LOXGUARD – Der Überspannungsschutz für Loxone

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

• Bei LOXLINK und LOXTREE Überspannungsableiter und Überstromschutz in einem Modul, zertifiziert für 5.000 Ampere (Impulsklasse C2, geprüft mit 10.000 V)
• Bei LOXLINK und LOXTREE: Klemmspannung nur 10 V auf der Geräteseite (nach 1 µs)
• Bei LOXLINK und LOXTREE: Kombination aus drei Stufen mit einigen Schutz- und Überschlagstrecken
• Bei 24V: Innovatives Überspannungsschutzelement mit zwei Schutzstufen. Die Schutzkaskade kombiniert ein hohes Ableitvermögen mit einer besonders kurzen Ansprechzeit, woraus eine niedrige Schutzspannung resultiert. Gegenüber herkömmlichen 24V Überspannungsableiter wird damit ein bis zu 20-fach besserer Schutz für die angeschlossenen 24V-Geräte erreicht.Sehr geringer Schutzpegel von nur 220V / 370 V
• Bei 24V: Ultraschnelle Reaktion ab 40 ps
• Bei 24V: Zwei Stufen mit fünf Schutz- und Überschlagstrecken für 20-fach besseren Schutz
• PE-Anschluss mit sehr geringem Übergangswiderstand für niederimpedanten Anschluss mit 2,5 mm² (Anschlussleitung mit 1 Meter Länge bereits am Gerät montiert)

• Bei LOXLINK und LOXBUS:
• 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)
• Optimaler Schutz der Server: Besonders geeignet für den Schutz von 24V, LOXLINK und LOXTREE
• Massiver Schutzleiteranschluss: PE-Anschluss mit geringer Impedanz sowie ungeschnittene Verlegung
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• Schutzstufen: Innovativer dreistufiger Überspannungsableiter inklusive Überstromschutz, geringer dynamischer Widerstand durch parallel wirkende Schutzstrecken
• Ansprechzeit: Kurze Ansprechzeit des gesamten Moduls von kleiner 40 ps
• Zertifizierung: LOXLINK und LOXTREE: 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
  24V: Dieser Überspannungsableiter für informationstechnische Systeme wurde zertifiziert nach Norm IEC 61643-21-2001 + A1:2009 Prüfung C2 für „Schnelle Anstiegsflanke“ (entspricht Typ 3
• Schutzpegel 24V + und -: < 220 V bei C2 mit 1000A (dies ist etwa ein Viertel im Vergleich zu herkömmliche einstufiger Ableitern)
• Schutzpegel 24V – / PE: < 220 V bei C2 mit 1000A (dies ist etwa ein Viertel im Vergleich zu herkömmliche einstufiger Ableitern)
• Schutzpegel 24V +  / PE: < 370 V bei C2 mit 1000A (dies ist etwa ein die Hälfte im Vergleich zu herkömmliche einstufiger Ableitern)
• Gesamtschutz: Durch die Kombination aus kurzer Ansprechzeit, geringen Schutzpegel und flinker Strombegrenzung minimiert dieses Schutzelement die Belastung für die geschützten Geräte sowie aller Isolationen, insbesondere auf der Geräteseite, auf praktisch Null
• Made in Germany 
• Prüflabor: Impuls- und Hochstromlabor PHOENIX CONTACT, Blomberg; akkreditiert nach DIN EN ISO / IEC 17025:2018 durch die Deutsche Akkreditierungsstelle DAkkS mit Zertifikat DAkkS: D-PL-12161-03-00
• Anschlussseite beachten: Wegen des unterschiedlichen Schutzcharakters der beiden Modulanschlüsse (Busseite vs. Geräteseite) empfehlen wir, den längeren Teil der seriellen Verbindung auf der Busseite anzuschließen und den kurzen Teil – insbesondere zum Schutz von Servern, Extension und wertvollen Geräten – auf der Geräteseite des Moduls.
• Weitere Module im selben Bus: Der CAN Bus (auch TREE & LINK) kann mit mehreren solchen Modulen geschützt werden. Hierbei ist jeweils nur die Busseite anzuschließen und der CAN Bus damit am Modul vorbeizuführen. Abzweige bei TREE sind ausdrücklich möglich, somit können Abzweigungen auf der Geräteseite vorgenommen werden.
• Lange Leitungen: Bei langen Bussen empfehlen wir alle 50 bis 100 m ein solches Modul.
• Die kapazitive Belastung der Datenleitungen des LOXLINK und des LOXTREE – Busses durch diesen Überspannungsableiter beträgt ca. 75 Picofarad, dies entspricht dem kapazitiven Belag von weniger als 10 m Busleitung.
• Die kapazitive Belastung der 24V Leitung durch diesen Überspannungsableiter beträgt 1 nF, dies entspricht etwa dem kapazitiven Belag von 10 m Busleitung.

