(e) a n w e n d u n g s r i c h t l i n i e

Die MS-Ableiter der Typen POLIM-D, MWK und MWD sind mit
Kurzschluss-Strömen bis 20 kA geprüft. Die Typen POLIM-I,
POLIM-S und POLIM-H sind mit Kurzschluss-Strömen bis 65 kA
geprüft. Aufgrund der speziellen Konstruktion sind die Ableiter
auch bis zu den höchsten Kurzschluss-Strömen explosions- und
zerfallsicher.
5.2 Erhöhte Umgebungstemperatur
Die garantierten Werte für U c gelten für Umgebungstemperaturen
bis 45 °C. Bei den Freiluftableitern ist zusätzlich noch die extremste
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Sonnenbestrahlung ( 1,1 kW/m ) berücksichtigt. Befinden sich in
der Nähe der Ableiter andere Wärmequellen, so muss
gegebenenfalls der grösseren Erwärmung mit Erhöhung von U c
Rechnung getragen werden. Bei Umgebungstemperaturen
oberhalb 45 °C muss pro 5 °C Temperaturerhöhung U um 2% c
vergrössert werden.
5.3 Mechanische Festigkeit
Die MS-Ableiter von ABB sind auch in Gegenden mit starker
Erdbebentätigkeit betriebssicher. Die Silikonableiter von ABB
können auch Stützerfunktion übernehmen. Dabei ist nach DIN
48113 bei der Kopfzugbelastung zu unterscheiden zwischen
Kurzzeit- und Betriebslast. Die zulässigen Belastungen ergeben
sich aus den jeweiligen Produkten von Ableiterhöhe und den
maximal zulässigen Biegemoment-Belastungen. In Tabelle 4 sind
die mechanischen Daten der verschiedenen Ableitertypen
angegeben.
Ableitertyp
POLIM-DN
POLIM-D
POLIM-DA
MWK, MWD
POLIM-I
POLIM-S
POLIM-H
Umbruchmoment
Nm
250
250
350
350
2500
4000
6000
Tabelle 4
Mechanische Daten der MS-Ableiter der ABB
Torsion
Nm
5.4 Verschmutzung
Silikon ist das beste Isoliermaterial bei Verschmutzung. Dies
insbesondere deshalb, weil das Material wasserabweisend ist. Der
Silikonableiter verhält sich deshalb bei starker Luftverschmutzung
günstiger als Ableiter mit Porzellan oder anderen polymeren
Isolierstoffen. Zusätzlich sind die materialbedingten Selbstreinigungseigenschaften
beim Silikonableiter hervorragend, da
der Schmutz an den flexiblen Schirmen kaum haftet und durch das
Regenwasser abgewaschen wird. Beim Einsatz in Regionen mit
extrem starker Luftverschmutzung ist es ratsam, generell
Ableitergehäuse mit verlängertem Kriechweg zu verwenden.
Bild 5
Abperlendes Wasser auf Silikonoberfläche (Hydrophobie-Effekt)
50
50
50
68
100
100
100
Zug
Vertikal
N
625
625
1000
1200
2000
3000
4000
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5.5 Höhenanpassung der Ableitergehäuse
Bis zur Einsatzhöhe von 1800 m über Meer können normale MS-
Ableiter von ABB verwendet werden. In höheren Lagen ist die
Dichte der Luft so stark abgesunken, dass die Haltespannung der
Ableitergehäuse gegen äusseren Überschlag nicht mehr
ausreichend sein könnte. Für diesen Fall muss das unveränderte
Aktivteil der Ableiter (gleiches Schutzniveau) in einem
verlängerten Gehäuse mit grösserer Fadenlänge bzw. Schlagweite
untergebracht werden.
Als Richtwert kann man annehmen, dass bei einer Einsatzhöhe des
Ableiters von je 1000 m oberhalb 1800 m über Meer die
Fadenlänge des Gehäuses um je 12% vergrössert werden muss.
Auf einer Höhe von beispielsweise 3300 m über Meer muss die
Fadenlänge der Gehäuse 18% grösser sein als beim normalen
Ableiter.
6 Schutzcharakteristik
und Stabilitätsfragen bei MO-Ableitern
6.1 Schutzniveau der Ableiter
Das Schutzniveau U ist die maximale Spannung an den Klemmen
p
des Ableiters beim Fliessen des Nennableitstromes, der
definitionsgemäss eine Stromform von 8/20 ms aufweist. Der
Scheitelwert des Stromes wird also nach ca. 8 ms erreicht und
nach ca. 20 ms ist er auf 50% des Scheitelwertes abgeklungen. Bei
Funkenstreckenableitern ist U noch zusätzlich durch die
p
Ansprechspannung bei Blitzstoss gegeben. Dies ist der
Scheitelwert der kleinsten Stossspannung mit der Impulsform
1,2/50 ms welche jedesmal zum Ansprechen des Ableiters führt.
Bei gleicher Dauerbetriebsspannung U c ermöglichen heute MOund
Funkenstreckenableiter praktisch das gleiche Schutzniveau.
Es liegt bei etwa U p= 3,33 U cund darunter. Genaue Werte sind den
entsprechenden Prospekten zu entnehmen.
Die Schutzcharakteristik eines Ableiters besteht aber nicht nur aus
dem Wert U p sondern aus zwei weiteren Merkmalen. Da ist auf der
einen Seite das bei MS besonders wichtige Verhalten der Ableiter
bei steiler Wellenfront. Die Prüfung bei MO-Ableitern erfolgt beim
Nennableitstrom, dessen Anstiegszeit jedoch von 8ms auf 1ms
verkleinert wird. Bei dieser steilen Stromwelle erreicht die
Restspannung über dem Ableiter maximal 1,13 U p. Bedingt durch
die extrem grosse Nichtlinearität der Strom-Spannungs-
Charakteristik der MO-Ableiter liegt die Anstiegszeit der
Restspannung in der Grössenordnung von 50 ns.
Zum Vergleich wird bei den Funkenstreckenableitern oft die
Ansprechspannung bei Steilstoss herangezogen. Sie liegt etwa bei
1,15 U . Bei dieser Prüfung wird die Frontzeit auf rund 400 ns
p
eingestellt. Ein echter Vergleich mit den MO-Ableitern erfordert
jedoch eine Frontzeit welche ebenfalls in der Grössenordnung von
50 ns liegt. Bei so steiler Front erreicht die Frontansprechspannung
mindestens einen Wert von 1,4 U . Daraus folgt,
p
dass bei steiler Front die Begrenzungsspannung der
Funkenstreckenableiter mindestens 24% höher liegt als bei MO-
Ableitern.
Das Verhalten der Ableiter bei Schaltüberspannungen ist ein
weiteres Merkmal der Schutzcharakteristik. Bei den Funkenstreckenableitern
erreicht die Zündspannung bei diesen relativ
langsam ansteigenden Überspannungen etwa den Wert U . MOp
Ableiter haben keine Zündspannung. Bei MS-Ableitern ist hier das
Schaltschutzniveau durch die Restspannung bei 500 A der
Stromwelle 30/60 ms gegeben. Die Restspannung erreicht je nach
Ableitertyp den Betrag 0,77....0,83 U . Die Begrenzungsspannung
p
bei Schaltüberspannungen ist also bei Funkenstreckenableitern
um mindestens 20% höher als bei MO-Ableitern.