Unterschied zwischen Überspannungsschutz und Blitzableiter in Transformatoren

Was ist ein Überspannungsschutz?

Ein Überspannungsschutzgerät ist eine Vorrichtung, die installiert wird, um elektrische Geräte, wie einen Transformator, vor unerwarteten Spannungsspitzen zu schützen. Diese Spitzen, auch bekannt als transiente Überspannungen, entstehen durch interne Schaltvorgänge, Schwankungen im Versorgungsnetz oder sogar indirekte Blitzeinschläge. Diese Überspannungen oder transiente Spannungen können Probleme mit den angeschlossenen Geräten verursachen. Wenn Überspannungsschutzgeräte überschüssige Spannung erkennen, leiten sie diesen Strom sicher und ungefährlich in die Erde ab.

Was ist ein Blitzschutz?

Ein Blitzschutzgerät ist eine Vorrichtung, die verwendet wird, um elektrische Anlagen vor sehr hohen Spannungen zu schützen, hauptsächlich aufgrund von direkten Blitzeinschlägen oder verursacht durch einen nahegelegenen Blitzeinschlag. Blitzschutzgeräte  werden an hochgelegenen Stellen platziert, wie an der Hochspannungsseite des Transformators, damit sie hohe Spannungen wahrnehmen können und den Überschuss problemlos direkt zur Erde ableiten können.

Blitzschutz vs Überspannungsschutz: Wichtige Unterschiede

Wenn es um den Schutz vor Stromüberspannung innerhalb der elektrischen Systeme geht, erfüllen Blitzschutzgeräte und Überspannungsschutzgeräte denselben Zweck, jedoch mit sehr unterschiedlichen Endverwendungen in Bezug auf ihre Funktionen, Designs und Anwendungen. Innerhalb von Transformatorsystemen werden die Grundlagen solcher Unterschiede entscheidend, um einen vollständigen Schutz sowohl vor blitzbedingten Überspannungen als auch vor internen Überspannungen zu gewährleisten.

Zweck und Funktion

Blitzschutzgeräte sind als Sicherheitsmechanismus gegen die hochenergetischen Überschüsse konzipiert, die durch direkte oder nahegelegene Blitzeinschläge verursacht werden. Sie fungieren als Umgehung, bei der der Leckstrom vom Blitzeinschlag in den Boden geleitet wird.

Was Überspannungsschutzgeräte betrifft, so schützen sie die Ausrüstung vor Überschüssen mit niedrigem bis mittlerem Spannungsniveau, die durch Schaltvorgänge, Lastschwankungen oder bestimmte Fehler im System verursacht werden können.

Spannungshandhabungsfähigkeit

Hohe Spannung, wie Zehntausende von Kilovolt, kann von Blitzschutzgeräten standgehalten werden.

Auf der anderen Seite sind Überspannungsschutzgeräte so konzipiert, dass sie vor Niederspannungsüberschüssen schützen, die normalerweise im Bereich von 120 V bis 600 V liegen.

Installationsort

Blitzschutzgeräte werden am Eintrittspunkt des Systems installiert - der Hochspannungsseite eines Transformators oder Umspannwerks - wo Überschüsse daran gehindert werden, in das Netz einzutreten.

Überspannungsschutzgeräte befinden sich flussabwärts in der Nähe der geschützten Ausrüstung, wie Steuerpanels oder Datenzentren.

Reaktion auf Überspannungen

Die Reaktionszeit von Blitzschutzgeräten ist extrem schnell bei hochgradigen Stößen.

Überspannungsschutzgeräte reagieren auf diese sehr häufigen aber energiearmen Transienten, da der Schutz für Niederspannungskreise kontinuierlich ist.

Design und Komponenten

Ein Blitzschutzgerät besteht normalerweise aus einem Metall-Oxid-Varistor oder einer Funkenstrecke, die dafür ausgelegt ist, selbst einen hochenergetischen Blitzeinschlag zu erden.

Ein Überspannungsschutzgerät besteht aus Komponentenarten wie MOVs oder Gasentladungslampen, die Übervoltagen sperren und absorbieren.

Anwendung in Transformatoren

Schutzgeräte sind wichtig, um Transformatoren-Töpfe und Wicklungen vor Blitzschäden zu schützen.

