ÜBERSPANNUNGSABLEITER RS-485 / RS-422

FÜR ALLE AUF RS-485 BASIERENDEN BUSSYSTEME WIE MODBUS RTU, DMX, EKEY, PROFIBUS
 

Neu konzipiertes Schutzelement für Überspannungen und Überströme mit DREI Schutzstufen. Die Schutzkaskade kombiniert ein hohes Ableitvermögen mit einer extrem kurzen Ansprechzeit und einer ultraflinken Strombegrenzung, woraus eine überragende Schutzwirkung resultiert.

NEU!  Überspannungsableiter und Überstromschutz in einem Modul, zertifiziert für 5.000 Ampere (Impulsklasse C2, geprüft mit 10.000 V)
NEU!  Klemmspannung nur 10 V auf der Geräteseite (nach 1 µs)
NEU!  Kombination aus drei Stufen mit insgesamt 11 Schutz- und Überschlagstrecken
NEU!  PE-Anschluss mit sehr geringem Übergangswiderstand für ungeschnittenem und niederimpedanten Anschluss mit 2,5 mm²
NEU!  Inklusive zweimal Klemmensatz grün, grau und orange für dreipoligen Anschluss von D+, D- und GND
NEU!  Jetzt auch als SparPack oder SuperSparPack mit Zugabe (ein Stück bei fünf Stück oder zwei Stück bei 10 Stück) verfügbar

DAVON WERDEN SIE PROFITIEREN

• Sehr geringe Schutzspannung: Dreistufiges Modul für eine Schutzspannung von nur 10 V auf der Geräteseite nach 1 µs
• Inklusive Überstromschutz: Modul enthält zusätzlich einen Überstromschutz (Limitierung auf 200 mA)
• Unabhängig vom Protokoll: Geeignet für alle RS-485 basierenden Protokolle wie Modbus RTU, DMX, Profibus
• Optimaler Schutz der Server: Besonders geeignet für den Schutz von Timberwolf Server / Loxone Server / RS-485 Extensions
• Massiver Schutzleiteranschluss: PE-Anschluss mit geringer Impedanz der ungeschnittene Verlegung erlaubt
• Gesamtschutz: Durch die Kombination aus kurzer Ansprechzeit, geringen Schutzpegel und flinker Strombegrenzung minimiert dieses Schutzelement die Belastung für die geschützten Geräte im RS-485 / RS-422 basierten Bussystem sowie der Isolationen auf der Geräteseite auf praktisch Null

EINSATZBEREICHE

Nach DIN / IEC 61643 zertifiziertes Blitz- und Überspannungsschutzsystem, getestet für den Einsatz in RS-485 / RS-422 Bussystemen und damit geeignet für:

• DMX:jedes DMX Bussystem, DMX-Anschlüsse Timberwolf Server, Loxone DMX Extension
• Modbus: Modbus Anschlüsse Timberwolf Server, ElabNET Modbus RTU Extension, Loxone Modbus Extension
• RS-485: jede sonstige RS-485 Schnittstelle, RS-485 Anschlüsse Timberwolf Server, Loxone RS-.485 Extension
• Profibus: jedes Profibus System
• ekey: Alle ekey Systeme (ekey Home, ekey Multi, ekey Net)

