Aktualisierte DIN VDE0100-443 und -534
Erweiterte Vorgaben, geänderte Installationsvorschriften
Seit Oktober 2016 gelten neue Fassungen der DIN VDE0100-443 und der DIN VDE0100-534, die nach Ablauf der Übergangsfrist am 14. Dezember 2018 verbindlich in Kraft treten. In der DIN VDE0100-443:2016-10 zum "Schutz bei Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen" ist geregelt, in welchen Anwendungsfällen ein Überspannungsschutz zu installieren ist; die DIN VDE0100-534:2016-10 hingegen gibt vor, welche Überspannungs-Schutzeinrichtung zu wählen ist und wie diese normgerecht installiert wird. Der vorliegende Beitrag liefert grundlegende Informationen zum Thema Überspannungsschutz, er beschreibt, welche neuen Vorgaben aufgrund der aktualisierten Normenlage zu beachten sind und wie sich die normativen Vorgaben am besten umsetzen lassen.
Ziel eines abgestimmten Überspannungsschutz-Konzeptes ist der Schutz elektrischer und elektronischer Geräte vor zu hohen elektrischen Spannungen. Diese können beispielsweise durch einen Blitz ausgelöst werden oder aber auch durch Schaltüberspannungen im Mittel- oder Niederspannungsnetz. Daneben können selbst banale elektrostatische Entladungen für Überspannungen verantwortlich sein. Generell werden beim Überspannungsschutz drei Arten von Schutzgeräten unterschieden, mit denen sich die gefährlichen Auswirkungen von Überspannungen eliminieren lassen: Überspannungsableiter vom Typ 1 bieten Schutz, wenn hohe Blitzströme über die Erde oder über Teile des äußeren Blitzschutzsystems in den Potenzialausgleichsleiter der Niederspannungsanlage einkoppeln. Diese umgangssprachlich auch als Blitzstromableiter bezeichneten Geräte werden im Hauptstromversorgungssystem möglichst nahe, idealerweise noch vor dem Zähler eingesetzt. So wird sichergestellt, dass der Blitzstrom nicht in die Gebäudeinstallation fließen kann. Blitzstromableiter verhindern zwar unkontrollierte Überschläge in die Installation und Schädigungen der Isolation, sie können jedoch nicht die gesamte Niederspannungsinstallation bis hin zu den Endgeräten schützen, da diese meist zu weit entfernt sind und zudem eine niedrigere Bemessungsstoßspannung aufweisen. Die Aufgabe des Geräteschutzes übernehmen Überspannungsableiter Typ 2. Diese werden als zweite Schutzstufe nach den Blitzstromableitern Typ 1 eingesetzt sowie zur Begrenzung von Blitzüberspannungen aus Ferneinschlägen oder von Schaltüberspannungen. Ihr Einsatz erfolgt koordiniert mit den Blitzstromableitern in der festen Installation, beispielsweise in der Unterverteilung. Überspannungsableiter Typ 3 schließlich werden nahe am zu schützenden Gerät wie beispielsweise einem Computer verbaut - typischerweise also im Kabelkanal oder im Steckdosenbereich. Eine 'Sonderform' stellen sogenannte Kombiableiter dar. Der Vorteil dieser Geräte: Sie vereinen die Funktionen Blitz- und Überspannungsschutz der oben genannten Geräte vom Typ 1 und Typ 2 in einem Gehäuse. Darüber hinaus bieten sie durch die koordinierte Schutzwirkung zusätzlich auch einen Endgeräteschutz (Typ 3).
