Die beiden Normen DIN VDE 0100-443(VDE 0100-443):2007-06 [1] und DIN VVDE V 0100-534 (VDE V 0100-534):1999-04 [2] bzw. der Entwurf zur E DINIEC 60364-5-53/A2 (VDE 0100-534):2001-06 [3], die in diesem Beitrag vorgestelltwerden, sind innerhalb der DKE [4] imArbeitskreis AK 221.2.2 „Schutz bei Über-span nungen“ federführend begleitet wor-den.

Dem Teil 443 der DIN VDE 0100 (VDE0100) [1] ist in der deutschen Ausgabe imnationalen Vorwort noch ein zusätz-licher, erläuternder Hinweis zum verwen -deten Begriff „Überspannungsschutzein-richtungen“ vorangestellt. Dies wird auchso bei der neuen DIN IEC 60364-5-53(VDE 0100-534) [3] erfolgen. In Normen

zum Blitzschutz der Reihe VDE 0185-305und in verschiedenen Produktnormenwerden für den Begriff „Überspannungs-schutz einrichtung (ÜSE)“ auch noch dieBezeichnungen „Überspannungsschutz-geräte“ und „Überspannungsschutzein-richtungen“ ver wendet. Verbreitet istauch die Kurzbezeichnung „SPD“, die ausdem Englischen abgeleitet ist von „SurgeProtective Device“. Im AK 221.2.2 unddem zuständigen Unterkomitee UK 221.2„Schutz gegen thermische Auswirkun-gen/Sachschutz“ wurde beschlossen, dassin den Errichtervorschriften in Zukunftausschließlich der Begriff Überspan-nungsschutzeinrichtungen (ÜSE) verwen-

det werden soll. Dies erfolgt in Analogiezu den üblichen Begriffen, wie Über-stromschutzeinrichtung und Fehler-stromschutzeinrichtung.

Normative EinordnungIn der Gruppe dieser beiden Normen

behandelt die DIN VDE 0100-443 (VDE0100-443):2007-06 [1] dabei den Schutzvon elektrischen Anlagen bei Überspan-nungen infolge atmosphärischer Einflüs-se, die über das Stromversorgungsnetzübertragen werden und infolge vonSchaltvorgängen.

Die Änderungen zur internationalenNorm IEC 60364-4-44:2001-08 [5] sowiedie Modifikation, die innerhalb der europä-ischen Normung durch CENELEC SC 64Aeingebracht wurden, sind im Rahmen ei-nes einstufigen Annahmeverfahrens vonCENELEC angenommen und als Harmo-nisierungsdokument HD 60364-4-443:2006publiziert worden. Die nunmehr vorliegen-de Norm DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 [1] stellt die deutsche Über-nahme dieses Harmonisierungsdoku-ments dar. Wie bereits in der zurückge-zogenen Vorgängernorm Z DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2002-01 [7] ist derInhalt dieses Teils der VDE-0100-Reihe

54 Heft 8/2008 •

Komponenten & Peripherie

Installationsvorschriften für Über spannungsschutzeinrichtungen

Peter Zahlmann • Josef Birkl

Die DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 und DIN VVDE V 0100-534 (VDE 0100-534):1999-04 sind für den Er richtervon Niederspannungsanlagen die beiden wichtigsten In stallations-vorschriften zur Entscheidung, ob Überspannungs schutz maß -nahmen erforderlich sind, sowie für den Fall der Notwendig keitzur Auswahl und Errichtung von Überspannungs schutz ein -richtungen in Niederspannungsanlagen. Seit Juni 2007 ist dieDIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 verfügbar. DerTeil 534 der DIN VDE 0100 befindet sich noch in der endgültigenÜberarbeitung und wird voraussichtlich Ende 2008 erscheinen.

Dr.-Ing. Peter Zahlmann ist der fürdie Technik zuständige Geschäfts-führer der Dehn + Söhne GmbH +

Co. KG in Neumarkt.

E-Mail: peter.zahlmann@technik.dehn.de

Dipl.-Ing. Josef Birkl ist Leiter derEntwicklungs-Laboratorien der

Dehn + Söhne GmbH + Co. KG inNeumarkt.

E-Mail: josef.birkl@technik.dehn.de

Nennspannung der Anlagea)

Geforderte Bemessungsstehstoßspannungb) für

Drei-Leiter-Systeme

Betriebsmittel am Speisepunkt

der Anlage (Überspannungs-

kategorie IV)

Betriebsmittel derVerteilungs- undEndstromkreise(Überspannungs-

kategorie III)

Geräte (Überspannungs-

kategorie II)

Besonders ge-schützte Be-triebsmittel

(Überspannungs-kategorie IV)

z. B. Elekt -rizitätszähler,

Rundsteuergeräte

z. B. Verteiler -tafeln, Schalter,

Steckdosen

z. B. Haushalts-geräte, tragbare

Werkzeuge

z. B. empfindli-che elektrischeGeräte mit ex-ternem Schutzbei Überspan-

nungen

230/400 V277/480 V

6 kV 4 kV 2,5 kV 1,5 kV

400/690 V 8 kV 6 kV 4 kV 2,5 kV

1000 V 12 kV 8 kV 6 kV 4 kVa) nach der Norm DIN IEC 60038 (VDE 0175):2002-11 [6]b) diese Bemessungsstehstoßspannung wird zwischen den aktiven Leitern und PE angewendet

Tabelle 1. Geforderte Bemessungsstoßstehspannung der Betriebsmittel

der Schutz von elektrischen Anlagen beiÜberspannungen infolge atmosphärischerEntladungen, die über das Stromversor-gungssystem über tragen oder infolge vonSchaltvorgängen generiert werden. Dasnunmehr vorliegende Dokument gibt de-taillierte Hinweise, in welchen Fällen derSchutz vor Überspannungen durch dieArt des Stromversorgungsnetzes selbst(ohne zusätzliche Schutzvorrichtungen)und durch zusätzliche Schutzeinrichtun-gen sichergestellt werden kann.

Ein wichtiger Bestandteil der neuen Norm,die Klassifizierung der Bemessungssteh-stoßspannung, ist inhaltlich im Wesent-lichen unverändert aus dem Vorgänger-dokument übernommen worden. Die Be-achtung der erforderlichen Bemessungs-stehstoßspannung sichert die Isolations-koordination der installierten Betriebs-mittel und auch der gesamten Anlage. AlsErgänzung zu den bisher normativ bereitsgenannten Bemessungsspannungen wur-de diese auf 1000 V erweitert.

Bei der Anwendung der Tabelle 1, dieinhaltlich der Tabelle 1 aus der DINEN 60664-1 (VDE 0110-1):2008-01 [8]entspricht, ist zu beachten, dass man beider Isolationskoordination von einerStehstoßspannung ausgeht. Per Defini-tion ist damit eine Rückwirkung der zuprüfenden Systeme auf die Stoßspan-nungswelle ausgeschlossen. Nur so ist si-chergestellt, dass die wirkliche Festigkeitder Isolierung ermittelt wird.

Die Beachtung der abgestuften Stehstoß -spannungsfestigkeit gemäß Tabelle 1 ist ei-ne der wesentlichen Dimensionierungs-grund lagen für ÜSE. Bezüglich ihres Schutz -pegels sind diese so auszuwählen, dassdieser kleiner als die Stehstoßspannungs-festigkeit der Betriebsmittel oder Anlage ist.

Der Hauptabschnitt 443.3 der DIN VDE0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 [1]mit dem Titel „Vorkehrungen zur Beherr-schung von Überspannungen“ unterglie-dert sich in zwei Teile: „Systemeigene Be-herrschung“ und „Beherrschung durchSchutzeinrichtungen“.

Die Grundaussage der systemeigenenBeherrschung, dass bei vollständig in Er-de verlegten Niederspannungsnetzen oderbei Anlagen mit Niederspannungsfreilei-tungen aber einem keraunischen Pegelvon weniger als 25 Gewittertagen proJahr, allein die Isolationskoordinationgemäß Tabelle 1 einen ausreichendenSchutz bietet, war bereits so im Vorgän-gerpapier enthalten. Diese Feststellung je-doch, in dieser uneingeschränkten For-mulierung wie sie hier vorliegt, entsprichtnicht mehr dem Stand der Technik. DieErfahrungen der letzten Jahre haben ge-

zeigt, dass der keraunische Pegel nichtdas einzige Entscheidungskriterium seinkann. Bei komplexen Systemen wird drin-gend die Durchführung einer Risikoanalyseempfohlen. In DIN VDE 0184 (VDE 0184):2005-10 [9], die grundlegende Aussagen zuden zu erwartenden Überspannungen undSchutzmaßnahmen enthält, wird diese Aus-sage teilweise revidiert.

Der Abschnitt 443.4.3 „Beherrschungvon Überspannungen durch Schutzein-richtungen“ wurde vollständig überarbei-tet und durch eine neue Risikoanalyse er-gänzt. Mit dem vorliegenden Dokumentist die bisherige Vorgehensweise, die Be-herrschung der Überspannungen gestütztauf äußere Einflussbedingungen abzu-stimmen, in Deutschland nicht mehr an-zuwenden.

Bei der Anwendung der alten Regelungdes Vorgängerdokuments, die als Ent-scheidungskriterium die jährliche Zahlder Gewittertage (AQ>25) zugrunde legt,gab es in einzelnen Ländern Schwierig-keiten, da keine gesicherten Unterlagender Wetterstationen vorlagen. WeitereProbleme traten an den Grenzen zwi-schen zwei Regionen mit mehr oder we-niger als 25 Gewittertagen und der dannnotwendigen Differenzierung innerhalbdes Territoriums auf.