WESENTLICHE LEISTUNGSMERKMALE

• Einsatzbereich: Modul zum Schutz der RS-485 / RS-422 Installation vor Überspannung und Überstrom
• Auslegung: Hohes Ableitvermögen und geringer dynamischer Widerstand durch parallel wirkende Schutzstrecken
• Schutzstufen: Innovatives dreistufiger Überspannungsableiter inklusive flinkem Überstromschutz für kurze Reaktionszeit und bestes Schutzvermögen
• Anzahl Schutzstrecken: Elf Schutzstrecken, bestehend aus sechs bidirektionale Überschlagstrecken plus zwei Schutzstrecken über Dioden plus drei Schutzstrecken über Strombegrenzer
• Ansprechzeit: kleiner 40 ps
• PE-Anschluss: Niederimpedanter PE-Anschluss für ungeschnittene Verbindung zum Blitzstrompotentialausgleich mit 2,5 mm²
• Schutzpegel auf der Busseite zwischen D+ gegen GND: < 616 V (bei Impulsklasse C2, 10.000 V (1,2/50 µs) / 5.000 A (8/20 µs) - auf der Geräteseite jedoch nur für 1 µs, danach Klemmspannung 10 V
• Schutzpegel auf der Busseite zwischen D- gegen GND: < 605 V (bei Impulsklasse C2, 10.000 V (1,2/50 µs) / 5.000 A (8/20 µs) - auf der Geräteseite jedoch nur für 1 µs, danach Klemmspannung 10 V
• Zertifiziert: Dieser Überspannungsableiter für informationstechnische Systeme wurde zertifiziert nach Norm IEC 61643-21-2001 + A1:2009 Prüfung C2 für "Schnelle Anstiegsflanke" und entspricht Ableiter Typ 2
• Made in Germany
   

EMPFEHLUNG ZUR AUSLEGUNG

• Wegen des unterschiedlichen Schutzcharakters der beiden Modulanschlüsse (Busseite vs. Geräteseite) empfehlen wir, den langen Teil der Businstallation auf der Busseite anzuschließen und den kurzen Teil - insbesondere zum Schutz von Server, SPS, Gateways usw. - auf der Geräteseite des Moduls.
• Der Bus kann mit mehreren solchen Modulen geschützt werden. Hierbei ist jeweils nur die Busseite anzuschließen und der RS-485 / RS-422 Bus am Modul vorbeizuführen.
• Bei sehr langen Bussen empfehlen wir alle 50 m ein solches Modul. Auch hier ist das Modul nur mit der Busseite zur RS-485 / RS-422 Busverkabelung hin anzuschließen.
   

KOMPATIBILITÄT

• SPS, Gateways, Geräte mit RS-485 / RS-422: Dieses Modul ist kompatibel mit allen RS-485 / RS-422 Bussystemen, unabhängig vom Protokoll. Es kann genutzt werden mit allen Servern, SPS, Gateways und Geräten mit dieser Schnittstelle
• Timberwolf Server: Dieses Modul ist kompatibel mit den RS-485 Schnittstellen am Timberwolf Server 950Q und 960Q
• Timberwolf Server Extensions: Dieses Modul ist kompatibel mit der Modbus RTU Extension und der DMX Extension
• Loxone Extensions: Dieses Modul ist kompatibel mit der Loxone DMX Extension, Loxone Modbus Extension, Loxone RS-485 Extension

Die kapazitive Belastung der beiden Datenleitung des RS-485 / RS-422 Bus durch diesen Überspannungsableiter beträgt ca. 75 Picofarad, dies entspricht dem kapazitiven Belag von weniger als 10 m Busleitung.
 

HÄUFIGE FRAGEN UND ANTWORTEN

• Welche Funktion erfüllt der BlitzART RS-485 / RS-422 Überspannungsableiter?
  Der BlitzART RS-485 / RS-422 Überspannungsableiter reduziert die Folgen eines nahen und fernen Blitzeinschlages durch schnellen Ausgleich zwischen allen angeschlossenen Adern untereinander mit dem Blitzstrompotentialausgleich und einer fast vollständigen Unterbrechung des Stromflusses zwischen der Bus- und der Geräteseite des Moduls. Dadurch den Ausgleich und die Sperre werden Spannungen erheblich reduziert und damit werden Bauteile und Isolationen der Geräte und der Busleitungen geschützt.
   
