AR (Überspannungsableiter)

Überspannungsableiter (ÜSA) sind passive elektrische Bauelemente, die in Hoch- und Niederspannungsnetzen eingesetzt werden. Es gibt sie auch in Netzteilen von Geräten und Systemen, um damit die elektronischen Komponenten gegen Beschädigung zu schützen. Das Überspannungsproblem ist besonders relevant bei Telekommunikationseinrichtungen, da die Übertragungsleitungen transiente Überspannungen durch Blitze oder Schaltstromstöße aufnehmen können.

Transiente Überspannungen, die die Netzspannung überlagern

Ein Überspannungsableiter für Niederspannung ist eine Funkenstrecke, die, wenn ein Funke gezündet wird, einen Kurzschluss bildet und so die Überspannung ableitet. In der Niederspannungstechnik ist ein Überspannungsableiter ein in sich geschlossener Glas- oder Keramikkörper mit zwei Metallelektroden. Die Funkenstrecke ist zwischen den beiden Metallelektroden, die über Drähte nach außen geführt sind und deren Abstand sich nach der Überspannung richtet. Der Glaskörper ist mit einem Edelgas gefüllt und sorgt dann für eine Gasentladung, wenn die Spannung an den beiden Elektroden den Überspannungswert erreicht hat. Die Gasentladung wird durch Ionisierung des Edelgases verursacht und erfolgt in einigen hundert Millisekunden.

Überspannungsableiter von Epcos und DIN-Schaltzeichen, Foto: Schuricht

Neben der Ansprechzeit, die bei einigen Nanosekunden liegen kann, sind als weitere Kennwerte die Nennansprechspannung, die unter 100 Volt bis hin zu einigen Kilo-Volt (kV) liegen kann, der Nennableitstrom und der Nennableitstoßstrom zu nennen. Überspannungsableiter, die in DIN 0845 als Überspannungsbegrenzer bezeichnet werden, sind in Bezug auf den Nennableitstoßstrom in Belastungsklassen eingeteilt. Es gibt insgesamt sechs Belastungsklassen zwischen mit Nennableitstoßströmen zwischen 2,5 kA und 100 kA.

Nach DIN 0845 definierte Belastungsklassen für Überspannungsbegrenzer

Neben dem hier behandelten Überspannungsableiter gibt es diverse Bauelemente für den Überspannungsschutz wie Varistoren, Kondensatoren und Zenerdioden und einfache elektronische Schaltungen, die gegen Überspannung schützen.