Jetzt wird im Abschnitt 443.2.2 derneuen Norm eine vereinfachte Risikoa-nalyse beschrieben, die in Deutschlandkünftig allein zur Anwendung kommensoll. Diese neue Methode basiert auf einervereinfachten Risikoanalyse für die zubetrachtende elektrische Anlage. Dabeiwerden die Ausführungsart und Längeder Versorgungsleitung zu der betrachte-ten Anlage und die Nutzungsart der An-lage differenziert nach dem Auswir-kungsumfang der Schäden durch Über-spannungen bewertet. Die entscheidende

55• Heft 8/2008

Komponenten & Peripherie

Bild 1. Bestimmung der konventionellenLänge d für Hochspannungsfreileitungen undNiederspannungskabel im Erdreich verlegt,mit d: konventionelle Länge der Ver sorgungs -leitung in km; kt=4 (typ. Reduktions faktor fürTransformator); kg=4 (typ. Reduktionsfaktorfür kombinierte Freileitung/Kabelverlegung)

d=d3kt

+d2kg

d3 d2

Hochspannungs-freileitung

Niederspannungs-kabel

Größe, ob Überspannungsschutz erfor-derlich ist oder nicht, ist die sogenanntekritische Länge dc der Stromversorgung,die nach diesem vereinfachten Verfahrenermittelt wird. Die Über- oder Unter-schreitung dieser kritischen Länge bildet

dann die Grundlage für die Entscheidung,ob ein Überspannungsschutz im Rahmendieser Norm vorzusehen ist.

Bild 1 zeigt exemplarisch eine Installa-tionsvariante, bei der eine Hochspan-nungsfreileitung d3 und ein im Erdreich

verlegtes Niederspannungskabel d2 zu be-werten sind. Für den Fall, dass die kon-ventionelle Länge d größer ist als die kri-tische Länge dc, muss ein Überspannungs -schutz vorgesehen werden. Die kritischeLänge dc wiederum lässt sich aus derBlitzdichte Ng (Häufigkeit der Blitze proQuadratkilometer und Jahr) ableiten.

Mit dieser Methode kann auf verschie-dene Installationsvarianten differenzierteingegangen werden. In der Norm sinddie entsprechenden Informationen ent-halten. Um dem Anwender den Umgangmit dieser Methode zu erleichtern, wurdebereits für einen Großteil möglicher An-wendungsfälle diese Analyse durchge-führt. Für die häufig anzutreffenden„Schutzniveaus“ a – Auswirkungen inBezug auf das menschliche Leben (z. B.Sicherheitseinrichtungen, Krankenhäu-ser), b – Auswirkungen in Bezug auf öf-fentliche Einrichtungen und c – Aus -wirkungen auf Gewerbe- und Industrie-anlagen, ergeben die Berechnungen, dassin allen Fällen Überspannungsschutz in-stalliert werden muss. Mögliche Überspan-nungen werden durch Überspannungs -schutzeinrichtungen (Typ 2 und Typ 3)entsprechend der DIN EN 61643-11(VDE 0675-6-11):2007-08 [10] begrenzt.

56 Heft 8/2008 •

Komponenten & Peripherie

Bild 2. Mehrstufiger Einsatz von Überspannungsschutzeinrichtungen für das TN-C-S-System

L1L2L3N

F1

PE

Wh

HAKF2 F3

RCD

PAS örtliche PAS

Schutz nach IEC 60364-4-443/DIN VDE 0100-443

(VDE 0100-443):2007-06 [1]

Schutz nach DIN IEC 62305-x (VDE 0185-305-x)

Hauptverteiler Unterverteiler EndgeräteBlitzstrombbleiter Überspannungsableiter

äuße

rer

Blitz

schu

tz

Für die Schutzniveaus d – Ansamm lungvon Personen, z. B. große Wohngebäude,und e – Einzelpersonen, z. B. Wohngebäude,ist das Ergebnis im Einzelfall zu bewer-ten. Detaillierte Informationen zu dieservereinfachten Risikobewertung befindensich im Anhang B der DIN VDE 0100-443(VDE 0100-443):2007-06 [1]. Anhang Ades Dokuments, welches die Beherrschungvon Überspannungen durch Anwendungvon Überspannungsschutzeinrichtungenin Freileitungen regelt, wurde inhaltlichaus dem Vorgängerpapier übernommen.

Im Gegensatz zu den übrigen CENELEC-Mitgliedsstaaten hat Deutschland diesesKapitel als „normativ“ eingestuft. Die darinenthaltenen Aussagen sind inhaltlich ausdem § 18 der DIN 57100 (VDE 0100):1973-05 [11] übernommen worden. Da die auf-ge führten Schutzmaßnahmen auch heutenoch übliche Installationspraxis speziell beiNiederspannungsfreileitungssystemen sind,wurde dieser Abschnitt als Anhang A bei -behalten. Nach dem heutigen Stand derTechnik kann ein wirksamer Schutz vonAnlagen und Geräten für diesen Installa-tionsbereich nur durch Maßnahmen auchim Inneren der Anlagen erreicht werden.

Es sei an dieser Stelle nochmals aus-drücklich darauf hingewiesen, dass dieseNorm keine Anwendung findet im Fall vonÜberspannungen, herrührend von direktenoder nahen Blitzeinwirkungen. Für dieseBedrohungsszenarien enthalten die Normender Reihe DIN EN 62305-1 (VDE 0185-305-1):2006-10 [12] und DIN EN 62305-4(VDE 0185-305-4):2006-10 [13] Ent-scheidungskriterien für den Einsatz vonÜberspannungsschutzeinrichtungen imRahmen des Blitzschutzes. Die Blitzströ-me und Überspannungen werden in diesemFall durch Überspannungsschutzeinrich-tungen des Typs 1 begrenzt. Die Anforde-rungen an die Auswahl und Einrichtungenaller Typen von Überspannungsschutz-einrichtungen (Typ 1, 2 und 3) sind imHauptabschnitt 534 der DIN VDE 0100(VDE 0100) beschrieben. Bild 2 zeigt amBeispiel eines installierten mehrstufigenÜberspannungsschutzes die Geltungsbe-reiche der jeweiligen Standards.

AusblickMit der umfassend überarbeiteten DIN

VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 [1] liegt ein Dokument vor, welchesden aktuellen Stand der diversen Schutz-maßnahmen zum Schutz von indirektenBlitz ereignissen und Schaltüberspannun-gen repräsentiert. In Ergänzung zu den re-levanten Normen zum Schutz bei direktenBlitzeinwirkungen der Reihe DIN VDE0185-305-1 bis -4 (VDE 0185-305-1 bis

-4) und der vor aussichtlich Ende 2008 er-scheinenden relevanten Auswahl- und In-stallationsnorm für Überspannungs-schutzein richtungen E DIN IEC 60364-5-53/A2 (VDE 0100-534): 2001-06 [3] liegtdann dem Anwender ein aufeinanderabgestimmtes Normenpaket vor, welchesalle Belange des Blitz- und Überspan-nungsschutzes behandelt.

Literatur[1] DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 Er-

richten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-44:Schutzmaßnahmen – Schutz bei Stör span nungenund elektromagnetischen Störgrößen – Ab-schnitt 443: Schutz bei Überspannungen infol-ge atmosphärischer Einflüsse oder von Schalt-vorgängen. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[2] DIN V VDE V 0100-534 (VDE V 0100-534):1999-04 Elektrische Anlagen von Gebäuden –Teil 534: Auswahl und Errichtung von Be-triebsmitteln – Überspannungs-Schutzeinrich-tungen. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[3] E DIN IEC 60364-5-53/A2 (VDE 0100-534):2001-06 Errichten von Niederspannungsanlagen– Teil 5: Auswahl und Errichtung elektrischerBetriebsmittel – Kapitel 53: Schaltgeräte undSteuergeräte – Hauptabschnitt 534: Überspan-nungs-Schutzeinrichtungen. Berlin · Offen-bach: VDE VERLAG

[4] DKE Deutsche Kommission ElektrotechnikElektronik Informationstechnik im DIN undVDE, Frankfurt/M.: www.dke.de

[5] IEC 60364-4-44:2001-08 Electrical Installa-tions of buildings – Part 4-44: Protection forsafety – Protection against voltage disturbancesand electromagnetic idsturbances. Genf/Schweiz:Bureau Central de la Commission Electrotech-nique Internationale (ISBN 2-8318-5847-X)

[6] DIN IEC 60038 (VDE 0175):2002-11 IEC-Norm -spannungen. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[7] Z DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2002-01(zurückgezogen) Errichten von Niederspannungs -anlagen – Teil 4: Schutzmaßnahmen – Kapitel 44:Schutz bei Überspannungen – Hauptabschnit 443:Schutz bei Überspannungen infolge atmosphä-rischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen.Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[8] DIN EN 60664-1 (VDE 0110-1):2008-01 Isola-tionskoordination für elektrische Betriebsmittelin Niederspannungsanlagen – Teil 1: Grund -sätze, Anforderungen und Prüfungen. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[9] DIN VDE 0184 (VDE 0184):2005-10 Über span -nungen und Schutz bei Überspannungen in Nie -der spannungs-Starkstromanlagen mit Wech -sel spannungen – Allgemeine grund legende In-formationen. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[10] DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11):2007-08Überspannungsschutzgeräte für Niederspannung– Teil 11: Überspannungsschutzgeräte für denEinsatz in Niederspannungsanlagen – Anfor-derungen und Prüfungen. Berlin ·Offenbach:VDE VERLAG

[11] DIN 57100 (VDE 0100):1973-05 Bestimmungenfür das Errichten von Starkstromanlagen mitNennspannungen bis 1000 V. Berlin ·Offen -bach: VDE VERLAG

[12] DIN EN 62305-1 (VDE 0185-305-1):2006-10Blitzschutz – Teil 1: Allgemeine Grundsätze.Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[13] DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4):2006-10Blitzschutz – Teil 4: Elektrische und elektroni-sche System in baulichen Anlagen. Ber-lin ·Offenbach: VDE VERLAG �

57• Heft 8/2008

Komponenten & Peripherie

Chronologische Entstehung der DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534)

Die nunmehr publizierte DIN VDE0100-534 (VDE 0100-534) ersetzt dieseit dem Jahr 1999 gültige VornormZ DIN V VDE V 0100-534 (VDE V 0100-534):1999-04 [4], die als sog. Blaudruckveröffentlicht worden ist. Eine Verab-schiedung dieser Vorschrift als gültigernationaler Standard war durch die gel-tenden Vereinbarungen zur internationa-len Normenarbeit nicht mehr möglich.

Die neue DIN VDE 0100-534 (VDE0100-534) gilt ab dem 1. Februar 2009.Für in Planung oder im Bau befindliche

Anlagen gilt eine Übergangsfrist bis zum1. Mai 2011. In dieser Übergangszeit darfauch noch die Vornorm DIN V VDE V0100-534 (VDE V 0100-534):1999-04angewendet werden.

