DE19838776C2 - Verfahren und Anordnung mit einem zwei-stufigen Überspannungsschutz in Niederspannungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum sicheren Betreiben einer zweistufigen Überspannungsschutzein­ richtung für Niederspannungsanlagen.

Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen besteht die Notwendig­ keit, einen möglichst niedrigen Schutzpegel bei gleichzeitig hohem Stoßstromableitvermögen zu realisieren. Dies kann auf­ grund der technischen und physikalischen Randbedingungen der zur Verfügung stehenden Überspannungsschutzkomponenten und Technologien nur durch eine mindestens zwei-stufige Ableiter- Anordnung erreicht werden. Dabei übernimmt die erste Stufe, der sogenannte Grobschutz, die Ableitung des großen Stoßstromes.

Die nachgeordnete zweite Stufe (der Feinschutz) kann auf­ grund ihres geringen Ableitvermögens nur die die erste Schutzstufe passierenden Reststörungen ableiten. Sie stellt aber den gewünschten niedrigen Schutzpegel sicher. Es er­ folgt also eine Funktionstrennung zwischen der Stufe 1 (Ableitung des Stoßstomes) und der Stufe 2 (Sicherstellung des Schutzpegels). Als Ableiter der ersten Stufe, der ein hohes Stoßstromableitvermögen garantieren muß, werden in der Regel Funkenstrecken vorgesehen, die für diesen Zweck ausge­ legt sind. Hierbei ist besonders an blitzstromtragfähige bzw. blitzstromtragfähige und folgestromlöschfähige Funken­ strecken gedacht. Allerdings haben konventionelle Funken­ strecken in der Regel einen sehr hohen Spannungsschutzpegel (einige kV), der oft in Relation zur Spannungsfestigkeit der zu schützenden Geräte zu hoch ist. Aus diesem Grund ist die zweite Stufe mit einem Feinschutzableiter, bevorzugt einem Varistor, versehen und der ersten Stufe nachgeschaltet. Die zweite Stufe garantiert den gewünschten tiefen Schutzpegel für das zu schützende Endgerät. Das genannte Entkopplungs­ element, in der Regel eine Impedanz, stellt sicher, daß jedes der Ableiterelemente nur so stark an der Ableitung des Stoßstromes beteiligt wird, wie es bemessen ist.

Eine Anordnung gemäß dem eingangs genannten Oberbegriff des Anspruches 1 und gemäß den vorstehenden Darlegungen ist aus DE 38 12 058 A1 bekannt. Dabei erfolgt die o. g. Funktions­ trennung mittels eines Entkopplungsgliedes das eine Impe­ danz, und zwar entweder eine Induktivität oder ein ohmscher Widerstand ist. Diese Anordnung realisiert aufgrund ihrer Eigenimpedanz eine dem Impedanzverhältnis der Gesamtanord­ nung (Impedanz der Ableiter zuzüglich der Impedanz des Entkopplungselementes) entsprechende Aufteilung des Stoß­ stromes. Hiermit geschieht eine "energetische Koordination" der beiden Ableiterstufen.

Das Entkopplungsglied muß eine Reihe von Anforderungen erfüllen, die seine universelle Anwendung erschweren. Diese Anforderungen ergeben sich aus den unterschiedlichen bzw. verschiedenartigen Belastungen in der Praxis:

• 1. Es muß den normalen 50 Hz-Betriebsstrom führen können und unterliegt damit dem Problem der Erwärmung und der Kurz­ schlußbeanspruchung.
• 2. Es muß den Belastungen des Stoßstromes während des Ab­ leitvorganges widerstehen können und unterliegt damit erheblichen, elektrodynamischen und thermischen Beanspru­ chungen.

Insbesondere bei großen Anlagen-Nennströmen und damit auch großen Kurzschlußströmen stellt die Anforderung 1 ein ernst­ haftes Problem dar. Weiterhin ist zu beachten, daß die Wirkung sowie die Effektivität des Entkopplungselementes von der technischen Realisierung abhängig ist. Für Info-techni­ sche Systeme wird das Entkopplungselement als Ohmscher Widerstand ausgeführt. Damit erfolgt eine Koordination auf der Basis des Momentanwertes des Stromes. Eine Abhängigkeit von der Wellenform des Stoßstromes besteht nicht. In Nieder­ spannungs-Versorgungsnetzen wird in der Regel eine Indukti­ vität als Entkopplungselement verwendet. Das Prinzip dieser Entkopplung basiert damit auf der Stromänderungsgeschwindig­ keit di/dt der Stoßstromwelle und ist damit unmittelbar von deren Wellenform abhängig.

