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Einphasen-Stromkreise mit gemeinsamen Neutralleiter
ep5/2004, 4 Seiten
Normenvorgaben für den Neutralleiter Die Zuordnung eines gemeinsamen Neutralleiters für mehrere Hauptstromkreise ist nicht zulässig [1]. Aus dem Abschnitt 528.1.2 in [1] geht aber auch hervor, dass „aus einem Drehstromkreis mit einem Neutralleiter ... Einphasen-Wechselstromkreise aus je einem Außenleiter und dem Neutralleiter gebildet werden (dürfen)“. Es handelt sich hierbei also um eine Ausnahmeregelung. Diese ist an folgende Bedingungen geknüpft: · Die Zuordnung der Stromkreise muss durch ihre Anordnung erkennbar bleiben. · Der Drehstromkreis muss durch einen Schalter freischaltbar sein, der alle nicht geerdeten Leiter gleichzeitig vom Netz trennt. Erwähnt sei, dass gemäß DIN VDE 0100 Teil 559 [2] bereits seit 1983 Leuchten an einen gemeinsamen Neutralleiter für drei Einphasen-Wechselstromkreise angeschlossen werden dürfen. Argumente für einen gemeinsamen Neutralleiter Mit einer 5-adrigen Zuleitung werden in jedem Fall gegenüber Ausführungen mit Einzelstromkreisen mit „eigenem“ Neutralleiter in gesonderten Leitungen Material, Arbeitszeit und Kosten gespart. Diese ökonomischen Aspekte sind aber nicht allein ausschlaggebend. Die für eine Anwendung in Betracht kommenden Argumente und Anwendungsfälle sind den Normen [1] und [2] zu entnehmen: · Verminderung des stroboskopischen Effektes an Maschinen und sich bewegenden Teilen durch Dreiphasen- bzw. Duo-Schaltung von Leuchtstofflampen. · In Großbauten wird eine Dreiphasen-Wechselstromleitung bis zu Decken- und Fußboden-Rangierverteilern verlegt und von dort auf zugehörige Raumgruppen mit Einphasen-Stromkreisen verteilt. · In Fußboden- und Wandkanalsystemen ist in ähnlicher Weise zu verfahren. · Anschluss von Adaptern mit Drehstromstecker und Einphasen-Kupplungsdose an Dreiphasen-Wechselstrom-Steckvorrichtungen gleicher Nennstromstärke. Ein weiteres nicht zu unterschätzendes Argument ist die Reduzierung der Brandlast. Bei einer Mantelleitung NYM 5 x 1,5 mm2 ist z. B. mit einem Wert von 0,58 kWh/m zu rechnen. Im Vergleich zu drei Mantelleitungen NYM 3 x 1,5 mm2 mit insgesamt 1,26 kWh/m ist das eine Reduzierung > 50 %. Auch wenn aus praktischen Erwägungen in der jetzigen Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR) eine Grenze nicht mehr vorgegeben ist, bleibt die Reduzierung der Brandlast ein wichtiger Gesichtspunkt. Probleme beim Einsatz eines gemeinsamen Neutralleiters Durch den Wegfall von zwei Neutralleitern entstehen Gefahrenstellen, die in üblichen Einphasen-Stromkreisen nicht auftreten können. 3.1 Mögliche Überlastung des Neutralleiters Träfe es generell zu, dass der Strom im Neutralleiter größer als im Außenleiter werden kann, dann hätte der Normensetzer diese Lösung gar nicht erst zulassen dürfen. Ob eine Überlastung eintreten kann, hängt von der Art des Belastungsstroms ab. Folgende Fälle sind zu unterscheiden: Sinusförmige Belastung. Beim Anschluss von linearen Verbrauchern mit sinusförmigem Belastungsstrom (z. B. Glühlampen) gilt: Der Neutralleiter eines Dreiphasen-Stromkreises bleibt bei gleicher Außenleiterbelastung und einem Phasenwinkel von 120° zwischen den Strömen stromlos. Die Summe der Ströme ist zu jedem Zeitpunkt null. Sind die Außenleiter ungleich belastet, so nimmt der Neutralleiter den Differenzstrom auf. Auch wenn ein Außenleiter nicht belastet wird, kann der Neutralleiterstrom nicht größer als der größte Außenleiterstrom werden. Der