• Reduziert bedeutet "nicht vollständig"?
  Kein System auf der Welt kann 100% Sicherheit bieten. Allerdings kann man - je nach Auslegung - die Wahrscheinlichkeiten der Beschädigung durch Blitzeinwirkung erheblich reduzieren. Dieser BlitzART RS-485 / RS-422 Überspannungsableiter ist mit seiner extrem kurzen Reaktionszeit und dem niedrigen Schutzpegel in der Lage, für RS-485 / RS-422 Systeme das beste verfügbare Schutzniveau zu bieten. Insbesondere wenn diese Ableiter an mehreren Stellen im System installiert werden. Auf der Geräteseite des Moduls wird die Überspannung praktisch völlig eliminiert. Selbst bei einer massiven Überspannung von 10.000 V und 5.000 A (8/20 µs) auf der Busseite beträgt die Schutzspannung auf der Geräteseite nach 1 µs nur noch 10 V bei wenigen mA. Damit ist jeder Schaden an den RS-485 / RS-422 Komponenten der Geräteseite ausgeschlossen.
  Wir empfehlen, für maximale Wirksamkeit der Ableitungen, den Niederspannungsteil der Anlage mit Ableiter für energietechnische Anlagen Typ 1 und Typ 2 (bzw. Kombiableiter Typ 1/2) zu ergänzen. Lassen Sie sich hierzu von einem Fachbetrieb beraten.
   
• Wie lautet die Planungs- und Installationsempfehlungen für den besten Schutz?
  Bitte planen Sie, je nach Umfang des Bussystems, ein oder mehrere Module pro RS-485 / RS-422 Bus.
  
  Installieren Sie ein Modul in direkter räumlicher Nähe zum Schutz des Master-Systems, also der SPS, dem Gateway, dem Server oder der Extension. Schleifen Sie die RS-485 / RS-422 Anschlüsse direkt über die Geräteseite des Moduls zum RS-485 / RS-422 Bus (den Sie an der Busseite anschließen).
  
  Bei einem längeren Bus (mehr als 50 m) empfehlen wir in der Mitte des Busses die Installation eines weiteren Moduls. Schließen Sie hier den RS-485 / RS-422 Bus nur an die Busseite des Moduls an. RS-485 Bussysteme unterstützen keine Abzweige, schließen Sie daher keine Geräte auf der Geräteseite der Module an, die "mitten im Bus" installiert sind.
  
  Bei sehr langen RS-485 Bussen installieren Sie jeweils alle 50 - 100 m jeweils ein weiteres Modul (nur die Busseite anschließen).

Wichtigste zusätzliche Maßnahme: Inneren Blitzschutz (Typ 1 und Typ 2 Ableiter) für energietechnische Netze einbauen lassen.
 

• Der RS-485 / RS-422 Bus ist als SELV-System galvanisch von allem anderen getrennt und die Leitungen sind geschirmt. Wie kann eine Überspannung, ein Blitz hier zerstören?
  Nichts ist perfekt, auch Folienschirme nicht. Daher sind kapazitive und induktive Einkopplungen der Blitzenergie möglich. Zudem sind die Isolationen für 4.000 V ausgelegt, ein Blitz erzeugt jedoch Spannungen bis zu mehreren hunderttausend Volt. Darum sind alle Isolationen gefährdet, insbesondere bei großer Nähe / Berührung mit PE, Neutralleiter und allen Außenleitern. Wir empfehlen eine separate getrennte Leitungsführung aller Leitungen informationstechnischer Systeme, sowie Signal und Busleitungen von Energieversorgungsleitungen. Optimal wären getrennte metallische und geschlossene Kabelpritschen oder Kanäle für die Leitungsführung.
  
