Zählerschränken nun ausdrücklich gestattet (Bild 9.1.1). Sie dienen dem Schutz der hier eingebauten empfindlichen Betriebsmittel, wie z. B. dem Smart Meter Gateway. Weitere Informationen zur VDE-AR-N 4100 finden sich im Web unter www.de.hn/ar4100.
Bild 9.1.1
Mögliche Umsetzungsvarianten der Spannungsversorgung für die intelligente Messeinrichtung
Erdung
Für die sichere Funktion der Elektroanlage ist für jedes neue Gebäude ein Fundamenterder gem. DIN 18014 zu errichten. Eine funktionsfähige Erdungsanlage ist integraler Bestandteil der elektrotechnischen Installationen. Sie bildet die Basis für Sicherheit und Funktionalität wie z. B.
Anschluss eines evtl. vorhandenen Blitzschutzsystems
Schutzerdung von Antennenanlagen
Funktionserdung von regenerativen Erzeugungsanlagen, elektrischen Speichern sowie Breitband- bzw. Telekommunikationsanschlüssen
Anmerkung: Der PEN-Leiter oder N-Leiter des Netzbetreibers darf nicht als Erdung für die vorgenannten Schutz- und Funktionszwecke verwendet werden. Der Fundamenterder stellt auch die Einhaltung der sogenannten „Spannungswaage“ sicher. Damit kann in Deutschland darauf verzichtet werden, den Neutralleiter zu schalten.
Die DIN 18014 befindet sich derzeit in der Überarbeitung. So wird die zukünftige DIN-Norm nicht nur vom Fundamenterder, sondern generell von Erdungsanlagen für Gebäude sprechen. Es werden darin weitere, dem Fundamenterder gleichwertige Ausführungen von Erdungsanlagen beschrieben. Bis zum Inkrafttreten der nächsten Ausgaben der DIN 18014 sind Erdungsanlagen entsprechend der zur Zeit gültigen DIN 18014:2014-03 zu planen und zu errichten. Deshalb wird nachfolgend die fachgerechte Errichtung eines Fundamenterders entsprechend der zur Zeit gültigen DIN 18014 erläutert.
Die fachgerechte Planung und Ausführung des Fundamenterders ist von großer Bedeutung, denn Versäumnisse und Fehler in der Errichtungsphase können zu einem späteren Zeitpunkt nicht mehr korrigiert werden. Aus diesem Grund ist bereits in der Planungsphase des Objekts eine enge Absprache zwischen Architekten, Bauunternehmen, Elektroplanern und den Blitzschutz- / Elektro-Fachfirmen erforderlich.
Mit dem Fundamenterder wird für die gesamte Nutzungsdauer des Gebäudes eine funktionsfähige und wartungsfreie Erdungsanlage errichtet. Er wird in das Fundament eingelegt und mit einer Deckung von mindestens 5 cm Beton umschlossen. Durch die sich weiterentwickelnde Bautechnik, wie beispielsweise dem zunehmenden Einsatz von wasserundurchlässigem Beton, Bitumenabdichtungen, Kunststoffbahnen und Wärmedämmungen, ist zunehmend von einem „nicht-erdfühligen“ Fundament mit deutlich erhöhten Erdübergangswiderständen auszugehen (z. B. bei Ausführung einer weißen Wanne). In diesem Fall wird ein sog. Ringerder im Erdreich – außerhalb des Fundamentes – verlegt und mit dem Ringpotentialausgleichsleiter im Fundament verbunden.
Die praktische Ausführung erfolgt bei erdfühligen, d. h. nicht isolierten Fundamenten, im Beton mit einer Masche von maximal 20 m x 20 m (Bild 9.1.2a). Ist ein erhöhter Erdübergangswiderstand des Fundamenterders zu erwarten, beispielsweise bei weißen Wannen, beim Einsatz von schlagzähen Kunststoffbahnen oder Glasschaumschotter als Sauberkeitsschicht, so wird ein korrosionsfester Ringerder außerhalb des Fundamentes in einer Tiefe von 0,8 m um das Gebäude errichtet (Bild 9.1.2b). Dieser übernimmt dann die Funktion des Fundamenterders.
