Einführung: Warum Überspannungsschutz unverzichtbar ist
Mit der zunehmenden Verbreitung der Elektromobilität und dem Ausbau der Ladeinfrastruktur steigt die Bedeutung eines durchdachten Überspannungsschutzkonzeptes. Direkte Blitzeinschläge oder indirekte Blitzeinschläge in umliegenden Gebäuden, Bäumen oder anderen Bauten, sowie Schalthandlungen im Netz, führen zu Überspannungen und können empfindliche Geräte wie Wallboxen, Steuerungen oder das Auto selbst, innerhalb von Sekundenbruchteilen beschädigen. Dennoch wird beim Überspannungsschutz häufig gespart. Oft wird ein Überspannungsschutz für die Energieleistung in der Hauptverteilung installiert, ohne Leitungslängen zum Endgerät zu berücksichtigen und ohne eine Überspannungsschutzkonzept für die Kommunikationsleitungen. In Tiefgaragen fehlt der Schutz in vielen Fällen sogar komplett.
Welche Normen verpflichtend sind, welche Empfehlungen geben und wie sich ein falsches Überspannungsschutzkonzept auf Kosten und Zukunftsfähigkeit der Ladelösung auswirkt, wird in diesem Beitrag erläutert. Außerdem zeigen wir, wie sich mit der richtigen Auswahl der Infrastruktur ein normgerechtes Konzept wirtschaftlich und wettbewerbsfähig umsetzen lässt.
Was ist Überspannungsschutz und warum ist er so wichtig?
Ein Überspannungsschutz schützt elektrische Anlagen und angeschlossene Geräte vor plötzlichen, meist sehr kurzzeitigen Spannungsspitzen, die durch äußere Einflüsse wie direkte oder indirekte Blitzeinschläge oder Ursachen wie Schalthandlungen im Netz entstehen können. Diese Spitzen können mehrere tausend Volt erreichen – weit mehr, als herkömmliche Geräte verkraften. Die Folgen reichen von unsichtbaren Mikroschäden bis hin zum Totalausfall ganzer Systeme.
Sowohl direkte als auch indirekte Blitzeinschläge können die Anlage massiv beschädigen, da die enorme Spannung über Leitungen in Gebäuden und Anlagen eingekoppelt wird. Eine fachgerechte Erdung und Potenzialausgleich ist ebenfalls entscheidend: Die Erdung verteilt gefährliche Überspannungen gezielt in den Boden und bildet gemeinsam mit dem Überspannungsschutz ein wirksames Schutzschild für die gesamte Infrastruktur.
Die sensiblen und teuren Bestandteile einer Ladelösung – etwa Ladestationen und Elektrofahrzeuge – reagieren besonders empfindlich, da ihr Spannungspegel oftmals mit 2,5 kV zu gering sind. Bei einem lückenhaften Schutzkonzept können im schlimmsten Fall ganze Anlagen samt Fahrzeugen beschädigt werden. Der Schutz durch geeignete Maßnahmen ist daher wichtig, sowohl aus technischer, wirtschaftlicher und mobilitäts Sicht. Versicherungsverbände kennen die Vorgaben und Empfehlungen aus Normen bestens, weshalb im Schadensfall genaue Analysen auf Einhaltung der Regelwerke diesbezüglich keine Seltenheit sind.
Folgen bei fehlendem Überspannungsschutz
Ein fehlender Überspannungsschutz kann gravierende Auswirkungen auf Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Anlagen haben. Überspannungen können elektronische Betriebsmittel und Steuergeräte dauerhaft beschädigen oder vollständig zerstören. Die Folge sind Ausfälle, Mobilitäts-Verlust, bis hinzu Reparaturen oder Ersatzteile bereitstellen. In dieser Zeit steht die betroffene Ladeinfrastruktur still.
Zudem gilt: Schäden durch nicht-normgerechte Installationen sind meist nicht versichert. Betreiber tragen somit auch das finanzielle Risiko. In komplexeren Strukturen, wie größeren Ladeparks oder vernetzten Gebäuden, drohen zusätzlich Datenverluste und Kommunikationsstörungen.