Die DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534)basiert im Wesentlichen auf der im Jahr2002 verabschiedeten IEC 60364-5-53 Ed. 3:2001+A1:2002, Hauptab schnitt 534 „Devi-ces for protection against overvoltage“ [5].

Diese IEC-Norm wurde im Jahr 2001der deutschen Fachöffentlichkeit als nichtautorisierte deutsche Übersetzung E DINIEC 60364-5-53/A2 (VDE 0100-534):2001-06 (zurückgezogen) [6] erstmalsvorgestellt. Der Inhalt dieser IEC-Normwurde mit einigen Änderungen in das eu-

ropäische technische Regelwerk als Har-monisierungsdokument HD 60364-5-534übernommen. Die von diesem HD-Doku-ment abgeleiteten nationalen Normen dereuropäischen Länder müssen nichtzwangsläufig identisch sein. Bei der Über-nahme in das jeweilige nationale Nor-menwerk sind nationale Ergänzungen undPräzisierungen zulässig. Die im Februardieses Jahres erschienene DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) enthält nun diedeutsche Übernahme des europäischenHarmonierungsdokuments HD 60364-5 -534. Wenn nicht anders vermerkt, beziehtsich dieser Fachbeitrag grundsätzlich aufdie DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534)mit den nationalen Zusätzen für Deutsch-

land, den sog. Grauschattierungen, dienicht in der Originalfassung des Harmo-nisierungsdokuments (HD) enthalten sind.Im Nachfolgenden werden wesentlicheUnterschiede der bisher in Deutschlandfür die Auswahl und Errichtung von Über-spannungsschutzeinrichtungen maßgeb-lichen Vornorm aus dem Jahr 1999 [4] zurnun vorliegenden DIN VDE 0100-534(VDE 0100-534) dargestellt.

Normative Einordnung der DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534)

Bereits im zugehörigen nationalen Vor-wort wird die normative Einordnung derDIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) er-läutert. In der DIN VDE 0100-534

2 Heft S1/2009 •

Energy

Installationsvorschriften für Über -spannungsschutzeinrichtungen – Teil 2

Peter Zahlmann • Josef Birkl

Im ersten Teil [1] dieses zweiteiligen Beitrags wurde die seit Juni2007 in Kraft befindliche DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443) [2]vorgestellt. Der neue Teil 534 der DIN VDE 0100 (VDE 0100) istunter dem Ausgabedatum 2009-02 im Februar dieses Jahres ver -öffentlicht worden. Auch die DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) [3]wurde innerhalb der DKE im Arbeitskreis AK 221.2.2 „Schutz beiÜberspannungen“ federführend bearbeitet. Die beiden Autoren, Mit -arbeiter dieses Normenkreises, berichten im nachfolgenden Bei -trag über die wichtigsten Änderungen gegenüber den früherenAusgaben dieser Normen. Sie beschreiben die neuen Anforde -rungen, die sich aus den aktualisierten Installationsvorschriftenergeben und stellen einige prinzipielle Lösungen zur praktischenUmsetzung dieser normativen Anforderungen vor.

Dr.-Ing. Peter Zahlmann ist der fürdie Technik zuständige Geschäfts -

führer der Dehn + Söhne GmbH +Co. KG in Neumarkt (Oberpf).

E-Mail: peter.zahlmann@ technik.dehn.de

Dipl.-Ing. Josef Birkl ist Leiter derEntwicklungs-Laboratorien der

Dehn + Söhne GmbH + Co. KG inNeumarkt (Oberpf).

E-Mail: josef.birkl@technik.dehn.de

Bild 1. Mehrstufiger Einsatz von Über span nungsschutzeinrichtungen (ÜSE) für das TN-C-S-System

L1L2L3N

F1

PE

WhHAK

F2 F3

RCD

PEN

PAS örtliche PAS

Schutz nach IEC 60364-4-443/DIN VDE 0100-443

(VDE 0100-443):2007-06 [1]

Schutz nach DIN IEC 62305 (VDE 0185-305)

Hauptverteiler Unterverteiler EndgeräteBlitzstromableiter Überspannungsableiter

äuße

rer

Blitz

schu

tz

U U

(VDE 0100-534) werden Kriterien auf ge -führt, wie Überspannungsschutzeinrich-tungen, sowohl für den Überspannungs-als auch für den Blitzschutz, auszuwäh-len und zu installieren sind. Die Frage, obÜberspannungsschutzeinrichtungen ineiner elektrischen Anlage zu installierensind, wird hingegen in der ErrichternormDIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):

2007-06 [2] und in den Blitzschutznormender Reihe DIN EN 62305-x (VDE 0185-305-x) beantwortet. Dazu heißt es im na-tionalen Vorwort: „Die jeweiligen Anforde-rungen für die Anwendung oder Ausfüh-rung der Schutzmaßnahmen sind aber nachwie vor in getrennten Normen, nämlich DINVDE 0100-443 (VDE 0100-443) und DINEN 60305 (VDE 0185-305) festgelegt.“

Begriff „Überspannung-Schutzeinrichtungen (ÜSE)

In der DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) wird dabei ausschließlich der BegriffÜberspannung-Schutzeinrichtung mit derentsprechenden Abkürzung ÜSE verwen-det. Es wird darauf hingewiesen, dass inanderen Normen für solche Schutzeinrich-tungen auch die Begriffe Überspannungs -

3• Heft S1/2009

Energy

Tabelle 1. Anschluss von Überspannungs schutzeinrichtungen (ÜSE) entsprechend der Netzform

Anschlussschema Anschluss der Über spannungs -schutzeinrichtung (ÜSE)

Anwendung nachNetzform

HD 60364-5-534:2008-08DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2009-02

IEC 60364-5-53/A1:2002-06

national üblicheBenennung

optional zwischen Außen leiternund gefordert zwischenjedem…

Anschlussschema A Connection type 1 „3+0-Schaltung“ Außenleiter und PEN- bzw. PE-Leiter

TN-C IT ohne Neutralleiter

Anschlussschema B „4+0-Schaltung“ Außenleiter und PE-Leiter sowiezwischen Neutralleiter und PE-Leiter

TN-SIT mit Neutralleiter

Anschlussschema C Connection type 2 „3+1-Schaltung“ Außenleiter und Neutralleiter sowie zwischen Neutralleiter und PE-Leiter

TT TN-S IT mit Neutralleiter

4 Heft S1/2009 •

Energy

schutzgeräte (ÜSG) und das aus dem Engli-schen von „Surge Protective Device“ abge-leitete Akronym „SPD“ verwendet. In die-sem Beitrag wird die Schreibweise „Über-spannungsschutzeinrichtung“ verwendet.

Der Anwendungsbereich Wie bereits ausgeführt, werden in der

DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) An-forderungen für die Auswahl und Errich-tung von Überspannungsschutzeinrich-tungen (ÜSE) zur Begrenzung von tran-sienten Überspannungen beschrieben.Durch ÜSE soll eine Begrenzung vontransienten Überspannungen sicherge-stellt werden, um die Isolationskoordina-tion unter den Bedingungen, wie sie inDIN EN 60664-1 (VDE 0110-1):2008-01 [7]beschrieben sind, zu erfüllen. Die DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534) berück-sichtigt dabei transiente Überspannun-gen, die sowohl atmosphärischen Ur-sprungs sind als auch Schaltüberspan-nungen, die von Betriebsmitteln selbstinnerhalb der elektrischen Anlage er-zeugt werden. Dabei ist, im Gegensatz zurDIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443), ex-plizit auch der Schutz bei transientenÜberspannungen, die durch direkte Blitz-einschläge oder durch Blitzeinschläge inder unmittelbaren Umgebung eines durchein Blitzschutzsystem geschützten Gebäu-des verursacht werden, eingeschlossen.

Die Anforderungen der DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) gelten für Wechsel-stromnetze. Sie können aber, soweit an-wendbar, auch für den Einsatz von ÜSE inGleichstromnetzen herangezogen werden.

Die DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534)ist grundsätzlich auch bei der Auswahl undErrichtung von ÜSE für die Anwendungin Betriebsstätten, Räumen und Anlagenbesonderer Art, wie sie in der Gruppe 700der DIN VDE 0100 (VDE 0100) beschrie-ben sind, zu berücksichtigen, wenn nichtandere oder zusätzliche Festlegungen im

jeweils relevanten Teil 7xx der Reihe DINVDE 0100 (VDE 0100) enthalten sind.

So wird z. B. in der DIN VDE 0100-712(VDE 0100-712):2006-06 [8] noch zu-sätzlich auf den möglichen Einsatz vonÜSE auf der DC-Seite von Photovoltaik-(PV-)Stromversorgungssystemen einge-gangen. Dahingegen sind in der DINVDE 0100-717 (VDE 0100-717):2005-06[9] keine anderen oder zusätzlichen An-forderungen an die Auswahl und Errich-tung von ÜSE gegeben. Es gelten also fürdie elektrischen Anlagen auf Fahrzeugenoder in transportablen Baueinheiten, wiesie in dieser Norm beschrieben sind, un-eingeschränkt die Anforderungen der DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534).

Verwendung von Überspannungs -schutzeinrichtungen (ÜSE)

In diesem Abschnitt sind die grund-sätzlichen Entscheidungskriterien für diekorrekte Auswahl von ÜSE für den Blitz-schutzpotentialausgleich und auch fürden Überspannungsschutz festgelegt. Inelektrischen Anlagen, in denen der Einbau

von ÜSE nach den Kriterien von DINVDE 0100-443 (VDE 0100-443) notwen-dig ist, wird der Schutz bei Überspannungüblicherweise durch die Installation vonÜSE vom Typ 2 und wenn notwendigdurch den zusätzlichen Einbau von ÜSEvom Typ 3 sichergestellt. Dabei ist zu be-achten, dass in diesem Fall als Ursache derÜberspannungen ausschließlich indirekteund ferne Blitzeinschläge sowie Schalt-überspannungen berücksichtigt werden.