Bild 9.1.2a
Erdfühliges Fundament mit Fundamenterder Bild 9.1.2b
Isoliertes Fundament mit Ringerder und Funktionspotentialausgleichsleiter
Wird für das Gebäude ein Blitzschutzsystem geplant, so ist die Maschenweite jedoch mit maximal 10 m x 10 m vorzusehen. Diese verringerte Maschenweite ist bei jedem Gebäude zu empfehlen, um auch eine Nachrüstung des Blitzschutzes sicherstellen zu können. Zusätzlich zum Ringerder ist ein Funktionspotentialausgleichsleiter aus Rund- oder Bandmaterial im bewehrten Fundament entlang der Außenwände vorzusehen. Der Funktionspotentialausgleichsleiter ist mit der Bewehrung in Abständen von höchstens 2 m dauerhaft elektrisch leitend zu verbinden und sollte eine Maschenweite von ≤ 20 m × 20 m aufweisen. Die Ausführung muss durch eine Blitzschutz- bzw. Elektrofachkraft oder unter deren Aufsicht erfolgen. Eine schriftliche Dokumentation (mit Fotos, Plänen) bzw. ein Prüfbericht ist nachzuweisen.
Normative Vorgaben DIN VDE 0100-443/-534
Die DIN VDE 0100-443 beschreibt, wann Überspannungsschutzmaßnahmen in Anlagen und Gebäuden vorzusehen sind. Die DIN VDE 0100-534 stellt dar, wie die Auswahl der Ableiter, der Einbau und die Installation in die elektrische Anlage erfolgt. Beide Errichternormen gelten seit dem 01.10.2016.
Mit Ausgabe der DIN VDE 0100-443 wird der Überspannungsschutz auch für das neue Einfamilienhaus (EFH) zur Pflicht. Diese Normen sind für die Anwendung bei neuen elektrischen Anlagen sowie bei Änderungen oder Erweiterungen vorhandener elektrischer Installationen vorgesehen.
ACHTUNG: Gegenüber Bauherren besteht hierzu eine Informationspflicht seitens der Elektroplaner und Installateure!
Neu hinzugekommen sind in der DIN VDE 0100 im Absatz 443.4 die Punkte 4 und 5:
„Der Schutz von transienten Überspannungen muss vorgesehen werden, wenn die Folgen von Überspannungen Auswirkungen haben auf: […] 4. Ansammlungen von Personen, z. B. große Wohngebäude, Büros, Schulen, Kirchen. 5. Einzelpersonen, z. B. in Wohngebäuden und kleinen Büros, wenn in diesen Gebäuden Betriebsmittel der Überspannungskategorie I oder II errichtet sind.“
Betriebsmittel der Kategorie I und II sind dabei Geräte mit sensibler Elektronik wie beispielsweise Haushaltsgeräte (Elektroherd, Waschmaschine oder Geschirrspüler), PCs oder elektrische Steuerungen und damit Geräte, die sich in jedem Haushalt finden. Mittels dieser Vorgabe der DIN VDE 0100-443 muss nun in allen neuen Wohngebäuden, sowie bei Änderungen und Erweiterungen der Elektroinstallation auf den Einsatz von Überspannungsschutzmaßnahmen geachtet werden. Diese Forderung basiert auf atmosphärischen Einflüssen in Folge
direkter Blitzeinschläge in das Stromversorgungsnetz oder
indirekte Blitzeinwirkung, die über die Versorgungsleitungen übertragen werden oder
transiente Überspannungen, die durch Schalthandlungen erzeugt werden.
