Trennfunkenstrecken

Trennfunkenstrecken (ISG) in einem korrosionsbeständigen Gehäuse mit Dichtung und flexibler Leitung für den Potenzialausgleich in exponierten Umgebungen und/oder zur direkten Erdverlegung - auch mit Baseefa Ex-Zulassung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen

Isolating Spak Gaps (ISG) for Equipotential Bonding

Trennfunkenstrecken sind hochohmige Bauteile zur oberirdischen oder unterirdische Montage. Sie werden verwendet, um unterschiedliche Potenziale zwischen benachbarten metallischen Teilen oder Oberflächen, beispielsweise bei betriebsmäßig getrennten Anlagenteilen, zu verhindern.
Dieses wird durch ein internes Schaltelement zur Erzeugung einer Hilfsspannung erreicht, so dass ein äquivalenter Potenzialausgleich hergestellt wird. Sobald die Trennfunkenstrecke - beispielsweise während einer direkten oder indirekten Blitzentladung - anspricht und leitet, kann der Blitzstrom auf diesem definierten Weg zur Erde abfließen. Dieser Ableitvorgang dauert nur wenige Mikrosekunden. Dadurch werden Schäden an der Anlage oder gar Personenschäden verhindert.

Die von uns vertriebenen Trennfunkenstrecken wurden u.a. für folgende Anwendungen entwickelt:
Blitzschutzerdung, dort wo es beispielsweise die Umstände erfordern, dass eine "saubere" Masse nicht direkt einer "verunreinigten" Leitungsmasse PE angeschlossen werden kann.
Die ISG werden zudem in der petrochemischen Industrie verwendet, um Öl- und Gaspipelines vor Entladungen bei direkten ohne nahen Blitzeinschlägen vor Potenzialanhebungen bspw. in den Flanschen zu schützen.

Trennfunkenstrecke sind wartungsfrei und für das Ableiten einer Vielzahl von Impulsen ausgelegt
Grundsätzlich ist der Betrieb einer Trennfunkenstrecke wartungsfrei und zudem für das Ableiten einer Vielzahl von Spannungs-Impulsen ausgelegt.

Trennfunkenstrecken (ISG) zur Erdverlegung

Trennfunkenstrecken die direkt in der Erdverlegt werden sollen (unterirdische Montage), müssen über ein korrosionsbeständiges Gehäuse mit Dichtung verfügen und hermetisch abgeschlossen sein.

Trennfunkenstrecken für den Potenzialausgleich mit Baseefa Ex-Zulassung

Bei uns erhalten Sie neben normalen Trennfunkenstrecken auch ISGs welche über ein Baseefa Ex approval certificate verfügen und somit für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zugelassen sind, diese sind mit dem Zusatz Ex im Artikelnamen gekennzeichnet.

IGS gemäß EN 50164-3 und IEC 62561-3 Ed 1.0

Die Trennfunkenstrecken der EPZ-Serie von ISKRA entsprechen den Anforderungen EN 50164-3 Blitzschutz Components (LPC)-Anforderungen für Trennfunkenstrecken und der Norm IEC 62561-3 Ed 1.0 (gemäß Blitzschutz Componente (LPC)-Teil: Anforderungen für Trennfunkenstrecken).

Trennfunkenstrecke für Pipeline-Flansche

Die Risikominimierung spielt bei der Planung und beim Betrieb von Öl- und Gas-Pipelines eine extrem wichtige Rolle.
Es kommt darauf an, Sach- und Umweltschäden sowie jegliche Gefahrensituation zu vermeiden. Gleiches gilt auch für die Anlagenteile der Transportsysteme, so dass diese gegen Einwirkungen von transienten Überspannungen geschützt werden müssen.