  Eine Gefahr besteht bei aufgelegten Schirmungen, insbesondere wenn diese beidseitig aufgelegt sind. Bei einem nahen Blitzschlag wird die Blitzspannung durch den Fundamenterder in das Gebäude geführt und damit auf den PE des gesamten Gebäudes. Der Schirm steht unter Spannung und muss ggfls. auch Ströme ausgleichen. Dies belastet den Schirm selbst und die Isolationen im Inneren der Busleitungen. Dieser Überspannungsableiter für RS-485 / RS-422 verfügt über einen niederimpedanten PE Anschluss und gleicht Potentialunterschiede aus. Den PE-Anschluss der Schutzmodule verbinden Sie bitte mit dem gleichen PE-Klemmenblock, auf den die Schirmung aufgelegt ist. Von diesem Klemmenblock aus sollte mindestens eine Länge von 2 m zur PAS eingehalten werden (damit rein zeitlich ein Typ 2 Ableiter zuerst durchschalten kann).
   
• Wodurch werden die Isolationen gefährdet?
  Ein Blitzschlag bedeutet eine Entladung zwischen Wolke und Erde über eine Luftstrecke, die kurzzeitig leitfähig ist. Ausgehend von dem Blitzkanal als stromdurchflossener Leiter wird ein elektrisches und ein magnetisches Feld um diesen herum erzeugt. Diese Felder koppeln kapazitiv und induktiv in Leitungen und Leiterschleifen ein und ändern die Potentiale in allen metallischen Leitern im gesamten Gebäude. Die nahe Erde kann nur einen Teil der Blitzenergie aufnehmen. Etwa die Hälfte der Energie wird durch den Fundamenterder über PE in das Gebäude geleitet. Damit steht bei einem nahen Blitzschlag die Potentialausgleichsschiene und damit der gesamte PE über den Fundamenterder unter einem sehr hohen Spannungspotential von mehreren zehntausend Volt. Diese Potentialunterschiede wollen sich untereinander und zur fernen Erde in der über den Netzanschluss erreichbaren Trafostation (und je nach Netzform auch zur Erde der benachbarten Gebäude) hin ausgleichen. Um diesen Weg nehmen zu können, versucht die Blitzspannung auch durch die Isolationen (je nach Netzform) zu den Neutralleitern und Außenleitern durchzuschlagen.
   
• Wie schützt dieser BlitzART Überspannungsableiter?
  Die verschiedenen Potentiale, die sich bei nahem Blitzschlag in metallischen Leitern bilden, wollen sich ausgleichen. Der Ausgleich nimmt den Weg des geringsten Widerstandes. Dieser BlitzART Ableiter bietet der Überspannung einen einfachen Weg an, indem dieser bei einer plötzlichen Spannungsanhebung praktisch sofort einen massiven Kurzschluss herstellt, über den die Potentiale sich ausgleichen können. Der BlitzART Überspannungsableiter bezieht hierbei die drei angeschlossenen Adern und PE ein und führt einen Kurzschluss zwischen allen vier Anschlüssen aus. Damit wird der Überspannung ein sofortiger und niederimpedanter Ausgleich angeboten, so dass Potentialunterschiede erheblich reduziert und Isolationen und Bauteile damit geschützt werden.
  Ein solches Überspannungsereignis ist in diesem Bereich der Verkabelung bereits nach zwanzig millionstel Sekunden abgeschlossen. Während dieser kurzen Zeit setzen die Bauteile mehrere tausend W an Wärme um. Ein Blitz hat eine durchschnittliche Energie von 280 kWh, etwa ein Zehntel davon wird am Boden und in den Anlagen umgesetzt.
   
• Warum sind in diesem BlitzART Überspannungsableiter 11 Schalt- und Schutz- und Überschlagstrecken verbaut?
  Jedes Bauteil für den Überspannungsschutz hat seine eigene Charakteristik hinsichtlich Reaktionszeit, Spannungsbegrenzung, Auslösespannung, maximale Spannung, Ableitvermögen, Wärmeaufnahme, Leckstrom, Kapazität und Polarität. Es gibt kein Bauteil, dass in allen diesen Charakteristiken führend ist, oftmals ist ein Parameter sehr stark ausgeprägt, dafür sind andere weniger gut. Damit wir keinen Kompromiss bei diesem BlitzART Überspannungsableiter machen mussten, haben wir mehrere Bauelemente mit zusammen 11 Schutz- und Überspannungsstrecken in einer dreistufigen Kaskade so kombiniert, dass sich Bauteile mit kürzest möglicher Reaktionszeit mit solchen Bauteilen mit hohem Ableitvermögen Ampere gegenseitig ergänzen. Dadurch erreichen wir ein bisher nicht mögliches Schutzvermögen.
   
