Man installeert overspanningsbeveiliging in een schakelkast

Overspanningsbeveiliging – grondbeginselen Techniek, normen en richtlijnen van de overspanningsbeveiliging

Hier vindt u de antwoorden op de volgende vragen:

  • Hoe ontstaat overspanning en welke gevolgen kunnen hieruit voortkomen?
  • Hoe is een effectief overspanningsbeveiligingsconcept opgebouwd?
  • Op welke technologie zijn het beveiligingsconcept en de producten gebaseerd?
  • Waar dient u op te letten?
Techniek, normen en richtlijnen van de overspanningsbeveiliging
Over het ontstaan van overspanningen tot en met een allesomvattend beveiligingsconcept
Misschien hebt u veel vragen – van de fundamentele vraag hoe overspanningen eigenlijk ontstaan tot en met technische details over netsystemen of afzonderlijke onderdelen van een overspanningsbeveiligingsconcept. Op deze pagina's en in onze e-paper willen wij deze vragen voor u beantwoorden. Wij wensen u – in de waarste zin des woords – boeiend leesvoer!
Nu de E-paper oproepen
Blikseminslag in een plaats

Oorzaken van overspanningen

Overspanning – wat is dat eigenlijk precies? Hoe ontstaan overspanningen? Hoe komen overspanningen in uw apparaten en installaties? Dat hebt u zich misschien ook al eens afgevraagd. Hierna wordt u uitgebreid geïnformeerd over alles op het gebied van de overspanningsbeveiligingstechnologie.

Ontstaansoorzaken

Overspanningen treden in een fractie van een seconde op. Ze worden daarom ook wel transiënte spanningen of transiënten genoemd. Ze hebben zeer korte rise times van enkele microseconden, waarna ze binnen maximaal 100 microseconden relatief langzaam weer dalen.
Overspanningen ontstaan door de volgende gebeurtenissen:

Bliksemontladingen (LEMP)
De vakterm voor een bliksemontlading is LEMP. Dat staat voor Lightning Electromagnetic Pulse.
Blikseminslagen bij onweer veroorzaken extreem hoge transiënte overspanningen. Deze zijn veel hoger dan overspanningen die ontstaan door schakelhandelingen of elektrostatische ontladingen. Maar in vergelijking met de andere ontstaansoorzaken treden ze aanzienlijk minder vaak op.

Schakelhandelingen (SEMP)
Schakelhandelingen worden aangeduid met de afkorting SEMP. Deze term staat voor Switching Electromagnetic Pulse.
Onder schakelhandelingen worden in dit verband het schakelen van machines met hoge vermogens of kortsluitingen in het elektriciteitsnet verstaan. Bij zulke processen ontstaan in de getroffen leidingen binnen enkele fracties van een seconde zeer grote stroomveranderingen.

Elektrostatische ontladingen (ESD)
De afkorting ESD staat voor Electrostatic Discharge en betekent elektrostatische ontlading.
Hierbij vindt overdracht van elektrische lading tussen twee lichamen met een verschillend elektrostatisch potentiaal plaats wanneer deze elkaar naderen of aanraken. Een bekend voorbeeld hiervan is de ontlading van een persoon die wordt opgeladen doordat hij over een tapijt loopt en vervolgens bij aanraking van een geaard metalen voorwerp – bijvoorbeeld een metalen leuning – wordt ontladen.

Soorten inkoppeling

Overspanningen kunnen op verschillende manieren stroomcircuits binnenkomen. Deze manieren worden soorten inkoppeling genoemd.

Soorten inkoppeling van overspanningen

Galvanische inkoppeling (links), inductieve inkoppeling (midden) en capacitieve inkoppeling (rechts)

Galvanische inkoppeling
Zo worden overspanningen genoemd die direct in een stroomcircuit inkoppelen. Dat is bijvoorbeeld het geval bij blikseminslagen. Hoge bliksemstroomamplituden veroorzaken bij de aardweerstand van het getroffen gebouw een overspanning.
Alle kabels die op de centrale potentiaalvereffening zijn aangesloten, krijgen deze extra spanning. Op aders waar bliksemstroom doorheen stroomt, ontstaat een extra overspanning. Deze is vanwege de grote stroomsteilheid hoofdzakelijk op het inductieve deel van de aderweerstand terug te voeren. De berekeningsbasis daarvoor is de inductiewet: u0 = L x di/dt.