Neutralleiterstrom kann auch bei sinusförmiger Belastung größer als der Außenleiterstrom werden, wenn der Phasenwinkel zwischen zwei Außenleiterströmen 120° unterschreitet und ein Außenleiter nur gering oder gar nicht belastet wird [3]. Möglich wäre das, wenn induktiv und kapazitiv belastete Stromkreise an den gleichen Neutralleiter angeschlossen werden. Eine derartige Ausführungsvariante war und ist jedoch kaum zu erwarten. Nicht sinusförmige Belastung. Von der Sinusform abweichende Belastungsströme werden vor allem durch elektronische Betriebsmittel verursacht, die wegen dieser Eigenschaft auch als nichtlinear bezeichnet werden. Hierzu gehören z. B. Schaltnetzteile in Computeranlagen und der Unterhaltungselektronik, elektronische Vorschaltgeräte (EVG), Dimmer, Einrichtungen zur Drehzahlregelung, USV-Anlagen, Energiesparlampen, steuerbare Umrichter und weitere Verbraucher [4]. Der verzerrte Stromverlauf lässt sich in einen Grundschwingungsstrom (50 Hz) und Oberschwingungsströme unterschiedlicher Frequenz zerlegen. Ein besonderes Problem entsteht durch Oberschwingungsströme der Ordnungszahl 3 (150 Hz) und aller durch drei teilbaren Oberschwingungsströme. Sie heben sich im gemeinsamen Neutralleiter nicht auf, sondern addieren sich [4]. Im gemeinsamen Neutralleiter kann bis zu 173 % des Effektivwerts des Außenleiterstroms fließen, wenn alle Außenleiter gleich hoch belastet sind. Die mit der Wärmeleistung identische Verlustleistung ist dem Quadrat des Stroms proportional. Im Neutralleiter (oder im PEN-Leiter) kann sie folglich bis zu dreimal so hoch sein wie in gleich belasteten Außenleitern. Die Erwärmung hat eine Zerstörung der Leitungen und Betriebsmittel sowie möglicherweise auch Brände zur Folge, wenn die Leitungen dafür nicht bemessen sind. Ob ein Betriebsmittel einen nichtsinusförmigen Strom führt, ist nicht immer leicht zu erkennen. Eine Energiesparlampe ist ein nichtlinearer Verbraucher, unterscheidet sich aber äußerlich nur wenig von der Glühlampe. Beim Einsatz eines Dimmers wird ein Stromkreis mit linearen Verbrauchsmitteln, z. B. Glühlampen, nichtlinear belastet. Leuchtstofflampen sind nichtlineare Betriebsmittel. Beim Anschluss an konventionelle Vorschaltgeräte ist die nichtlineare Belastung jedoch unbedeutend. Werden diese durch elektronische Vorschaltgeräte ersetzt, liegt nicht sinusförmige Belastung vor. 3.2 Folgen einer Neutralleiterunterbrechung Bei relativ geringen Leiterquerschnitten ist ein Defekt des Neutralleiters auch bei sorgfältiger Installation nicht völlig auszuschließen. Ein Elektropraktiker, Berlin 58 (2004) 5 400 FÜR DIE PRAXIS Installationstechnik Einphasen-Stromkreise mit gemeinsamem Neutralleiter H. Senkbeil, Berlin Unklar ist oft, ob und unter welchen Bedingungen drei einphasige Wechselstromkreise an einen gemeinsamen Neutralleiter angeschlossen werden dürfen. Nachfolgend wird auf das Für und Wider dieser Lösung eingegangen und herausgearbeitet, dass wegen der zunehmenden nicht sinusförmigen Belastung der Ausführung mit „eigenen“ Neutralleitern der Vorzug zu geben ist. In bestehenden Anlagen ist insbesondere in Stromkreisen mit Steckdosen eine Überlastung des gemeinsamen Neutralleiters nicht auszuschließen, der mit geeigneten Gegenmaßnahmen begegnet werden muss. Autor Obering. Heinz Senkbeil ist freier Fachjournalist, Berlin. überlasteter Neutralleiter kann die Unterbrechung zudem beschleunigen. Im Gegensatz zu einem gleichen Fehler in Einzelstromkreisen mit jeweils zugeordnetem Neutralleiter