Wirksamer Schutz durch ­Überspannungs-Schutzeinrichtungen

Überspannungs-Schutzeinrichtungen schützen wirkungsvoll gegen transiente Ereignisse aus blitzbedingten Überspannungen (Blitz-Stoßspannungen), blitzbedingten Überströmen (Blitz-Stoßströme) und Schaltüberspannungen. Durch den Einsatz von Überspannungs-Schutzeinrichtungen werden folgende Schutzwirkungen erzielt:

• Blitzbedingte Stoßströme werden so "umgeleitet", dass es nicht zu einer übermäßigen Erwärmung von Leitern kommt.
• Blitzbedingte Überspannungen werden für nachgelagerte Stromkreise so begrenzt, dass die Isolations- und Spannungsfestigkeit von zu schützenden Betriebsmitteln nicht überschritten wird und es nicht zu gefährlicher Funkenbildung oder zu hierdurch hervorgerufenen Kurzschlüssen kommt.
• Schaltüberspannungen werden so begrenzt, dass eine vorzeitige Alterung von elektronischen Geräten möglichst vermieden wird.

Der räumliche Aufbau sowie die Anordnung der elektrischen Betriebsmittel in einem Ladepark haben einen großen Einfluss auf die jeweils zu erwartende Belastung durch Stoßspannungen und Stoßströme. Deswegen sollte für jeden Ladepark eine Gefährdungsbewertung durchgeführt werden. Nur so können geeignete Überspannungsschutzgeräte ausgewählt werden und die bestmöglichen Einbauorte gefunden werden. 

Ist mit direkten Blitzeinschlägen zu rechnen, sollten die energietechnischen Leitungen mit leistungsstarken Überspannungs-Schutzeinrichtungen Typ 1 – sogenannten Blitzstromableitern – in den Potentialausgleich eingebunden werden. Ist kein äußerer Blitzschutz vorhanden oder geplant, sind kostengünstigere Überspannungs-Schutzeinrichtungen Typ 2 – sogenannte Überspannungsableiter – die optimale Lösung. 

In den Ladesäulen werden außerdem zahlreiche Komponenten mit DC 24 V versorgt. Der Schutz der 24-V-Hilfsspannung kann zum Beispiel mit einer Überspannungs-Schutzeinrichtung Typ 3 erfolgen. In Ladeparks und bei Ladesäulen im öffentlichen Raum sind im Regelfall auch Komponenten für die Kommunikation mit einem Abrechnungs- oder Gebäudemanagementsystem vorhanden. Zu diesem Zweck wird zum Beispiel eine Ethernet-Verbindung eingesetzt. Zum Schutz dieser Verbindung wird dann eine Überspannungs-Schutzeinrichtung vom Typ D1 empfohlen. 

Der Aufbau von Ladeparks und Ladesäulen kann sehr komplex sein. Bei der Risikobewertung müssen deshalb alle Leitungen und Betriebsmittel mit betrachtet werden, bei denen eine Gefährdung durch Überspannungen zu erwarten ist. Dazu gehören folgende Komponenten:

• Ist ein eigener Trafo vorhanden, so gibt es immer eine Niederspannungs-Schaltanlage.
• Bei komplexeren Ladeeinrichtungen und Ladeparks sind immer Steuerleitungen für das Energiemanagement vorhanden.
• DC-Schnellladeeinrichtungen können mit zusätzlichen zentralen Kühleinrichtungen oder mit Kühleinrichtungen in Ladesäulen ausgestattet sein.
• DC-Speicher mit Pufferbatterien und DC/DC- oder DC/AC-Wandlern.