Inductieve inkoppeling
De inductieve inkoppeling vindt volgens het transformatorprincipe plaats door het magnetische veld van een stroomvoerende ader. Een direct ingekoppelde overspanning veroorzaakt in de betreffende ader een stootstroom met hoge stijgwaarden.
Tegelijkertijd ontstaat er om deze ader een overeenkomstig krachtig magnetisch veld, zoals bij de primaire wikkeling van een transformator. Het magnetische veld induceert een overspanning in andere aders die zich binnen de invloedsfeer van het magnetische veld bevinden, zoals bij de secundaire wikkeling van een transformator. Via de ader komt de ingekoppelde overspanning op het aangesloten apparaat terecht.

Capacitieve inkoppeling
De capacitieve inkoppeling vindt in principe plaats via het elektrische veld tussen twee punten met een groot potentiaalverschil. Via de afleiding van een bliksemafleider ontstaat een hoog potentiaal ten gevolge van een blikseminslag. Er ontstaat een elektrisch veld tussen de afleiding en andere delen met een lager potentiaal.
Dat zijn bijvoorbeeld kabels van de voeding of voor de signaaloverdracht of apparaten binnen het gebouw. Er ontstaat verplaatsing van lading door het elektrische veld. Dit leidt tot een spanningsstijging, resp. overspanning in de betreffende kabels en apparaten.

Uitwerkingsrichting van overspanningen

Overspanningen beïnvloeden de getroffen stroomcircuits in twee richtingen.

Werkingsrichting van overspanningen met common mode spanning en differential mode spanning

Common mode spanning (links) en differential mode spanning (rechts)

Common mode spanning
Common mode spanningen [UL] treden in geval van beïnvloeding door overspanningen of hoogfrequente stoorspanningen tussen actieve aders en aarde op. Hiervoor worden ook wel de termen asymmetrische storing of infase-storing gebruikt.
Common mode spanningen vormen in eerste lijn een risico voor componenten die tussen actieve potentialen en een geaarde ground zitten, evenals de isolatie tussen actieve potentialen en aarde. Er treedt overslag op naar printplaten of van spanningvoerende bedrijfsmiddelen naar geaarde behuizingsdelen.

Differential mode spanning
Differential mode spanningen [QL] treden in geval van beïnvloeding door overspanningen of hoogfrequente stoorspanningen tussen actieve aders en een stroomcircuit op. Hiervoor worden ook wel de termen symmetrische storing of balansstoring gebruikt.
Differential mode spanningen vormen een risico voor de spannings- en signaalingang van apparaten en interfaces. Directe overbelasting met schade aan de getroffen bedrijfsmiddelen in de voeding of signaalverwerkende componenten is het gevolg.

Gevolgen van overspanningen

Overspanningen die in een stroomcircuit inkoppelen, veroorzaken in de meeste gevallen aanzienlijke schade aan apparaten en installaties. Vooral apparaten die continu in bedrijf zijn, lopen een hoog risico. Dergelijke schades kunnen extreem hoge kosten veroorzaken.
Want niet alleen het opnieuw aanschaffen of repareren van de beschadigde apparaten kost geld. Veel duurder is een langdurige uitval van de installatie of zelfs het verlies van software of data.

Diagram: Schadefrequentie door overspanningen (bron: GDV / 2019)

Schadefrequentie door overspanningen (bron: GDV / 2019)

Schadefrequentie

De statistieken van de verzekeraars vertonen ieder jaar aanzienlijke cijfers voor de schadefrequentie door overspanningen. Schade aan de hardware van elektronische installaties wordt in de meeste gevallen wel vergoed door de verzekering. Schade aan software en uitval van de installatie is doorgaans niet verzekerd, met grote financiële consequenties van dien.
Uit de statistieken van 2019 van de Duitse verzekeraars blijkt dat alleen het aandeel aan bliksem- en overspanningsschades een noemenswaardig deel uitmaakt. Ook wanneer het schadecijfer in de afgelopen jaren licht is gedaald, zijn er in de inboedel– en opstalverzekeringen vergoedingen verstrekt ter hoogte van circa 200 miljoen euro. (Bron: GDV)

Overspanningsschade aan een elektronisch component

Overspanningsschade aan een elektronisch component

Potentieel gevaar

Elk stroomcircuit werkt met een eigen specifieke spanning. Daarom is elke verhoging van de spanning, die tot overschrijding van de bovenste tolerantiegrens leidt, een overspanning.
De omvang van de schade die optreedt, hangt in hoge mate af van de spanningsvastheid van de gebruikte componenten, alsmede van de energie die in het desbetreffende stroomcircuit kan worden omgezet.

