Wann Überspannungsschutz verwenden
Den Überspannungsschutz (Spannungsableiter) für den RS‑485‑Bus empfehlen wir in den folgenden Fällen:
- Der Bus wird im Außenbereich verlegt
- Der Bus verläuft in einem Bereich außerhalb des Schutzbereichs einer Blitzschutzanlage
Funktionsweise
Im Unterschied zum Bus-Isolator leitet der Überspannungsschutz induzierte Spannungen auf den PEN/PE-Anschluss ab und schützt so die Eingangsschaltungen Ihrer Geräte.
Schutz des Netzteils
Netzteil im geschützten Bereich
Bei Verwendung der Schaltung gemäß dem beigefügten Schaltplan muss der PLUS-Pol des Netzteils nicht geschützt werden, wenn sich das Netzteil in einem geschützten Bereich befindet.
Netzteil im ungeschützten Bereich
Wenn sich das Netzteil in einem ungeschützten Bereich befindet, ist Folgendes zu verwenden:
- Überspannungsschutz für die Verteilung 24 V DC
- Schutzgerät der Typklasse C an der Wechselstromzufuhrseite
Die Auslegung der Ableitung hängt vom Querschnitt des Zuleitungskabels der Niederspannungsverteilung und von der Möglichkeit der Erdung des Systems ab.
Schaltplan
Im beigefügten Schaltplan wird der Überspannungsschutz nur am Einspeisungsteil des entfernten Abschnitts im Außenbereich verwendet.
Warnung: Dies ist nur eine Teillösung für den Überspannungsschutz des Busses. Für vollständigen Schutz siehe weiter unten.
Vollständiger Schutz der Busverbindung
Eine vollständige Schutzlösung erfordert zwei Überspannungsschutzvorrichtungen in den folgenden Fällen:
Wann ist vollständiger Schutz erforderlich
Der Bus durchläuft Abschnitte, die:
- sich im Schutzbereich von Blitzschutzanlagen befinden und danach wieder außerhalb dieses Bereichs liegen
- nicht in der Lage sind, das durch atmosphärische Entladungen erzeugte Energiefeld zu absorbieren
Anordnung der Schutzvorrichtungen
Überspannungsschutzvorrichtungen werden an den Eingängen der Leitung in geschützte Zonen installiert.
Wichtig: Das gilt unabhängig davon, ob am Bus ein optischer Isolator verwendet wird oder nicht.
Modbus-Bus-Schutz
Wann verwenden
Für einen Modbus-Bus, der im Außenbereich außerhalb des Schutzbereichs einer Blitzschutzanlage verlegt wird, empfehlen wir den Einsatz eines Überspannungsschutzes.
Schutz der Stromversorgung
Bei Verwendung der Schaltung gemäß dem beigefügten Schaltplan muss der PLUS-Pol des Netzteils nicht geschützt werden, da er nicht verwendet wird.
Normenanforderungen
Bei korrekter Planung ist das Risiko elektromagnetischer Impulse durch atmosphärische Entladungen im Sinne des Normenteils STN EN 62 305 nicht zu vernachlässigen.
Schaltplan
Im beigefügten Schaltplan ist der vollständige Modbus-Bus-Schutz dargestellt, mit Überspannungsschutz an beiden Enden der Busleitung.
Überspannungsschutz für Temperaturmessung
Messung mit Widerstandssensoren (Pt100)
Bei der Temperaturmessung mit Widerstandssensoren (z. B. Pt100) ist Folgendes zu beachten:
- der ohmsche Anteil zusätzlicher Leitungen
- die Dämpfungswiderstände schützender Vorrichtungen
Einfluss auf die Messgenauigkeit
Vorsicht bei der Messgenauigkeit!
Bei einer Zweileiter-Messung kann der Widerstandswert des SPD das Messergebnis verfälschen.
Beispiel eines Fehlers:
- Summe der Dämpfungswiderstände: 4 Ω
- Messfehler bei 0 °C: 4 % (104 Ω statt 100 Ω)
Lösung
Zweistufige Schutzschaltungen sind als Version ohne Dämpfungswiderstände erhältlich, um den Einfluss des SPD auf die Messgenauigkeit zu minimieren.
Überspannungsschutz für Stromschleifen
Signal 4–20 mA
Die Messwerte werden über das standardisierte Signal 4 bis 20 mA übertragen, das vor allem in Anwendungen mit längeren Leitungen eingesetzt wird.
Vorteile der Stromübertragung
- Der ohmsche Widerstand der Leitung hat keinen Einfluss auf den übertragenen Messwert
- Es werden zwei Signalleiter verwendet
- Es ist kein zusätzliches Bezugspotenzial erforderlich
- Die Leitungen verlaufen galvanisch getrennt vom Erdpotenzial
Schutz
Schutz an beiden Enden ist erforderlich! Zum Schutz dieser Anwendung vor Überspannungen ist ein SPD an beiden Enden erforderlich.
Konstruktion des Überspannungsschutzes
Die passende SPD ist mit einer mehrstufigen Schutzschaltung ausgestattet, die Schutz bietet gegen:
- Durchgangsspannung im Normalbetrieb zwischen den Signalleitungen
- Erdungsspannung am Erdungspunkt an beiden Enden