Hintergrund

Öl und Gas werden zwischen den Förderstellen, Raffinerien und Verbrauchsstellen immer häufiger über Rohrleitungen - sogenannte Pipelines - transportiert. Ein wirtschaftlicher Betrieb der Rohrleitungsinfrastruktur ist aber nur möglich, wenn die Wartungs- und Instandsetzungsmaßnahmen überschaubar sind und ein langfristiger Betrieb der Pipelines möglich ist. In der Vergangenheit verursachte insbesondere die Korrosion der metallischen Rohrleitungen die größten Probleme. Deshalb spielt das Thema Rost- bzw. Korrosionsschutz schon bei der Planung neuer Transport- und Versorgungsleitungen eine zentrale Rolle, aber auch bei der Ertüchtigung bestehender Rohrleitungs-Systeme werden daher neue Ansätze verfolgt.

Elektrochemische Korrosion eindämmen
Einen Basisschutz vor Rost stellt meist eine Kunststoff-Schutzschicht  - das sogenannte Coating - dar. Insbesondere bei den Teilen einer Pipeline, die in der Erde verlegt werden, besteht jedoch die Gefahr elektrochemischer Korrosion, wobei sich gerade hier kleinste Fehlstellen oder Beschädigungen schnell vergrößern. Auftretende und nicht abgeleitete Spannungen bspw. aus Energienetzen können diesen Effekt verstärken, da die Wechselströme eine schnelle Ausbreitung der Korrosionsstellen im Bereich der Schadstellen begünstigen.

Ausbreitung der Schadstellen eindämmen
Zur Eindämmung von Schadstellen, ist ein Korrosionsschutz sinnvoll, deshalb werden beim Bau von Pipelines i.d.R. aktive kathodische Korrosionsschutz-Systeme (KKS-Systeme) eingesetzt, die mit einem dauerhaften Gleichstrom dem schädlichen Ionenstrom der Korrosion entgegen wirken. Dazu wird der negative Pol des KKS-Gleichrichters direkt mit dem Metall der Rohrleitung verbunden, der positive Pol wird als Anode in das Erdreich nahe der Pipeline eingebracht, so dass über die Schadstelle und das Erdreich dann ein Gleichstromkreis geschlossen wird. Da aktive KKS-Systeme eine Pipeline nur auf einer begrenzten Länge schützen können, werden die Pipelines in einzelne Segmente unterteilt (segmentiert). Bei den einzelnen Abschnitten muss nach einer bestimmten Länge eine galvanische Trennung vorgenommen werden. Dazu sind am Markt verschiedene Isolier-Sets erhältlich, die sowohl die Flanschstellen der eigentlichen Rohrelemente wie auch die Verschraubungen berücksichtigen. Diese Isolier-Sets sorgen dafür, dass die KKS-Systeme auf den jeweiligen Teilabschnitten korrekt arbeiten und sich nicht gegenseitig beeinträchtigten.

Wie funktionieren Trennfunkenstrecken 

Wie schon erwähnt werden die Öl- und Gas-Transportsysteme - aufgrund des aktiven Korrosionsschutzes - isoliert gegenüber dem Erdpotenzial verlegt, deshalb bestehen besondere Anforderungen an den Blitzschutz-Potenzialausgleich. Eine direkte Erdung der metallischen Teile der Pipeline würde zu einem großen Fehlstrom im aktiven kathodischen Korrosionsschutz-System führen - daher müssen die Pipeline-Segmente indirekt geerdet werden. Dazu werden hochohmige Bauteile - sogenannte Trennfunkenstrecken - eingesetzt.

Funktionsweise von Trennfunkenstrecken im normalen Betrieb
Im Regel-Betrieb verhalten sich Trennfunkenstrecken wie ein "offener Schalter" und sorgen dabei für die galvanische Trennung zwischen den Rohrsegmenten und dem Erdpotenzial. Im Falle einer Spannungserhöhung werden die Funkenstrecken sehr niederohmig - ab einer bestimmten Ansprechspannung wird der "Schalter dann geschlossen".