Illustratie van het principe van het beveiligingscircuit voor overspanningsbeveiliging

Weergave van het beveiligingskringprincipe

Beveiligingsconcept

Het beveiligingskringprincipe beschrijft een naadloze maatregel ter beveiliging tegen overspanningen. Daarbij dient een denkbeeldige kring te worden getrokken om het te beveiligen object. Op alle punten waar kabels deze kring kruisen, dienen overspanningsbeveiligingsmodulen te worden geïnstalleerd. Bij de keuze van de beveiligingsmodulen dient u rekening te houden met de nominale gegevens van het desbetreffende stroomcircuit. Hierdoor is het gebied binnen de beveiligingskring zodanig beveiligd, dat leidinggebonden overspanningsinkoppelingen consequent worden vermeden.
Het beveiligingskringprincipe kan in de volgende deelgebieden zinvol worden onderverdeeld:

  • Voeding
  • M&R-techniek
  • Informatietechniek
  • Zend- en ontvanginstallaties
Positie van de afzonderlijke beveiligingszones, bijvoorbeeld een specifieke eengezinswoning

Positie van de afzonderlijke beveiligingszones, bijvoorbeeld een specifieke eengezinswoning

Beveiligingszones

Voor de inrichting van een effectieve beveiliging is het belangrijk om te bepalen waar zich de apparaten bevinden die risico lopen en door welke invloeden deze risico lopen. Op deze afbeelding staat bij wijze van voorbeeld een standaard woonhuis ter verduidelijking van de afzonderlijke beveiligingszones.

De afkorting LPZ staat voor Lightning Protection Zone en geeft de verschillende gevarenzones aan. Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen de volgende zones:

  • LPZ 0A (directe inwerking van bliksem): geeft de gevarenzone buiten het huis aan.
  • LPZ 0B (directe inwerking van bliksem): geeft de beveiligde zone buiten het huis aan.
  • LPZ 1: geeft een zone binnen het gebouw aan die door energierijke overspanningen gevaar loopt.
  • LPZ 2: geeft een zone binnen een gebouw aan die door minder energierijke overspanningen gevaar loopt.
  • LPZ 3: deze zone loopt gevaar door overspanningen en andere invloeden die ontstaan door de apparaten en leidingen zelf.
Diagram: Ontstaan van inductiespanningen in leidingen

Ontstaan van inductiespanningen in leidingen

Gevolgen van stootstromen in leidingen

Bij de begrenzing van overspanning gaat het om de afleiding van hoogfrequente stromen en daarmee om transiënte processen. Dat betekent dat in eerste instantie niet de ohmse, maar de inductieve weerstand van een leiding doorslaggevend is.
Bij het afleiden van zulke stootstromen naar aardpotentiaal ontstaan er volgens de inductiewet opnieuw overspanningen tussen het inkoppelingspunt en aarde.

u0 = L x di/dt

u0 = geïnduceerde spanning in V
L = inductiviteit in Vs/A in H
di = stroomverandering in A
dt = tijdsinterval in s

De inductieve weerstand kan alleen worden verminderd door de leiding in te korten of door parallelschakeling van afleidbanen. Om de totale impedantie van de afleidbaan en daarmee de restspanning laag te houden, is daarom een maasvormige potentiaalvereffening de beste technische oplossing.