• Technischer Betriebsbereich der 24V Module:
• Nennspannung: 28 V
• Nennstrom: 6 A
• Höchste Dauerspannung: 48 V
• Leckstrom: < 10 µA
• Isolationswiderstand bei Nennspannung: > 2,4 MOhm

• Technischer Betriebsbereich der LOXLINK und LOXTREE Module:
• Nennspannung / Höchste Dauerspannung: -21 V bis +21 V
• Leckstrom D+ nach D-: < 1 µA
• Isolationswiderstand bei Nennspannung: > 6 MOhm

• Modulgrößen
  LOXGUARD 25-11, 25-12, 25-13 Breite: 2 TE
  LOXGUARD 25-21, 25-22, 25-23, 25-24 Breite: 3 TE
  LOXGUARD 25-31 Breite: 4,5 TE
  1 TE (Teilungseinheit) = 17,5mm

• Häufige Fragen zum LOXGUARD:

• Welche Funktion erfüllt der LOXGUARD Überspannungsableiter?
  Der LOXGUARD 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 an den CAN basierten Bus angeschlossenen 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 LOXGUARD Überspannungsableiter bei LOXLINK und LOXTREE ist mit seiner extrem kurzen Reaktionszeit und dem niedrigen Schutzpegel in der Lage, für CAN basierte Bussysteme (LOXLINK und LOXTREE) 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 Komponenten auf der Geräteseite ausgeschlossen.
  Der LOXGUARD 24V Überspannungsableiter ist mit seiner kurzen Reaktionszeit und dem niedrigen Schutzpegel von 220 / 370 V bei 1 kA in der Lage, für Loxone-Systeme ein sehr hohes Schutzniveau zu bieten. Insbesondere wenn diese an mehreren Stellen im System installiert werden. Wir gehen von einem etwa 20-fach besseren Schutzwirkung gegenüber herkömmlichen einstufigen Ableitern aus.
  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 24V, LOXLINK und LOXTREE basiertem Bussystem. Installieren Sie das erste Modul in direkter räumlicher Nähe zum Miniserver mit dem Anschluss für das CAN basierte Bussystem (z.B. LOXLINK oder LOXTREE). Schleifen Sie die Anschlüsse des CAN basierten Bussystems direkt über die Geräteseite des Moduls zum CAN basierten Bus (der längere Teil des Busses, 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 das CAN basierte Bussystem nur an die Busseite dieses Moduls an. An die Geräteseite können Sie entweder einen Abzweig mit CAN basierten Geräten anschließen oder diesen Anschluss unbelegt lassen.Bei sehr langen CAN basierten Bussystemen installieren Sie jeweils alle 50 m ein weiteres Modul.

• Wichtigste empfohlene zusätzliche Maßnahme: Inneren Blitzschutz (Typ 1 und Typ 2 Ableiter) für energietechnische Netze auf der Niederspannungsseite einbauen lassen.

• CAN Bussysteme sind oftmals 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 zwar 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 im Falle aufgelegter Schirmungen. Bei einem nahen Blitzschlag wird die Blitzspannung durch den Fundamenterder in das Haus geführt und damit auf den PE des gesamten Gebäudes. Dies belastet die Isolationen innerhalb der Busleitungen. Dieser Überspannungsableiter für das CAN basierte Bussysteme 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).
• Warum wurde dieser LOXGUARD Überspannungsableiter bei 24V mit fünf Schalt- und Überspannungsstrecken konzipiert?
  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 LOXGUARD Überspannungsableiter machen mussten, haben wir mehrere Bauelemente mit zusammen fünf Schalt- und Überspannungsstrecken in einer Kaskade so kombiniert, dass sich Bauteile mit kürzest möglicher Reaktionszeit mit solchen Bauteilen mit hohem Ableitvermögen von einmalig bis zu 20.000 Ampere gegenseitig ergänzen. Durch die Kombination zweier Stufen wird die maximale Spannung am Bus auf ca. 220 / 370 V bei 1.000 A in der Normprüfung nach C2 (schneller Anstieg) begrenzt.
   