Soll hingegen die elektrische Anlageauch vor Auswirkungen von direktenBlitzeinschlägen oder Einschlägen in derNähe des Ver sorgungssystems, entspre-chend der Blitz schutznormen DINEN 62305-1 bis -4 (VDE 0185-305-1 bis-4), geschützt werden, dann ist der Ein-satz von ÜSE vom Typ 1 sowie von ÜSEvom Typ 2 und Typ 3 gefordert. Zusätz-lich ist auch die Forderung aufgenommenworden, den Einbauort von ÜSE anzuzei-gen, die in der ortsfesten elektrischen In-stallation, aber nicht innerhalb des Ver-teilers eingebaut sind, z. B. in einer Steck-dose.

Diese grundsätzlichen Entscheidungs-kriterien zur Verwendung von ÜSE warenin der Vornorm Z DIN V VDE V 0100-534(VDE V 0100-534) inhaltlich so bereitsenthalten. Es wurden jedoch die Nor-menbezüge und die Terminologie ange-passt und aktualisiert. Für die praktischeUmsetzung des Blitzschutzzonenkonzeptserfolgt ein Querverweis auf die entspre-chenden Blitzschutz normen. Die in derVornorm Z DIN V VDE V 0100-534(VDE V 0100-534) aufgeführte prinzi-pielle Darstellung der Schutzzoneneintei-lung in einem Gebäude ist in der DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534) aus for-malen Gründen nicht mehr enthalten.

Für ÜSE vom Typ 1 zum Zweck desBlitzschutzpotentialausgleichs wird alsEinbauort der „Speisepunkt der Anlage“also unmittelbar am Gebäudeeintritt der

Bild 3. Erdungsverbindung von ÜSE – a) ungünstig, b) günstig

L1L2L3

PEN

L1L2L3

PEN

x

l a

ungünstig

PASx

l b

günstig

y

a) b)

PAS

Bild 4. Anschluss von ÜSE vom Typ 1 imSammelschienenanschlussfeld des Zähler -platzes

Bild 2. Anschluss von ÜSE nach DIN VDE 0100-534(VDE 0100-534) für ein TN-System

3 Haupterdungsschieneoder Haupterdungs-klemme

4 Überspannungsschutz-einrichtung (ÜSE), dieeinen Schutzpegel ent-sprechend Überspan-nungskategorie IIsicherstellen

5 Erdungsverbindungder Überspannungs-schutzeinrichtung(ÜSE), entweder 5aoder 5b, je nachdemwelches die kürzesteVerbindung ist

6 BetriebsmittelF1 Überstromschutzein-

richtung am Speise-punkt der Anlage

F2 Vom Hersteller derÜberspannungsschutz-einrichtung (ÜSE) ge-forderte Überstrom-schutzeinrichtung

RA Erder (Erdungswiderstand) der AnlageRB Erder (Erdungswiderstand des

Versorgungssystems

PAS

U

RA3

5a

5b

RB

6

4

F1

F2

PEN

L1L2L3PEN

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elektrischen Versorgungsleitung gefor-dert. Dieser Einbauort entspricht in derRegel der Zonengrenze zwischen Blitz-schutzzone (Lightning Protection Zone)LPZ 0A und LPZ 1. Entsprechend desBlitzschutzzonenkonzepts können Lei-tungen, die in diese Zone eintreten, Blitz-teilströme führen. Am Schutzzonenein-tritt sind deshalb sog. Blitzstromableiter,also ÜSE vom Typ 1 zu installieren.

Als Speisepunkt der elektrischen Anla-ge entsprechend DIN VDE 0100-200(VDE 0100-200):2006-06 [10] werden inder Installationspraxis oft die Überstrom-schutzeinrichtungen des Hausanschlussesoder der Einspeistransformator angese-hen. Zur konsequenten Umsetzung derDIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) unddes Blitzschutzzonenkonzepts kann esdeshalb notwendig sein, dass ÜSE vomTyp 1 im ungezählten Bereich der elekt -rischen Gebäudeinstallation, also demHauptstromversorgungssystem, zu instal-lieren sind. Es sind dabei die zusätzlichenAnforderungen der entsprechenden VDN-Richtlinie [11] zu berücksichtigen.

In den sog. Grauschattierungen (Textegrau hinterlegt) wurden für Deutschlandergänzende Hinweise aufgenommen. Soz. B., dass insbesondere beim Einsatz vonÜSE vom Typ 1 zum Zweck des Blitz-schutzpotentialausgleichs die Vorgabender Blitzschutznormen DIN EN 62305-1(VDE 0185-305-1):2006-10 [12] undDIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) [13]von Bedeutung sind.

Auch wurde für Deutschland die zu-sätzliche Präzisierung aufgenommen,dass entsprechend der Produktnorm DINEN 61643-11 (VDE 0675-6-11):2007-08[14] die eingesetzten Überspannungs-schutzeinrichtungen (ÜSE) vom Typ 1 mitdem 10/350-μs-Impuls zu prüfen sind.

Auf die grundsätzliche Forderung desBlitzschutzzonenkonzepts, dass alle Lei-tungen und Kabel, die in eine individuel-le innere LPZ (Lightning Protection Zone)eintreten – also nicht nur die Nieder-spannungsanlage – mit ÜSE zu beschal-ten sind, wird mit einer entsprechendenAnmerkung eingegangen. Es wird ange-merkt, dass Schutzmaßnahmen auch für

alle anderen ankommenden Netzwerke,wie Telekommmunikations- und Signal-einrichtungen, notwendig sind.

Auch der Grundgedanke des Blitz-schutzzonenkonzepts, ein Gebäude, dasdie zu schützende elektrische Anlage ent-hält, entsprechend der Störfestigkeit derinstallierten elektrischen und elektroni-schen Betriebsmittel in mehrere aufein-ander folgende Zonen (LPZ) zu untertei-len, sodass der Bedrohungspegel mit demStörfestigkeitspegel der Betriebsmittelinnerhalb der jeweiligen Zone verträglichist, wird in Abschnitt 534.2.1 berücksich-tigt. „Um empfindliche Betriebsmittel zuschützen, können zusätzliche ÜSE not-wendig sein. Solche (zusätzlichen) ÜSEmüssen mit den vorgeschalteten ÜSE ko-ordiniert werden.“ Bild 1 zeigt beispiel-haft für ein TN-C-S-System die Errich-tung eines solchen mehrstufigen Über-spannungsschutzes.

Erweitert im Vergleich zur Vornormsind die Vorgaben zum Einbauort, wennder Einsatz von ÜSE entsprechend Krite-rien der DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-

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443) notwendig ist. In diesen Fällen be-lasten keine Blitzteilströme die elektrischeAnlage und somit ist ein Einbau von ÜSEvom Typ 2 „in der Nähe des Speisepunktsder Anlage oder in der Hauptverteilungs-anlage“ möglich.

Anforderungen zu Schirmung und Po-tentialausgleich und zur Dämpfung desabgestrahlten, elektrischen und magneti-schen Felds des Blitzes werden in der DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534) nichtbehandelt. Hier wird auf die entspre-chende Blitzschutznorm DIN EN 62305-4(VDE 0185-305-4):2006-10 [15] verwiesen.

Anschluss von Überspannungs -schutzeinrichtungen (ÜSE)

Im Abschnitt 534.2.2 der DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534) werdendie unterschiedlichen Einbauvariantenvon ÜSE entsprechend dem eingesetztenSystem nach Art der Erdverbindung(Netzsysteme) beschrieben. Das wichtigsteUnterscheidungsmerkmal ist dabei dasVorhandensein einer direkten Verbin-dung zwischen Neutralleiter und PE-Lei-ter am oder in der Nähe des Einbauortsder ÜSE. Für die unterschiedlichen In-stallationsvarianten wurden in der DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534) die neu-en europäischen Bezeichnungen An-

schlussschema A, B und C eingeführt.Unterschieden wird dabei zwischen ÜSE,deren Einbau für ein Anschlussschemazwingend gefordert ist und ÜSE, die op-tional noch zusätzlich installiert werdenkönnen. Tabelle 1 fasst die in Deutsch-land zulässigen Anschlussmöglichkeitenfür die am häufigsten vorkommendenNetzsysteme zusammen und die verwen-deten unterschiedlichen Bezeichnungenaus den Dokumenten HD 60364-5-534,DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) undIEC 60364-5-53/A1:2002-06 werden ge -gen übergestellt. Aufgeführt sind auch diein Deutschland üblichen Bezeichnungen,wie „3+1-Schaltung“, die in der bereitszitierten VDN-Richtlinie für den Einsatzvon ÜSE vom Typ 1 in Hauptstromver-sorgungssystemen ebenfalls verwendetwerden. Die Anforderungen an ÜSE fürdie einzelnen Anschlussschemata werdenim Weiteren beschrieben.

In einer nationalen Anmerkung zur Ta-belle 1 werden die Kriterien zur Anwen-dung der „3+1-Schaltung“ präzisiert. Sowird explizit ausgeführt, dass eine „3+1-Schaltung“ auch in TN-S-Systemen zuläs-sig ist. Hingegen ist in TT-Systemen die„3+1-Schaltung“ von ÜSE zwingend vor-geschrieben, um die Forderung nach eineradäquaten Schutzmaßnahme vor demFehlerstromschutzschalter einzuhalten(siehe dazu auch den Abschnitt zumSchutz bei indirektem Berühren). Zusätz-lich zum europäischen Normentext wurdein der deutschen Fassung auch das Krite-rium „in der Nähe des Einbauorts“ mit ei-nem Abstand von ≤0,5 m zwischen Ein-bauort der ÜSE und der direkten Verbin-dung Neutralleiter und PE-Leiter präzisiert.

Die ErdungsverbindungenEine weitere, für den Installateur von

ÜSE, wichtige Forderung zum effektiven

und normgerechten Anschluss von ÜSEbetrifft die Ausführung und Art der Er-dungsverbindung von ÜSE. Deren norm-gerechte Ausführung wird am Beispiel fürein TN-System durch Bild 2 erläutert. Iminformativen Anhang der DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) sind für das TN-,TT- und IT-System entsprechende Aus-führungsbeispiele dargestellt.