muss nicht einmal die Stromversorgung unterbrochen sein. Bei ungleicher Belastung verschiebt sich durch den Defekt der nunmehr „freie“ Sternpunkt um so mehr, je unterschiedlicher die Stromkreise belastet sind (Bild ). Bei den im Beispiel angegebenen Widerständen ändern sich die Verbraucherspannungen und -ströme beträchtlich, so dass zwangsläufig Überlastungen der Verbraucher entstehen (Bild a). Ist ein Stromkreis nicht zugeschaltet, dann liegen bei Unterbrechung des Neutralleiters die Verbraucher in Reihe an einer Spannung von 400 V (Bild b). In beiden Fällen sind Zerstörungen von Geräten und Brände in der Anlage oftmals die Folge. Achtung! Auch ein ausgeschaltetes, aber im Stand-by-Betrieb befindliches elektronisches Gerät kann zerstört werden oder Ursache eines Brandes werden. Es hängt von der Entscheidung des Errichters ab, ob und unter welchen Voraussetzungen ein solches Risiko eingegangen werden kann [5]. Siebenadrige Leitung als Vorzugslösung Da der Einsatz nichtlinearer Verbraucher keine Besonderheit ist und sich zum Normalfall entwickelt, muss es möglich sein, · ohne großen Umbau einer Anlage lineare gegen nichtlineare Verbraucher auszutauschen, z. B. Glühlampen durch Energiesparlampen zu ersetzen, oder · nachträglich ein Steuergerät zur Helligkeitsregelung, z. B. einen Dimmer, vorzusehen, der eine nichtlineare Belastung bewirkt. In Stromkreisen mit „eigenen“ Neutralleitern ist das problemlos möglich. Deshalb ist zu empfehlen, vieladrige Leitungen mit drei schwarzen, drei blauen und einer grün-gelben Ader einzusetzen [6]. Verwechselungen von Leitungsanschlüssen sind bei diesen Leitungen kaum zu erwarten. Im Neutralleiter fließt der gleiche Strom wie im Außenleiter. Bei einer Unterbrechung des Neutralleiters können die bereits behandelten schwerwiegenden Folgen nicht eintreten. Die Forderung im Abschnitt 5.1.6 und Tabelle 6 in DIN VDE 0100 Teil 540 [7] nach einem Schutzleiter, dessen Querschnitt dem des Außenleiters entspricht, ist erfüllt. Der grün-gelbe Leiter kann als gemeinsamer Schutzleiter verwendet werden. Bei Verwendung der 7-adrigen Leitung anstelle von drei 3-adrigen Mantelleitungen sinkt der Material-, Arbeitszeit- und Kostenaufwand beträchtlich und unterscheidet sich nur unwesentlich von einer 5-adrigen Ausführung mit einem gemeinsamen Neutralleiter. Die mit dem gemeinsamen Neutralleiter angestrebten Vorteile, wie Übersichtlichkeit und geringer Platzbedarf, bleiben gewahrt. Die Brandlast ist nur unwesentlich höher als bei einer 5-adrigen Ausführung. Zu beachten ist allerdings, dass gemäß Tabelle 26 in DIN VDE 0298-4 [8] die Strombelastbarkeit gegenüber drei belasteten Adern auf 70 % reduziert werden muss. Bei einer Dauerbelastung kann auf die in der Tafel angegebenen Werte zurückgegriffen werden. Die Einhaltung der Abschaltbedingungen und der Vorgaben für den Spannungsfall sind dabei nicht berücksichtigt. Anzumerken ist allerdings, dass Oberschwingungsströme damit nicht beseitigt, sondern nach wie vor in den vorgelagerten Anlagen entsprechende Gegenmaßnahmen erfordern. Sie sind dort aber in der Regel einfacher zu realisieren. Neutralleiter für nichtlineare Verbraucher bemessen Auch wenn dabei Nachteile in Kauf genommen werden müssen, so kann auf die Ausführung mit einem gemeinsamen Neutralleiter wohl nicht völlig verzichtet werden. In bestehenden Anlagen sind sie ohnedies vorhanden. Drei Einphasen-Stromkreise mit gemeinsamem Neutralleiter sollten aber die Ausnahme bleiben. Da vier Leiter belastet und der Strom im