Erhöhte Spannungen durch direkte und/oder indirekte Blitzeinschläge
Spannungserhöhungen zwischen Rohrsegmenten und Erdpotenzial treten zum einen bei direkten Blitzeinschlägen oder durch elektromagnetisch eingekoppelte Spannungen - wie sie bspw. durch Blitzeinschläge in der näheren Umgebung (indirekte Blitzeinschläge) entstehen - auf. Aber auch Schalthandlungen und Kurzschlüsse in parallel liegenden Hochspannungs- oder Bahntrassen können erhöhte Spannungen erzeugt werden. Dadurch dass Trennfunkenstrecken bei einer Erhöhung der Spannung sehr niederohmig werden und ab einer bestimmten Ansprechspannung der "offene Schalter geschlossen" wird, werden Spannungserhöhungen wirksam begrenzt.

Hohe Ströme von bis zu 200 kA zum Erdpotenzial ableiten
Bei einem direkten Blitzeinschlag muss ein Strom von bis zu 200 kA zum Erdpotenzial abgeleitet werden. Dabei wird mit einer Aufteilung des Blitzstromes in zwei Richtungen gerechnet, so dass an einen Strompfad die Maximalanforderung besteht, 100 kA tragen zu können.

Wie schon erwähnt kann der Blitzstrom auf einem definierten Weg zur Erde abfließen, sobald die Trennfunkenstrecke anspricht und leitet; dieser Ableitvorgang dauert nur einige Mikrosekunden. Nach jedem Ableiten nimmt die Funkenstrecke automatisch wieder in einen hochohmigen Zustand an.
Grundsätzlich ist der Betrieb unserer Trennfunkenstrecken wartungsfrei. Zudem sind Trennfunkenstrecken der EPZ-Serie von ISKRA für das Ableiten einer Vielzahl von Impulsen ausgelegt. Trotzdem empfehlen wir Funkenstecken in regelmäßigen Abständen dahin gehend zu überprüfen, ob der hochohmige Grundzustand vorhanden ist.

Besondere Anforderungen an Überspannungsschutz in Pipelines
Die besondere Anforderung an den Überspannungsschutz bei Rohrleitungssystemen resultiert zum einen aus der begrenzten Isolationsfestigkeit der Coatings und zum anderen aus der geringe Spannungsfestigkeit die Isolier-Sets für Flansche auf weisen, welche i.d.R. im Bereich von wenigen Kilovolt liegt.

Spezielle Eigenschaften von Funkenstrecken

Neben einer DC-Ansprechschwelle haben unsere Trennfunkenstrecken einen definierten Bereich der Impuls-Ansprechung.

Trennfunkenstrecken und das Zubehörmaterial werden meist in der Ex-Zone 1 installiert. In der unmittelbaren Umgebung von Gas- und Öl-Pipelines muss damit gerechnet werden, dass gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre auftritt.

Die Funkenstrecken der EPZ-Serie mit dem Zusatz Ex im Artikelnamen sind in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar.
Die Materialien der Anschlusstechnik der "Ex" Trennfunkenstrecken von ISKRA wurden so entwickelt, dass auch bei einem maximalen Blitzstrom und einer explosionsfähigen Umgebungsatmosphäre kein Zündfunke auftritt, der eine Explosion auslösen kann. Zudem sind alle Materialien für den langfristigen Betrieb - selbst bei direkter Erdverlegung und in rauer Umgebung - ausgelegt.

Die wichtigsten Daten und Fakten der EPZ-Trennfunkenstrecken auf einen Blick:

• Hohes Schutzvermögen: 100 kA (8/20μs)
• IEC 61643–11, EN 50164–3:2004, Baseefa Ex approval certivicate
• Trennfunkenstreck für den Potenzialausgleich - mit Baseefa Ex–Zulassung
  Zulassung für ex-gefährdete Bereiche
• Zuverlässiger Schutz auf lange Zeit
• Einsetzbar in rauhen Umgebungen