Im europäischen Harmonisierungsdo-kument (HD) wird dem Installateur dieprinzipielle Möglichkeit eingeräumt alsErdungsverbindung der ÜSE entwederdie im Bild 2 als Verbindung 5a bezeich-nete Leitung von der ÜSE zur Haupter-dungsschiene oder die als Verbindung 5bbezeichnete Leitungsführung von derÜSE zum PE-Leiter zu realisieren, jenachdem welche dieser beiden Verbin-dungen die kürzere ist. In einer nationa-len Anmerkung werden in Deutschlandfür ÜSE beide Erdungsleiter 5a und 5bverbindlich vorgeschrieben. Nicht ganzwiderspruchsfrei waren dazu die Vorga-ben der Vornorm Z DIN V VDE V 0100-534 (VDE V 0100-534):1999-04. So wur-den z. B. in dem als normativ klassifizier-ten Anhang A.1 beide Erdungsverbindun-gen dargestellt. Wohingegen in gleicherNorm nach Abschnitt 534.2.7 eine Ver-bindung zu der Haupterdungsschiene oderzum PE- bzw. PEN-Leiter zulässig war. DieVorgabe, dass beide Erdungsleiter 5aund 5b zu verlegen sind, ist so in der be-reits zitierten VDN-Richtlinie für den Ein-satz von ÜSE vom Typ 1 in Hauptstrom-versorgungssystemen enthalten.

Für die Umsetzung dieser formalenForderung nach zwei Erdungsverbindun-gen von der ÜSE zum Potentialausgleichund zum PE-Leiteranschluss auch in an-deren Installationsumgebungen, z. B. inNiederspannungsschaltanlagen, werdenzurzeit verschiedene praxisgerechte Lö-

Bild 5. Zulässiger Einsatz von ÜSE nach der Fehler -strom schutz einrichtung – Beispiel ÜSE vom Typ 2 nachRCD in Unterver teilung und ÜSE vom Typ 1 vor RCD inHauptverteilung

ÜSE für TV

ÜSE Typ 3

Alarm-anlage

RCD

5

ÜSE Typ 2

NTBA ISDN-Anlage

AP W

PAS4 B

HeizungÜSE Typ 1

ÜSE fürTK-Anlage

ÜSE fürHeizung(Typ 2)

Bild 6. Zulässiger Einsatz von ÜSE vom Typ 1 nach einer Fehlerstrom schutz ein richtung beiÜberspannungen von der Lastseite – Beispiel Außenleuchte in der Blitzschutzzone 0A

LPZ 0A

Radius der Blitzkugel

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sungen diskutiert. Dabei darf jedoch nichtder technische Hintergrund und das da-mit einhergehende grundlegende Schutz-ziel aus den Augen verloren werden, dassfür diese aufwendigere Installationsvor-gabe in der DIN VDE 0100-534 (VDE0100-534) zugrunde gelegt worden ist.Allgemeines Schutzziel ist dabei immerein möglichst niedriger Schutzpegel fürdas zu schützende Endgerät oder die zuschützende elektrische Anlage. Diesesgrundlegende Schutzziel ist aus den Bil-dern 3a u. 3b ersichtlich. Der aus derSicht des zu schützenden Geräts niedrigs -te Schutzpegel ergibt sich, wenn Er-dungsleiter 5a und Schutzpotentialaus-gleichsleiter 5b angeschlossen sind. Fürden am Endgerät tatsächlich auftretendenSchutzpegel ist dann der Abstand zwi-schen Haupterdungsschiene und Einbau-ort der ÜSE nachgeordnet. Darüber hinauswird durch die Blitzstromaufteilung ver-hindert, dass durch hohe Blitzteilströmeund die damit einhergehenden dynami-schen Beanspruchungen der Hauptpoten-tialausgleichsleiter zu stark belastet wird.

Die praktische Umsetzung dieser Vor-gaben ist in Bild 4 dargestellt. Die ÜSEvom Typ 1 ist direkt auf dem Sammel-schienenanschlussfeld des Zählerplatzesaufrastbar. Damit werden einfach undschnell die nach Abschnitt 534.2.2 gefor-derten beiden Erdungsverbindungen 5aund 5b erstellt und die Länge der An-schlussleitungen reduziert.

Auswahl von Überspannungs -schutzeinrichtungen (ÜSE)

Die grundsätzliche Forderung nachAbschnitt 534.2.3, dass ÜSE der derzeitgültigen Produktnorm DIN EN 61643-11(VDE 0675-6-11):2007-08 „Überspan-nungsschutzgeräte für den Einsatz inNiederspannungsanlagen“ entsprechenmüssen, war bereits in der Vergangen-heit ebenfalls ein unbedingtes Muss. Fürden Installateur lässt sich diese Bedin-gung nur sehr schwer überprüfen. Ver-wendet er ausschließlich Schutzgeräte,die das Prüfzeichen einer unabhängigenZertifizierungsstelle, wie VDE Prüf- undZertifizierungsinstitut [16] oder KEMA[17], tragen, ist die Forderung per se er-füllt. Die Normenkonformität der Gerä-te wird nach außen sichtbar dokumen-tiert.

Schutzpegel Up von Über span nungs -schutzeinrichtungen (ÜSE)

ÜSE sind nach Abschnitt 534.2.3.1 imHinblick auf den ausgewiesenen Schutz-pegel Up in Übereinstimmung mit der Be-messungsstehstoßspannung nach Tabel-

le 1 von DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443) auszuwählen. Dieser Anspruch warbereits in der Vorgängernorm so formu-liert. Ergänzend wird nun gefordert, dassder Schutzpegel die Spannungswerte fürdie Überspannungskategorie II nichtüberschreiten darf. Diese Forderung giltfür alle in Tabelle 1 aufgeführten An-schlussvarianten. Das heißt, für die An-wendung in 230/400-V-Anlagen dürfenalle verwendeten ÜSE vom Typ 1, Typ 2und Typ 3 einen Schutzpegel von 2,5 kVnicht überschreiten. Die Bemessungssteh-stoßspannung nach DIN VDE 0100-443(VDE 0100-443) beschreibt die Steh-stoßspannungsfestigkeit von Betriebsmit-teln zwischen den aktiven Leitern und PE.Um den Schutz von Betriebsmitteln auchbei Überspannungen, die zwischen denaktiven Leitern auftreten, sicherzustellen,sollte darüber hinaus, wie in der DINCLC/TS 61643-12 (VDE V 0675-6-12):2007-10 [18] ausgeführt wird, der Wertdes Schutzpegels der ÜSE auch entspre-chend der nach DIN EN 61000-4-5(VDE 0847-4-5):2007-06 [19] geprüftenStörfestigkeit des Betriebsmittels ausge-wählt werden.

Höchste Dauerspannung UC vonÜberspannungsschutzein-richtungen (ÜSE)

Ein wichtiges Auswahlkriterium vonÜSE ist die korrekte Auswahl der Ablei-terbemessungsspannung. Entsprechendder Produktnorm DIN EN 61643-11(VDE 0675-6-11):2007-08 wird die Ab-leiterbemessungsspannung einer ÜSEdurch die höchste Dauerspannung UC, al-so dem höchsten Effektivwert der Wech-selspannung, die dauernd an den Schutz-pfaden der ÜSE angelegt werden darf, ge-kennzeichnet. Die höchste Dauerspan-nung UC muss dabei mindestens derhöchsten Dauerspannung des Versor-gungssystems (nach DIN EN 61643-11(VDE 0675-6-11) mit UCS bezeichnet)entsprechen. Es gilt also: UC (höchsteDauerspannung der ÜSE) ≥ UCS (höchsteDauerspannung des Versorgungssystems).

Tabelle 2 fasst diese Grundforderungfür die verschiedenen Anschlusspfadevon ÜSE und die unterschiedlichen Netz-formen des Verteilnetzes zusammen. Ta-belle 2 ist inhaltlich identisch mit der Ta-belle 53C der DIN VDE 0100-534(VDE 0100-534). Die darin gefordertenMindestwerte für UC decken sich im We-sentlichen mit den Anforderungen derVornorm. Jedoch wurde in der Vornormnoch nicht zwischen den unterschied-lichen Anschlusspfaden von ÜSE unter-schieden.

Verhalten der Überspannungs -schutz einrichtungen (ÜSE) beizeitweiligen Überspannungen

Im Abschnitt 534.2.3.3 werden Hin-weise zur Auswahl von ÜSE im Hinblickauf zeitweilige Überspannungen gege-ben. Als Bezeichnung für temporäreÜberspannungen ist auch das englischeAkronym TOV (abgeleitet von Tempora-ry Overvoltage) gebräuchlich. Es be-zeichnet jene betriebsfrequenten Über-spannungen, die in Niederspannungsan-lagen aufgrund von Fehlern im Hoch-(Mittel-)spannungsnetz oder aufgrundvon Fehlern im Niederspannungsnetzselbst auftreten können. Die DINVDE 0100-442 (VDE 0100-442):2007-06[20] beschreibt Grenzwerte für die Größeund die Dauer der betriebsfrequenten Be-anspruchungsspannung von Niederspan-nungsbetriebsmitteln. Ableiter, die ent-sprechend der Produktnorm DINEN 61643-11 (VDE 0675-6-11) entwi-ckelt und nach den Einbauanweisungendes Herstellers eingebaut wurden, sind soausgelegt, dass diese Schutzeinrichtungenbei den zu erwartenden temporären Über-spannungsbelastungen (TOV) ein „akzep-tables“ Verhalten aufweisen. In der Pro-duktnorm sind umfangreiche Prüfproze-duren enthalten, die das Verhalten derÜSE bei TOV-Beanspruchungen untersu-chen. ÜSE werden dabei nach einer ent-sprechenden TOV-Charakteristik einge-teilt:• „Sicheres Ausfallverhalten bei TOV“:

Der Ableiter darf bei der TOV-Bean-spruchung definiert ausfallen. Es darfjedoch keine Gefährdung von der aus-gefallenen ÜSE ausgehen. Es ist nach-zuweisen, dass bei und nach der zeit-weiligen Überspannung keine Brand-

gefahr besteht, keine spannungsfüh-renden Teile berührbar sind und dasÜSE wirksam vom Niederspannungs-system abgetrennt worden ist.

• „TOV-Festigkeit“: Der Ableiter hält derTOV-Beanspruchung Stand und istnach der betriebsfrequenten Überspan-nung noch voll funktionsfähig.