Nach der technischen Interpretation beider Normen erlaubt sich eine Differenzierung in verpflichtende und empfohlene Maßnahmen zum Überspannungsschutz bei Wohngebäuden. Verpflichtend sind derzeit Maßnahmen für die ins Wohnhaus eingeführten Stromversorgungsleitungen. Neben dieser finden sich allerdings beim Neubau auch die Versorgungsleitungen für Internet-, Telefon- und Breitbandanschluss. Für diese erwähnten Internet-, Telefon- und Breitbandkabel-Leitungen kann die DIN VDE 0100-443 keine Überspannungsschutzmaßnahmen fordern, jedoch empfiehlt sie diese. Aus unserer jahrzehntelangen Erfahrung wissen wir, dass ein sicheres und wirksames Überspannungsschutzkonzept nur erreicht werden kann, wenn Überspannungs-Ableiter für alle eingeführten elektrischen Leitungen und damit auch für Kommunikationsleitungen eingesetzt werden. Auch die DIN VDE 0800-174-2 „Informationstechnik – Installation von Kommunikationsverkabelung“ beschreibt unter 7.1.2 „Verfügbarkeit und Versorgung“ die Notwendigkeit für den Einsatz von Überspannungs-Ableitern.
Betreiber oder Errichter von Wohngebäuden, welche durch Dritte genutzt werden, erfüllen mit der Umsetzung eines wirksamen Schutzkonzeptes die anerkannten Regeln der Technik. Um Ihrer Sorgfaltspflicht nachzukommen, sollten Sie den Nutzer auf die zur Verfügung gestellten Schutzeinrichtungen hinweisen.
Einbauorte und Auswahl der Überspannungsschutzgeräte
Der Installationsort der Ableiter für die ins Gebäude eingeführten Leitungen soll gem. DIN VDE 0100-534 so nah wie möglich am Eintritt des Gebäudes gewählt werden. Es wird somit für jede dieser Leitungen (Stromversorgung, Telefonleitung und Breitbandkabelanschluss) ein Überspannungs-Ableiter am Gebäudeeintritt benötigt.
Einbauorte der Überspannungs-Ableiter sind (Bild 9.1.3):
A Stromversorgung: Vorzugsweise im Vorzählerbereich, d. h. im NAR des Zählerschrankes mit DEHNshield ZP (Basic) 2 SG / LSG
B Telekommunikationsleitung: am Gebäudeeintritt / Hausübergabepunkt (HÜP), z.B. im Multimediafeld oder am APL mit der DEHNbox
C TV- / Breitbandkabel-Anschluss: am Gebäudeeintritt z. B. am Multimediafeld mit dem DEHNgate FF TV
D PV-Anlage: Direkt vor dem Wechselrichter auf der Gleichspannungsseite z. B. an den DC-Eingängen direkt am Wechselrichter mit dem DEHNcube.
Stromversorgung: DEHNshield ZP (Basic) 2 SG
Wie beschrieben ist eine signifikante Änderung der VDE-AR-N 4100, dass nun mindestens eine Spannungsversorgung für die intelligente Messeinrichtung vorzusehen ist. Um dieser Anforderung wie auch dem Hinweis der DIN VDE 0100-534 zum Einsatz der Ableiter, „so nah wie möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage“ gerecht zu werden, ist der Einbau des Kombi-Ableiters DEHNshield ZP (Basic) 2 SG im Netzseitigen Anschlussraum (NAR) des Zählerschranks die technisch einfachste und leistungsfähigste Lösung für den Schutz der Stromversorgungsleitung. Der Kombi-Ableiter bietet in der SG und auch in der LSG-Variante, neben dem bewährten Überspannungsschutz, nun kompakt und platzsparend auch die vorgeschriebene Spannungsversorgung – integriert in einem Gerät.
Mit dem DEHNshield ZP LSG lässt sich der Leitungsschutz des intelligenten Messsystems nun mittels integriertem Leitungsschutzschalters (LS) realisieren. Der DEHNshield ZP LSG ist in den Netzsystemen TT und TN-S einsetzbar. Der Leitungsschutzschalter des Typs ABB S201P-B6 kann durch das Verplomben der Schutzabdeckung vor einer Betätigung durch Unbefugte geschützt werden. Mit den DEHNshield-Ableitern können die verschiedenen Anforderungen der Energieversorger maximal flexibel durch eine passende und anerkannte Lösung erfüllt werden.
