Beurteilung des Netzfolgestromverhaltens von Blitzstromableitern auf Funkenstreckenbasis

Abstract:
An Funkenstreckenableiter zur Ableitung von Blitzströmen in leistungsstarken Energieversorgungssystemen werden hohe Ansprüche hinsichtlich des Schutzes und der Aufrechterhaltung der Anlagenverfügbarkeit gestellt. Moderne Funkenstrecken unterdrücken Netzfolgeströme so weit, dass die gemessenen Netzfolgestromsignale nach dem Ableitvorgang nicht mehr als netzfrequente 50 Hz-Größen identifizierbar sind. Vielmehr sind in den Messungen Ausgleichsvorgänge mit unterschiedlichen Frequenzen erkennbar. Um dennoch eine Vergleichbarkeit des Verhaltens von Funkenstrecken unter Netzspannungsbedingungen zu schaffen, müssen neue Bewertungsverfahren herangezogen werden. Ausgehend von der normativen Konditionierungsprüfung nach IEC 61643-11 bzw. DIN EN 61643-11 wird hierzu aus den digitalen Netzstromessdaten ein Ladungswert, bzw. ein Wert der spezifischen Energie ermittelt, der eine Vergleichbarkeit von Funkenstreckenableitern auch dann ermöglicht, wenn keine netzfrequenten Folgeströme fließen. Die Auswertung der Messungen unter verschiedenen Netzbedingungen zeigt, dass die bekannten Mechanismen der Abhängigkeit des Netzfolgestromes vom unbeeinflussten Kurzschlussstrom, der Netzspannung und dem Phasenwinkel erhalten bleiben. Schärfere Prüfbedingungen zeigen entsprechend größere Ausgleichsvorgänge an der Netzquelle. Diese Ausgleichsvorgänge können anhand der Strom-Zeitmessung als spezifische Energien (i²t) bewertet werden und lassen sich als greifbares Maß über das Schmelzintegral z.B. von gG-Sicherungen am entsprechenden Sicherungsnennwert spiegeln. Für die Praxis bedeutet das, dass die entsprechenden Funkenstrecken nach ihrer Zündung so wenig Netzfolgestrom zulassen, dass Sicherungen mit minimalen Sicherungsnennwerten nicht ausgelöst werden.