• 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 LOXGUARD Überspannungsableiter?
  Die verschiedenen Potentiale, die sich bei nahem Blitzschlag in metallischen Leitern bilden, wollen sich ausgleichen. Der Ausgleich nimmt den Weg des geringsten Widerstandes. Der LOXGUARD 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 LOXGUARD LOXLINK und LOXTREE Überspannungsableiter bezieht hierbei die zwei angeschlossenen Pole sowie PE mit ein und führt einen Kurzschluss zwischen allen drei 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. Mit Abschluss des Ereignisses schalten sich die Bauteile des LOXGUARD Schutzmoduls automatisch in den nicht aktivierten Zustand zurück.
   
• Warum sind in diesem LOXGUARD LOXLINK und LOXTREE Überspannungsableiter so viele Schalt- und Schutz- und Überschlagstrecken verbaut?
  Jedes Bauteil für den Überspannungsschutz verfügt über seine eigene Charakteristik hinsichtlich Reaktionszeit, Spannungsbegrenzung, Auslösespannung, maximale Spannung, Ableitvermögen, Wärmeaufnahme, Leckstrom, Kapazität und Polarität. Es gibt kein Bauteil, dass in jeder dieser Charakteristika führend ist, oftmals ist einer der Parameter sehr stark ausgeprägt, dafür andere weniger intensiv. Damit wir keinen Kompromiss bei diesem LOXGUARD Überspannungsableiter machen mussten, haben wir mehrere Bauelemente mit einigen Schutz- und Überspannungsstrecken in einer dreistufigen Kaskade so kombiniert, dass sich Bauteile mit kürzest möglicher Reaktionszeit mit solchen Bauteilen mit hohem Ableitvermögen gegenseitig ergänzen. Dadurch erreichen wir ein bisher nicht mögliches Schutzvermögen.
    
• 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 Geräten, Servern und Gateways) dann sollte der PE-Anschluss des Überspannungsableiters gleich- oder niederimpedanter zum Potentialausgleich geführt werden als der Anschluss des Schutzleiters des ebenfalls zu schützenden Geräts an dessen 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 Netzteiles angeschlossen ist (sofern es ein solches Netzteil ist).
   Gleiches gilt, sollte der Schirm der Busverkabelung 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. 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 es unbedingt, im Gebäude eine räumliche Schleife 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 einem zugelassenen Elektroinstallationsbetrieb.

• Ich habe einen äußeren Blitzschutz, benötige ich dann diesen LOXGUARD 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 LOXGUARD Überspannungsableiter ist ein wichtiger Bestandteil eines solchen inneren Blitzschutzes auf der Ebene C2 / Typ 2 und übernimmt diese Aufgabe für den CAN basierten Bus. 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 meines CAN basierten Bussystems ist doch ein Überspannungsschutz eingebaut?
  Nicht immer bzw. nicht ausreichend. In vielen Geräten sind zwar Schutzdioden eingebaut, jedoch sind diese nicht Blitzstromtragfähig und nicht mit einer Verbindung zu PE ausgestattet, können also nur Querspannungen ausgleichen, jedoch keine Längsspannungen. Damit werden zwar Bauteile im inneren, jedoch nicht die Isolationen der CAN Busleitungen geschützt. Dieser LOXGUARD Überspannungsableiter kann etwa das fünfzigfache dessen ableiten, was die kleinen Schutzdioden in Geräten erreichen können (sofern vorhanden) – zuzüglich auch gegenüber PE.
   
• Wann löst der LOXGUARD Überspannungsableiter bei LOXLINK und LOXTREE 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 (je nach Leiter).
• Wann löst der LOXGUARD Überspannungsableiter bei 24V aus?
  Oberhalb von etwa 150 V und einer Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung, die typisch ist für Überspannungsereignisse mit entsprechend steiler Anstiegsflanke.
   
• Wird ein LOXGUARD 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 sicherlich einen kulanten Ausgleich.
• Muss der LOXGUARD irgendwann ausgetauscht werden?
  Wenn nach einer Überspannung im Haus Geräte wie Fernseher oder andere Elektronik zerstört oder beschädigt worden sein, sollte man den LOXGUARD austauschen, da nicht sichergestellt werden kann ob bei einer erneuten Überspannung die Ableiter genauso schnell wieder reagieren können wie bei dem Ereignis.