DEHNshield ZP (Basic) 2 SG und LSG bieten folgende Vorteile:
Einfache, schnelle und komplett werkzeuglose Montage (außer LSG-Varianten) durch Click + Power-Anschlusstechnik für Sammelschienenkontaktierung und Push-in-Erdungsklemme
Leistungsstarke und endgeräteschonende RAC-Funkenstreckentechnologie
Perfekte Lösung für die Anforderungen der VDE-AR-N 4100 und VDE 0100-443-/534
Platzsparende Bauform durch schmale Breite von nur 38 mm (nur bei SG, bei LSG- Varianten 3 TE) für kompakten Einsatz mit Einspeiseadapter
Schutz der gesamten elektrischen Anlage bereits so nah wie möglich am Einspeisepunkt
Energetisch koordinierte Schutzwirkung zum Endgerät (≤ 10 m) Typ 1 + Typ 2 + Typ 3
Funktionsüberwachung aller Schutzpfade und mechanische Defektanzeige durch grün-rote Markierung im Sichtfenster
Ausschaltselektiv zu Sicherungen ab 35 A gG bis 25 kAeff Kurzschlussstrom
Erfüllt die Anforderungen an das Blitzstromableitvermögen nach DIN VDE 0100-534
Als SG-Variante mit integrierter überstromgeschützter 230 V Spannungsversorgung (L und N) jeweils für RfZ und APZ nach VDE-AR-N 4100 und integrierte wechselbare Geräteschutzsicherung für diese
Als LSG-Variante mit integrierter 230 V Spannungsversorgung (N und L) jeweils für RfZ und APZ nach VDE-AR-N 4100, inklusive eines einpoligen B6 Leitungsschutzschalters für die Spannungsversorgung
Die Auswahl des optimalen Schutzgerätes kann nach Tabelle 9.1.2getroffen werden.
mit Spannungsversorgung nach VDE-AR- N 4100
ohne Spannungsversorgung
mit Spannungsversorgung nach VDE-AR-N 4100 und Leitungsschutzschalter
Tabelle 9.1.2
Auswahlhilfe für die neue ZP-Familie
Kommunikationsleitungen: DEHNbox und DEHNgate
Die VDE-AR-N 4100 beinhaltet zudem den Hinweis, dass beim Einsatz von SPDs auf der Spannungsversorgungsseite auch SPDs zum Schutz der Kommunikationstechnik empfohlen werden. Sicherheit bei voller Daten-Performance bietet die DEHNbox TC B 180 (Bild 9.1.4). Sie vereint Überspannungsschutz für nachgelagerte Endgeräte (z. B. Router) bei voller Verfügbarkeit der Datenübertragungsrate, welches auch von der Deutschen Telekom Technik GmbH überprüft und bestätigt wurde. Ein entscheidender Aspekt, denn gerade die bisher üblichen, eingesetzten Ableiter-Technologien sorgen häufig für Geschwindigkeitseinbußen bei den neuen Übertragungstechnologien und somit zu Verärgerung bei Endkunden.
