Überspannungsschutz - ich kapier's nicht!

Veröffentlicht von: @voltmeter

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ich habe gelesen dass man einen überspannungschutz durch tvs dioden realisieren kann, weiß von euch jemand wie das funktioniert oder wie man das anschließt?

TVS-Dioden oder Suppressordioden arbeiten im Prinzip ganz ähnlich wie Z-Dioden oder Zener-Dioden, das heißt, sie werden in Sperrichtung betrieben (bidirektionale TVS-Dioden sind antiseriell geschaltete TVS-Dioden und sperren immer), haben eine Durchbruchspannung und werden darüber leitend. Dabei leiten sie nur genau den Teil ab, der über der Durchbruchspannung ist. Hinter einer TVS- oder Z-Diode mit 10 V Durchbruchspannung, die an 11 V betrieben würde, flösse ein Strom, durch den die Spannung von 11 auf 10 V abfiele.

Die TVS-Diode stellt quasi einen Kurzschluß dar und die Leistung wird wie erwartet auch am dotierten PN-Übergang verbraten, der sich dadurch freilich erwärmt. Genau diese Wärme ist aber irgendwann auch der Tod der TVS-Diode. Wenn Du damit z.B. die Teleskopantenne Deines Weltempfängers gegen statische Aufladungen z.B. von Deinen Gummischuhen absichern wolltest (Ups, da fällt mir ein, das muß ich noch an meinem Tecsun PL680 machen.), dann steckt das die TVS-Diode locker weg. Bei einem nahen Blitz wäre aber durch die Induktion so viel Energie da, daß es den Halbleiter zu stark erwärmte, oder mit anderen Worten: Die TVS-Diode wird sehr wahrscheinlich daran sterben und muß ersetzt werden. (Übrigens: Das Gehäuse der TVS-Diode wird zu sehr isolieren, als daß Du eine Erwärmung durch das Gehäuse spüren könntest.) Was ich Dir leider nicht sagen kann ist, was beim Sterben genau passiert, nämlich ob sie dauerhaft hoch-, mittel- oder niederohmig werden. Im Web habe ich dazu leider unterschiedliche Informationen gefunden.

Die Leistung, die die Diode "verbraten" muß, ist bei ähnlichen Gehäusegrößen auch ähnlich hoch. Deswegen nimmt die Stromstärke, die ein TVS-Typ vertragen kann, mit zunehmender Spannung innerhalb der Typenfamilie auch ab. (P=U*I)

Veröffentlicht von: @voltmeter

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welche eigenschaften müssen die dioden haben in punkto größe spannungsbereich usw...

Im ÜSS-Bereich griffe ich an Deiner Stelle zuerst einmal zu einem bidirektionalen Typ. Dann muß die Durchbruchspannung in jedem Fall oberhalb Deiner PV-Leerlaufspannung sein, aber Obacht: Die TVS-Dioden haben wie alle elektronischen Bauelemente Toleranzen und das steht alles in den Datenblättern (z.B. hier) drin.

Daniel

 

Danke doc brown 🙂 

wenn man dann, sagen wir mal, 10 von denen paralelschaltet an den invertereingang kann man dadurch das sterben der dioden verzögern?

frage für nen freund, ist ein wetterexperiment 🤣 

Veröffentlicht von: @voltmeter

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wenn man dann, sagen wir mal, 10 von denen paralelschaltet an den invertereingang kann man dadurch das sterben der dioden verzögern?

Parallelschaltung von Dioden funktioniert nicht gut. Die weichen ja immer etwas in ihrer Durchbruchspannung ab. So nimmt dann die Diode mit der geringsten Durchbruchspannung fast die komplette Energie auf, wo die anderen sich langweilen.

Wenn man ausgemessene selektierte Dioden hat, könnte es funktionieren. Ähnlich wie bei Leuchtdioden, die man eigentlich auch nicht parallel schalten sollte, funktioniert aber, wenn die gut selektiert sind.

Veröffentlicht von: @win

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Wenn man ausgemessene selektierte Dioden hat

die frage ist, wie selektiere ich 500v/450v dioden 🤔 

oder anders gefragt wie viel leistung muss diese diode aufnehmen können? so eine überspannung ist ja nur kurz hab an jedem string ca 3kwp  2strings 480v/ 2strings 420v leerlauf

das problem ist dass ich für 450v keine bezahlbaren überspannungsableiter finden kann und die china ableiter sind erst ab 500v, mein mppt 450/100 verträgt aber maximal 450v

ich möchte auch nicht diese herkömmlichen ableiter verwenden weil die, die überspannung auf meinen schutzleiter im ganzen haus abgeben...

@voltmeter 

wäre es denn so schlimm wenn eine 30-50 Cent Diode stirbt bei einem Überspannungsfall? 

