Überspannungsschutz für PV-Anlagen

Blitz- und Überspannungsableiter schützen Systeme mit Nennspannungen bis 1500 V DC

10. Januar 2019

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Die Helioprotection Surge-Trap Blitz- und Überspannungsableiter von Mersen wurden für den Schutz von PV-Anlagen entwickelt und schützen Systeme mit Nennspannungen bis 1500 V DC vor transienten Überspannungen und Auswirkungen durch direkte und indirekte Blitzeinschläge.

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Überspannungsschutz auf DIN-Schienen für den AC-, DC- und Signalleitungsschutz; Bildquellen: Mersen

Überspannungsschutz auf DIN-Schienen für den AC-, DC- und Signalleitungsschutz; Bildquellen: Mersen

Überspannungsschutzgeräte werden auf der DC- und AC-Seite von Zentral- und Stringwechselrichtern, Combiner-Boxen und zum Schutz der Signale von Mess- und Kommunikationseinrichtungen verwendet. Es hängt von der Art der PV-Anlage ab, welche Belastung durch Blitzschläge und atmosphärische Entladungen auftreten können und welche Überspannungsschutzgeräte (SPDs), z.B. Konstrukteure und Planer, vorschreiben.

Je nach Installation der PV-Anlage ist es sinnvoll, anstelle von Typ 2-Ableitern (indirekte Belastung 80/20 µs), z.B. Surge-Trap STP T2 40 K 1000 V YPV M, Kombiableiter Typ 1+2 (direkter Blitzeinschlag 10/350 µs), z. B. STPT12-5K1000V-YPVM, einzusetzen. Dies erhöht die Lebensdauer der Überspannungsschutzgeräte und gewährleistet den Schutz selbst unter härteren Bedingungen, z.B. in Gegenden mit einem erhöhten Einschlagsrisiko.

Der Schutz von Generatoranschlusskästen auf der DC-Seite an Generatoranschlusskästen hat üblicherweise eine Y-Verbindung, um Schutz bei Gleich- und Gegentaktstörung zu gewährleisten. Unabhängig vom Typ der Überspannungsschutzeinrichtung ist keine Vorsicherung notwendig. Dafür sorgt ein dynamisch-thermisches Trennsystem für PV-Gleichströme mit mindestens 10 kA Kurzschlussfestigkeit.

Mehrpoliges Überspannungsschutzgerät für die Montage auf DIN-Schienen, Typ 2 und Typ 1 + 2

Mehrpoliges Überspannungsschutzgerät für die Montage auf DIN-Schienen, Typ 2 und Typ 1 + 2

Auch auf der Wechselstromseite ist ein Überspannungsschutz für den Wechselrichter notwendig. Entweder am Wechselrichter selber oder am Generatoranschlusskasten wird der Gefahr durch Überspannung durch den Einsatz von Standard Typ 2 Ableitern, z.B. Surge Trap STP T2 40 K 1200 YPV M, Rechnung getragen. Je nach Netzform (TN-S, IT- oder TT-System) gibt es den passenden Überspannungsschutz.

Der Trend hin zu Nennspannungen von 1500 V DC führt zwangsläufig auch zu höheren Nennspannungen auf der AC-Seite (bis zu 800 V L-L). Hierfür wurden 850 V AC Uc-Überspannungsschutzgeräte entwickelt, die wiederholte nicht-transiente Spannungsspitzen bis zu 2,2 kV tragen können. Diese nicht-transienten Spannungsspitzen können in Anlagen auftreten, in denen der DC Minuspol geerdet ist.

Außerdem werden, abhängig von der PV-Anlage, in bestimmten Fällen Typ 1+2 AC bevorzugt, um die Lebensdauer der Überspannungsschutzgeräte zu erhöhen, sowie den Schutz der Anlage auch unter härteren Bedingungen bei einem direkten Blitzeinschlag sicherzustellen. Das wird meistens in höher gelegenen Gegenden mit einem hohen Einschlagsrisiko der Fall sein. Aus diesem Grund sind die Überspannungsschutzgeräte so konstruiert, dass sie die elektrischen Anforderungen (AC- als auch DC-seitig) auch in großen Höhen erfüllen.

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