• Ich habe die Baugruppe aus dem Modul entnommen. Auf der Unterseite der Platine sehe ich neun Bauteil-Pins, die nicht verlötet sind. Wurde hier etwas vergessen?
  Nein, diese neun Pins gehören zum Hochstrom PE-Anschluss. Über die jeweils vier Kanten jedes der neun Pins ist das Bauteil durch eine Presspassung im Werk an 36 Anbindungsstellen mit den Durchkontaktierungen der Platine homogen kaltverschweißt. Diese Verbindungstechnik ist mechanisch sehr stabil (Auszugskraft 900 N), dabei sehr niederohmig (weniger als 200 µOhm), dauerhaft gasdicht und kann hohe Ströme tragen (500 Ampere dauerhaft). Damit - und dem Quetschkabelschuh für ungeschnittenen PE-Anschluss mit hohem Querschnitt - erreichen wir einen niederimpedanten PE Anschluss.
   
• Gibt es Tipps für den Anschluss an PE?

1. Gleiche PE-Klemmenblöcke: Wenn durch einen Überspannungsableiter Geräte geschützt werden, die selbst über einen Netzspannungsanschluss mit Schutzleiter verfügen (zum Beispiel Netzteil für die Versorgung von Busmaster und dessen Server) dann sollte der PE-Anschluss des Überspannungsableiters gleich- oder niederimpedanter zum Potentialausgleich geführt werden (als der Anschluss des Schutzleiters des ebenfalls zu schützenden Gerätes an den Potentialausgleich). Wir empfehlen daher den PE-Anschluss des Überspannungsleiters auf dem kürzesten Weg auf denselben PE-Klemmenblock zu führen, an dem auch der Schutzleiter des zu schützendes Netzteils angeschlossen ist (sofern es ein solches Netzteil ist).
   Gleiches gilt, sollte der Schirm der Busverkabelung (wird üblicherweise nicht empfohlen, aber mag zur Störunterdrückung partiell sinnvoll sein) auf PE aufgelegt worden sein. In diesem Fall sollte der PE des Überspannungsableiters auf denselben PE-Klemmenblock geführt werden, auf den der Schirm aufgelegt wurde. Solche Schirmanbindungen sollten über den gesamten Schirmumfang mit speziellen Schellen angebunden werden, die oft geflochtenen Zöpfe sind für Ableitungen von transienten Überspannungen elektrisch ungünstig).
    
2. Ordentliche Arbeitsweise: Führen Sie den PE-Anschluss bitte mit größter Sorgfalt aus. Verquetschen Sie ausschließlich diejenigen Leiterklassen im richtigen Querschnitt, die für den verwendeten Quetschkabelschuh jeweils zugelassen sind und verwenden Sie hierfür nur die korrekte Quetschzange (wenn Sie den mitgelieferten Quetschkabelschuh verwenden. lesen Sie bitte in den technischen Daten nach). Schrauben Sie die Mutter am Anschluss gut fest (Anzugsmomente in den technischen Daten beachten). Verlegen Sie die Leitung auf dem kürzesten Weg zum PE-Klemmenblock und schrauben Sie die Leitung auch dort ordentlich fest (Angaben des Klemmenherstellers beachten, insbesondere zum Gebrauch von Adernendhülsen und zu den für diese Klemme erlaubten Querschnitte). Vermeiden Sie unbedingt eine räumliche Schleife im Gebäude zu bilden (um Induktion bei Blitzschlag zu vermeiden) und wickeln Sie keinesfalls die PE Leitung um etwas herum (keine Spule bauen). Es ist wichtig, dass diese Anschlüsse mechanisch fest, dauerhaft gasdicht und bestens kontaktiert sind. Bitte denken Sie daran, dies muss über Jahrzehnte sicher kontaktieren. Die Ausführung des PE ist sicherheitskritisch und muss ordentlich und korrekt nach den geltenden Normen erfolgen. Bitte überlassen Sie dies besser einem Elektroinstallationsbetrieb.

