Lebensdauer eines Überspannungsableiters

Im Durchschnitt hat ein 40 kA Typ 2 Überspannungsableiter eine Lebensdauer von zwanzig Jahren. Einige können aber auch dreißig Jahre überstehen, andere nur fünf. Die Daten beziehen sich auf die Häufigkeit von Blitzeinschlägen entsprechend IEC 62305, auf Überspannungsableiter Lebensdauerprüfungen entsprechend IEC 61643-11 und auf grundlegende Statistiken.

Eine statistische Frage

• Die Lebensdauer eines Überspannungsableiters hängt von seiner Widerstandsfähigkeit in Verbindung mit seinem Nennableitstoßstrom In ab, aber auch von der Anzahl von jährlichen Blitzeinschlägen in der Nähe der Anlage.
• Im weltweiten Durchschnitt erreicht ein 40 kA Überspannungsableiter nach zwanzig Jahren das Ende seiner Lebensdauer.
• Angesichts der großen Anzahl installierter Überspannungsableiter belegen Statistiken, dass Überspannungsschutzgeräte, die das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, nicht unwahrscheinlich sind; einige Überspannungsableiter können bereits in den ersten Jahren ihrer Nutzung vorzeitig das Ende ihrer Lebensdauer erreichen...

Typ 2 Überspannungsableiter sind auf Basis von Varistoren aufgebaut. Varistoren sind halbleitende Bauelemente, die einer Alterung unterliegen, die im Wesentlichen von der ausgesetzten Belastung abhängig ist.

Es werden folgende zwei Belastungswerte angegeben und laut Norm geprüft:

• Nennableitvermögen In Belastungen in Höhe des Nennableitvermögens müssen mindestens 15mal sicher abgeleitet werden können.
• Maximaler Ableitstrom Imax Belastungen in Höhe des maximalen Ableitvermögens müssen mindestens 1mal sicher abgeleitet werden können.

Aus der folgenden Tabelle ist ersichtlich, dass sich die Lebensdauer eines Typ 2 Überspannungsableiters exponentiell erhöht, wenn die Belastung abnimmt. Z.B. kann ein Typ 2 Überspannungsableiter mit einem maximalen Ableitvermögen Imax von 40 kA Impulse von 20 kA im Schnitt 20mal sicher ableiten, eine Belastung von 5 kA hingegen 200mal.

Diese Option ermöglicht die Anzeige des Zustandes eines Überspannungs-Schutzgerätes über eine mechanische Anzeige, die von grün nach rot ändert, wenn das Überspannungs-Schutzgerät am Ende seines Lebenszyklus angekommen ist. Wenn dies geschieht, muss das Überspannungs-Schutzgerät (SPD) ersetzt werden, da der Schutz nicht mehr gewährleistet ist.

Im Falle eines Stromstoßes, der die maximale Kapazität des Gerätes überschreitet, könnte einer der Metalloxidvaristoren das Ende seiner Lebensdauer erreichen. Das Überspannungs-Schutzgerät schaltet daraufhin in die Reserve-Varistor-Position und die mechanische Lebensdaueranzeige an der Vorderseite des Produkts wechselt in die Zwischenstellung. Der Benutzer sieht dann, dass die Schutzfunktion des Überspannungsableiters beeinträchtigt, aber immer noch garantiert ist, und hat mehr Zeit, das
Schutzmodul zu ersetzen, da der Schutz in der Reserve-Varistor-Position dank des 2-stufigen Trennsystems gewährleistet ist.

Falls der Kunde gewarnt werden möchte, wenn einer der Metalloxidvaristoren das Ende seiner Lebensdauer erreicht und das Produkt den Reserve-Varistor schaltet, muss der Überspannungsableiter mit einem Hilfskontakt (TS) ausgestattet sein.

Der Hilfskontakt ändert seinen Status, sobald einer der Metalloxidvaristoren beschädigt wird. Die Kombination aus Hilfskontakt (TS) und Reserve-Varistor ermöglicht eine vorbeugende Wartung, da die Information über die Verschlechterung der Schutzfunktion vorliegt, während der Schutz weiterhin garantiert ist. So lassen sich Wartungsaktivitäten planen, während die Anlage noch geschützt ist.

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