Überspannungsableiter und Gleichspannung

Hallo Leute,
ich hab da mal eine Frage. Es dreht sich um folgendes: Ich möchte gerne einen kleines Windkraftwerk aufstellen ca.3-4m hoch. Auf einem freim Feld. Weit und breit kein Baum in der nähe. Blitzableiter ist natürlich eingeplannt. Das ganze ist ein 12-VDC-kreis mit Batterie und allem. Nun möchte ich aber nocht zur sicherheit einen Überspannungsableiter einbauen. Gibt es da spezielle, für also für Gleichspannung oder macht das für die keinen unterschied ob AC oder DC. Ich hab hier nämlich noch einen der allerdings für Wechsel- bzw. 3Phasenspannungen gedacht ist.

mfg

Christof

Es gibt so eine Art von Glimmlampen die bei Überspannung zünden. Sie werden zwischen der Niedervoltspannung und der Erde geschaltet. Der genaue Namen und wo man sie bekommt sind mir nicht bekannt.

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Nachtrag Sie zünden aber erst mit 90 V

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Hallo Christof,
Überspannungsschutz gibt es für AC und DC. Du schreibst von einer 12V DC- Anlage. Hat das Windrad schon ein Wandler von AC auf DC integriert? Wäre es möglich, den Schutz in den AC Bereich zu setzen? Er liegt vor der 12V DC-Analge.

Gruß

Jürgen

Ja da ist schon ein Wandler mit integriert. Wo kann ich denn solche Überspannungsableiter finden die für DC geeignet sind?

Aber schon mal danke für eure hilfe

christof

Hallo,

Nun möchte ich aber
nocht zur sicherheit einen Überspannungsableiter einbauen.

Wo genau soll da eine Überspannung abgeleitet werden?
Gruß
loderunner

Moin!

Blitzableiter ist natürlich eingeplannt. Das ganze ist
ein 12-VDC-kreis mit Batterie und allem. Nun möchte ich aber
nocht zur sicherheit einen Überspannungsableiter einbauen.

Du mußt Dir zunächst darüber im Klaren sein, welche Spannungen Du ableiten willst. Wenn ich Dich richtig verstanden habe, geht es um Blitze, die möglicherweise in Dein Windkraftwerk einschlagen. Ab welcher Überspannung soll abgeleitet werden?

Dem Ableiter ist es übrigens wurscht, ob er eine Gleich- oder eine Wechselspannung schützen soll. Lediglich die Höhe der Auslösespannung ist für Dich entscheidend. Soll er beispielsweise schon bei 30V ableiten, ist der 400V-Typ für Dich unzureichend.

Bei einem Blitzschlag ist es allerdings egal, die Spannungen liegen um Größenordnungen darüber.

Überspannungsableiter sind meist als Funkenstrecke ausgeführt. In der Fernmeldetechnik, wo mit Spannungen bis 60V gearbeitet wird, werden bei oberirdischen Leitungen Gasentladungsableiter (Überspannungsableiter gasgefüllt, kurz ÜsAg) eingebaut. Googele mal nach ÜsAg, da findert sich einiges.

Munter bleiben… TRICHTEX

Nicht ganz so simpel…
Hallo Christof,

das ist ein komplexes Gebiet, und eine schnelle Antwort, wie die vorherigen, führen dich wohl möglich nur in die Irre.

Du fragst nach „Überspannungsableitung“. Wenn die klar ist, welch riesiger Unterschied zwischen einer einfachen Überspannungsableitung und einem Blitzschutz ist, dann - tja, dann würdest du die Frage vielleicht gar nicht erst stellen. Eine einfache Überspannung entsteht z. B., wenn ein Blitz in großer Entfernung einschlägt. Schlägt er in einen nahen Baum oder in einen Blitzableiter ein, ist ein Überspannungsableiter völlig überfordert. (Genau genommen ist er nicht unbedingt überfordert, sondern er ist einfach nicht gleichzeitig an all den Stellen, wo er gebraucht werden würde.)

Für solche Fälle muss aufwändig konstruiert werden, alles in Metallgehäuse und in den Gehäusen wird ein zweistufiger Schutz für die nach außen führenden Leitungen benötigt: Der Grobschutz, der erst einmal die großen Energien abbaut (z. B. gasgefüllte Überspannungsableiter), und danach der Feinschutz, der die verbleibenden Spannungen auf ein Maß reduzieren soll, die die Elektronik verträgt (z. B. Zenerdioden, „Transzorbs“).

Die sehr hohen Stromanstiegsgeschwindigkeiten erfordern Verdrahtungen, die HF-Kenntnisse erfordern (Zuleitungsinduktivitäten, induktive und kapazitive Kopplungen zwischen dem geschützten und ungeschützten Bereich).

