Die IEC 60071-1 legt Spannungsfestigkeiten für zwei Bereiche fest. Der Bereich 1 deckt Spannungen über 1 kV bis einschließlich 245 kV ab. Der Bereich 2 hingegen deckt die Spannung über 245 kV ab. Normativ betrachtet werden außerdem noch die Mittelspannungsnetze bis 52 kV und die Ultrahochspannung, abgekürzt (UHV) über 800 kV.
Der Überspannungsableiter besitzt die Aufgabe, das Betriebsmittel zuverlässig zu schützen. Die richtige Auswahl eines Ableiters umfasst sowohl die elektrischen als auch die mechanischen Anforderungen.
Folgende Punkte helfen dabei den richtigen Überspannungsableiter zu wählen:
- Bestimmung der Dauerspannung des Ableiters bezogen auf die höchste Betriebsspannung des Netzes.
- Bestimmung der Bemessungsspannung des Ableiters bezogen auf die zeitweiligen Überspannungen
- Abschätzung von Amplituden und die Wahrscheinlichkeit der zu erwartenden Blitzableitstoßströme durch den Ableiter.
- Auswahl eines Überspannungsableiters, der die vorstehend angegebenen Anforderungen erfüllt.
- Bestimmung der Blitzstoß- und Schaltstoß-Schutzkennwerte des Ableiters
- Anordnung des Ableiters so dicht wie möglich an dem zu schützenden Gerät
- Bestimmung der Koordinations-Steh-Schaltstoßspannung der geschützten Betriebsmittel unter Berücksichtigung der langsam ansteigenden Überspannungen und des Netzaufbaus
- Bestimmung der Koordinations-Steh-Blitzstoßspannung unter Berücksichtigung
- der Blitzüberspannung
- der Aufbau der Schaltanlage
- der Entfernung zwischen dem Überspannungsableiter und dem geschützten Betriebsmittels
- Bestimmung des Bemessungs-Isolationspegels der Betriebsmittel nach der IEC 60071
- Prüfung der Fremdschichtklasse und der benötigten Stehspannungen des Ableiters
- Auswahl des Kriechwegs und der vorläufigen Länge und Schlagweite des Ableiters
- Auswahl der Kurzschlussstrombemessung bezogen auf den erwarteten Fehlerstrom
Außerdem kann ein weiterer Fehlerfall zum Tragen kommen. In Netzen mit einer Erdschlusskompensation kann es ebenfalls zu hohen Schaltüberspannungen am Transformator-Sternpunkt und über die Wicklung kommen. Bedingt durch einen zweiphasigen Erdschluss und wenn das verbundene System eine niedrige Erdkapazität besitzt ist dieser Fall auch genauer zu betrachten.
Auch zwischen den Phasenanschlüssen an einem Transformator kann man einen Überspannungsableiter montieren. Allerdings besteht dabei die Gefahr, dass bei der Abschaltung des Transformators eine erhebliche Überspannung auftreten kann.
Die Stehspannung des Transformators zwischen den Phasen kann dabei überschritten werden. Dies hat zur Folge, dass die Phase-Erde-Ableiter nicht ansprechen. Erwartet man solche Schaltvorgänge sollten zusätzlich zu den Phase-Erde-Ableiter weitere Ableiter zwischen den Phasen eingesetzt werden.
Auch hier ist auf eine ausreichende Bemessung der Phase-Phase-Ableiter zu achten, da heutzutage Oberschwingungen eine enorme Rolle spielen. Aus diesem Grund hat der Ableiter über einem 1,05-fachen Wert der höchsten Netzspannung oder höher zu verfügen.