Potentiaalvereffeningssystemen in één huis

Potentiaalvereffeningssystemen

Potentiaalvereffening

Een volledige beveiliging kan alleen worden bereikt door een volledige isolatie of door een volledige potentiaalvereffening. In de praktijk is een volledige isolatie voor veel toepassingen echter helemaal niet mogelijk, dus blijft volledige potentiaalvereffening als enige mogelijkheid over.
Daarvoor dienen alle delen die elektrisch geleidend zijn met het potentiaalvereffeningssysteem te worden verbonden. De spanningvoerende leidingen worden met de centrale potentiaalvereffening verbonden via beveiligingsmodulen. Deze worden in geval van overspanning geleidend en sluiten de overspanning kort. Zo kan schade door overspanning effectief worden voorkomen.
Potentiaalvereffeningssystemen kunnen op verschillende manieren zijn opgebouwd:

  • lijnvormige potentiaalvereffening
  • stervormige potentiaalvereffening
  • maasvormige potentiaalvereffening

Van deze methoden is de maasvormige potentiaalvereffening de effectiefste, omdat hierbij alle elektrisch geleidende delen over een separate leiding beschikken en extra leidingen alle eindpunten via de kortste weg verbinden. Deze manier van potentiaalvereffening is zinvol bij zeer gevoelige installaties zoals computercentra.

Meertraps beveiligingsconcept voor de voeding

De noodzakelijke maatregelen voor de beveiliging van apparaten en installaties bestaan uit twee of drie trappen, afhankelijk van de keuze van de afleider en de te verwachten omgevingsinvloeden. De beveiligingsmodulen voor de afzonderlijke trappen onderscheiden zich in principe door de hoogte van het afleidvermogen en het beveiligingsniveau overeenkomstig de noodzakelijke beschermklasse.
Drietraps beveiligingsconcept waarbij de trappen gescheiden geïnstalleerd zijn:

  • Type 1: bliksemstroomafleider
    Beveiligingsniveau <4 kV, gebruikelijke installatieplaats: hoofdverdeling
  • Type 2: overspanningsbeveiligingsmodule
    Beveiligingsniveau <2,5 kV, gebruikelijke installatieplaats: onderverdeling
  • Type 3: apparaatbeveiliging
    Beveiligingsniveau < 1,5 kV, gebruikelijke installatieplaats: voor het eindapparaat
    De trappen 1 en 2 kunnen in één combi-afleider Type 1+2 worden gerealiseerd. Deze beveiligingsmodule voldoet aan de eisen die aan afleiders van het type 1 en 2 worden gesteld. Een belangrijk voordeel is de eenvoudige installatie. Er hoeft ook geen rekening te worden gehouden met bijzondere installatievoorwaarden.
    Drietraps beveiligingsconcept met combi-afleider Type 1+2 en separate beveiligingsmodule Type 3:
  • Combi-afleider type 1+2
    Beveiligingsniveau <2,5 kV, gebruikelijke installatieplaats: hoofdverdeling
  • Type 3: apparaatbeveiliging
    Beveiligingsniveau < 1,5 kV, gebruikelijke installatieplaats: voor het eindapparaat

Componenten en beveiligingsschakelingen

Wanneer er overspanningen optreden, moeten de getroffen apparaten en leidingen binnen zeer korte tijd met de potentiaalvereffening worden kortgesloten. Hiertoe staan verschillende componenten met dergelijke eigenschappen ter beschikking. Deze componenten verschillen vooral door hun aanspreekgedrag en hun afleidvermogen.

Schakelteken en U/I-karakteristiek van een suppressordiode

Schakelteken en U/I-karakteristiek van een suppressordiode

Suppressordioden

Eigenschappen:

  • De functie wordt in het algemeen gedefinieerd als fijnbeveiliging.
  • Reageert zeer snel.
  • Lage spanningsbegrenzing.
  • Standaarduitvoering met geringe stroombelastbaarheid en een hoge capaciteit.
  • Bij een nominale spanning van 5 V bedraagt het maximale afleidvermogen ca. 750 A.
  • Bij hogere nominale spanningen daalt het afleidvermogen aanzienlijk.

Bijzonderheden:

Er zijn ook dioden met een hogere nominale spanning en groter afleidvermogen. Deze uitvoeringen zijn echter aanzienlijk groter en worden daarom nauwelijks toegepast in gecombineerde beveiligingsschakelingen.

