Unter Überspannungsschutz wird der Schutz elektrischer und elektronischer Geräte vor zu hohen elektrischen Spannungen verstanden. Die Überspannungen werden durch den Blitz als Naturereignis oder durch kapazitive und induktive Einkopplungen anderer elektrischer Systeme hervorgerufen.

Blitzschutz

Eine der Hauptursachen für Überspannungen sind Blitzeinschläge. Besonders wichtige oder gefährdete Gebäude werden daher mit Blitzschutzsystemen ausgerüstet. Dazu gehört der äußere Blitzschutz mit seinen Fangleitungen, Ableitern und Erdern sowie der innere Blitzschutz. Der innere Blitzschutz umfasst alle Maßnahmen gegen die Auswirkungen des Blitzstroms. Dazu gehören hauptsächlich der Potentialausgleich und der Überspannungsschutz.

Grob-, Mittel- und Feinschutz

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 soll den Energieinhalt des Blitzes ableiten, und die verbleibende Restspannung auf Werte kleiner als 1300 - 6000 V (je nach verwendeter Technologie) begrenzen. Es muss mit Strömen im 50/100 kA - 10/350 µs Bereich gerechnet werden. Vor wenigen Jahren galten 3000 V als ein sehr geringer Wert für Grobschutzableiter. Durch neue Technologie konnte die Schutzschwelle bis auf 1300 V bei koordinierten Ableitern gesenkt werden.

Der Mittelschutz in den Etagenverteilern begrenzt die verbleibenden Überspannungen auf kleiner 600 - 2000 V und ist darauf angewiesen, dass die von ihm abzufangenden Überspannungen 4.000 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 . In Deutschland ist dies durch das Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten (EMVG) geregelt. Dennoch gibt es signifikante Unterschiede; ein ab Werk eingebauter Feinschutz muss sich nicht automatisch auf dem gleichen Qualitätsniveau befinden, wie ein guter externer Feinschutz. Insbesondere Billig-Feinschutzadapter und -Steckdosenleisten bergen oft Risiken; teilweise haben diese sehr billigen Produkte keine Thermosicherungen, die die Varistoren bei Überhitzung vom Netz trennen. Dies kann zu Bränden führen!

Die Schutzwirkung jeder Stufe baut auf der vorherigen auf. Das bedeutet die vorherige Stufe reduziert den Energieinhalt der Überspannung um eine thermische Überlastung des nachfolgenden Schutzmoduls zu vermeiden (energetisch koordinierter Überspannungsschutz). Der Verzicht auf eine Stufe kann den Überspannungsschutz nahezu unwirksam machen, dies gilt ebenfalls für lange Leitungslängen zur Ableitung der Energie oder falsche Positionierung und Auswahl der Produkte. Das Herz jedes Überspannungsschutzes ist der Mittelschutz. Er ist die wichtigste Komponente und muss je nach Bedarf durch Feinschutzableiter (für empfindliche / elektronische Geräte) und Grobschutz (bei vorhandenem äußeren Blitzschutz, bei Netz-Einspeisung über Dachständer, bei weitläufigen Außenanlagen und anderen Faktoren) ergänzt werden. Oftmals sind mehrere Mittelschutz- und Grobschutzeinheiten nötig: wieder nach außen führende Leitungen (Wegbeleuchtung, Swimming Pool, ... etc.) müssen (in der Regel genau) so gesichert werden, wie die Netzeinspeisung, jedoch umgekehrt: Zunächst kommt der Mittelschutz, dann der Grobschutz (da auch der Strom aus der anderen Richtung eingeleitet wird). Ableitungen von B- oder C-Ableitern dürfen nicht durch herkömmliche FI-Schutzschalter (und auch LS, je nach Ableiter und LS-Typ) geführt werden, da die hohen Ableitströme den FI bzw. den Leitungsschutzschalter bei einer Auslösung zerstören würden.