Die DEHNbox TC B 180 wurde speziell für die aktuellen Anforderungen der neuesten Übertragungstechnologien wie z. B. VDSL2 Vectoring und G.fast (bis zu 1 Gbit) entwickelt. Eignungstests der Deutschen Telekom Technik GmbH bestätigen dies: „Die Untersuchungen zeigen eindeutig, dass der Prüfling keinen nennenswerten Einfluss auf die Performance einer SVVDSL- sowie G.Fast-Verbindung hat. […] Aus unserer Sicht bestehen keine Bedenken hinsichtlich eines Einsatzes der DEHNbox TC B 180 in der NE4 als Schutzelement für DSL- oder G.Fast-Endgeräte.“
Einen weiteren Vorteil bietet die einfache Installation: Die Montage der Telefonleitung erfolgt werkzeuglos am Eingang über eine Push-in-Klemme. Am Ausgang besteht die Wahlmöglichkeit je nach Anwendungsfall (Montage in der Nähe des APL (Abschlusspunkt Linientechnik) oder direkt am Router) die Anschlussleitung an eine Push-in-Klemme oder an eine RJ-45 Buchse anzuschließen. Durch die spezielle Verrastung des IP20 Gehäuses können Ableiter aneinandergefügt und an der Wand angeschraubt werden. Eine optische Funktionsanzeige signalisiert einen eventuellen Ausfall des Überspannungs-Ableiters – ohne wie früher üblich die Datenverbindung zu unterbrechen.
Hinweis: Bei Einsatz von Glasfasertechnologie bis ins Gebäude kann auf den Überspannungsschutz verzichtet werden. Lediglich der evtl. vorhandene metallische Nagetierschutz sollte in den Potenzialausgleich eingebunden werden um Potenzialverschleppungen zu vermeiden.
Zusätzliche empfohlene Schutzmaßnahmen
Normativ gilt die Empfehlung bei hochwertigen, empfindlichen Endgeräten bzw. bei besonderer Schutzbedürftigkeit des Anlagenteils zu prüfen, ob weitere Überspannungs-Schutzmaßnahmen benötigt werden. Gerade moderne Gebäude mit sensibler Technik (z. B. der Einsatz von KNX bzw. hochwertige Entertainment-Systeme) oder auch Bereiche wie das im Wohngebäude befindliche Home Office erfordern zusätzlichen Schutz, um hier entsprechenden Ausfällen sicher vorzubeugen. Denn trotz eines bereits am Gebäudeeintritt installierten Überspannungs-Ableiters kann es durch Einkopplungen zu Schäden an Endgeräten oder Anlagenteilen kommen, die aufgrund ihrer Leitungslänge mehr als 10 Meter vom letzten Überspannungs-Schutzgerät entfernt sind. Durch die Installation von zusätzlichen Überspannungs-Schutzeinrichtungen wird eine Spannungsbegrenzung entsprechend der Isolationsfestigkeit der elektrischen bzw. elektronischen Geräte sichergestellt und Schäden an empfindlichen Geräten vermieden.
Für ein umfassendes Schutzkonzept sollte mit dem Eigentümer eine individuell abgestimmte Lösung gefunden werden. Diese orientiert sich an seinem Bedarf und schließt vorhandene Sicherheitslücken.
Selbstverständlich muss die erforderliche Koordination aller in einer elektrischen Anlage errichteten Überspannungs-Schutzeinrichtungen sichergestellt werden. Das heißt, dass der Schutz, beginnend beim Kombi-Ableiter im Zählerschrank über den nachgeordneten Überspannungs-Ableiter in der Unterverteilung (Typ 2-Ableiter) bis zum empfindlichsten Endgerät vorgeschaltenen Endgeräteschutz sicher funktioniert. Somit ist sichergestellt, dass jede Schutzstufe den Anteil übernimmt, für den sie ausgelegt ist. Energetisch koordinierte Produktfamilien eines Herstellers erfüllen diese Forderung. Um dem Fehlerschutz nach DIN VDE 0100-410 gerecht zu werden, sind die Überspannungs-Schutzeinrichtungen Typ 1 oder Typ 2 vor den Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in Energieflussrichtung anzuordnen. Entsprechend der DIN VDE 0100-534 ist zu beachten, dass der wirksame Schutzpegel UP nicht den Grenzwert der Bemessungs-Stoßspannung UW des empfindlichsten Endgerätes überschreitet. Deshalb empfiehlt es sich, das zu schützende Betriebsmittel unmittelbar an die Klemmen der Überspannungs-Schutzeinrichtung anzuschließen. Bei einer Überspannungs-Schutzeinrichtung in einer elektrischen Verteilung sollten alle Anschluss- und Verbindungsleitungen immer:
möglichst kurz und geradlinig verlaufen
ohne Leiterschleifen
und mit möglichst großem Abstand zu anderen Kabel- und Leitungsverbindungen im Verteiler verlegt werden.
