Schutzmaßnahmen ohne Schutzleiter

Schutzisolierung (zusätzliche Isolierung)

1. Zusätzliche Isolierung des Betriebsmittels

   

   Es gibt auch nach einer Beschädigung der Basisisolierung keine gefährliche Berührungsspannung.

2. Standortisolierung (Verwendung: im Metallbau)

   

   Eine Fehlerspannung kann wegen der Isolierung nicht überbrückt werden

Schutzkleinspannung

1. max. 50V~ oder 120V=
2. Sichere Trennung vom Netz
3. Trennung von Erde (oder geerdet bei Funktionskleinspannung)
4. Verwendung: Spielzeug

Funktionskleinspannung

1. max. 50V~ oder 120V=
2. Sichere Trennung vom Netz
3. Teile der Anlage sind geerdet
4. Verwendung: Steuer- und Signalanlagen

Gemeinsames

Bei kleinen Spannungen ist der menschliche Widerstand so groß, dass kein gefährlicher Strom fließen kann.

Schutztrennung

1. sichere Trennung vom Netz
2. Netzspannung max. 690V bei Trafospannung max 500V
3. Trennung von Erde (wenn mehr Verbraucher - alle Körper verbinden = Potentialausgleich)
4. Verwendung: Rasiersteckdose, Notstrom

Bei ungeerdeter Spannungsquelle kann kein Körperstrom über Erde fließen.

Schutzmaßnahmen mit Schutzleiter

Nullung

1. der PEN-Leiter endet beim Anschlusspunkt der Nullungsverbindung
2. Verbindung aller Körper mit dem PEN-Leiter
3. nur wenn im Netz die folgenden 3 Nullungsbedingungen erfüllt sind
1. Ausschaltbedingung
2. Erdungsbedingung
3. Verlegungsbedingung

Schema

Wirksamkeit der Nullung:

1. Durch die Verkleinerung des Fehlerstromes in der Erdschleife wird die Berührungsspannung kleiner.
2. 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

1. 5s für I_N > 32A im Bereich: Verteilerleitungen und Endstromkreisen
2. 0,4s für I_N ≤ 32A im Bereich: Endstromkreise bis 230V gegen Erde

abgeschaltet werden.

Die Bedingung gilt als erfüllt, wenn in der gesamten Anlage der erforderliche Ausschaltstrom I_A 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:

1. korrosionsbeständiger Anlagenerder (Fundamenterder)
2. mind. 10m Horizontalerder oder 4,5m Tiefenerder
3. Nullungsverbindung wie Schutzleiter dimensionieren (besser wie Anschlussleitung)
4. Anschlusspunkt der Nullungsverbindung kennzeichnen

Verlegungsbedingung

Der PEN-Leiter ...

1. ... darf nicht einpolig unterbrochen werden
2. ... darf nicht einpolig gegen Überstrom abgesichert werden
3. ... muss gleich sorgfältig wie ein Außenleiter verlegt werden (in einer gemeinsamen Umhüllung)
4. ... 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:

1. bei größeren Z_S wird der Auslösestrom I_A der vorgeschalteten Sicherung immer größer
2. die erforderlichen Querschnitte müssen daher immer weiter erhöht werden
3. 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

1. Beim Auftreten eines Körper- oder Masseschlusses tritt keine Fehlerspannung auf.
2. Der erste Fehler wird nicht abgeschaltet.
3. Beim zweiten Fehler wird sofort abgeschaltet.

Prinzip

IT-Netz