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Sicherheit: Schutz von Wohnungen vor Überspannung

Experten warnen vor immer mehr Blitzeinschlägen aufgrund des Klimawandels. Simon Buddle plädiert daher für einen Überspannungsschutz von Netz- und Niederspannungsanlagen im Haus.

In der Vergangenheit war das Wetter in Europa im Großen und Ganzen eher durchschnittlich. Im Sommer 1976 herrschten im Vereinigten Königreich über zwei Wochen lang Temperaturen von über 30 oC. Ich verbrachte den Sommer damit, Erdbeeren zu pflücken (oder besser gesagt zu essen) und mit einem LKW-Reifen im nächstgelegenen Fluss zu schwimmen. Viel besser geht es nicht. Damals war das noch die absolute Ausnahme. Heutzutage sind extreme Wetterereignisse ein regelmäßiges Phänomen. Die Überschwemmungen im Westen Deutschlands im letzten Jahr sind ein offensichtliches und tragisches Beispiel. Es scheint so, dass schwere Stürme heutzutage viel häufiger vorkommen. Und mit diesen Stürmen steigt die Gefahr von Blitzeinschlägen. Und bei Blitzeinschlägen ist die Gefahr von Schäden an Häusern und elektrischen Anlagen sehr groß.

Nach Angaben von Experten der University of California, Berkeley, führt jeder Anstieg der globalen Temperatur um 1 oC zu einem Anstieg der Häufigkeit von Blitzeinschlägen um 12 %.

Wenn das Haus direkt getroffen wird, können wir nicht mehr viel tun, so groß ist die zerstörerische Kraft des Einschlags. Schlägt der Blitz jedoch in den Boden ein, kann er über Rohre oder externe Leitungen in das Haus gelangen, und in diesem Fall kann ein SPD (Überspannungsschutzgerät) die Elektroinstallation retten. Im Vereinigten Königreich wurde dies in der jüngsten Änderung der Elektrizitätsverordnung anerkannt und durchgesetzt.

Elektrizitätsverordnung

Die Elektrizitätsverordnung BS7671: Artikel 2: 2022 wurde die Regelung 443.4 Überspannungsschutz durch die Regelungen 443.4.1 und 443.4.2 ersetzt. Diese lauten wie folgt:

443.4.1 Transiente Überspannungen aufgrund von indirekten Blitzeinschlägen

Ein Schutz gegen transiente Überspannungen ist vorzusehen, wenn die durch die Überspannung verursachte Folge sein könnte:

• Schwere Verletzungen oder der Verlust von Menschenleben.

• Ausfall eines Sicherheitsdienstes, wie in Teil 2 definiert.

• Erhebliche finanzielle Einbußen oder Datenverluste.

In allen anderen Fällen ist ein Schutz gegen transiente Überspannungen vorzusehen, es sei denn, der Eigentümer der Anlage erklärt, dass ein solcher Schutz nicht erforderlich ist, weil ein Schaden tolerierbar ist, und er das Risiko von Schäden an Geräten und Folgeschäden auf sich nimmt. Hinweis: Teil 2 definiert einen Sicherheitsdienst als ‘ein elektrisches System für elektrische Betriebsmittel, das zum Schutz oder zur Warnung von Personen im Falle einer Gefahr dient oder für deren Evakuierung von einem Ort unerlässlich ist’.

443.4.2 Durch Geräte verursachte transiente Überspannungen

Der Schutz gegen Überspannungen ist bei Betriebsmitteln zu berücksichtigen, die Schaltüberspannungen oder Störungen erzeugen können, die die anwendbare Bemessungsstoßspannung der Betriebsmittel nach Tabelle 443.2 überschreiten, z. B. bei induktiven oder kapazitiven Betriebsmitteln wie Motoren, Transformatoren, Kondensatorbatterien, Speichereinheiten oder Hochstromlasten.

Die IET Elektrizitätsverordnung ist die nationale Norm, der alle Haus- und Industrieverkabelungen in Großbritannien entsprechen müssen.