• Ich habe einen äußeren Blitzschutz, benötige ich dann diesen BlitzART Überspannungsableiter überhaupt?
  Ja, unbedingt. Bei Vorhandensein eines äußeren Blitzschutzes ("Blitzableiter") ist ein zusätzlicher innerer Blitzschutz immer erforderlich (gemäß entsprechender Normen). Schließlich wird der Blitz vom Blitzstromableiter direkt über den Fundamenterder in das Gebäude auf die Potentialausgleichsschiene geführt. Von dort versucht die Überspannung auf alle benachbarten metallischen Leiter mit einem geringeren Potential durchschlagen. Nur ein innerer Blitzschutz verhindert dies durch Kurzschließen aller metallischen Leiter miteinander. Dieser BlitzART Überspannungsableiter ist ein wichtiger Bestandteil eines solchen inneren Blitzschutzes auf der Ebene C2 / Typ 2 und übernimmt diese Aufgabe für den angeschlossenen Bus und dessen Server. Dies ist eine Ergänzung zu dem ebenfalls zu installierenden Grob- und Mittelschutz nach Typ 1 und Typ 2 der unbedingt von einem Fachmann für Blitzschutzanlagen installiert werden muss.
   
• In den Geräten ist doch ein Überspannungsschutz eingebaut?
  Richtig, in den meisten Geräten sind kleine Schutzdioden eingebaut, üblicherweise bestehend aus einem einzigen Element. Diese Schutzelemente sind für das Bestehen des gesetzlich vorgeschriebenen Surge-Tests dimensioniert. In diesem Test fließen kurzzeitig nur geringe Ströme von 10 bis 24 A. Das ist bei weitem nicht ausreichend, um Blitzteilströme zu tragen. Zudem wirken diese eingebauten Schutzelemente nur zwischen den BUS-Leitungen (Querspannung), jedoch nicht gegenüber PE (Längsspannung). Damit werden die Isolationen von Servern SPS, Spannungsversorgung und die der Busleitungen nicht geschützt. In den meisten Fällen wird bei direktem oder nahem Blitzschlag die Überspannung durch PE (und womöglich über die Außenleiter) in das Haus geführt. Daher muss für optimalen Schutz der Isolierungen und Bauteile ein Ausgleich aller Leitungen untereinander und mit PE erfolgen, damit sich alle Anlagenbestandteile auf dem gleichen Potential befinden. Dieser BlitzART Überspannungsableiter kann etwa das fünfzigfache dessen ableiten, was kleinen Schutzdioden in Geräten erreichen können - zuzüglich auch gegenüber PE.
   
• Wann löst der BlitzART Überspannungsableiter aus?
  Die feine Stufe beginnt ab etwa 15 V zu leiten, die Gasspannungsableiter zünden ab etwa 150 V und einer Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung, die typisch ist für Überspannungsereignisse mit entsprechend steiler Anstiegsflanke. Die Überstrombegrenzer wirken ab 200 mA
   
• Wird ein BlitzART Überspannungsableiter durch einen Blitz zerstört?
  Nein, üblicherweise nicht, dieses Modul ist Blitzstromtragfähig bis 5.000 Ampere. Falls dies jemals passieren sollte, lassen Sie uns dies Wissen, wir finden oft einen kulanten Ausgleich.