Willst/brauchst du nur zwischen den Leitungen schützen, oder auch zur Masse, also zu den äußeren Metallteilen der Anlage? Das musst du wissen. Fehlt da was, kannst Du dir gleich jede andere Maßnahme sparen.

Ferner gibt es Schutzbauelemente, die, einmal gezündet, ggf. weiter leitend bleiben. Im Wesentlichen sind das die gasgefüllten Überspannungsableiter. Wenn sie in einer Energieleitung sind, braucht man eine Feinsicherung, weil sie im Auslösefall die Energieleitung dauerhaft kurzschließen.

Das sind nur ein paar Stichworte. Ein Überspannungsableiter ist besser als gar nichts, noch besser sind korrekt geschaltete und richtig dimensionierte Überspannungsableiter. Vielleicht wäre ein einfacher, aber vergleichsweise wirksamer Ableiter eine Zenerdiode von der Sorte, die für Kraftfahrzeuge speziell auf die dort auftretenden Betriebsspannungen (Ladespannung des Akkus) optimiert sind. Ich habe so etwas von ehemals Motorola, jetzt On-Semi, im Büro, kann dir aber den Typ nicht sagen. Das ist eine sehr leistungsfähige Zenerdiode, ungefähr so groß und dick wie eine dicke Erbse.

Wenn du dich etwas schlauer machen willst: http://www.leutron.de/de/service/endverbraucher/blit… und weitere Seiten. Nicht umsonst gibt es Bücher zu diesem Thema.

Grüße

Uwe

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Hallo,

möchte gerne einen kleines Windkraftwerk aufstellen ca.3-4m
hoch. Auf einem freim Feld. Weit und breit kein Baum in der
nähe. Blitzableiter ist natürlich eingeplant. Das ganze ist
ein 12-VDC-kreis mit Batterie und allem.

Steht die erste Frage:
Ist der Kleinspannungskreis (12VDC) selbst geerdet oder ist
der galvanisch getrennt von der gesamten Anlage?

Nun möchte ich aber nocht zur Sicherheit einen Überspannungsableiter
einbauen.
Gibt es da spezielle, für also für Gleichspannung oder macht
das für die keinen unterschied ob AC oder DC.
Ich hab hier nämlich noch einen der allerdings für Wechsel- bzw.
3Phasenspannungen gedacht ist.

Wie schon geschrieben, kannst du nicht irgendwas einbauen und dann
noch erwarten, daß dies ganz zufällig einen Sinn macht.

Du hast im Wesentlichen zwei Problemfälle abzusichern

  1. Differenzspannungen im DC-Stromkreis

Dies sind Überspannung im Stromkreis zwischen den Leitern für die
12VDC-Spannung, welche vom Generator zur Ladeelektronik und Akku
führen.
Diese kannst du konstruktiv klein halten, indem du die Kabel als
paarig verdrillte Leitungen führst, gut geerdete und niederohmige
Kabelschirme verwendest, die Kabel innerhalb der Anlage in
Schutzrohren bzw. auch unterirdisch führst, die Anlagen- und
Gehäuseteile gut erdest, empfindliche Schaltungsteile in EMP-festen
Gehäusen einbaust usw.
Dann hast du noch mit rel. geringen Energien zu rechnen, die aber
durch ausreichend schnelle und leistungsfähige BE
(z.B. Transzorbdioden, auch Varistoren) gut begrenzt werden können.

  1. Gleichtaktspannungen gegen Erde.

Dies sind Spannungen, die beim Blitzschlag als Überspannung zwischen
den 12VDC und Erde aufbauen. Selbst wenn die Differenzspannung
z.B. zwischen +/-12V-Leitungen gering bleibt (wegen obiger
Maßnahmen), kann es zu Überschlägen zwischen den 12V-Stromkreisen
zur Erde kommen.
Dagegen hilft primär, die 12V-Spannung gut zu geerden bzw. niederohmig
mit massiven Metallteileh der Anlage zu verbinden, welche selbst
gut geerdet sind.

Falls dies aus bestimmten Gründen nicht möglich oder nicht erwünscht
ist, sollten ausreichend leistungsfähige Überspannungsableiter
gegen Erde eingesetzt werden. Das sind dann z.B. die Gasableiter
mit möglichen Ableitströmen im Bereich von einigen kA bis edliche
10kA. Die verhinden dann nur, daß sich die Spannung unkontrolliert
an beliebiger Stelle im Stromkreis ihren Weg nach Erde sucht.
Da die Gasableiter aber erst bei rel. hohen Spannungen ansprechen und
im Ansprechfall die Spannungen dann bis zum mehrfachen der Ansprech-
spannung aufbauen können, muß auf ausreichende Spannungsfestigkeit
aller galv. getrennten Schaltungsteile geachtet werden (je nach
Gasableitertyp mind. 500V, besser 2-4kV).

Gruß Uwi