Sicherheit von KNX-Verteilern

Der wichtigste Punkt für jeden, der einen Verteiler baut und installiert, ist, dass 443.4.1 besagt, dass ‘in allen anderen Fällen ein Schutz vorzusehen ist, es sei denn, der Eigentümer erklärt, dass ein solcher Schutz nicht erforderlich ist, weil ein Verlust tolerierbar ist’.

Außerhalb der drei definierten Bereiche müssen daher SPDs installiert werden, es sei denn, der Eigentümer der Anlage schließt dies ausdrücklich aus.

Das macht unsere Welt verblüffend einfach. Integration von SPDs in KNX-Verteiler! Natürlich könnte man argumentieren, dass der Elektriker dies an der Hauptverbrauchsstelle machen sollte, und damit hätte man Recht. Angesichts der Kosten des SPD möchte ich jedoch meine Schalttafelanlage und die darin befindlichen Geräte schützen.

Als KNX-Fachleute sollten wir den Überspannungsschutz für zwei Bereiche in Betracht ziehen: 230-V-Einspeisung und KNX-Bus. Innerhalb des KNX-Verteilers sollte die Haupteingangsversorgung geschützt sein. Ob einphasig oder dreiphasig, es stehen zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung. Es gibt drei verschiedene Arten von SPDs:

• SPD Typ 1, am Ausgangspunkt, z. B. dem Hauptverteiler, installiert.

• SPD Typ 2, installiert an Unterverteilern.

(Kombinierte SPDs vom Typ 1 und 2 sind erhältlich und werden in der Regel in Verbrauchereinheiten installiert).

• SPD Typ 3, in der Nähe der geschützten Last installiert. Sie dürfen nur als Ergänzung zu einem Typ 2 SPD installiert werden.

Wir müssen Geräte vom Typ 2 verwenden.

Denken Sie daran, dass das SPD die Aufgabe hat, vor Überspannungsspitzen in der elektrischen Versorgung zu schützen. Diese Spannungsspitzen können Hunderte von Volt betragen. Das SPD ist ein Varistor, der auf Überspannung reagiert. Wenn die Spannung 250 V übersteigt, schaltet sich der Varistor fast sofort ein, erdet die Spannungsspitze und schützt so die elektrische Anlage. Es ist wichtig, dass die richtigen Kabelgrößen verwendet werden, wobei 6 mm oder 10 mm (je nach System) vom SPD zum Erdungsanschluss erforderlich sind. SPDs nutzen sich im Laufe der Zeit ab und haben in der Regel eine grüne und eine rote LED, um ihren Zustand anzuzeigen. Das ist ein Punkt, der in die Liste der Prüfpunkte mit aufgenommen werden sollte.

KNX-Bus SPDs

Auch wenn die Spannungen auf dem Bus viel kleiner sind, können induzierte Spannungen und/oder Spannungsspitzen dennoch zu Schäden an den Aktoren, die an den Bus angeschlossenen sind, führen. Sowohl die SPDs von DEHN als auch die von ABB können Sie mit dem Bus verbinden.

Der ABB OVR KNX (SPD/S1.1) ist ein Überspannungsschutz für KNX-Bussysteme, der auf einer DIN-Schiene montiert werden kann (Bildquelle: ABB)
Der DEHN-Überspannungsableiter spart Platz durch die Ausführung als KNX-Busklemme (Bildquelle: DEHN).

Fazit

Einer der großen Vorzüge von KNX ist die offene modulare Systemarchitektur, die aber auch eine Verkabelung auf Netz- und Busspannungsebene mit sich bringt. Der Schutz der Anlage, der Investition des Kunden und unserer harten Arbeit sollte eine Voraussetzung für jede gute Installation sein. Mit der neuen Änderung der britischen Elektrizitätsverordnung ist ein Überspannungsschutz für das Stromnetz jetzt vorgeschrieben, es sei denn, der Kunde gibt ausdrücklich an, dass er ihn nicht benötigt. Wir leben in einer Welt, in der die Risiken zunehmen, und für mich ist der Einbau eines SPD gut angelegtes Geld. Es wird einfach in jedes Angebot aufgenommen.

Simon Buddle, Dipl.-Ing. MIET ist Berater bei Future Ready Homes, einem Spezialisten für die Planung von BMS- und ELV-Servicesystemen.

www.futurereadyhomes.com

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