Ein normgerechtes Überspannungsschutz Konzept gewährleistet dagegen Betriebsbereitschaft, reduziert Wartungsaufwand und verlängert die Lebensdauer der Anlage. Offizielle Ausschreibungen betrachten ein normkonformes und zukunftssicheres Überspannungsschutzkonzept daher als Selbstverständlichkeit.
Welche Normen gelten für den Überspannungsschutz?
Die elektrischen Installationsvorgaben sind in mehreren Normen geregelt, insbesondere in der DIN VDE 0100-443 und der DIN VDE 0100-534 und speziell im Bereich Lade Infrastruktur in der DIN VDE 0100 722. Diese definieren die Notwendigkeit, konkrete Anforderungen an Ausführung und Positionierung.
Die DIN VDE 0100-534 fordert, den Überspannungsschutz möglichst nah am Speisepunkt (beispielhaft, direkt bei Leitungsführung in den Hauptverteiler vor der Zähler Einrichtung) zu installieren. Wenn zwischen dem dort platzierten SPD Schutzgerät, welcher die Anforderungen eines Grobschutzes Abdecken sollte und dem Endgerät (beispielsweise die Ladestation oder das E-Fahrzeug) mehr als zehn Meter Leitungslänge bestehen, kann es sein, dass diese eine Schutzeinrichtung nicht ausreichend ist. In diesem Fall empfiehlt die DIN VDE 0100-534 eine zusätzliche Schutzmaßnahme am Endgerät. (Beispielsweise ein SPD-Schutzgerät, welches den Mittel und Feinschutz abdeckt)
Sobald Gebäude oder Anlagen mit einem äußeren Blitzschutz versehen sind, gilt es nach der Blitzschutz Norm DIN VDE 0185-305 zu arbeiten und die dortigen Vorgaben zu beachten und umzusetzen. Die vorherigen beschriebenen Anforderungen sollten dann unbedingt in der Planung sowie beim Bau der Lade-Infrastruktur berücksichtigt werden. Ebenfalls ist noch darauf zu achten, dass sobald Leitungen vom Inneren eines Gebäudes nach außen verlegt werden, dann sollte beim Gebäude Ein/ Austritt, ebenfalls ein Überspannungsschutz installiert werden.
Welche ÜSS-Typen sollten im besten Fall wo zum Einsatz kommen?
Typ 1: Blitzstrom-Ableiter (Grobschutz) in der Hauptverteilung; dieser schützt elektrische Anlagen und angeschlossene Geräte vor transienten Überspannungen. Solche Überspannungen entstehen zum Beispiel durch direkte oder nahe Blitzeinschläge (sehr hohe Ströme, kurzzeitig mehrere 100 kA möglich), Oder Schalthandlungen im Netz (hohe Spannunganstiege)
Typ 2: Überspannungsableiter (Mittelschutz) in Unterverteilungen oder direkt vor einem Endgerät. schützt vor indirekten Blitzeinschlägen, Überspannungen welchen in Leitungen eingekoppelt werden oder Überspannung durch Schalthandlungen.
Typ 3: Feinschutz nahe empfindlicher Endgeräte; reduziert Restspannungen auf ein ungefährliches Maß.
Zur praktischen Umsetzung wird häufig ein Kombiableiter (Typ 1+2+3) im Hauptverteiler eingesetzt. Bei Leitungslängen größer zehn Metern sollten weitere Schutzmaßnahmen getroffen werden (beispielsweise vor dem zu schützenden Gerät, ein weiterer SPD Typ 2/3)
Typ 1: Blitzstrom-Ableiter (Grobschutz) in der Hauptverteilung; dieser schützt elektrische Anlagen und angeschlossene Geräte vor transienten Überspannungen. Solche Überspannungen entstehen zum Beispiel durch direkte oder nahe Blitzeinschläge (sehr hohe Ströme, kurzzeitig mehrere 100 kA möglich), Oder Schalthandlungen im Netz (hohe Spannunganstiege)
Typ 2: Überspannungsableiter (Mittelschutz) in Unterverteilungen oder direkt vor einem Endgerät. schützt vor indirekten Blitzeinschlägen, Überspannungen welchen in Leitungen eingekoppelt werden oder Überspannung durch Schalthandlungen.