Überspannungsschutzgeräte können auch in Transformatorkontrollgehäusen, Relaispanels oder Systemen, die mit SCADA verbunden sind, verwendet werden, um Niederspannungs-Elektronik zu schützen.

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Warum beide wichtig für Transformatoren sind

Im Umspanntransformator, kann eine entscheidende Schutzlücke entstehen, wenn es vollständig auf ein einzelnes Gerät angewiesen ist. Um eine vollständige Abdeckung zu gewährleisten, ist die Verwendung sowohl eines Überspannungsschutzgerätes als auch eines Blitzschutzgerätes erforderlich.

Schutz von außen

Transformatoren werden hauptsächlich im Freien oder in Umspannwerken installiert; Die Exposition gegenüber direkten Blitzeinschlägen oder blitzbedingten Spannungen kann Transformatoren anfällig machen. Ein Blitzschutzgerät soll sehr hohe Spannungs-Transienten daran hindern, in die Wicklungen eines Transformators einzutreten.

Ohne ein ordnungsgemäß bewertetes Gerät kann ein Blitzeereignis zu Isolationsfehlern oder sogar zum Verlust eines gesamten Transformators führen.

Abschirmung vor internen Überspannungen

Das System kann auch ohne Blitzereignisse Überschüsse erzeugen, hauptsächlich aufgrund von Schaltvorgängen, Aktivierung von Kondensatoren oder Fehlerbehebungsereignissen. Die empfindlichen Steuerungssysteme, Relais oder intelligenten Überwachungseinrichtungen, die an den Transformator angeschlossen sind, können durch solche Überschüsse beeinträchtigt werden. Hier spielen Überspannungsschutzgeräte eine Schlüsselrolle. Mit in der Wand montierten Überspannungsschutzgeräten und Stromstoßleisten wird die Energie niedrigerer Übervoltagen gesperrt und kumulative Schäden verhindert.

Schichtstrategien zum Schutz

Wenn Transformatoren beide Schutzarten verwenden, wird ein mehrstufiger Verteidigungsmechanismus aktiviert:

Blitzschutzgeräte kontern hochenergetische Impulse am Eingang für Blitzüberschüsse.

Überspannungsschutzgeräte kümmern sich um Restüberspannungen, die vom Überspannungsableiter abgeleitet werden oder innerhalb des Systems entstehen.

Dieses Doppelsschutzkonzept ist nicht nur ein gutes Design, sondern erfordert oft Maßnahmen, um einen zuverlässigen Betrieb von Transformatoren zu gewährleisten.

Langfristige Zuverlässigkeit von Geräten

Wenn eine Art des Schutzes ignoriert oder vernachlässigt wird, könnte die andere entweder zu einer langsamen, aber schweren Verschlechterung führen oder zu einem unmittelbaren Ausfall führen. Die beiden Geräte gemeinsam ermöglichen es dem Transformatorenbesitzer, die Lebensdauer zu verlängern, Wartungen zu vermeiden und Kosten aus unvorhergesehenen Ausfallzeiten zu mindern.

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Fazit

Ein Blitzableiter ist dafür vorgesehen, die Hochspannungs-Transientenüberspannungen aufgrund direkter Blitzeinschläge zu bewältigen, um Transformatoren am Einspeisepunkt ins Netz zu schützen. Andererseits ist ein Überspannungsschutzgerät, das als auf der Wand montierte Einheit oder Überspannungsleiste ausgeführt ist, für interne oder von Versorgungsunternehmen erzeugte niedrigere Spannungs-Transientenüberspannungswerte gedacht.

Beide zusammen garantieren eine effektive, geschichtete und zuverlässige Schutzstrategie gegen ein breites Spektrum elektrischer Bedrohungen. Das Weglassen eines der beiden würde die Geräte Abnutzung, Serviceunterbrechungen oder gravierende Ausfälle aussetzen.

Bei Daelim Transformer, wir sind uns der Bedeutung von Blitzableitern und dem Schutz gegen Überspannungen bewusst. Unsere Transformatorenlösung beinhaltet integrierte Überspannungsschutzsysteme, die den internationalen Standards entsprechen, um eine langfristige Betriebssicherheit zu gewährleisten.

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