Neufassung der DIN VDE0100-443 definiert zusätzliche Anwendungsbereiche
Die DIN VDE0100-443 beschreibt Anforderungen, die dem Schutz vor transienten Überspannungen aus dem Stromversorgungsnetz infolge von Schaltvorgängen dienen. Sie beschreibt jedoch nicht die Anforderungen für den Schutz bei transienten Überspannungen infolge direkter Blitzeinschläge in die bauliche Anlage oder infolge von Blitzeinschlägen neben der baulichen Anlage. Vor diesem Hintergrund ist in der Norm geregelt, wann in Niederspannungsanlagen ein Überspannungsschutz zu installieren ist. Das war bisher unter anderem der Fall, wenn transiente - also kurzzeitige - Überspannungen Auswirkungen auf Menschenleben haben können. Hierunter fallen als typische Anwendungsbeispiele Anlagen für Sicherheitszwecke oder Krankenhäuser. Aber auch bei öffentlichen Einrichtungen und Kulturbesitz wie öffentlichen Dienstleistungsanbietern, Telekommunikationszentren und Museen mussten auch bisher schon Überspannungs-Schutzeinrichtungen installiert werden. Gleiches gilt für Gebäude mit Gewerbe- und Industrieaktivitäten wie Hotels, Banken, Produktions- und Handelsbetriebe oder Bauernhöfe. In der aktualisierten Neufassung DIN VDE0100-443:2016-2 sind jedoch mehrere Anwendungsbereiche neu hinzugekommen. Das sind unter anderem Orte mit großen Menschenansammlungen wie zum Beispiel große Gebäude, Büros oder auch Schulen. Zudem sind Orte zu schützen, in denen sich Einzelpersonen aufhalten wie Wohngebäude oder kleine Büros, wenn in diesen Gebäuden Betriebsmittel der Überspannungskategorie I oder II errichtet werden. Unter die Überspannungskategorie I fallen Betriebsmittel mit einer Bemessungsstoßspannung von 1,5kV, die in der Regel elektronische Bauteile enthalten. Dies sind beispielsweise PCs, Notebooks, Netzwerkkomponenten, Sever, Fernseher oder auch Hi-FI-Anlagen. Zur Überspannungskategorie II zählen Betriebsmittel mit einer Bemessungsstoßspannung von 2,5kV wie Haushaltsgeräte, Maschinen oder auch Werkzeuge. Darüber hinaus sind in der aktualisierten Norm Gebäude gelistet, die nach der DIN VDE0100-420 als 'feuergefährlich' klassifiziert sind wie beispielsweise Scheunen oder Werkstätten für die Holzbearbeitung. Zudem ist es nach der Norm empfehlenswert, einen Überspannungsschutz bei Betriebsmitteln vorzusehen, die Schaltüberspannungen erzeugen können, wenn diese möglicherweise über der Überspannungskategorie der Anlage liegen. Das kann beispielsweise der Fall sein beim Schalten großer induktiver Lasten wie Motoren oder Transformatoren sowie beim Schalten großer kapazitiver Lasten wie Kondensatorbänken oder Speichereinheiten. Darüber hinaus empfiehlt sich ein Überspannungsschutz grundsätzlich beim Vorhandensein hoher Lastströme und auch bei Generatoreinspeisungen in Niederspannungsanlagen. Die Überspannungs-Schutzeinrichtungen sollten dabei immer möglichst nahe an den Störquellen installiert werden.
DIN VDE0100-534: den passenden Überspannungsschutz korrekt installieren
In der ebenfalls überarbeiteten DIN VDE0100-534 ist geregelt, welcher Überspannungs-Typ in welchen Fällen zu wählen ist und wo dieser in der elektrischen Anlage installiert werden sollte. Dabei gilt generell, dass Überspannungs-Schutzeinrichtungen vom Typ 1 bei Gebäuden mit äußerem Blitzschutzsystem (Blitzableiter) und/oder Freileitungseinspeisung zu installieren sind. Überspannungs-Schutzeinrichtungen vom Typ 2 hingegen sind bei Gebäuden mit Erdeinspeisung zu installieren. Ergänzend weist die Norm darauf hin, dass zudem der Einbau zusätzlicher Schutzeinrichtungen erforderlich sein kann, um empfindliche Betriebsmittel auch vor Überspannungen zu schützen, die nicht über das Niederspannungsverteilnetz in die häusliche Installation gelangen - beispielsweise solche, die durch Schalthandlungen elektrischer Verbraucher in der Anlage ausgelöst werden. Generell wird empfohlen, die Niederspannungsanlage darüber hinaus vor Überspannungen zu schützen, die über Telefon- oder Datenleitungen beziehungsweise aus dem Gebäude herausgehende Energieleitungen eingekoppelt werden können. Werden Leitungslängen von zehn Metern zwischen Überspannungs-Schutzeinrichtung und zu schützendem Betriebsmittel überschritten, sollten zusätzliche Überspannungs-Schutzeinrichtungen vorgesehen werden. Am einfachsten lassen sich die normativen Vorgaben zum Überspannungsschutz mit sogenannten Kombiableitern umsetzen, da diese wie bereits erwähnt die Schutzfunktionen der Überspannungs-Schutzeinrichtungen vom Typ 1, Typ 2 und auch Typ 3 in einem Gehäuse vereinen. So hat beispielsweise Hager eine komplett neue Produktrange mit vier Kombiableitern zur Installation auf dem 40-Millimeter-Sammelschieneneinbau entwickelt, mit denen sich sämtliche in der Praxis anzutreffende Gebäude und Einrichtungen in TNC-, TNS- sowie in TT-Systemen normgerecht schützen lassen. Das betrifft sowohl Gebäude mit Freileitungs- und Erdeinspeisung als auch solche mit und ohne äußeren Blitzschutz. Der entscheidende Vorteil der Hager Kombiableiter liegt in der Sammelschienenmontage: Da diese im unteren Anschlussraum erfolgt, ist eines dieser Geräte ausreichend, um ein Gebäude zu schützen. Dies ist sogar dann der Fall, wenn in einem größeren Gebäude mehrere Zählerplätze oder sogar Zählerschränke nebeneinander montiert und miteinander verbunden sind - schneller, einfacher und wirtschaftlicher lässt sich ein normgerechter Überspannungsschutz kaum realisieren.