Legenda:

UR = sperspanning
UB = doorbraakspanning
UC = begrenzingsspanning
IPP = stootstroomimpuls
IR = retourstroom

Schakelteken en U/I-karakteristiek van metaaloxide varistoren

Schakelteken en U/I-karakteristiek van metaaloxide varistoren

Varistoren

Eigenschappen:

  • De functie wordt in het algemeen gedefinieerd als middenbeveiliging.
  • Reactietijden liggen in het onderste nanosecondenbereik.
  • Reageren sneller dan gasgevulde beveiligingsmodulen.
  • Veroorzaken geen netvolgstromen.

Bijzonderheden:

Varistoren met een nominale afleidstootstroom van max. 2,5 kA worden toegepast als middelste beveiligingstrap in de M&R-techniek. Bij voedingen vormen varistoren met een nominale afleidstootstroom van max. 3 kA een belangrijk bestanddeel van beveiligingsschakelingen in Type 3-beveiligingsmodulen voor de apparaatbeveiliging. Aanzienlijk krachtiger zijn varistoren, die in Type 2-overspanningsbeveiligingsmodulen worden toegepast. De standaarduitvoering beheerst in dit toepassingsbereik nominale afleidstootstromen tot 20 kA. Voor speciale toepassingen zijn er echter ook Type 2-beveiligingsmodulen met max. 80 kA.

Legenda:

A = hoogohmig toepassingsbereik
B = laagohmig toepassingsbereik/begrenzingsbereik

Schakelsymbool en ontstekingskarakteristiek van een gasgevulde overspanningsbeveiligingsmodule

Schakelsymbool en ontstekingskarakteristiek van een gasgevulde overspanningsbeveiligingsmodule

Gasgevulde overspanningsbeveiligingsmodulen

Eigenschappen:

  • De functie wordt in het algemeen gedefinieerd als middenbeveiliging.
  • Reactietijden liggen in het middelste nanosecondenbereik.
  • Standaardvarianten leiden stromen van maximaal 20 kA af.
  • Ondanks hoge afleidvermogens heeft de component zeer kleine afmetingen.

Bijzonderheden:

Bij deze component leidt een spanningstijdafhankelijk ontstekingsgedrag tot restspanningen die zelfs kunnen oplopen tot enkele 100 V.

Legende:

  1. Statisch aanspreekgedrag
  2. Dynamisch aanspreekgedrag
Schakelteken en ontstekingskarakteristiek van een vonkbrug

Schakelteken en ontstekingskarakteristiek van een vonkbrug

Vonkbruggen

Eigenschappen:

  • kern van een bliksemstroomafleider
  • hoog doofvermogen van netvolgstromen
  • relatief hoge aanspreeksnelheid
  • spanningstijdafhankelijk ontstekingsgedrag

Bijzonderheden:

De kern van een krachtige bliksemstroomafleider is meestal een vonkbrug. Bij dit component staan twee vonkbruggen dicht bij elkaar. Overspanningen veroorzaken overslag tussen de vonkbruggen en er ontstaat een vlamboog. Deze plasmabaan sluit de overspanning kort. Daarbij stromen zeer hoge en stijl stijgende stromen met waarden van tot wel honderden kA. Er bestaan open en gesloten vonkbruggen. Fysisch bepaald is het afleid- en doofvermogen van open vonkbruggen groter.

De Arc Chopping-technologie blijkt voor vonkbruggen in de praktijk bijzonder goed te functioneren. Hierbij ligt tegenover de elektroden een extra plaatje, een zogenaamde stootplaat. De vlamboog wordt tussen de elektroden in de richting van deze stootplaat gestuurd en daar verstrooid. Daarbij worden vlamboogfragmenten gevormd die buiten het bereik van de vonkbrug worden geblazen en dan gemakkelijk doven. Zo kan de vonkbrug weer hoogohmig worden, wanneer er geen overspanning meer bestaat.

Legenda:

UZ = aanspreekspanning/ontsteekspanning
tZ = reactietijd

Tweetraps beveiligingsschakeling met ohmse ontkoppeling (links) en drietraps beveiligingsschakeling met inductieve ontkoppeling (rechts)

Tweetraps beveiligingsschakeling met ohmse ontkoppeling (links) en drietraps beveiligingsschakeling met inductieve ontkoppeling (rechts)

Gecombineerde beveiligingsschakelingen voor signaalinterfaces

Afhankelijk van de toepassing worden verschillende componenten ingezet. Ze kunnen afzonderlijk, maar ook in complexe beveiligingsschakelingen met elkaar worden gecombineerd.

