Überspannungsableiter und Isolationskoordination nach IEC 60099-4 / IEC 60071

Auswahl von Metalloxid-Ableitern unter Berücksichtigung von Erdung, temporärer Überspannung, Restspannung, Prüfpegeln und Anschlussinduktivität.

1. Was der Festgenommene koordinieren muss

IEC 60099-4:2014 deckt lückenlose Metalloxid-Überspannungsableiter für Wechselstromkreise über 1 kV ab. IEC 60071-1:2019 bietet das Isolationskoordinationsverfahren zur Auswahl der Nennfestigkeitsspannungen, die der höchsten Spannung für Geräte zugeordnet sind. Der Ableiter ist daher Teil einer Systemstudie und kein Ersatz für die Geräte-BIL oder die Netzfrequenzfestigkeitsbewertung.

2. Kernauswahlparameter

Parameter	Bedeutung in der Spezifikation
Uc	Dauerbetriebsspannung, der der Ableiter dauerhaft standhalten kann
Ur	Bemessungsspannung des Ableiters im Zusammenhang mit der Fähigkeit zur vorübergehenden Überspannung
Ures	Restspannung bei angegebenem Entladestrom und Wellenform
Energie / Leitungsentladungsleistung	Fähigkeit, Schalt- und Blitzenergie ohne thermisches Durchgehen zu absorbieren
Gehäuse / Kriechstrecke	Verschmutzung, Höhe, UV-, Salz- und mechanische Umgebungseignung

Bei einem fest geerdeten Dreiphasensystem beginnt die kontinuierliche Phase-Erde-Spannung bei der höchsten Spannung des Systems:

U_ph-e = (U_m) / (√(3))

Bei der endgültigen Auswahl von Uc und Ur müssen der Erdungsfaktor, die Fehlerbeseitigungszeit und vorübergehende Überspannungen berücksichtigt werden. Sie darf nicht allein aus der Netznennspannung ausgewählt werden.

3. Layout- und Leitungsinduktivitätsregel

Platzieren Sie den Ableiter so nah wie möglich am geschützten Transformator, Kabelabschluss oder der GIS-Durchführung. Halten Sie Phasen- und Erdungsleitungen kurz, gerade und getrennt von empfindlichen Steuerkabeln. Die Schutzspanne vergleicht die Gerätefestigkeit mit der Restspannung des Ableiters und dem Spannungsanstieg, der durch die Leitungsinduktivität während eines steilen Anstiegs entsteht.

4. Checkliste zur Verifizierung

Definieren Sie Blitzimpuls, Schaltimpuls und Netzfrequenzfestigkeit für die geschützten Geräte.
Modellieren Sie direkte Stöße, Einspeiseleitungsüberspannungen, Transformatorklemmen, Kabelübergänge und GIS-Schnittstellen.
Überprüfen Sie die Impedanz des Erdungsnetzes, den Entladungszähler, die Leckstromüberwachung und die thermische Stabilität.
Überprüfen Sie Höhe, Verschmutzung, Kriechstrecke, Gehäuseklasse und mechanische Auskragung anhand des tatsächlichen Standorts.

*Referenz: IEC 60099-4:2014; IEC 60071-1:2019; IEC 60071-2:2023.*