Bei beiden Varianten ist es nicht möglich, die erwünschte Koordination auf der Basis der in den Ableitern umgesetzten Energie zu realisieren.

Weiterhin ist mit DE 196 40 997 A1 ein Überspannungsschutz­ system bekannt, bei dem als allgemeines Schutzelement eine Funkenstrecke fungiert und diese bei Überschreitung von Schwellwerten (Spannung u, Strom i und Frequenz f) über einen Zündgenerator aktiviert wird. Hierzu wird durch geeig­ nete Sensoren die Einhaltung der fest eingestellten Schwell­ werte überwacht. Eine dynamische Anpassung auf der Basis der Störenergie erfolgt nicht.

Weiterhin besitzt das Überspannungsschutzsystem nach DE 196 40 997 A1 den Nachteil, daß jede Schwellwertüberschreitung zum Aktivieren des Grobschutzes führt, der damit sehr stark beansprucht wird und, da die eingesetzte Funkenstrecke nicht verschleißfrei arbeitet, einer Alterung unterliegt. Ein oftmaliges Auslösen des Ableiters des Grobschutzes stellt aufgrund des bei Funkenstrecken auftretenden Netzfolgestro­ mes eine sehr starke Belastung für den ersten Ableiter und für das umgebende Netz dar, denn das Ansprechen des ersten Ableiters bildet für das Netz einen kurzschlußähnlichen Zustand.

Aus der EP 0 186 939 A2 ist ein gasgefüllter Ableiter bekannt, welcher eine Hilfselektrode, dort als Triggerelektrode be­ zeichnet, umfaßt. Die Triggerelektrode dient dem Reduzieren der Ansprechspannung des gasgefüllten Ableiters. Ein Halblei­ terüberspannungsableiter ist dem gasgefüllten Ableiter paral­ lel geschalten und es ist eine Transformationsstrecke ein­ schließlich Widerstand vorgesehen.

Die vorgesehene Zündspannungs-Triggerung verbessert zwar das Ansprechverhalten der Grobschutzstrecke, nämlich des gasge­ füllten Ableiters, jedoch entspricht diese Triggerung, welche vom fließenden Strom im Zweig des Überspannungsableiters ab­ hängt keiner Näherung der tatsächlichen energetischen Bela­ stung im Feinschutzzweig. Die in der US-PS 3,848,156 offenbar­ te Schutzvorrichtung für Hochspannungsanwendungen umfaßt meh­ rere Schutzzweige, die in Serie geschalten sind.

Bei den Überspannungsableitern nach DE 19 47 349 A1 wird über den Stromfluß im Feinschutzzweig eine Spannung abgeleitet und transformiert, um auf der Basis der dann transformierten Span­ nung eine Hilfselektrode der Grobschutzstrecke anzusteuern. Damit gelingt es die Zündspannung der Grobschutzstrecke zu reduzieren bzw. eine Abhängigkeit des Zündens vom fließenden Strom im Feinschutzzweig zu erreichen. Eine Erfassung der energetischen Belastung im Feinschutzzweig ist jedoch nicht möglich.

Bei der Anordnung zum Überspannungsschutz für Niederspannungs­ anlagen gemäß DT 25 38 919 A1 ist eine Parallelschaltung eines Gasentladungs-Überspannungsableiters mit einem spannungsabhän­ gigem Widerstand vorgesehen. Gemäß dortiger Lehre soll die Ansprechspannung des gasgefüllten Überspannungsableiters min­ destens das Doppelte der Nenn- bzw. Betriebsspannung der zu schützenden Anlage betragen, wobei ein eingesetzter Varistor in der Umgebung der Nenn- bzw. Betriebsspannung einen negati­ ven Spannungsexponenten des Widerstandswertes besitzen soll. Damit wird lediglich auf ein einzuhaltendes Verhältnis zwi­ schen den Ansprechspannungen im Grobschutz- und im Feinschutz­ zweig eingegangen, ohne auf die energetische Bilanz des Fein­ schutzzweiges selbst Rücksicht zu nehmen.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung ein weiterentwickeltes Verfahren zum sicheren Betreiben einer zweistufigen Überspannungsschutzeinrichtung für Niederspan­ nungsanlagen anzugeben, wobei ohne ein sogenanntes Entkopp­ lungsglied eine optimale Auslastung sowohl des Grobschutzes als auch des Feinschutzes gegeben ist und wobei dafür Sorge getragen wird, daß der Grobschutz nur dann zu aktivieren ist, wenn der Feinschutz nicht in der Lage ist, vorliegende Ener­ giemengen sicher abzuführen. Das heißt, es gilt zu verhindern, daß kurze energieschwache Störimpulse, die eine hohe Stromän­ derungsgeschwindigkeit besitzen, in unerwünschter Weise zu einem Aktivieren des Grobschutzes führen.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Verfah­ ren gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, wobei die Un­ teransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.