Neutralleiter den Außenleiterstrom beträchtlich übersteigen kann, wäre eine nach Tabelle 1 im Beiblatt 2 zu DIN VDE 0100-520 [9] bemessene Leitung thermisch erheblich überlastet. Um das zu verhindern, muss bei einem vorgegebenen Außenleiterstrom ein größerer Leitungsquerschnitt gewählt werden. Dazu ist der Anteil der Oberschwingungsströme 3. und durch drei teilbarer Ordnung am Außenleiterstrom zu ermitteln und auf dieser Grundlage der Leitungsquerschnitt mit Hilfe von Reduktionsfaktoren zu berechnen. Diese sind in Tabelle B.1 im informativen Anhang B der Norm [8] ausgewiesen (Tafel ). 5.1 Vereinfachtes Bemessungsverfahren Die in Tafel dargelegte Berechnung lässt sich durchführen, wenn die Anteile der Oberschwingungsströme bekannt sind. Gerade das wird aber in der Regel zum Problem, weil es dafür keine Festlegungen in Normen gibt, die dem Planer oder Errichter zur Verfügung stehen. Näheres siehe [4][5]. Elektropraktiker, Berlin 58 (2004) 5 401 Installationstechnik FÜR DIE PRAXIS 0,04 1,4 0,59 1) Werte grafisch ermittelt L1 L2 L3 N 2300 230 460 320 270 Unterbrechung des gemeinsamen Neutralleiters von drei Einleiterstromkreisen bei ohmscher Belastung a) alle Außenleiter belastet b) nur zwei Außenleiter am Netz oder zusätzliche Unterbrechung 0,16 0,16 L1 L2 L3 N 2300 230 460 363 Tafel Zulässige Strombelastbarkeit von Leitungen (Umgebungstemperatur 25 °C) Leiternennquer- Referenzverlegeart schnitt in mm2 A1 A2 B1 B2 C E zulässige Strombelastbarkeit IZ in A Nennststrom In in A1) Siebenadrige Leitungen mit sechs belasteten Adern und Nennstrom von Leitungsschutzschaltern zum Schutz bei Überlast 1,5 IZ 11,9 11,9 13,3 11,2 14,7 16,1 In 10 10 13 10 13 16 2,5 IZ 14,7 14 17,5 16,8 20,3 22,4 In 13 13 16 16 20 20 Fünfadrige Leitungen mit vier belasteten Adern bei einem 1,73-fachen Außenleiterstrom im Neutralleiter und Nennstrom von Leitungsschutzschaltern zum Schutz bei Überlast 1,5 IZ 8,7 8,1 9,8 9,2 11 11,5 In 6 6 6 (10) 6 (10) 10 (13) 10 (13) 2,52) IZ 11,6 11 12,7 12,1 14,5 15,6 In 10 10 10 (13) 10 (13) 13 (16) 13 (16) 1) Der Nennstrom In der Überstrom-Schutzeinrichtungen darf zum Schutz gegen Überlast nicht größer sein als die zulässige Belastbarkeit IZ des Kabels oder der Leitung (In IZ). 2) Zu empfehlender Mindestquerschnitt. Wer die drei Einphasen-Stromkreise so auslegt, dass der Neutralleiter bei gleichen Außenleiterströmen mit dem maximal möglichen 1,73-fachen Außenleiterstrom belastet werden kann, umgeht einige Rechengänge. Er kann auf die Werte in Tafel (5-adrige Leitung) zurückgreifen. Damit nimmt man in Kauf, dass das Leitungsnetz ggf. ungenügend ausgelastet, aber „zukunftssicher“ ist. Beim Austausch linearer gegen nichtlineare Betriebsmittel muss mit einer Neutralleiterüberlastung dann nicht mehr gerechnet werden. Auch eine Überwachung des Neutralleiters, die zudem aufwändig wäre, wird damit überflüssig. Sie ist in Normen auch nicht gefordert. 5.2 Überlastschutz Bei einer durch Verbraucher möglichen Überlastung der Leitung muss der Nennstrom des Überstrom-Schutzorgans auf den Außenleiterstrom abgestimmt sein. Die als Grundlage zur Querschnittsbestimmung notwendige Umrechnung mit den Reduktionsfaktoren bleibt daher unberücksichtigt. Bei dem in den Anwendungsbeispielen in Tafel genannten Außenleiterstrom 15 A ist ein LS-Schalter 16 A zu wählen. Der Nennstrom liegt unterhalb der zulässigen Strombelastbarkeit von 19 A bei einem Leitungsquerschnitt 1,5 mm2 bzw. 25 A bei 2,5 mm2. In Stromkreisen ohne Steckdosen darf nach Abschnitt 5.5 b) in DIN VDE 0100 Teil 430 [10] auf den Überlastschutz verzichtet werden, wenn angeschlossene Betriebsmittel keine Überlastung hervorrufen können. Bei diesem Regelfall übernimmt der LS-Schalter nur den Kurzschlussschutz, so dass dessen Nennstrom nicht auf den Querschnitt bezogen sein muss. Beispielsweise könnte in diesem Fall auch ein LS-Schalter 20 A eingesetzt werden. 