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Überspannungsschutz

Unter Überspannungsschutz wird der Schutz elektrischer und elektronischer Geräte vor zu hohen elektrischen Spannungen verstanden.
Die Überspannungen werden durch den Blitz als Naturereignis oder durch kapazitive und induktive Einkopplungen anderer elektrischer Systeme hervorgerufen.

Eine weitere Ursache ist ESD (Elektrostatische Entladung) aufgrund der Handhabung.

Eine der Hauptursachen für kritische Überspannungen sind Blitzeinschläge in Energie- und Signalleitungen und in deren Nähe. Durch kapazitive und induktive Wirkungen der Blitze (LEMP - von engl. lightning electromagnetic pulse) werden in Leiterschleifen in der Umgebung von ca. 200 Metern unzulässige Spannungen induziert. Bis ca. 2 km können durch ohmsche Effekte (Erdwiderstand) noch gefährlich hohe Potentialdifferenzen auftreten.

Auch durch Schaltvorgänge im Mittel- oder Niederspannungsnetz im Haus können Überspannungen (SEMP - von engl. switching electromagnetic pulse) auftreten. So treten in Leitungen neben Leuchtstofflampen mit konventionellem Vorschaltgerät (Drossel) oder beim Abschalten von Motoren Schaltüberspannungen bis mehrere Kilovolt auf.

Beispiel:
Klein- und Signalspannung

Kleinspannungen werden häufig mit einer Suppressordiode (ähnlich einer Zener-Diode) geschützt. Auch Varistoren werden mittlerweile auch für kleine Spannungen gefertigt. Beide Elemente zeichnen sich dadurch aus, dass sie nach dem Überspannungsereignis selbsttätig wieder sperren - das interne Netz wird dadurch nicht gestört.

Die folgende Grafik zeigt die prinzipielle Funktion der Überspannungsbegrenzung mit einer Suppressordiode:

Grafik 1