Um den Schutz bei indirektem Berührenunter allen Bedingungen sicherzustellen,wird in einer nationalen Anmerkung ex-plizit für ÜSE, die entsprechend der Her-stellerangaben in TT-Systemen zwischenNeutralleiter und PE-Leiter vor derHaupt-Fehlerstromschutzeinrichtung ein-gebaut sind, die Charakteristik „TOV-Fes-tigkeit“ gefordert. Diese Anforderung anein ÜSE ist so auch in der aktuellen Pro-duktnorm für ÜSE enthalten. Bei ÜSE, dieein entsprechendes Prüfzeichen, wie dasVDE-Zeichen tragen, kann der Installa-teur davon ausgehen, dass diese Anfor-derung erfüllt wird.

Nennableitstoßstrom In und Blitz -stoßstrom Iimp von Über spannungs -schutzeinrichtungen

Neu formuliert wurden im Ab-schnitt 534.2.3.4 die Vorgaben bezüglichdes Mindestableitvermögens von ÜSE.Für ÜSE vom Typ 2, beim Einsatz nachden Kriterien von DIN VDE 0100-443(VDE 0100-443), wird dabei ein Nenn -ableitstoßstrom In von mindestens 5 kAbei 8/20 μs gefordert. Für ÜSE vom Typ 2,eingebaut zwischen Neutralleiter und PE-Leiter in einer „3+1-Schaltung“, muss derNennableitstoßstrom In bei Drehstrom-systemen mindestens 20 kA bei 8/20 μsund bei Wechselstromsystemen mindes-tens 10 kA bei 8/20 μs betragen. Bei ÜSEvom Typ 1 ist grundsätzlich das erforder-liche Blitzstoßstromableitvermögen durcheine Berechnung der Blitzstromaufteilunginnerhalb des Gesamtsystems nach denRegeln der Blitzschutznormen der ReiheDIN EN 62305-305-x (VDE 0185-305-x)

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Energy

Tabelle 2. Geforderte Mindestwerte der höchsten Dauerspannung UC von ÜSE abhängig von der Netzform des Verteilnetzes und vomAnschlusspfad (=Schutzpfad) der ÜSE

ÜSE

Überstrom-schutzein-richtung 1

Endgerät/Installation

S2S3

S

UÜSE

Überstrom-schutzein-richtung 2

Endgerät/InstallationS2

S3

S

U

S1

a) b)

Bild 7. Anschlussleitungen einer ÜSE – a) Überstrom-Schutzeinrichtung 1 ist in der Anlagedem Stromkreis vorgeschaltet, in dem die ÜSE eingebaut ist, b) Überstrom-Schutzeinrichtung 2 ist im Pfad der ÜSE eingebaut

Anschlusspfad der ÜSE

TT-System TN-C-System TN-S-System IT-System mit mitgeführtem Neutralleiter

IT-System ohnemitgeführtemNeutralleiter

Anschluss L–N 1,1 · U0 NA 1,1 · U0 1,1 ·U0 NA

Anschluss L–PE 1,1 · U0 NA 1,1 · U0 U 1,1 ·U

Anschluss N–PE U0*) NA U0

*) U0*) NA

Anschluss L–PEN NA 1,1 ·U0 NA NA NA

Anschluss L–L 1,1 · U 1,1 · U 1,1 ·U 1,1 ·U 1,1 ·U

U0 kennzeichnet die Systemnennspannung, entspricht also dem Effektivwert der Wechselspannung zwischen Außenleiter und Neutralleiterdes Niederspannungsnetzes

U kennzeichnet den Effektivwert der Wechselspannung zwischen Außenleiter und Außenleiter des Niederspannungsnetzes;NA dieser Anschlusspfad der ÜSE ist im entsprechenden System nicht anwendbar *) diese Werte beziehen sich bereits auf die Bedingungen im ungünstigsten Betriebsfall, deshalb wird die Toleranz von 10 % nicht

berücksichtigt

U U= ⋅3 0

nachzuweisen. Wenn der Blitzstoßstromwertdurch die üblichen Verfahren nicht ermitteltwerden kann, gilt für jeden Schutzpfad einMindestwert für das Blitzstromableitvermö-gen Iimp von 12,5 kA bei 10/350 μs. Auchenthält die Norm für ÜSE vom Typ 1, ein-gebaut zwischen Neutralleiter und PE-Leiterin einer „3+1-Schaltung“, noch zusätzlicheAnforderungen. Bei Drehstromsystemenmuss das Blitzstromableitvermögen Iimp sol-cher ÜSE vom Typ 1 mindestens 50 kA bei10/350 μs und bei Wechselstromsystemenmindestens 25 kA bei 10/350 μs betragen.Keine Vorgaben werden zum Mindestab-leitvermögen für ÜSE vom Typ 3 gemacht.

Die KurzschlussstromfestigkeitIm Abschnitt 534.2.3.5 werden Vorga-

ben zur Kurzschlussstromfestigkeit undzum ausgewiesenen Folgestromlöschver-mögen von ÜSE gemacht. Es besteht dieprinzipielle Forderung, dass die Kurz-schlussstromfestigkeit von ÜSE dem amEinbauort der ÜSE zu erwartenden Kurz-schlussstrom entsprechen muss. DieseForderung gilt für die Kombination von

ÜSE und der vom Hersteller ausgewiese-nen Überstromschutzeinrichtung. Fürspannungsschaltende ÜSE, also ÜSE aufFunkenstreckenbasis, muss zusätzlich einFolgestromlöschvermögen ausgewiesenwerden. DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11) definiert die Folgestromlöschfähig-keit Ifi als den unbeeinflussten Kurz-schlussstrom einer ÜSE, der von der ÜSEnoch selbstständig unterbrochen werdenkann. Die Folgestromlöschfähigkeit mussebenfalls mindestens dem am Einbauortzu erwartenden Kurzschlussstrom ent-sprechen. Für ÜSE, die zwischen Neutral-leiter und PE-Leiter angeschlossen sind,gelten, abhängig vom Netzsystem, fol-gende Vorgaben an das Folgestromlösch-vermögen:• TT- oder TN-System: Ifi ≥ 100 A,• IT-Systeme: Ifi ≥ Kurzschlussstrom am

Einbauort zwischen Außenleiter undNeutralleiter.

Koordination von ÜSEDer Begriff „koordinierter Überspan-

nungsschutz“ wird in der Normenwelt

nicht eindeutig beschrieben. Die in Ab-schnitt 534.2.3.6 beschriebene Koordina-tion von ÜSE bezieht sich ausschließlichauf deren energetische Koordination. So-bald zwei oder mehr ÜSE hintereinandergeschaltet werden, muss die energetischeKoordination der ÜSE geprüft werden.Die energetische Koordination ist erreicht,wenn für alle Impulsströme der Anteil derEnergie für jedes Schutzgerät gleich oderkleiner ist, als es seiner energetischen Be-lastbarkeit entspricht. Die energetischeKoordination kann entweder mit einerelektrischen Prüfung nach DIN CLC/TS 61643-12 (VDE V 0675-6-12) be-stimmt werden oder auf Basis der techni-schen Daten vom Hersteller der Ableiter.

Nach DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) müssen dem Errichter und Planervon Niederspannungsanlagen die not-wendigen Angaben zur energetischenKoordination von ÜSE, wie Mindestab-stände zwischen einzelnen ÜSE, vomHersteller der Überspannungsschutzein-richtung in der Produktdokumentationvorgegeben werden.

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Fehlerschutz (Schutz beiindirektem Berühren)

Im Abschnitt 534.2.5 ist die Forde-rung verankert, dass der Fehlerschutz(Schutz bei indirektem Berühren), wie inDIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 [21] definiert, auch im Fall ei-nes Fehlers der ÜSE wirksam bleibenmuss. Die grundsätzliche Forderungnach DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410) lautet: „… eine Schutzeinrichtungmuss im Fall eines Fehlers vernachläs-sigbarer Impedanz zwischen demAußenleiter und einem Körper … dieStromversorgung zu dem Außenleiter …in der geforderten Abschaltzeit automa-tisch unterbrechen.“

Für die einzelnen Netzformen werdendabei im Abschnitt 534.2.5 verschiedeneInstallationsvorgaben gemacht:• In TN-Systemen darf diese Anforde-

rung im Allgemeinen durch die Über-stromschutzeinrichtung auf der Ver-sorgungsseite (Eingangsseite) der Über-spannungsschutzeinrichtung (ÜSE) alserfüllt angesehen werden. In den Prü-fungen nach dem Produktstandard DINEN 62305-4 (VDE 0675-6-11) wird diedazu notwendige Kurzschlussfestigkeitder ÜSE entsprechend der in DINVDE 0100-410 (VDE 0100-410) zuläs-sigen max. Abschaltzeiten nachgewie-sen.

• Für TT-Systeme sind im europäischenHarmonisierungsdokument HD 60364-5-534 zwei alternative Möglichkeitenaufgeführt, die Anforderungen nachDIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410)zu erfüllen:a) Installation von ÜSE auf der Aus-

gangsseite (Lastseite) einer Fehler-stromschutzeinrichtung (RCD). Dieseallgemeine Installationsvariantesteht jedoch im Widerspruch zur na-tionalen Einschränkung, dass dasErrichten von Überspannungs-schutzeinrichtungen (ÜSE) vomTyp 1 und ÜSE vom Typ 2 nach ei-ner Fehlerstromschutzeinrichtung(RCD) nicht zulässig ist. Nähere Er-läuterungen dazu werden im nach-stehenden Abschnitt gegeben.

b) Installation von ÜSE auf der Ein-gangsseite einer Fehlerstromschutz-einrichtung. Für die Installation vonÜSE in TT-Systemen auf der Ein-gangsseite eines RCD wird wegen einesmöglichen Fehlers der ÜSE zwischenNeutralleiter und PE-Leiter die Ein-haltung der Erdungsbedingungennach DIN VDE 0100-410 (VDE0100-410), Ab schnitt 411.4.1 gefor-dert.

Errichten von Überspannungs -schutz einrichtungen zusammenmit Fehlerstromschutzeinrichtungen

In Abschnitt 534.2.6 des europäischenHD-Dokuments ist festgelegt, dass ÜSEnur auf der Ausgangsseite von Fehler-stromschutzeinrichtungen errichtet wer-den dürfen, wenn eine zeitverzögerteFehlerstromschutzeinrichtung, (z. B. derBauart S) oder eine Fehlerstromschutz-einrichtung ohne Zeitverzögerung mit je-weils einer Stoßstromfestigkeit von min-destens 3 kA bei 8/20 μs verwendet wird.