Typ 3: Feinschutz nahe empfindlicher Endgeräte; reduziert Restspannungen auf ein ungefährliches Maß.
Zur praktischen Umsetzung wird häufig ein Kombiableiter (Typ 1+2+3) im Hauptverteiler eingesetzt. Bei Leitungslängen größer zehn Metern sollten weitere Schutzmaßnahmen getroffen werden (beispielsweise vor dem zu schützenden Gerät, ein weiterer SPD Typ 2/3)
Überspannungsschutzkonzepte bei gängigen Installationsarten
Freiflächeninstallationen
Ladestationen (Stern / Daisy Chain)
Bei beiden Topologien ist meist in jeder Ladestation ein Schutzgerät (Typ 1+2+3) verbaut. Dies ist einer der Gründe, warum hier oft Ladesäulen statt Wallboxen eingesetzt werden.
Sternverkabelung (Wallbox + Unterverteilung)
Bei Wallboxen ohne integrierten Schutzlösungen für Kommunikation und Energieleitungen sowie bei Leitungslängen größer zehn Metern vom ersten SPD aus, ist es praktisch entweder weitere Schutzkomponenten in die Unterverteilung oder in einem zusätzlicher Kleinverteiler an der Stele zu installieren.
T-FLX Pillar
Die T-FLX Pillar kombiniert beide Welten: klassische Wallbox-Vorteile plus Platz für normgerechten Überspannungsschutz im Multifunktionsverteiler. Das Set aus Überspannungsschutz für Energie und Kommunikation mit Montagematerial ermöglicht flexible und wirtschaftliche Lösungen. Außerdem ermöglicht es auch den Überspannungsschutz einzusparen, wenn er nicht benötigt wird, z.B. wenn gewissen Leitungsabschnitte bereits durch andere Geräte geschützt sind.
Tiefgarageninstallationen
Sternverkabelung
Auch hier gilt: Ein ÜSS nur in der Haupt/Unterverteilung reicht aufgrund der Abstände meist nicht aus. Entweder sind sie in der Wallbox integriert oder sie werden über zusätzliche Kleinverteiler realisiert.
Schienensystem
Der Schutz lässt sich in Abgangskästen unterbringen. Wegen hoher Vorsicherungen (160–400 A) werden jedoch oft überdimensionierte Geräte benötigt – mit entsprechenden Mehrkosten. Auch sind dort oft keine Kommunikationsableiter mit berücksichtig.
Flachbandkabel
Da im Abgangskasten nur 4 Teilungseinheiten Platz ist, die meist für einen LS oder einen FI/LS verwendet werden, muss der ÜSS in der Wallbox integriert sein oder über einen zusätzlichen Kleinverteiler installiert werden.
T-FLX Box
Hier ist ein passender ÜSS bereits integriert. Das reduziert Planungs- und Installationsaufwand und ermöglicht eine schnelle, skalierbare Umsetzung. Außerdem wird dank der Powerline-Communication kein ÜSS für die Kommunikationsleitungen benötigt.
Freiflächeninstallationen
Ladestationen (Stern / Daisy Chain)
Bei beiden Topologien ist meist in jeder Ladestation ein Schutzgerät (Typ 1+2+3) verbaut. Dies ist einer der Gründe, warum hier oft Ladesäulen statt Wallboxen eingesetzt werden.
Sternverkabelung (Wallbox + Unterverteilung)
Bei Wallboxen ohne integrierten Schutzlösungen für Kommunikation und Energieleitungen sowie bei Leitungslängen größer zehn Metern vom ersten SPD aus, ist es praktisch entweder weitere Schutzkomponenten in die Unterverteilung oder in einem zusätzlicher Kleinverteiler an der Stele zu installieren.