5.3 Besonderheiten in Stromkreisen mit Steckdosen Nichtlineare Verbrauchsmittel mit Stecker sind Massenartikel, die überall Einzug gehalten haben. Sie können von jedermann ohne Zutun einer Fachkraft gekauft und angeschlossen werden. Angesichts der Möglichkeit, dass Neutralleiter erheblich überlastet werden können, ist es deshalb unverantwortlich, Steckdosenstromkreise mit gemeinsamem Neutralleiter für lineare Belastung auszulegen. Der gemeinsame Neutralleiter einer mit LS-Schaltern 16 A geschützten Mantelleitung NYM 5 x 1,5 mm2 könnte z. B. bei einem 1,73-fachen Außenleiterstrom dauernd mit 28 A belastet werden (Bild a). Das ist bei der Verlegeart C das 1,45-fache und bei Verlegeart B2 sogar das 1,75-fache des zulässigen Werts der Strombelastbarkeit einer Leitung mit drei belasteten Adern. Da die Wärmeleistung mit dem Quadrat des Stroms steigt, sind dann Brände nicht auszuschließen. Es ist zu empfehlen, immer vom Extremfall auszugehen und auf die Werte in Tafel (5-adrige Leitung) zurückzugreifen (Bild b). Eine symmetrische Belastung (gleiche Phasenlage zwischen den Strömen) und gleiche Außenleiterströme vorausgesetzt, ist dabei mit einer Überlastung auch dann nicht zu rechnen, wenn ein Stromkreis nicht zugeschaltet ist. Trotzdem ist zu beachten, dass mit den in Klammern gesetzten Nennströmen der Überstrom-Schutzeinrichtungen der Schutz gegen eine Überlastung des Neutralleiters nicht in jedem Fall gewährleistet ist. Die Strombelastbarkeit könnte überschritten werden, wenn ein weiteres Betriebsmittel mit großem Oberschwingungsanteil der durch drei teilbaren Ordnungen angeschlossen oder ein anderes leistungsstärkeres mit ebenfalls extrem hohem Oberschwingungsanteil eingesetzt wird. 5.4 Anwendungsbeispiel Können an eine bereits verlegte Leitung NYM 5 x 1,5 mm2 drei Einphasen-Stromkreise mit je 10,5 A angeschlossenen werden, die zur Versorgung von PCs einschließlich Monitore dienen? Aus Tafel (5-adrige Leitung) ergibt sich, dieses ist zulässig. Bei einem 1,73-fachen Belastungsstrom darf die Leitung bei der Verlegeart C mit 11 A belastet werden. Zum gleichen Ergebnis führte die Messung der Oberschwingungen eines PCs inclusive Röhren-Monitor mit einem Oszilloskop. Die durch drei teilbaren Oberschwingungen (3., 9. und 15. Ordnung) addierten sich. Ihr Anteil pro Außenleiter betrug 57 % des Effektivwerts des Außenleiterstroms. Im Neutralleiter muss also mit dem 1,73-fachen Außenleiterstrom gerechnet werden. Die Bilanz bei Laptops und Flachbildschirmen kann auch schlechter ausfallen. Eine definitive Antwort, ob diese Aussage tatsächlich zutrifft und mit welchen Werten zu rechnen ist, müssen die Hersteller dieser Betriebsmittel geben. Sollten die genannten Werte wider Erwarten erheblich überschritten werden, dann wäre allerdings ein gemeinsamer Neutralleiter grundsätzlich in Frage zu stellen. Die Annahme, dass keine Überlastung eintritt, hat sich bestätigt. Eine nachträglich durchgeführte Berechnung mit den Reduktionsfaktoren in [8] führte zum gleichen Ergebnis. Der Neutralleiterstrom errechnet sich aus 10,5 A (Außenleiterstrom) x 0,57 (Anteil der 3. Oberwelle/Außenleiter) x 3 = 