Seit Oktober 2016 gelten neue Fassungen der DIN VDE0100-443 und der DIN VDE0100-534, die nach Ablauf der Übergangsfrist am 14. Dezember 2018 verbindlich in Kraft treten. In der DIN VDE0100-443:2016-10 zum "Schutz bei Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen" ist geregelt, in welchen Anwendungsfällen ein Überspannungsschutz zu installieren ist; die DIN VDE0100-534:2016-10 hingegen gibt vor, welche Überspannungs-Schutzeinrichtung zu wählen ist und wie diese normgerecht installiert wird. Der vorliegende Beitrag liefert grundlegende Informationen zum Thema Überspannungsschutz, er beschreibt, welche neuen Vorgaben aufgrund der aktualisierten Normenlage zu beachten sind und wie sich die normativen Vorgaben am besten umsetzen lassen.
Ziel eines abgestimmten Überspannungsschutz-Konzeptes ist der Schutz elektrischer und elektronischer Geräte vor zu hohen elektrischen Spannungen. Diese können beispielsweise durch einen Blitz ausgelöst werden oder aber auch durch Schaltüberspannungen im Mittel- oder Niederspannungsnetz. Daneben können selbst banale elektrostatische Entladungen für Überspannungen verantwortlich sein. Generell werden beim Überspannungsschutz drei Arten von Schutzgeräten unterschieden, mit denen sich die gefährlichen Auswirkungen von Überspannungen eliminieren lassen: Überspannungsableiter vom Typ 1 bieten Schutz, wenn hohe Blitzströme über die Erde oder über Teile des äußeren Blitzschutzsystems in den Potenzialausgleichsleiter der Niederspannungsanlage einkoppeln. Diese umgangssprachlich auch als Blitzstromableiter bezeichneten Geräte werden im Hauptstromversorgungssystem möglichst nahe, idealerweise noch vor dem Zähler eingesetzt. So wird sichergestellt, dass der Blitzstrom nicht in die Gebäudeinstallation fließen kann. Blitzstromableiter verhindern zwar unkontrollierte Überschläge in die Installation und Schädigungen der Isolation, sie können jedoch nicht die gesamte Niederspannungsinstallation bis hin zu den Endgeräten schützen, da diese meist zu weit entfernt sind und zudem eine niedrigere Bemessungsstoßspannung aufweisen. Die Aufgabe des Geräteschutzes übernehmen Überspannungsableiter Typ 2. Diese werden als zweite Schutzstufe nach den Blitzstromableitern Typ 1 eingesetzt sowie zur Begrenzung von Blitzüberspannungen aus Ferneinschlägen oder von Schaltüberspannungen. Ihr Einsatz erfolgt koordiniert mit den Blitzstromableitern in der festen Installation, beispielsweise in der Unterverteilung. Überspannungsableiter Typ 3 schließlich werden nahe am zu schützenden Gerät wie beispielsweise einem Computer verbaut - typischerweise also im Kabelkanal oder im Steckdosenbereich. Eine 'Sonderform' stellen sogenannte Kombiableiter dar. Der Vorteil dieser Geräte: Sie vereinen die Funktionen Blitz- und Überspannungsschutz der oben genannten Geräte vom Typ 1 und Typ 2 in einem Gehäuse. Darüber hinaus bieten sie durch die koordinierte Schutzwirkung zusätzlich auch einen Endgeräteschutz (Typ 3).
Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 2 2017 - 12.04.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de