Met een combinatie van verschillende componenten kunnen de gewenste componentspecifieke voordelen worden samengebracht. Bijv. combinaties van gasgevulde overspanningsafleiders en suppressordioden vormen een standaard beveiligingscircuit voor gevoelige signaalinterfaces. Deze combinatie biedt een krachtige en snel aansprekende beveiliging met het hoogst mogelijke beveiligingsniveau.

De componenten zijn als beveiligingstrappen indirect parallel geschakeld. Dat wil zeggen dat tussen de componenten ohmse of inductieve ontkoppelingscircuits zijn opgenomen. Hierdoor ontstaat een in tijd aangepast aanspreken van de achter elkaar geplaatste beveiligingstrappen.

De beveiligingsschakelingen onderscheiden zich hoofdzakelijk door:

  • het aantal beveiligingstrappen
  • effectieve richting van de schakeling (common/differential mode beveiliging)
  • Nominale spanning
  • dempingseffect op signaalfrequenties
  • beveiligingsniveau (begrenzingsspanning)
Spanningsverdeling in een tweetraps beveiligingsschakeling

Spanningsverdeling in een tweetraps beveiligingsschakeling

Werking meertraps beveiligingsschakelingen

Als er een overspanning optreedt, spreekt de suppressordiode als snelste component het eerst aan. De afleidstroom gaat door de suppressordiode en de voorgeschakelde ontkoppelingsweerstand. Via de ontkoppelingsweerstand ontstaat een spanningsverschil. Dit verschil komt overeen met de verschilwaarde tussen de verschillende aanspreekspanningen van suppressordiode en gasgevulde overspanningsbeveiligingsmodule.

Zo wordt de aanspreekspanning van de gasgevulde overspanningsafleider bereikt voordat de stootstroom de suppressordiode overbelast. Dat betekent dat wanneer de gasgevulde overspanningsbeveiligingsmodule geactiveerd is, de afleidstroom bijna volledig door de gasgevulde overspanningsafleider gaat. De restspanning over de gasgevulde overspanningsafleider bedraagt maximaal 20 V, zodat de suppressordiode ontlast is. Bij een kleine afleidstroom die de suppressordiode niet overbelast, spreekt de gasgevulde overspanningsbeveiligingsmodule niet aan.

De afgebeelde schakeling biedt de voordelen van het snel aanspreken bij een lage spanningsbegrenzing en beschikt tegelijkertijd over een hoog afleidvermogen. Een drietraps beveiligingsschakeling met inductieve ontkoppeling werkt volgens hetzelfde principe. De commutatie vindt echter in twee stappen plaats: eerst van de suppressordiode naar de varistor en dan verder naar de gasgevulde overspanningsbeveiligingsmodule.

Het principe van de spanningsverdeling functioneert in het algemeen ook tussen de verschillende beveiligingstrappen bij voedingen. Daarbij neemt UW af via de leiding tussen de beveiligingsmodulen type 1 en type 2 alsmede tussen type 2 en type 3. Er bestaan echter ook overspanningsbeveiligingsmodulen voor de voeding waarbij een coördinatie zonder kabellengten tussen de beveiligingstrappen mogelijk is.

Legenda:

UG = aanspreekspanning gasgevulde overspanningsbeveiligingsmodule
UD = begrenzingsspanning suppressordiode
UW = verschilspanning over de ontkoppelweerstand

Normen en richtlijnen Algemene normen op het gebied van bliksembeveiliging, installatievoorschriften en productkeuze van overspanningsbeveiligingsmodulen

In de verschillende normen zijn de eisen aan de installatie en veiligheid, evenals het gebruik van de producten in de verschillende applicaties in detail beschreven. De afzonderlijke hoofdonderwerpen worden hieronder opgesomd en de bijbehorende internationale normen worden genoemd.