Für Deutschland wurde diese Anforde-rung weiter eingeschränkt. AllgemeinesSchutzziel ist es, das Fließen von Blitzteil-strömen und hohen Impulsströmen überein RCD möglichst zu begrenzen, um damitdas mögliche Verschweißen der Schalt-kontakte eines RCD oder die mögliche Zer-störung eines RCD zu vermeiden. Deshalbgilt für Deutschland die allgemeine Aussa-ge, „das Errichten von Überspannungs-schutzeinrichtungen ÜSE vom Typ 1 undÜSE vom Typ 2 nach einer Fehlerstrom-schutzeinrichtung (RCD) ist nicht zulässig“.

Für diese strikte Vorgabe sind in dernationalen Ergänzung zwei Ausnahmenvorgesehen:• Der Einsatz von ÜSE vom Typ 1 und

ÜSE vom Typ 2 nach einer Fehler-stromschutzeinrichtung ist zulässig,wenn bereits Überspannungsschutzein-richtungen vom Typ 1 oder Typ 2 inEnergieflussrichtung vor dieser Fehler-stromschutzeinrichtung installiert sind.Die praktische Umsetzung dieser An-forderungen wird am Beispiel einesWohngebäudes im Bild 5 dargestellt.So ist es z. B. zulässig, nach einem RCDin der Unterverteilung einen Überspan-nungsableiter vom Typ 2 einzubauen,wenn durch den in der Hauptvertei-lungsanlage bereits installierten Über-

spannungsableiter vom Typ 1 verhin-dert wird, dass Blitzteilströme und ho-he Impulsströme über die RCD fließen.

• Der Einsatz von ÜSE vom Typ 1 undÜSE vom Typ 2 nach einer Fehler-stromschutzeinrichtung ist auch für je-ne Anwendungsfälle zulässig, bei de-nen mit Überspannungen von der Last-seite der RCD gerechnet werden muss.Als Beispiel für eine solche Installationzeigt Bild 6 eine Außenleuchte in derBlitzschutzzone 0A.

Es wird darüber hinaus auch darauf hin-gewiesen, dass ÜSE nur auf der Aus-gangsseite von Fehlerstromschutzein-richtungen errichtet werden dürfen, wennes sich dabei um zusätzliche ÜSE (vor-nehmlich ÜSE vom Typ 3) handelt, dieeingebaut sind, um empfindliche Be-triebsmittel zu schützen.

Messung des IsolationswiderstandsNach Abschnitt 534.2.7 müssen ÜSE,

die im Einspeisebereich einer elektrischenAnlage oder im Stromkreisverteilerbe-reich eingebaut sind (üblicherweise ÜSEvom Typ 1 und Typ 2) während der Mes-sung des Isolationswiderstands der Anla-ge nach DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600):2008-06 [22] getrennt werden,wenn sie für die bei der Messung des Iso-lationswiderstands angewendete Span-nung nicht ausgelegt sind. ÜSE jedoch,die z. B. für den Einbau in einer Steckdo-se oder in einem Leitungskanal vorgese-hen sind, müssen so ausgelegt sein, dasseine Messung des Isolationswiderstandsmit angeschlossenem ÜSE möglich ist. Dabei solchen Einbauorten eine Trennungder ÜSE während der Messung des Isola-tionswiderstands nicht praxisgerecht ist.Nach DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600) müssen also ÜSE, die in Stromkrei-sen mit einer Nennspannung bis ein-

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Energy

Bild 8. Schutzpegel am Endgerät bei zunehmender Gesamtanschlusslänge

Stoßstrom

UL1

UÜSG

UL2L2

L1

ÜSG

Uges=UL1+UL2

+UÜSG

Up

3

–0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5kV

6

–1

0

1

2

3

4

5kA

i

0 5 10 15 20 25 30 35 40 μs 50t

Stoßstrom 5 kA (8/20 μs)2 m Anschlussleitung1 m Anschlussleitung0,3 m Anschlussleitung„idealer“ Anschluss

U

schließlich 500 V eingebaut sind, einerMessgleichspannung von 500 V widerste-hen. Die DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600) eröffnet dabei noch die Möglichkeit,z. B. bei Steckdosen mit eingebauter ÜSE,die Messgleichspannung zur Isolations-messung für den betrachteten Stromkreisauf 250 V herabzusetzen.

Die Hersteller von ÜSE geben in ihrerProduktdokumentation Hinweise zur Iso-lationsmessung. Um mögliche Installa-tionsfehler, d. h. ein Vergessen desWiederanschließens der ÜSE zu vermei-den, sind moderne ÜSE modular aufge-baut. Es ist nur das steckbare Oberteil ab-zuziehen. Ein Abklemmen der ÜSE ist so-mit nicht mehr notwendig.

Statusanzeige von ÜSE Neu ist die Forderung von Ab-

schnitt 534.2.8, dass eine Anzeige erfol-gen muss, falls eine ÜSE keinen Schutzmehr bei Überspannung bietet. DieserFall kann auftreten, wenn eine fehler-hafte ÜSE aufgrund von Alterung oderÜberlastung durch eine interne Abtrenn-vorrichtung oder durch eine externeSchutzeinrichtung von der elektrischenAnlage abgetrennt worden ist. Diese An-zeige kann durch die ÜSE selber oderdurch eine gesonderte Schutzeinrich-tung, z. B. einer der ÜSE zugeordnetenSicherung, erfolgen. ÜSE bieten auchdie Möglichkeit, diese Anzeige über eineFernsignalisierung in eine übergeordne-te Überwachungseinrichtung einzubin-den.

Schutz bei Überströmen und denFolgen eines Fehlers an Über -spannungsschutzeinrichtungen

In der Regel wird nach Ab-schnitt 534.2.4 der Schutz bei Überströ-men und den Folgen eines Fehlers anÜberspannungsschutzeinrichtungendurch eine vorgeordnete Überstrom-schutzeinrichtung sichergestellt. VomHersteller der Überspannungsableiterwerden dabei unter Berücksichtigung derKurzschlussfestigkeit der ÜSE Vorgabenfür den max. empfohlenen Bemessungs-wert des netzseitigen Überstromschutzesgegeben. Die Überstromschutzeinrichtungkann entweder eine externe Sicherungsein (Teil der elektrischen Anlage) oderbereits in der Überspannungsschutzein-richtung integriert sein. Auf eine separa-

te Überstromschutzeinrichtung imSchutzpfad der Überspannungsschutzein-richtung kann dabei verzichtet werden,wenn die Kennwerte der in der elektri-schen Anlage vorgeschalteten Sicherungeine Kombination mit dem Überspan-nungsableiter erlauben. Diskutiert wird indiesem Abschnitt auch die Selektivität dereinzelnen Schutzeinrichtungen:• Eine separate Schutzeinrichtung im

Pfad der Überspannungsschutzeinrich-tung, wie in Bild 7b dargestellt, erhöhtdie Versorgungssicherheit, da beimAuslösen dieses Schutzorgans die An-lage nicht vom Netz getrennt wird. Dieangeschlossenen Betriebsmittel sindnicht mehr bei weiteren Überspannun-gen geschützt: Vorrang der Versor-gungssicherheit.

11• Heft S1/2009

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Tabelle 3. Querschnitt der Anschluss leitungen zu ÜSE

Abschnitt 534.2.4

Verbindung S1 und S2 Überspannungsschutzein-richtung mit Überstrom-schutzeinrichtung

Leiterquerschnitt auslegennach max. möglichem Kurz-schlussstrom

Abschnitt 534.2.4

Verbindung S1, S2 und S3

≥ 4 mm2 Cu oderleitwertgleich

Querschnitt S der Außenleiter ≥ 4 mm2

mindestens Querschnitt derAußenleiter

Querschnitt S der Außenleiter <4 mm2

Nationale Anmerkung: NurErdleiter S3

16 mm2 Cu oder leitwert-gleich für ÜSE vom Typ 1

Blitzschutzsystem vorhanden

• Falls die Überstromschutzeinrichtungin der Anlage dem Stromkreis vorge-schaltet ist, in dem der Überspan-nungsableiter installiert ist, wie inBild 7a dargestellt, dann kann ein Aus-lösen dieser Sicherung eine Versor-gungsunterbrechung zur Folge haben:Vorrang des Überspannungsschutzes.

Ziel eines innovativen Überspannungs-schutzkonzepts sollte sein, die in Ab-schnitt 534.2.4 beschriebene Kombinationvon Vorrang der Versorgungssicherheitund Vorrang der Aufrechterhaltung desSchutzes bei Überspannung sicherzustellen.

Anschlussleitungen zu Über -spannungsschutzeinrichtungen

Die Anschlussleitungen zu ÜSE umfas-sen nach Abschnitt 534.2.9 die Verbin-dungen der ÜSE mit den aktiven Leitern(Außenleiter und/oder Neutralleiter) derAnlage und die Erdungsverbindung vonder ÜSE zu der Haupterdungsschiene undzum Schutzleiter (PEN-Leiter, oder PE-

Leiter). Um dabei die verschiedenen Ver-bindungsleitungen, auf die in unter-schiedlichen Abschnitten der Norm ver-wiesen wird, eindeutig zuzuordnen, wur-den für diesen Fachbeitrag in den Bil-dern 7a und 7b die einzelnen Leitungszü-ge wie folgt bezeichnet:S „…Außenleiter des dazugehöri-

gen Strom kreises“ – nach Ab-schnitt 534.2.10

S1 „…Leitungen, die die Überstrom-schutzeinrichtungen mit denAußenleitern verbinden …“ –nach Abschnitt 534.2.4

S1+S2 „…Verbindungsleitungen von ak-tiven Leitern (Außenleiter und/oder Neutralleiter) zu den ÜSE…“– nach Abschnitt 534.2.9

S3 „…von den ÜSE zu der Haupter-dungsschiene/Haupt erdungs -klemme oder zum Schutzleiter(PEN-Leiter oder PE-Leiter)…“ –nach Abschnitt 534.2.9; „… Er-dungsverbindungen der ÜSE…“ –nach Anhang A bis D

Die Bilder 7a und 7b wurden dabei denBildern 53A und 53B der DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) entlehnt und zeigendie bereits beschriebenen zwei grundle-genden Arten der Kombination von Über-stromschutzeinrichtung und Überspan-nungsschutzeinrichtung:• Überstromschutzeinrichtung 1 ist in der

Anlage dem Stromkreis vorgeschaltet,in dem die ÜSE eingebaut sind,

• Überstromschutzeinrichtung 2 ist imPfad der ÜSE eingebaut.