18 A. Er liegt damit noch unter dem nach Tabelle in [9] bei der Verlegeart C zulässigen Wert von 19 A. Folg-Elektropraktiker, Berlin 58 (2004) 5 402 FÜR DIE PRAXIS Installationstechnik B 16 B 16 16 A 28 A B 16 1,5 Verlegeart L1 L2 L3 N 16 A 16 A Einleiterstromkreise mit Steckdosen und gemeinsamem Neutralleiter a) Bei Bemessung des Überstromschutzes für lineare Belastung ist Überlastung des Neutralleiters möglich b) Überlastung wird durch Herabsetzung des Nennstroms vermieden Tafel Bemessung von Leitungen mit Einphasen-Stromkreisen und gemeinsamem Neutralleiter bei nicht sinusförmiger Belastung a) PE B 10 10 A B 10 10 A B 10 10 A 17 A 1,5 Verlegeart L1 L2 L3 N Vorgaben in Tabelle B.1 in [8] Anwendungsbeispiele Anteil aller durch Grundlage für Quer- Anteil aller durch Strombelastung bei Leitungsquer- Zulässiger Belas- Nennstrom drei teilbarer schnittsbemessung1) drei teilbarer bei einem Außenleiter- schnitt bei Ver- tungsstrom bei der Überstrom-Oberschwingungs- Oberschwingungs- strom von 15 A im legeart C und Verlegeart C und einrichtung ströme am ströme am gemeinsamen Umgebungstem- einer Umgebungs- zum Schutz Außenleiterstrom Außenleiterstrom Neutralleiter peratur 25 °C temperatur 25 °C bei Überlast % % A mm2 A A 0 - 15 Außenleiterstrom 15 15 1,5 19 16 > 15 - 33 Außenleiterstrom 33 15 : 0,86 = 17,44 1,5 19 16 durch 0,86 dividieren > 33 - 45 Neutralleiterstrom 45 15·0,45·3 = 20,25 2,5 25 16 durch 0,86 dividieren 20,25 : 0,86 = 23,55 > 45 Neutralleiterstrom 57 15·0,57·3 = 25,65 2,5 252) 16 1) Anzuwenden auf die Strombelastbarkeitstabellen nach den Anhängen in [9] und Tabelle 1 in [8] für drei belastete Adern. 2) geringfügig unter der errechneten Strombelastung lich ist ein Leitungsquerschnitt 1,5 mm2 ausreichend. Das „Ja“ gilt ausschließlich für den geschilderten Fall, wo in der alten Anlage diese Leitung bereits vorhanden ist und die Bedingungen für die Verlegeart C zutreffen (Tafel ). Zum Schutz bei Überlast ergeben sich bei einem Belastungsstrom von 10,5 A zwei Möglichkeiten: · Ein nach DIN VDE 0641 gefertigter LS-Schalter 10 A darf bei 11,3 A noch nicht abschalten (Nichtauslösestrom 1,13 x In). Obwohl der Belastungsstrom mit 10,5 A geringfügig größer ist als der Nennstrom, so gewährleistet er vollen Schutz. Selbst nach längerer Dauer ist ein unerwünschtes Auslösen nicht zu erwarten, sofern nicht extreme Bedingungen vorliegen (z. B. zu hohe Umgebungstemperatur im Verteiler). Wem das zu unsicher erscheint, der kann auf einen LS-Schalter 13 A zurückgreifen. Da es unwahrscheinlich ist, dass die verbleibende Differenz zwischen der zulässigen Strombelastbarkeit von 11 A und 13 A durch den Anschluss eines weiteren Betriebsmittels in Anspruch genommen wird, ist ein größerer Neutralleiterstrom kaum zu erwarten. · Bei einer Neuinstallation wäre in jedem Fall wegen der größeren Reserven ein Querschnitt von 2,5 mm2 zu empfehlen, wenn ein gemeinsamer Neutralleiter unbedingt als notwendig angesehen wird (Tafel ). Nach der Vorzugsvariante könnte eine Leitung 7 x 1,5 mm2 verwendet und ein LS-Schalter 13 A ohne Wenn und Aber eingesetzt werden (Tafel ). Hinweise und Schlussfolgerungen 6.1 Maßnahmen in vorhandenen Anlagen In den Normen wird keine Änderung in Anlagen mit gemeinsamem Neutralleiter und Steckvorrichtungen gefordert. Trotzdem ist zu empfehlen, den Nennstrom der Überstrom-Schutzeinrichtungen soweit herabzusetzen, dass beim Anschluss nichtlinearer Verbraucher keine Überlastung eintreten kann. Neutralleiterunterbrechungen können nicht ausgeschlossen werden, die Funktion dieses Leiters wird aber oftmals als gegeben vorausgesetzt. Deshalb sollte bei Wiederholungsprüfungen stets mit geprüft werden, ob der Neutralleiter noch intakt ist [12]. Bei fest angeschlossenen Verbrauchern ist zu empfehlen, im Rahmen von Wiederholungsprüfungen auch die Neutralleiterströme zu ermitteln. Zum Messen sollten Messgeräte verwendet werden, die den Effektivwert als Echt-Effektivwert tatsächlich anzeigen und nicht nur auf den Effektivwert kalibriert sind [11]. 