T-FLX Pillar
Die T-FLX Pillar kombiniert beide Welten: klassische Wallbox-Vorteile plus Platz für normgerechten Überspannungsschutz im Multifunktionsverteiler. Das Set aus Überspannungsschutz für Energie und Kommunikation mit Montagematerial ermöglicht flexible und wirtschaftliche Lösungen. Außerdem ermöglicht es auch den Überspannungsschutz einzusparen, wenn er nicht benötigt wird, z.B. wenn gewissen Leitungsabschnitte bereits durch andere Geräte geschützt sind.
Tiefgarageninstallationen
Sternverkabelung
Auch hier gilt: Ein ÜSS nur in der Haupt/Unterverteilung reicht aufgrund der Abstände meist nicht aus. Entweder sind sie in der Wallbox integriert oder sie werden über zusätzliche Kleinverteiler realisiert.
Schienensystem
Der Schutz lässt sich in Abgangskästen unterbringen. Wegen hoher Vorsicherungen (160–400 A) werden jedoch oft überdimensionierte Geräte benötigt – mit entsprechenden Mehrkosten. Auch sind dort oft keine Kommunikationsableiter mit berücksichtig.
Flachbandkabel
Da im Abgangskasten nur 4 Teilungseinheiten Platz ist, die meist für einen LS oder einen FI/LS verwendet werden, muss der ÜSS in der Wallbox integriert sein oder über einen zusätzlichen Kleinverteiler installiert werden.
T-FLX Box
Hier ist ein passender ÜSS bereits integriert. Das reduziert Planungs- und Installationsaufwand und ermöglicht eine schnelle, skalierbare Umsetzung. Außerdem wird dank der Powerline-Communication kein ÜSS für die Kommunikationsleitungen benötigt.
Fazit: Investition in Sicherheit und Betriebsstabilität
Ein normkonformes Überspannungsschutzkonzept ist keine überflüssige Zusatzmaßnahme, sondern eine zentrale Voraussetzung für den sicheren Betrieb moderner Ladeinfrastruktur.
Normen geben Leitplanken vor, wann und wo Schutzgeräte einzusetzen sind. In der Praxis sollten diese nicht als Mindeststandard, sondern als unverzichtbare Sicherheitsmaßnahme betrachtet werden.
Wer in einen durchdachten, normgerechten Überspannungsschutz investiert, schützt nicht nur die Anlage selbst, sondern auch Betrieb, Verfügbarkeit und Investition. Ein eingebauter Schutz kostet weit weniger als ein einziger ungeplanter Ausfall und dessen Folgen.
Die Praxis-Beispiele konventioneller Lösungen und der T-FLX Produkte zeigen: Mit passender Infrastruktur verursacht die Planung keine hohen Zusatzkosten. Voraussetzung ist, dass die Produkte perfekt auf die integrierte Ladelösung zugeschnitten sind.
Ein normkonformes Überspannungsschutzkonzept ist keine überflüssige Zusatzmaßnahme, sondern eine zentrale Voraussetzung für den sicheren Betrieb moderner Ladeinfrastruktur.
Normen geben Leitplanken vor, wann und wo Schutzgeräte einzusetzen sind. In der Praxis sollten diese nicht als Mindeststandard, sondern als unverzichtbare Sicherheitsmaßnahme betrachtet werden.
Wer in einen durchdachten, normgerechten Überspannungsschutz investiert, schützt nicht nur die Anlage selbst, sondern auch Betrieb, Verfügbarkeit und Investition. Ein eingebauter Schutz kostet weit weniger als ein einziger ungeplanter Ausfall und dessen Folgen.
Die Praxis-Beispiele konventioneller Lösungen und der T-FLX Produkte zeigen: Mit passender Infrastruktur verursacht die Planung keine hohen Zusatzkosten. Voraussetzung ist, dass die Produkte perfekt auf die integrierte Ladelösung zugeschnitten sind.
