M 1.25 Überspannungsschutz
Verantwortlich für Initiierung: Leiter IT, Leiter Haustechnik, IT-Sicherheitsmanagement
Verantwortlich für Umsetzung: Haustechnik, Administrator
Je nach Qualität und Ausbau des Versorgungsnetzes des Energieversorgungsunternehmens und des eigenen Stromleitungsnetzes, abhängig vom Umfeld (andere Stromverbraucher) und von der geographischen Lage, können durch Induktion oder Blitzschlag Überspannungsspitzen im Stromversorgungsnetz entstehen. Überspannungsschutzmaßnahmen dienen zur Reduzierung möglicher Schäden an IT-Geräten in Netzen durch direkten Blitzeinschlag, Einkopplung und Schalthandlungen.
Auch über andere elektrisch leitende Außenanbindungen wie Telefon-, Wasser- oder Gasleitungen können Überspannungen in ein Gebäude und die dort betriebene IT gelangen. Darüber hinaus können Überspannungen auch auf interne Leitungen eingekoppelt werden.
Ein komplettes Überspannungsschutzkonzept berücksichtigt alle externen und internen elektrisch leitenden Verbindungen und baut sich in drei Stufen auf, die sich im Wesentlichen an den Bemessungsstoßspannungen für die Überspannungskategorien gemäß DIN VDE 0110/IEC Publikation 664 orientieren:
- Der Grobschutz in der Gebäudeeinspeisung ist in der Lage Überspannungen abzufangen, wie sie durch direkten Blitzeinschlag entstehen und sie auf Werte kleiner als 6000 V zu begrenzen. Bei vorhandenem äußeren Blitzschutz muss der Grobschutz blitzstromfähig sein, da mit Strömen im 100 kA-Bereich zu rechnen ist.
- Der Mittelschutz in den Etagenverteilern begrenzt die verbleibenden Überspannungen auf ca. 1500 V und ist darauf angewiesen, dass die von ihm abzufangenden Überspannungen 6000 V nicht überschreiten.
- Der Feinschutz an den jeweiligen Steckdosen und den Steckverbindungen aller anderen Leitungen reduziert die verbleibenden Überspannungen auf das von den angeschlossenen Geräten verkraftbare Maß. Die Hersteller elektrischer und elektronischer Geräte sind in den meisten Ländern verpflichtet, ihre Geräte mit einem für den sicheren Betrieb erforderlichen Feinschutz auszustatten (CE-Zeichen deutet darauf hin). In Deutschland ist dies durch das Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten (EMVG) geregelt.
Die Schutzwirkung jeder Stufe baut auf der vorherigen auf. Der Verzicht auf eine Stufe macht den gesamten Überspannungsschutz nahezu unwirksam.
Ist der gebäudeweite Aufbau eines Überspannungsschutzes nicht möglich, so kann man zumindest wichtige Teile der IT (Server etc.) mit einer entsprechenden Schutzzone umgeben. Netze mit einer Vielzahl angeschlossener Geräte können, um einen möglichen Schaden klein zu halten, durch Optokoppler oder Überspannungsableiter in kleine, gegeneinander geschützte Bereiche aufgeteilt werden. Dabei müssen geschützte und nicht geschützte Bereiche bis zurück zu der Schutzeinrichtung, bei der die Teilung erfolgt, konsequent getrennt werden. Die Zuleitungen müssen mit ausreichendem Abstand geführt werden,
eine gemeinsame Verlegung in einem Kabelkanal würde die Schutzwirkung aufheben. Überspannungsschutzeinrichtungen sollten periodisch und nach bekannten Ereignissen geprüft und ggf. ersetzt werden. Insbesondere bei Neugestaltung eines Schutzkonzeptes für Überspannung sind Auslegung und Funktionsweise bestehender USV (unterbrechungsfreier Stromversorgung) und NEA (Netzersatzanlage) zu berücksichtigen.
Neben dem Überspannungsschutz im Versorgungsnetz müssen in Serverräumen und den Kerneinheiten eines Rechenzentrums Maßnahmen gegen elektrostatische Aufladung getroffen werden. Der Durchgangswiderstand der Bodenbeläge in solchen Räumen muss zwischen 10 und 100 Megaohm liegen. Die Einstufung nach DIN-Vorschrift 4102-1 muss mindestens "B1 schwer entflammbar" erreichen. Dies gilt auch für einen Doppelboden oder Installationsboden.
Zwei Grundvoraussetzungen sind unabhängig von Umfang und Ausbau des Überspannungsschutzes zu beachten:
- Die Leitungslänge zwischen dem Feinschutz und zu schützenden Geräten sollte 20 m nicht überschreiten. Falls doch, ist ein erneuter Feinschutz zwischenzuschalten. Verfügt ein Gerät über einen Feinschutz im Eingang, entfällt die 20 m Begrenzung.
- Für einen funktionierenden Überspannungsschutz ist ein umfassender Potentialausgleich aller in den Überspannungsschutz einbezogenen elektrischen Betriebsmittel erforderlich! Die Mehrzahl der Schäden an IT-Geräten durch Überspannungen ist auf nicht konsequent umgesetzten Potentialausgleich zurückzuführen.
Ergänzende Kontrollfragen:
- Werden Blitz- und Überspannungsschutzeinrichtungen periodisch und nach bekannten Ereignissen geprüft und gegebenenfalls ersetzt?
- Ist ein durchgängiger Potentialausgleich realisiert?
- Wird bei Nachinstallationen darauf geachtet, dass der Potentialausgleich mitgeführt wird?