Schutzmaßnahmen ohne Schutzleiter
Schutzisolierung (zusätzliche Isolierung)
- Zusätzliche Isolierung des Betriebsmittels
Es gibt auch nach einer Beschädigung der Basisisolierung keine gefährliche Berührungsspannung.
- Standortisolierung (Verwendung: im Metallbau)
Eine Fehlerspannung kann wegen der Isolierung nicht überbrückt werden
Schutzkleinspannung
- max. 50V~ oder 120V=
- Sichere Trennung vom Netz
- Trennung von Erde (oder geerdet bei Funktionskleinspannung)
- Verwendung: Spielzeug
Funktionskleinspannung
- max. 50V~ oder 120V=
- Sichere Trennung vom Netz
- Teile der Anlage sind geerdet
- Verwendung: Steuer- und Signalanlagen
Gemeinsames
Bei kleinen Spannungen ist der menschliche Widerstand so groß, dass kein gefährlicher Strom fließen kann.
Schutztrennung
- sichere Trennung vom Netz
- Netzspannung max. 690V bei Trafospannung max 500V
- Trennung von Erde (wenn mehr Verbraucher - alle Körper verbinden = Potentialausgleich)
- Verwendung: Rasiersteckdose, Notstrom
Bei ungeerdeter Spannungsquelle kann kein Körperstrom über Erde fließen.
Schutzmaßnahmen mit Schutzleiter
Nullung
- der PEN-Leiter endet beim Anschlusspunkt der Nullungsverbindung
- Verbindung aller Körper mit dem PEN-Leiter
- nur wenn im Netz die folgenden 3 Nullungsbedingungen erfüllt sind
- Ausschaltbedingung
- Erdungsbedingung
- Verlegungsbedingung
Schema
Wirksamkeit der Nullung:
- Durch die Verkleinerung des Fehlerstromes in der Erdschleife wird die Berührungsspannung kleiner.
- Durch die Netzschleife wird der Fehlerstrom größer, was die Abschaltung des Fehlers ermöglicht.
Ausschaltbedingung
Die Bedingung lautet einfach
ZS . IA < UN
Dabei ist:
ZS |
der Widerstand der Fehlerschleife |
IA |
der Abschaltstrom der Sicherung |
UN |
die Netzspannung |
Ein satter Körper- oder Masseschluss muss innerhalb von
- 5s für IN > 32A im Bereich: Verteilerleitungen und Endstromkreisen
- 0,4s für IN ≤ 32A im Bereich: Endstromkreise bis 230V gegen Erde
abgeschaltet werden.
Die Bedingung gilt als erfüllt, wenn in der gesamten Anlage der erforderliche Ausschaltstrom IA zum fließen kommt.
Ausschaltstrom IA = m . IN |
Endstromkreise
IN ≤ 32A |
LSS Typ B LSS Typ C Schmelzsicherung gL LSS Typ D |
m = 5 10 10 20 |
Verteilerleitungen und Endstromkreise IN > 32A |
|
m = 3,5 |
Verteilernetz bis 400V |
|
m = 1,6 |
Selektivität der gesetzten Sicherungen
Die Abstufung der Abschaltstromfaktoren (siehe oben) ermöglicht die selektiveMit selektiv ist gemeint:
Es löst die Sicherung aus, die dem Fehler am Nächsten ist. Auswahl der richtigen Sicherungsgrößen.
Die einzelnen Kennlinien der Sicherungen und die entsprechenden Abschaltströme ergeben einen klaren Unterschied bezüglich der Abschaltzeiten:
Erdungsbedingung
Ausführung der Erdungsanlage wie folgt:
- korrosionsbeständiger Anlagenerder (Fundamenterder)
- mind. 10m Horizontalerder oder 4,5m Tiefenerder
- Nullungsverbindung wie Schutzleiter dimensionieren (besser wie Anschlussleitung)
- Anschlusspunkt der Nullungsverbindung kennzeichnen
Verlegungsbedingung
Der PEN-Leiter ...
- ... darf nicht einpolig unterbrochen werden
- ... darf nicht einpolig gegen Überstrom abgesichert werden
- ... muss gleich sorgfältig wie ein Außenleiter verlegt werden (in einer gemeinsamen Umhüllung)
- ... ist wie ein Schutzleiter zu kennzeichnen
Fehlerstromschutzschaltung
Die Bedingung lautet |
ZS ≤ 100Ω |
Prinzip |
Summenstromwandler (für die Aktiven Leiter gilt: was zufließt, fließt auch ab) - siehe Laborübung |
Anwendung |
im TT-Netz - wenn die Nullung nicht zugelassen ist - als Fehlerschutz IΔN = 100 | 300 mA |
Vergleich Fehlerstromschutzschaltung - Nullung
Folgende Probleme hat die Nullung:
- bei größeren ZS wird der Auslösestrom IA der vorgeschalteten Sicherung immer größer
- die erforderlichen Querschnitte müssen daher immer weiter erhöht werden
- hier gibt es aber praktische Grenzen (siehe Leitungsbemessung)
Der FI-Schutzschalter kann den Fehler wesentlich schneller abschalten (zB:
Isolationsüberwachungssystem
Maßnahmen
- eigener Trafo (Stromversorgung)
- dauernde Isolationsüberwachung gegen Erde
- alle inaktiven Teile (Körper) sind mit Schutzleiter verbunden
Wirksamkeit der Isolationüberwachung
- Beim Auftreten eines Körper- oder Masseschlusses tritt keine Fehlerspannung auf.
- Der erste Fehler wird nicht abgeschaltet.
- Beim zweiten Fehler wird sofort abgeschaltet.
Prinzip
IT-Netz