Die Leitungslänge ist definiert als die Verbindung zwischen dem elektrischen Abzweig aus der Anlage im Bereich der Einspeisung zum Überspannungs-Ableiter (Leitungsstrecke a und b) und dem Überspannungs-Ableiter zur PE-Verbindung (Leitungsstrecke c). Die gesamte Leitungslänge (a + b + c) darf normativ 0,5 m nicht überschreiten. Der Einbau eines DEHNshield ZP (Basic) 2 SG auf Sammelschiene ermöglicht den optimalen Anschluss an den Außenleiter und an den PEN-/PE-Leiter entsprechend der vorher genannten normativen Anwendungsbeschreibung (a + b + c < 0,5 m). Alternativ kann hierzu auch die sogenannte „V-Verdrahtung“ ausgeführt werden.
Weitere gebäudetechnische Anlagen
Photovoltaik Auch für PV-Systeme ist der Überspannungsschutz nun klar in der DIN VDE 0100-712 geregelt. Hier ist auf der Gleichspannungsseite zum besonderen Schutz des Wechselrichters ein Überspannungsschutz vorzusehen. Diese Forderung kann mit dem vorkonfektionierten DEHNcube (Varianten für 1 oder 2 MPP Eingänge erhältlich) schnell und einfach umgesetzt werden. Vorhandene Batteriespeichersysteme, die üblicherweise in räumlicher Nähe zum Wechselrichter bzw. Zählerplatz angeordnet sind, sind in der Regel (bei Leitungslänge ≤ 10 m) dann durch die bereits vorhandenen Überspannungs-Ableiter mit geschützt.
Antennen- / SAT-Anlage Zum Schutz der Sat-Anlage vor Überspannungen kann der DEHNgate FF5 TV eingesetzt werden um hier Ausfälle am Multi-Switch oder Receiver vorzubeugen.
E-Mobility Sollte eine vorhandene Wallbox des Elektrofahrzeuges weiter als 10 m vom letzten Überspannungsableiter entfernt sein, so empfiehlt sich auch hier der Einsatz eines DEHNguard oder des neuen DEHNcord 3P um auch diese Investition sicher vor überspannungsbedingten Ausfällen zu schützen.
Wärmepumpe Die Wärmepumpe befindet sich normalerweise im Keller des Gebäudes und somit in unmittelbarer Nähe der Zählerverteilung. Bei Leitungslängen von ≤ 10 m ist somit ein Schutz dieser Wärmepumpe über den vorgelagerten Kombi-Ableiter (z. B. DEHNshield ZP (Basic) 2 SG) sichergestellt. Sollte die Wärmepumpe weiter entfernt sein empfiehlt sich der Einsatz eines DEHNcord 3P oder ein DEHNguard je nach benötigter Netzform.
Ganzheitliches Schutzkonzept EFH
Nachrüstung Die DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534 enthalten keine Nachrüstforderungen. Es gilt jedoch grundsätzlich die Anforderung: Wird eine bestehende elektrische Anlage oder ein Teil einer bestehenden Anlage erneuert/erweitert, dann ist der erneuerte / erweiterte elektrische Anlagenteil nach dem zum Erneuerungszeitpunkt gültigen Normenstand zu errichten. Es sind dann die nach DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534 notwendigen Überspannungs-Schutzeinrichtungen zu berücksichtigen (Tabelle 9.1.3).
Produkte
Anwendung
Art.-Nr.
Main distribution board/service entrance box 1)
DEHNshield ZP Basic 2 SG (je nach Netzsystem) Mit integrierter Spannungsversorgung des intelligenten Messsystems, nach VDE-ARN4100
Der Kombi-Ableiter wird direkt am Gebäudeeintritt auf dem Sammelschienensystem montiert.