Es wird also vorgeschlagen, daß die im zweiten Ableiter umge­ setzte Energie erfaßt und bei Erreichen der gewünschten ener­ getischen Belastung die Grobschutzstufe aktiviert und damit die zweite Stufe (Feinschutz) entlastet wird. Nur ein solches Verfahren auf der Basis der tatsächlich im zweiten Ableiter umgesetzten Energie garantiert die optimale Auslastung der einzelnen Ableiterstufen. Insbesondere schließt dies aus, daß kurze, energieschwache Störimpulse, die aber eine hohe Strom­ änderungsgeschwindigkeit besitzen, den ersten Ableiter (Grobschutz) aktivieren, obwohl der zweite Ableiter sehr wohl in der Lage wäre, diese Störung abzuleiten. Dieser Fall des nicht gewünschten, oftmaligen Aktivierens des ersten Ableiters tritt beim Stand der Technik insbesondere bei der Entkopplung mittels Induk­ tivitäten auf. Aber auch bei der Verwendung von Ohmschen Widerständen zur Entkopplung kann der oben genannte Fall der Fehlauslösungen, bedingt durch Störimpulse hoher Amplituden, die aber aufgrund ihrer extrem kurzen Wirkungszeit trotzdem energieschwach sind, eintreten. Gleiches trifft auf die in DE 196 40 997 A1 sowie in JP 1-26 84 27 angewandte Überwachung eines Schwellwertes der Spannung bzw. des Stromes zu. Die Anordnung des vom Stand der Technik her bekannten Entkopplungsgliedes und seine Abstimmung auf die Impedanzen der Grobschutzstufe und der Feinschutzstufe entfällt.

Die Erfindung ist nicht nur bei Niederspannungsanlagen bzw. Niederspannungsversorgungsnetzen, sondern vom Prinzip her auch in allen Stromkreisen, einschließlich Steuer-, Über­ wachungs- und Schutzkreisen u. s. w. aller Spannungsebenen einsetzbar.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung vorgesehen, die zwischen zwei Zuleitungen (Längszweige), welche das Stromversorgungsnetz mit dem jeweiligen Verbrau­ cher verbinden, in Längsrichtung des Längszweiges betrach­ tet, hintereinander folgende Querzweige vorsieht:

• a) eine erste Grobschutzstufe zur Ableitung starker energie­ reicher Störungen. Hierzu gehört auch ein hohes Stoßtromableitvermögen,
• b) danach eine Steuer- und Kontrollgruppe zur Erfassung der Energie bzw. energieproportionalen Größen einer Fein­ schutzstufe und Steuerung des Einsatzes der vorgenannten Grobschutzstufe,
• c) und danach die vorgenannte Feinschutzstufe zur Ableitung kleinerer und damit energieschwächerer Störungen, insbe­ sondere kleinerer Überspannungen.

Beispiele solcher Energieerfassungen werden nachfolgend erläutert werden. Dies können Messungen des in der zweiten Ableiterstufe fließenden Stromes oder, direkt auf die Lei­ stung eingehend, die Erfassung des Stromes und seine Multi­ plikation mit der jeweiligen, in der Regel konstanten Span­ nung sein. Schließlich wäre es auch möglich, die Änderung des Stromes über die Zeit als Integral festzuhalten.

Die bevorzugten Bauelemente für die Grobstufe sind zwar Funkenstrecken und für die Feinschutzstufe Varistoren. Prinzipiell sind jedoch darüber hinaus auch als Grobschutz Gasentladungsableiter und Thyristoren, sowie für den Feinschutz Suppressordioden einsetzbar. Hierbei ist allerdings Voraussetzung, daß das zu überwachende Element eine im interessierenden Bereich kontinuierliche Strom/­ Spannungs-Charakteristik hat; dagegen das Steuer- oder Schaltelement ein diskontinuierliches Verhalten, also eine Schaltfunktion besitzt. Bauelemente mit einer kontinuier­ lichen Spannungs/Strom-Charakteristik sind beispielsweise Ohmsche oder induktive Impedanzen sowie Varistoren und Dioden. Hier angesprochene Schaltelemente sind beispielsweise Schaltgeräte, Funkenstrecken, Thyristoren, Transistoren und dergleichen.