@andyhoe 

ne überhaupt nicht.

wäre aber schlimm wenn die nicht langt. ich sicher mich ja gerne doppelt und dreifach ab

@voltmeter 

keep it simple 🙂 

Veröffentlicht von: @nix

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keep it simple

kann ich machen

aber welche diode braucht man da.

da gibts doch baugrößen und leistungswerte die zu beachten sind

Also Überspannung ist nicht gleich Überspannung. Schlägt der Blitz 500 m entfernt ein ist das ebbes anderes, als wenn er 50 m entfernt einschlägt. Und dann haben Blitze mitnichten immer auf die Nachkommastelle genau 1,21 GW, sondern vielmehr völlig unterschiedliche Leistungen. Das bedeutet am Ende, daß man hier das Risiko zwar verkleinert, aber ganz ausschließen kann man es nicht. Es wird also nur an den Wahrscheinlichkeiten gedreht.

Win hat Dir ja bereits gesagt, daß man Dioden nicht parallelschalten soll, wenn es nicht gerade ein "matched pair" (immer dieses Englisch! 😒) ist. Das stimmt auch und deswegen nähme ich auch lieber einen Typ, der schon erhöhte Leistung verträgt. Zum jetzigen Zeitpunkt sind mir von Littlefuse 5 kW-Typen bis 250 V bekannt. Eigentlich müßte man diese mit ausgesuchter Spannung auch in Reihe schalten können, aber diese Aussage von mir ist mit Vorsicht zu genießen, weil ich da erst noch länger drüber grübeln müßte. Es gibt auch noch leistungsfähigere Typen (mindestens bis 6,6 kW), aber da weiß ich im Augenblick noch zu wenig drüber. Und ich fürchte, mit 30-50 Ct je Stück kommst Du da nimmer davon. 😉

Veröffentlicht von: @voltmeter

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das problem ist dass ich für 450v keine bezahlbaren überspannungsableiter finden kann

Also bei PhoenixContact habe ich MOVs mit höchster Dauerspannung von 450 V für Dich gefunden, Typ-2:

https://www.phoenixcontact.com/de-de/produkte/ueberspannungsableiter-val-sec-t2-20-380dc-fm-2907876

https://www.phoenixcontact.com/de-de/produkte/ueberspannungsableiter-val-sec-t2-2f-380dc-fm-1033790

Ich habe mit der Suchmaschine von PhoenixContact zwar gesucht, aber Typ-3-MOVs für DC in dem Spannungsbereich haben die nicht im Angebot und bei Pröpster sieht's auch mau aus. Tut mir leid.

Daniel

 

hab mal hier was gefunden, ist das die leistungsklasse die benötigt wird?

1ka

https://www.mouser.de/ProductDetail/Littelfuse/AK1-430C-Y?qs=uwxL4vQweFOTggm7U%2FvneQ%3D%3D

https://www.mouser.de/datasheet/2/240/littelfuse_TVS_Diode_AK1_Y_Datasheet_pdf-1840077.pdf

 

oder die mit 10ka aber die ist a biserl teuer 😉

https://www.mouser.de/ProductDetail/Littelfuse/AK10-430C-Y?qs=XeJtXLiO41TrQOmqwgBj9Q%3D%3D

 

und für jedes pv modul(die welche man noch erreichen kann)

https://www.mouser.de/datasheet/2/54/15kpa_sd_q-2325781.pdf

Veröffentlicht von: @voltmeter

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1ka

[...]

oder die mit 10ka aber die ist a biserl teuer 😉

Also die Preise sind etwas gewöhnungsbedürftig, aber so beim ersten Überfliegen dät ich sagen: Sieht nicht schlecht aus. 😉

Daniel

 

@docemmettbrown 

aber welche jetzt 1ka oder 10ka?

Veröffentlicht von: @voltmeter

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aber welche jetzt 1ka oder 10ka?

Frag Dein Sparbuch! 😀

Nee, ehrlich jetzt, ich weiß es wirklich nicht.

Daniel

 

Welche Reihenfolge nimmt man eigentlich bei Lasttrennschalter, Sicherungen und Varistoren? Von der Logik her hätte ich die Reihenfolge genau wie einen Satz zuvor beschrieben gewählt, so daß man Sicherungen und MOVs im spannungsfreien Zustand wechseln kann. Ich habe aber schon öfters im Web diese Reihenfolge gesehen, also erst Sicherungen, dann den Lasttrennschalter und ganz am Schluß wieder den MOV, jedoch die Logik dahinter nicht begriffen. Warum diese andere Reihenfolge? 🤔

Daniel

Hallo Daniel

Bei mir ist die Reihenfolge im GAK:

1. Modul Stecker, 2. Schmelzsicherung 16 A, 3. Varistor, 4. Schalter

Das erscheint mir auch logisch, damit die Schmelzsicherung durchbrennt, wenn der Varistor zündet. 

mit freundlichen Grüßen

Thomas