Er schützt die Elektroinstallation im direkten Umfeld sowie die im Vorzählerbereich integrierten Smart Meter und das Smart Meter Gateway.
Er lässt sich schnell, einfach und platzsparend in den netzseitigen Anschlussraum (NAR) installieren.
DEHNshield ZP Basic 2 LSG Mit integrierter Spannungsversorgung des intelligenten Messsystems, nach VDE-ARN4100; inkl. B6 Leitungsschutzschalter für die Spannungsversorgung
Der Typ 2-Ableiter DEHNcube YPV SCI bietet umfassenden Schutz für eine PV-Anlage – in einem Gehäuse. Die Montage erfolgt direkt vor dem Wechselrichter. Bei einer Leitungslänge von mehr als 10 Metern zwischen PV-Anlage und Wechselrichter ist ein weiterer Ableiter im Dachbereich erforderlich.
Der Überspannungs-Ableiter schützt in nachgeordneten Unterverteilungen vor Überspannungen aus induktiven Einkopplungen, bei fernen Blitzeinschlägen sowie bei Schaltüberspannungen.
BLITZDUCTORconnect schützt die Kommunikations- und Messleitungen / Außenfühler der Haustechnik. Er wird direkt an den zu schützenden Elektronikkomponenten von Klimaanlagen, Wärmepumpen etc. installiert.
1) Nach DIN VDE 0100-443 2) Nach DIN VDE 0100-443 sollten Überspannungs-Ableiter auch für von außen eingeführte Datenleitungen eingesetzt werden. (Nach Schutzkonzeptbetrachtung verpflichtend, siehe Seite 10.) 3) Ist nach DIN VDE 0100-443 ein Überspannungs-Ableiter auf der AC-Seite vorhanden, so wird nach DIN VDE 0100-712 / VDE 0185-305-3 Bbl. 5 besonders zum Schutz des Wechselrichters auch auf der DC-Seite Überspannungsschutz notwendig. 4) Empfohlen nach DIN VDE 0100-534
Tabelle 9.1.3
Ganzheitliches Schutzkonzept für das Einfamilienhaus
Achtung: Es besteht hier eine Informationspflicht durch den Errichter der Anlage. Dies bedeutet, er muss den Auftraggeber darauf hinweisen, dass auch in dem nicht erneuerten/erweiterten Anlagenteilen Überspannungs-Schutzeinrichtungen notwendig werden könnten. Beispiele für mögliche Nachrüstungsfälle (Bild 9.1.5) im Einfamilienhaus sind:
1. Nachrüsten ab der Zählerverteilung: In diesem Fall muss nach VDE-AR-N 4100 der Zählerplatz aber auch die weiteren Applikationen (PV-Anlage, eMobility Wallbox) an die aktuell gültigen Normen angepasst werden. Somit ist hier mindestens Überspannungsschutz am Zählerplatz / an der Hauptverteilung zu installieren z. B. DEHNshield ZP (Basic) 2 SG / LSG. Kommt es jedoch darüber hinaus zu keinen weiteren Umbauten oder Erweiterungen in der Elektroanlage des Einfamilienhauses sind keine weiteren Maßnahmen notwendig. Es besteht eine Informationspflicht gegenüber dem Eigentümer / Bauherrn.
2. Nachrüsten im Raum oder Reparatur in der Wohnung: Es wird ein Endstromkreis ergänzt, der Speisepunkt der Anlage (z. B. Zählerplatz/Hauptverteilung ODER Wohnungsverteilung) bleibt jedoch unverändert: In diesem Fall muss nicht zwingend Überspannungsschutz am Speisepunkt der Anlage installiert werden. Es besteht jedoch die Informationspflicht (siehe oben) und die Empfehlung von SPDs für den ergänzten Anlagenteil entsprechend der Schutzbedürftigkeit.