Zu den vorgenannten Größen bzw. energiereichen Störungen gehören natürlich in erster Linie Stoßströme, insbesondere Blitzstoßströme. Diese zählen zu den transienten Störungen. Darüber hinaus gehören dazu auch energiereiche Störungen, die von einer längeren Wirkungsdauer (ms bis s) bzw. sogar netzfrequent sind, sogenannte "temporäre" Überspannungen (über 10 ms oder länger dauernd). Auch bei solchen Störungen kann mit der Erfindung wirksam die Feinschutzstufe vor Überlastung geschützt werden.

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung von Ausführungs­ möglichkeiten näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 das Schaltschema einer Ausführung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine erste Ausführungsmöglichkeit des Schalt­ schemas gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsmöglichkeit des Schalt­ schemas gemäß Fig. 1.

Fig. 4 eine dritte Ausführungsmöglichkeit des Schalt­ schemas gemäß Fig. 1.

Das Schaltschema gemäß Fig. 1 zeigt zwei Längsleitungen 1, 2, die mit ihren Anschlüssen 3, 4 zum Anschluß an ein Strom­ netz und mit ihren auf der anderen Seite gelegenen Anschlüs­ sen 5, 6 zum Anschluß eines Verbrauchers ausgebildet sind. Zwischen diesen beiden Längszweigen 1, 2 bestehen insgesamt drei Querzweige, die ausgehend von der Seite mit den Netzan­ schlüssen 3, 4 hintereinander angeordnet sind.

Der erste Querzweig 7 besteht aus einem Grobschutz 8, z. B. einer blitzstromfesten und stoßstromtragfähigen Funkenstre­ cke 8, oder eines Thyristors oder eines Gasentladungsableiters. Im weiteren Querzweig 9 ist ein Kontroll- und Steuer­ gerät 10 vorgesehen, dessen Funktion nachstehend näher erläutert werden wird. Schließlich beinhaltet der dritte Querzweig 11 ein bei niedrigeren Spannungen bereits anspre­ chendes Überspannungsschutzgerät 12, z. B. eines Varistors, oder einer Suppressordiode.

Dieses kombinierte Überwachungs- und Auslösesystem erfaßt die energetische Belastung der zweiten Ableiterstufe, um erst bei Erreichen der maximalen energetischen Belastung des Ableiters 12 der Stufe 11 die Grobstufe 7 zu aktivieren.

Aufgrund der realisierten, niedrigen Ansprechspannung der Stufe 11 erfolgt immer zuerst die Übernahme der Störung durch den Varistor 12. Damit wird sichergestellt, daß ener­ gieschwache Störungen nur vom Ableiter 12 abgeleitet werden.

Die Kontroll- und Steuergruppe 10 kontrolliert die Belastung der Ableiter 12. Dies kann durch Bewertung der Ladung i × t (Strom-Zeit-Fläche im Ableiterzweig 11), auf der Basis der Spannungs-Zeit-Fläche ∫udt im Ableiterzweig 11, sowie weite­ rer energieproportionalen Größen (z. B. ∫u²dt, ∫i²dt) erfol­ gen. Alle stehen im engen Zusammenhang mit der in diesem Ableiter umgesetzten Energie. Überschreitet diese Energie und/oder die Spannung an den Punkten 13, 14 einen vorgege­ benen Wert, aktiviert die Kontroll- und Steuergruppe 10 den Grobschutz 7, 8. So wird sichergestellt, daß nur in dem wirklich notwendigen Fall einer bevorstehenden Überlastung der Feinschutzstufe 11 die Grobschutzstufe 7 aktiviert wird.

Im vorgestellten Fall erfolgt die Aktivierung der Grob­ schutzstufe dynamisch, sich selbst regelnd mit der umgesetz­ ten Energie der Stufe 11 als Kriterium. Damit ist nicht mehr ein einfacher Schwellwert entscheidend, sondern ein Kennli­ nienfeld, welches ein Abbild der realen in der Stufe 11 herrschenden energetischen Verhältnisse darstellt.

Da die überwiegende Mehrzahl der Überspannungen relativ energieschwach sind, kommt es in solchen Fällen nur zu einem Stromfluß durch den Ableiter 12. Der Grobschutz, z. B. Funkenstrecke 8, der ersten Stufe 7 wird hiervon nicht berührt.