Über den notwendigen Querschnitt, diemax. zulässige Länge und die Verlegeartdieser Anschlussleitungen werden an ver-schiedenen Stellen der Norm Aussagengemacht, die nachfolgend zusammenge-fasst werden.

Der AnschlussquerschnittAbschnitt 534.2.4 beinhaltet die allge-

meine Vorgabe, dass „der Leiterquer-schnitt der Leitungen, die die Überstrom-schutzeinrichtungen mit den Außenleiternverbinden, nach dem max. möglichenKurzschlussstrom auszulegen sind“. Essind dabei auch die Bestimmungen derDIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430):1991-11 [23] zu beachten.

Tabelle 3 fasst die Anforderungen, diein verschiedenen Kapiteln von DIN VDE0100-534 (VDE 0100-534) an den Quer-schnitt der Anschlussleitungen von ÜSEgestellt werden, zusammen.

In einer nationalen Anmerkung desAbschnitts 534.2.10 wird darauf hinge-wiesen, dass bei der Auswahl der An-schlussleitungen neben den elektrischen

Parametern (zu Kupfer leitwertgleicherQuerschnitt) auch die mechanischen Ei-genschaften (mechanische Festigkeit derAnschlussleitungen und insbesondere derErdungsleitung von ÜSE vom Typ 1) zuberücksichtigen sind.

Gesamte Länge der Anschluss leitungen

Intensiv diskutiert wurde in den Nor-mengremien die Frage der max. zulässigengesamten Anschlusslänge von ÜSE. Die„gesamte Anschlusslänge“ umfasst dabeidie Summe der Einzelleitungen S2+S3beim Einbau nach Bild 7a und S1+S2+S3beim Einbau entsprechend Bild 7b.

Bild 8 illustriert sehr anschaulich diegrundlegende Aussage, dass mit zuneh-mender Anschlusslänge die Wirksamkeiteiner ÜSE reduziert wird. Dargestellt wirddabei für einen Stoßstrom von 5 kA bei8/20 μs der tatsächlich am zu schützen-den Endgerät max. anstehende Span-nungswert bei zunehmender Länge derAnschlussleitungen.

Zu der Begrenzungsspannung desSchutzgeräts addiert sich noch der dyna-mische Spannungsfall an der Impedanzder Anschlussleitung. Zu berücksichtigenist dabei die Gesamtanschlusslänge dieserLeitungen, also die Länge der Verbindungder ÜSE mit deren vorgelagerter Über-stromschutzeinrichtung und die Länge derErdungsverbindung. Dies kann unter Um-ständen trotz einer installierten ÜSE zu ei-ner Überlastung dieses Betriebsmittels füh-ren. Aus diesem Grund wird in der DINVDE 0100-534 (VDE 0100-534) wie auchschon in der Vornorm als empfohlene Ge-samtanschlusslänge ein Wert von ≤0,5 mgenannt. Neu aufgenommen wurde einverbindlicher Wert der Gesamtanschluss-länge von ≤1,0 m, der auf keinen Fallüberschritten werden darf. Damit wurdenauch die Gegebenheiten in Niederspan-nungsschaltanlagen berücksichtigt. Dadort aufgrund der mechanischen Abmaßeund damit einhergehend aufgrund der Ab-stände zwischen den Stromschienen fürdie aktiven Leiter und der Stromschienefür den Schutzleiter eine Gesamtan-schlusslänge von ≤0,5 m nicht realisierbarist. Um auch in einem solchen Installa-tionsumfeld die normativen Vorgaben zuerfüllen, kann als Anschlussschema der V-förmige Zweileiteranschluss, wie in Bild 9dargestellt, angewendet werden. In diesemBeispiel werden für die Verbindungen derÜSE mit den aktiven Leitern keine separa-ten Leitungsabzweige zum Anschluss derÜberspannungsschutzeinrichtung verwen-det. Die Länge der Erdungsverbindung derÜSE kann dann bis zu 1 m betragen.

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Energy

Bild 10. Installation einer ÜSE in einer Niederspannungs -schaltanlage

Bild 9. V-förmiger Zweileiteranschluss einer ÜSE

ÜSEU

Überstrom-schutzeinrichtung

Endgerät/Installation

Hauptpotential-ausgleichsschieneoder -klemmeoder Schutzleiter-klemme

c ≤ 1,0 m c

13

Eine innovative Umsetzung für die In-stallation eines ÜSE in Niederspannungs-schaltanlagen ist die Direktmontage desAbleiters auf der Sammelschiene für PEN-oder N-Leiter, wie im Bild 10 gezeigt.

AusblickDie DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534)

gibt dem Installateur umfangreiche und de-taillierte Vorgaben für eine korrekte Aus-wahl und Errichtung von Überspannungs-schutzeinrichtungen. Durch die Vornormsind Planer und Errichter von Niederspan-nungsanlagen auf die Anforderungen derneuen DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534) gut vorbereitet. Die Umstellung aufdiese neue Norm sollte in Deutschland so-mit kein Problem darstellen.

Für die möglichst einfache und praxis-gerechte Umsetzung dieser Installations-regeln stehen dem Anwender innovativeGerätelösungen zur Verfügung. Nur dasGesamtpaket aus zuverlässigen Über-spannungsschutzeinrichtungen und ei-ner fachmännischen Installation stellt ei-nen bestmöglichen Schutz bei Überspan-nung sicher.

Literatur[1] Zahlmann, P.; Birkl, J.: Installationsvorschrif-

ten für Überspannungsschutzeinrichtungen.etz Elektrotech. + Autom. 129 (2008) H. 8,S. 54–57 (ISSN 0948-7387)

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[3] DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534):2009-02Errichten von Niederspannungsanlagen –Teil 5-53: Auswahl und Errichtung elektri-scher Betriebsmittel – Trennen, Schalten undSteuern – Abschnitt 534: Überspannung-Schutz -einrichtungen (ÜSE). Berlin ·Offenbach: VDEVERLAG

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[7] DIN EN 60664-1 (VDE 0110-1):2008-01 Isola-tionskoordination für elektrische Betriebsmit-

tel in Niederspannungsanlagen – Teil 1: Grund -sätze, Anforderungen und Prüfungen. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[8] DIN VDE 0100-712 (VDE 0100-712):2006-06Errichten von Niederspannungsanlagen –Teil 7-712: Anforderungen für Betriebsstätten,Räume und Anlagen besonderer Art – Solar-Photovoltaik-(PV)-Stromversorgungssysteme.Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[9] DIN VDE 0100-717 (VDE 0100-717):2005-06Errichten von Niederspannungsanlagen –Teil 7-717: Anforderungen für Betriebsstätten,Räume und Anlagen besonderer Art – Elektri-sche Anlagen auf Fahrzeugen oder in trans-portablen Baueinheiten. Berlin ·Offenbach:VDE VERLAG

[10] DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200):2006-06;Errichten von Niederspannungsanlagen –Teil 200: Begriffe. Berlin ·Offenbach: VDEVERLAG

[11] Richtlinie für den Einsatz von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (ÜSE) Typ 1 (bisher An-forderungsklasse B) in Hauptstromversor-gungssystemen. Verband der Netzbetreiber –VDN – e. V. beim VDEW (Hrsg.). Frankfurt/M.:VWEW, 2004 (ISBN 978-3-8022-0798-3)

[12] DIN EN 62305-1 (VDE 0185-305-1):2006-10Blitzschutz – Teil 1: Allgemeine Grundsätze.Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[13] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3):2006-10Blitzschutz – Teil 3: Schutz von baulichen An-lagen und Personen. Berlin ·Offenbach: VDEVERLAG

[14] DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11):2007-08Überspannungsschutzgeräte für Niederspan-nung – Teil 11: Überspannungsschutzgerätefür den Einsatz in Niederspannungsanlagen –Anforderungen und Prüfungen. Berlin ·Offen -bach: VDE VERLAG

[15] DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4):2006-10Blitzschutz – Teil 4: Elektrische und elektroni-sche Systeme in baulichen Anlagen. Berlin ·Offen bach: VDE VERLAG

[16] VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut GmbH,Offenbach: www.vde-institut.com

[17] KEMA, Arnheim/Niederlande: www.kema.com[18] DIN CLC/TS 61643-12 (VDE V 0675-6-12):

2007-10 Überspannungsschutzgeräte fürNiederspannung – Teil 12: Überspannungs-schutzgeräte für den Einsatz in Niederspan-nungsanlagen – Auswahl und Anwendungs-grundsätze. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[19] DIN EN 61000-4-5 (VDE 0847-4-5):2007-06Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) –Teil 4-5: Prüf- und Messverfahren – Prüfungder Störfestigkeit gegen Stoßspannungen. Ber-lin ·Offenbach: VDE VERLAG

[20] DIN VDE 0100-442 (VDE 0100-442):2007-06Elektrische Anlage von Gebäuden – Teil 4:Schutzmaßnahmen – Kapitel 44: Schutz beiÜberspannungen – Hauptabschnitt 442: Schutzvon Niederspannungsanlagen bei Erdschlüssenin Netzen mit höherer Spannung. Berlin ·Offen -bach: VDE VERLAG

[21] DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06Errichten von Niederspannungsanlagen –Teil 4-41: Schutzmaßnahmen – Schutz gegenElektrischen Schlag. Berlin ·Offenbach: VDEVERLAG

[22] DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600):2008-06Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 6:Prüfungen. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG

[23] DIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430):1991-11Errichten von Starkstromanlagen mit Nenn-spannungen bis 1000 V – Schutzmaßnahmen– Schutz von Kabeln und Leitungen bei Über-strom. Berlin ·Offenbach: VDE VERLAG �

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