Classificatie van overspanningsbeveiligingsmodulen

Overspanningsbeveiligingsmodulen (SPD's) zijn bedrijfsmiddelen waarvan varistoren, suppressordioden, gasgevulde overspanningsafleiders (ÜsAg) of vonkbruggen de belangrijkste componenten kunnen zijn. Overspanningsbeveiligingsmodulen worden toegepast voor de beveiliging van andere elektrische bedrijfsmiddelen en elektrische installaties tegen ontoelaatbaar transiënte overspanningen en tegen transiënte stromen. Overspanningsbeveiligingsmodulen worden ingedeeld in "klassen", overeenkomstig de relevante product- en toepassingsnormen voor overspanningsbeveiligingsmodulen.
Overspanningsbeveiligingsmodulen worden ingedeeld naar hun toepassing en hun beveiligingsfunctie:

Overspanningsbeveiligingsmodulen (SPD's) voor toepassing in laagspanningsverdeelnetten tot een nominale spanning van 1000 V.

De nationale installatievoorschriften voor laagspanningsinstallaties m.b.t. productkeuze en inbouw dienen in acht te worden genomen, zoals IEC 61643-12, IEC 60364-5-53 deel 534 resp. VDE 0100 deel 534. De productnorm is EN(IEC) 61643-11, volgens welke overspanningsbeveiligingsmodulen in IEC- en EN-normen worden onderverdeeld in drie testklassen, afhankelijk van hun afleidvermogen en typische installatieplaatsen:

  • Type 1 SPD's: Krachtige overspanningsbeveiligingsmodulen voor de ontlading van hoogenergetische stootstromen/overspanningen ten gevolge van directe of bijna-impacts. Installatieplaats: Op de grens tussen bliksembeveiligingszone LPZ 0A en bliksembeveiligingszone LPZ 1 – doorgaans in hoofdverdelingen. Type 1 SPD's worden ook aanbevolen als het gebouw een andere bliksembeveiligingsinstallatie heeft.

  • Type 2 SPD's: overspanningsbeveiligingsmodulen voor de afvoer van stootstromen/overspanningen ten gevolge van afstandsaanvallen, inductieve of capacitieve koppelingen, alsmede schakeloverspanningen. Installatieplaats: op de grens tussen bliksembeveiligingszone LPZ 0B en LPZ 1 of op de grens tussen bliksembeveiligingszone LPZ 1 en LPZ 2 – doorgaans in hoofdverdelingen en/of onderverdelingen.

  • Type 3 SPD's: Aanvullende overspanningsbeveiligingsmodulen (apparaatbeveiliging) om gevoelige eindapparatuur te beschermen. Installatieplaats: op de grens tussen bliksembeveiligingszone LPZ 2 en LPZ 3 – doorgaans in de onmiddellijke nabijheid van gevoelige eindapparatuur. Deze gevoelige eindapparaten kunnen apparaten voor de vaste installatie in de verdelingen zijn of mobiele beveiligingsmodulen bij de contactdoos direct voor het te beveiligen eindapparaat.

Algemene informatie is te vinden in de toepassingsgids (selectie en toepassingsprincipes) IEC 61643-12 of DIN EN 61643-12. De vier delen van EN(IEC) 62305-... / VDE 0185-305-... geven de basis voor bliksembeveiliging, het concept van bliksembeveiligingszones en risicoanalyse...

Overspanningsbeveiligingsmodulen voor de toepassing in telecommunicatie- en signaalverwerkende netwerken als beveiliging tegen indirecte en directe gevolgen van blikseminslagen en andere transiënte overspanningen. Hiertoe behoren ook laagspanningsdatasystemen, M&R-circuits en netwerken voor spraakoverdracht met nominale spanningen tot 1000 V wisselspanning en 1500 V gelijkspanning.

Productstandaard is EN 61643-21 VDE 0845 deel 3-1. Om de testvoorwaarden en vermogensklassen vast te leggen, worden de apparaten hierna in de categorieën A1, A2, B1, B2, B3, C1, C2, C3 en D1, D2 onderverdeeld. Een beveiligingsmodule kan voor verschillende categorieën en vermogensklassen zijn gecodeerd en getest.

Algemene informatie vindt u in de Application Guide IEC (TS) 61643-22. Aanvullende informatie bieden de delen van VDE 0800… en VDE 0845… . Andere nationale bepalingen dienen in acht te worden genomen.