Da die o. g. Stufe 11 bevorzugt auf der Basis von Metall­ oxyd-Varistoren ausgeführt und damit nahezu verschleißfrei arbeitet und die gewünschten kleinen Schutzpegel problemlos zu realisieren sind, kommt es zu keinerlei negativen Auswir­ kungen. Ein Netzfolgestrom tritt bei dieser Technologie am Ableiter 12 nicht auf.

Die energetisch höchstbelastbare, bevorzugt blitzstromtrag­ fähige Funkenstrecke 8 wird nur im Falle energiereicher Störungen oder im Falle des Versagens des Ableiters (bevor­ zugt eines Varistors) 12 in der Ableitstufe 11, aktiviert. Das unnötige Auslösen des Ableiters 8 wird damit vermieden. Der nach dem Ableiten des Stoßstromes durch die Funkenstre­ cke 8 fließende Netzfolgestrom, der einen erhöhten Ver­ schleiß bewirkt, wird damit nur auf die wenigen, wirklich notwendigen Male reduziert. Je größer die Energie ist, die im Querzweig 11 umgesetzt wird, desto eher muß über die Gruppe 10 die Aktivierung des ersten Querzweiges 7 und damit der Funkenstrecke 8 erfolgen. Dabei kann die im Querzweig 11 umgesetzte Energie von einem größeren, und nur über kurze Zeit existierenden Strom oder auch von einem kleineren Strom herrühren, der über eine längere Zeit fließt (it).

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform nach der Erfindung, welche auf der Schaltung gemäß Fig. 1 basiert (identische Bezugs­ ziffern wurden auch übernommen), wobei die Abschnitte 1', 1" und 2', 2", welche den Längszweigen 1, 2 in Fig. 1 entspre­ chen, drei Bauelemente 7', 9' und 11' miteinander verbinden. Die Elemente 7', 9' und 11' entsprechen den Querzweigen 7, 9 und 11 in Fig. 1.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist eine einzige Bauein­ heit 15 vorgesehen, die in sich die drei Stufen 7", 9" und 11" beinhaltet, welche den Schaltungsstufen 7, 9 und 11 in Fig. 1 entsprechen.

Die Kontroll- und Steuerungsgruppe 10 arbeitet unabhängig von dem zeitlichen Verlauf und der Amplitude der Störgröße. Auch der Betriebsstrom spielt keine Rolle.

Die energetischen Überwachungen können auf folgende Weise realisiert werden:

a) Ladungsüberwachung (Strom-Zeit-Fläche)

Die Messung und Bewertung der Ladung ∫idt durch den Ableiter 12. Dazu ist der Strom auf geeignete Art und Weise, z. B. mittels Shunt oder Stromwandler, zu erfassen und entsprechend zu verarbeiten.

Die Ladung wird als Strom-Zeit-Fläche (∫idt) bewertet.

b) Spannungs-Zeit-Fläche

Erfassung der Spannung an den Punkten 13, 14 mittels konventioneller und in der Praxis bewährten Meßverfahrens und Bewertung der Spannungs-Zeit-Fläche als ∫udt.

Da ein direkter, wenn auch nicht linearer Zusammenhang zwischen Spannung und Strom beim Ableiter 12 existiert, liefern beide Verfahren ähnliche Bewertungskriterien.

c) Leistungs- bzw. Energieumsatz

Dabei erfolgt eine Kombination der beiden obengenannten Verfahren, sowie eine Bewertung der bezogenen Größen.

Die Bewertung erfolgt als u × i bzw. ∫uidt bzw. ∫u²dt bzw. ∫i²dt

d) Kombination von a, b, c mit der Spannung an den Punkten 13, 14

Die Ergebnisse von a-d werden der Kontroll- und Steuerungs­ gruppe 10 zugeleitet. Hiervon kann die Aktivierung des Funkenstreckenableiters 8 mittels bekannter Verfahren, z. B.

• - Triggerelektrode und Initialzündung
• - Impulstrafo im Erdzweig

realisiert werden.

Mit der Anordnung nach der Erfindung läßt sich kompakt und platzsparend eine sehr effiziente, kombinierte Grob- und Feinschutzanordnung realisieren. Dieses kann sowohl als Kompaktgerät, als auch in zwei getrennten Grätekomponenten realisiert werden (siehe hierzu auch die Fig. 2 und 3).

