Alterung eines Typ 2-Überspannungsableiters
Es ist also zwingend, die Alterung eines Überspannungsableiters im Blick zu haben. Seine zu erwartende Lebensdauer lässt sich nicht absolut angeben, z.B. in Betriebsstunden. Dazu wird die tatsächliche Lebensdauer zu stark durch die Belastungen am Einbauort bestimmt. Sie kann aber durch die Wahl des Ableitvermögens relativ beeinflusst werden. Das Ableitvermögen beschreibt den Wert der ableitbaren Stromspitzen im Überspannungsfall. Zwei Parameter, die bei der Produktprüfung des Geräts getestet werden, charakterisieren das Ableitvermögen eines Typ 2-Überspannungsableiters: Das Nennableitvermögen In und der maximale Ableitstrom Imax. Unter dem Nennableitvermögen versteht man eine Belastung, die ein Überspannungsableiter 15-mal sicher ableiten können muss. Ein typischer Wert sind 20kA (8/20). Die Angabe 8/20 bezieht sich dabei auf den Prüfimpuls eines Typ 2-Überspannungsableiters. Die erste Zahl definiert die Anstiegszeit des Impulses, d.h. dessen Steilheit. Bei einem Typ 2-Überspannungsableiter steigt der Impuls in 8µs von 10 auf 90 Prozent des maximalen Stromwertes. Die zweite Zahl definiert die Rückenhalbwertszeit und damit die Länge des Impulses. Bei einem Typ 2-Überspannungsableiter fällt der Strom innerhalb von 20µs vom maximalen Wert auf die Hälfte ab. Der maximale Ableitstrom definiert den maximalen Impulsstrom, den ein Typ 2-Überspannungsableiter 1-mal sicher ableiten kann, ohne defekt zu werden oder sich vom Netz abzutrennen. Ein typischer Wert ist hier 40kA (8/20). Ausgehend von diesen Werten haben Laborversuche gezeigt, dass die Anzahl der sicheren Ableitvorgänge bei geringeren Belastungen deutlich höher ist. Die Tabelle zeigt, dass zum einen die Lebensdauer eines Typ 2-Überspannungsableiters nicht in Betriebsstunden angegeben werden kann, da sie maßgeblich von der tatsächlichen Belastung am Einbauort bestimmt wird. Nimmt des Weiteren die Belastung am Einbauort ab, steigt die Anzahl der möglichen Ableitvorgänge exponentiell an. Reduziert sich dagegen die Belastung für einen Überspannungsableiter mit einem maximalen Ableitvermögen Imax=40kA, z.B. von 20 auf 5kA, steigt die Anzahl der möglichen Ableitvorgänge von 20 auf 200 exponenziell an.
Anforderungen nach Norm und die tatsächliche Situation
Betrachtet man die Mindestanforderungen an einen Typ 2-Überspannungsableiter nach der Norm VDE0100 Teil 534, stellt man fest, dass ein Nennableitstrom In von 5kA (8/20) für eine normkonforme Anlage ausreicht. Ausgehend von der genannten Betrachtung und den Messergebnissen im Labor zeigt sich aber, dass es in der Praxis durchaus sinnvoll sein kann, einen Überspannungsableiter mit einem deutlich höheren Ableitvermögen einzusetzen. Daher hat sich als Standard bei Typ 2-Überspannungsableitern mittlerweile die Kombination eines maximalen Ableitvermögens Imax=40kA und Nennableitvermögens In=20kA durchgesetzt. Überspannungsableiter mit einem niedrigeren Ableitvermögen (z.B. Imax=20kA und In=5kA) werden heute meist nur noch als zweite Schutzstufe hinter einem ersten Typ 2-Überspannungsableiter verwendet (aufgrund langer Leitungslängen zwischen den Verteilungen) sowie als kombiniertes Gerät mit einer Klassifizierung als Typ 2 und 3. Solche kombinierten Überspannungsableiter können auch als Feinschutz nach einem ersten Typ 2-Überspannungsableiter eingesetzt werden und eignen sich damit besonders für den Schutz von sehr empfindlicher Elektronik.
Fazit
Neben den klassischen Parametern, die bei der Auswahl von Typ 2-Überspannungsableitern berücksichtigt werden, macht es aus Sicht des Endanwenders einer Elektroanlage bzw. des Betreibers eines Gebäudes Sinn, bei einem Überspannungsableiter auch den Faktor Lebensdauer bei der Auswahl einzubeziehen. Hier gilt das Augenmerk besonders dem Ableitvermögen, das einen maßgeblichen Einfluss auf die Lebensdauer des Schutzgerätes hat. Überspannungsableiter mit einem niedrigeren Ableitvermögen als die standardmäßige Kombination aus Nennableitvermögen In = 20kA und maximalem Ableitvermögen Imax = 40kA sind aus vielfältigen Gründen am Markt zu finden – sei es für die Anwendung als Feinschutz oder weil die Hersteller Kosten einsparen wollen und die Ableitelemente als wesentlichen Kostentreiber geringer dimensionieren. Für den Einsatz als Überspannungsableiter in Haupt- oder Unterverteilungen sind solche Geräte nicht zu empfehlen, weil sie die Lebensdauer der elektrischen Anlage deutlich senken können.