6.2 Festlegungen in Errichtungsnormen Die Norm [1] ist erst neu überarbeitet und enthält erfreulicherweise eine Reihe von Nationalen Ergänzungen, auf die viele Praktiker gewartet hatten. Durch den zunehmenden Einsatz nichtlinearer Verbraucher vollziehen sich in der Anlagentechnik erhebliche Veränderungen. Diesen tragen die Errichtungsnormen in der Gesamtheit leider nicht ausreichend Rechnung. Mit den Festlegungen im informativen Anhang zu [8] wurde ein erster Schritt getan, mit dem eine Überlastung von Neutralleitern durch Oberschwingungsströme begegnet werden kann. Ihm müssen weitere Maßnahmen folgen. Für den gemeinsamen Neutralleiter sollte ein Mindestquerschnitt 2,5 mm2 festgelegt werden. Damit wäre eine höhere Sicherheit gegen Neutralleiter-Unterbrechungen und mit Überstrom-Schutzeinrichtungen 10 A bzw. 13 A bei allen Verlegearten ein voller Überlastschutz zu erreichen. Dem Anlagenerrichter fehlen zudem vor allem verlässliche Informationen darüber, mit welchen Oberschwingungsströmen 3. Ordnung tatsächlich zu rechnen ist. Literatur [1] DIN VDE 0100-520:2003-06 Errichten von Niederspannungsanlagen; Teil 5: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmitteln; Kapitel 52: Kabel- und Leitungsanlagen. [2] DIN VDE 0100 Teil 559:1983-03 -; Leuchten und Beleuchtungsanlagen [3] Hering, E.: Ermittlung des Stroms im Neutralleiter. Elektropraktiker, Berlin 55(2001)8, S. 632-634. [4] Hering, E.: Oberschwingungsströme in Niederspannungsanlagen. Elektropraktiker, Berlin 58(2004)3, S. 224-228. [5] Schmolke, H.: Brandschutz in elektrischen Anlagen. Praxishandbuch für Planung, Errichtung, Prüfung und Betriebsmittel. Heidelberg, München, Berlin: Verlag Hüthig und Pflaum 2001. [6] Minar, F.: Führung mehrerer Stromkreise in einer Leitung. Elektropraktiker, Berlin 55(2002)9, S. 715-717. [7] DIN VDE 0100 Teil 540:1991-11 Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V; Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel; Erdung, Schutzleiter, Potentialausgleichsleiter. [8] DIN VDE 0298-4:203-08 Verwendung von Kabeln und isolierten Leitungen für Starkstromanlagen; Teil 4: Empfohlene Werte für die Strombelasrbarkeit von Kabeln und Leitungen für feste Verlegung in und an Gebäuden und von flexiblen Leitungen. [9] Beiblatt 2 zu DIN VDE 0100-520:2002-11 Errichten von Niederspannungsanlagen; Zulässige Strombelastbarkeit, Schutz bei Überlast, maximal zulässige Kabel- und Leitungslängen zur Einhaltung des zulässigen Spannungsfalls und der Abschaltbedingungen. [10] DIN VDE 0100 Teil 430:1991-11 -; Schutzmaßnahmen: Schutz von Kabeln und Leitungen bei Überstrom. [11] Chapman, D.: Leitfaden Netzqualität: Teil 3.2.2 Oberschwingungen - Echt effektiv - die einzig wahre Messung. Düsseldorf: Deutsches Kupferinstitut. [12] Bödeker, K.: In der Praxis nicht bestanden: Fehlende N-PE-Verbindung. Elektropraktiker, Berlin 56(2002)12, S. 1011-1013. Elektropraktiker, Berlin 58 (2004) 5 403
Autor
- H. Senkbeil
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