Da die Erfindung sowie nach der Erfindung ausgestattete Anordnungen kein Entkopplungselement im Betriebsstromzweig benötigen, sind sie auch für höchste Betriebsströme geeignet und zeichnen sich durch ein nahezu verschleißfreies Verhal­ ten der einzelnen Schutzstufen aus.

Aufgrund der o. g. Koordination, basierend auf der in den Ableiterzweig 11 wirklich umgesetzten Energie, erfolgt eine optimale, gesteuerte, von dem zeitlichen Verlauf der Stör­ größe unabhängige Belastung der einzelnen Ableiter 8, 12. Damit ist eine anwenderfreundliche Funktionstrennung zwi­ schen Grob- und Feinschutz möglich.

Die Erfindung kann zusätzlich zu der energetischen Steuerung auch noch eine Redundanzfunktion sichern. Somit kann im Falle einer Fehlfunktion des Feinschutzes automtisch über das Spannungskriterium der Grobschutz aktiviert werden.

Ergänzend zu den obigen Ausführungen ist noch darauf hinzu­ weisen, daß auch das Feinschutzelement aus einer Funken­ strecke gebildet werden kann, da eine Funkenstrecke nach ihrem Ansprechen ebenfalls kontinuierlich arbeitet. Somit wären auch Bauelemente mit einer (zunächst) diskontinuier­ lichen Charakteristik als Feinschutzelemente denkbar. Da­ gegen muß das Steuerelement für den Grobschutz eine Schalt­ charakteristik besitzen. So stellt in den Ausführungsbei­ spielen der Ableiter 8 ein redundantes Schutzorgan im Falle eines Versagens des Ableiters 12 dar und gewährleistet damit ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit.

Fig. 4 zeigt für die Steuerung der Grobschutzstufe einen Impulstransformator 16 im Erdzweig.

Claims (7)

1. Verfahren zum sicheren Betreiben einer zweistufigen Überspannungsschutzeinrichtung für Niederspannungsanlagen, wobei die erste Schutzstufe ein hohes Stromableitvermögen und die zweite Schutzstufe einen möglichst niedrigen Spannungsschutzpegel aufweist und beide Stufen als einander parallel geschaltete Leitungszweige zwischen Zuleitungen vorgesehen sind, die eine Energiequelle mit einem Verbraucher verbinden, wobei die in der zweiten Schutzstufe vorliegende tatsächlich umgesetzte energetische Belastung durch Auswertung des Integrals i nach dt, u nach dt und/oder des Leistungsumsatzes nach ∫uidt, ∫u²dt oder ∫i²dt erfaßt und beim Erreichen oder Überschreiten der Belastungsgrenzen der zweiten Stufe die erste Schutzstufe aktiviert wird.

2. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit je einem Ableiter (8; 12) für den Grobschutz (7) und den Feinschutz (12), die in Querzweigen zwischen Längszweigen (1, 2) der Anordnung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Längszweigen (1, 2) in deren Längsrichtung von der Netzseite her betrachtet hintereinander folgende Querzweige vorgesehen sind:

• a) eine Grobschutzstufe (7, 8) zur Ableitung starker energiereicher Störungen (z. B. Stoßströme, netzfrequente Störungen),
• b) danach eine Steuer- und Kontrollgruppe (10) zur Erfassung der Energie bzw. energieproportionalen Größen einer Feinschutzstufe (11, 12) und zur Steuerung des Einsatzes der Grobschutzstufe (7),
• c) die o. g. Feinschutzstufe (11) zur Ableitung kleinerer und damit energieschwächerer Störungen, insbesondere Überspannungen

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobschutzstufe (7) mit einer energiereiche Störungen aushaltenden Funkenstrecke (8), insbesondere einer blitzstromtragfähigen und stoßstromfesten Funkenstrecke versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinschutzstufe (11) mit einem den niedrigen Schutzpegel absichernden Überspannungsableiter, z. B. einem Varistor oder einer Suppressordiode versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung des Ableiters (8) der Grobschutzstufe (7) durch die Kontroll- und Steuereinheit (10) mittels an sich bekannter Anordnungen, wie einer Triggerelektrode und Initialzündung oder einem Impulstransformator im Querzweig erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Anspüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannten Stufen, einschließlich der Kontroll- und Steuereinheit aus insgesamt drei einzelnen Geräten (7, 8, 10, 11, 12) bestehen und durch entsprechende Leitungen (1', 1", 2', 2") miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen (8, 10, 12) zu einem Kompaktgerät vereinigt sind.