Elektrotechnik
|
Schutzmaßnahmen
Prüfung von Fehlerstrom-Schutzschaltern
ep4/2009, 2 Seiten
LESERANFRAGEN Absicherung parallel geschalteter Leiter ? Wir haben den Auftrag erhalten, eine Klimaanlage in einem Institut anzuschließen. Laut Hersteller soll die Anlage mit 3 x 400 A abgesichert werden. Nun haben wir vor Ort aber nur zwei Kabel 70/35 mm2 und ein Kabel 95/50 mm2 zur Verfügung. Eine kleinere Klimaanlage war bislang über die beiden 70-mm2-Kabel parallel geschaltet über einen Sicherungsabgang 3 x 250 A NH1 angeschlossen. Die Leitungslänge beträgt ungefähr 120 m. Laut meiner Tabellen kann ein 70-mm2-Kabel bei der Verlegeart E mit maximal 208 A belastet und mit 200 A abgesichert werden. Welche Variante ist für das Anschließen der Klimaanlage geeignet? Kann ich die Strombelastbarkeiten von zwei Kabeln addieren und diese dann auch über zwei Sicherungsabgänge absichern? ! Gemäß Abschnitt 5.3 in DIN VDE 0100-430 [1] lassen sich mehrere parallel geschaltete Leiter durch eine gemeinsame Schutzeinrichtung zum Schutz bei Überlast schützen. Als Strombelastbarkeitswert IZ gilt die Summe der Strombelastbarkeitswerte der parallel geschalteten Leiter. Zulässig ist diese Lösung aber nur dann, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind: Erstens müssen die parallel zu schaltenden Leiter dieselben Eigenschaften haben. Das betrifft das Leitermaterial und den Leiterquerschnitt. Dabei muss der Leiterquerschnitt nicht gleich sein, jedoch ist zu beachten, dass bei ungleichen Querschnitten die Wirtschaftlichkeit umso mehr sinkt, je mehr die kleinen Querschnitte vom größten Wert abweichen. Zweitens müssen die gleichen Verlegebedingungen bestehen. Dazu gehören die Länge der Leitungen, die Verlegeart und die Umgebungstemperatur. Außerdem dürfen keine Abzweige vorhanden sein. Weiter ist zu beachten, dass die Kabel und Leitungen nicht einzeln betrieben werden dürfen. Auch eine einzelne fehlerhafte Leitung darf nur abgeklemmt werden, wenn dabei auch der Bemessungsstrom des Überstromschutzorgans den veränderten Bedingungen angepasst wird. Folgende Lösungen sind möglich: Zwei Kabel mit gleichem Querschnitt. In der kleineren Klimanlage wurden die vorhandenen beiden Kabel 3 x 70/35 mm2 an einen Sicherungsabgang 3 x 250 A NH1 angeschlossen. Wie der Anfragende bereits festgestellt hat, kann ein Kabel 3 x 70/35 mm2 Cu gemäß Tabelle A2 in DIN VDE 0298-4 [2], Referenzverlegeart E, bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C mit 208 A belastet werden. Der große Prüfstrom einer Leitungsschutzsicherung der Betriebsklasse gG beträgt I2 = 1,45 IN. Dieser Wert gilt bei einer Anordnung der Sicherung im Gehäuse und darf entsprechend angewendet werden. Damit ergibt sich also bei dem Kabel 3 x 70/35 mm2 folgende Abschaltbedingung IN = IZ = 200 A Im Fall einer Parallelschaltung können beide Kabel 3 x 70/35 mm2 durch eine gemeinsame Leitungsschutzsicherung der Betriebsklasse gG mit IN = 400 A geschützt werden. Es ist aber ebenso zulässig, statt des 400-A-Abgangs zwei Sicherungsabgänge 200 A vorzusehen. Allerdings muss gewährleistet sein, dass beide Sicherungsabgänge stets gemeinsam in Betrieb bleiben, was den Betrieb erschweren kann. Damit wäre eigentlich schon alles geklärt. Der Anfragende war mit seinen Gedanken schon auf dem richtigen Weg. Doch Vorsicht: Bevor man sich für diese Lösung entscheidet, ist zu empfehlen, zuvor die Netzverhältnisse und Anschlussbedingungen in der Anlage zu überprüfen. Dazu gehören auch Angaben von der Lüftungsfirma. Es stellt sich die Frage, ob es sich bei den geforderten 400-A-Absicherungen um einen groben „Faustwert“ handelt. Bei einer Leitungslänge von 120 m und einem Strom von 200 A auf einem Kabel dürfte der Spannungsfall etwa 3 % betragen, wobei der Spannungsfall in der zum Anschluss vorgesehenen Lüftungsanlage ja noch nicht berücksichtigt ist. Wichtig ist jedoch nicht der Spannungsfall selbst, sondern die Einhaltung der in der DIN IEC 60038 [3] festgelegten Toleranzbereiche der Spannungen. 2003 umfasste die Toleranz bei einer Spannung von 230 V den Bereich 207-244 V. Zwei Kabel mit unterschiedlichen Querschnitten. Falls bei einer Parallelschaltung der Kabel nach der zuvor beschriebenen Vorgehensweise die zu erwartenden Spannungsfälle tatsächlich nicht beherrschbar sind, wäre ggf. zu prüfen, ob eines der beiden Kabel durch eines in der Ausführung 3 x 95/50 mm2 ersetzt werden sollte, die beim Anfragenden ja auch vorhanden ist. Ein solches Kabel ist nach Tabelle A2 in [2] mit 252 A belastbar. Nach der folgenden Formel ergibt sich daraus die zulässige Gesamtstrombelastbarkeit: IZgesamt = ISmax · (1+70/95) = 438 A Da diese Strombelastungswerte nicht in Betracht kommen, wird deutlich, dass sich mit der Verstärkung des Querschnitts Reserven und damit bessere Bedingungen für den Anschluss schaffen lassen. Literatur [1] DIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430):1991-11 Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V Schutzmassnahmen Schutz von Kabeln und Leitungen bei Überstrom. [2] DIN VDE 0298-4 (VDE 0298-4):2003-08 Verwendung von Kabeln und isolierten Leitungen für Starkstromanlagen - Teil 4: Empfohlene Werte für die Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen für feste Verlegung in und an Gebäuden und von flexiblen Leitungen. [3] DIN IEC 60038 (VDE 0175):2002-11 IEC-Normspannungen. H. Senkbeil Prüfung von Fehlerstrom-Schutzschaltern ? Zu der Prüfung von FI-Schutzschaltern, die in elektrischen Betriebsmitteln angeordnet sind, haben wir folgende Fragen: 1.Welche Kennwerte sind bei einer Wiederholungsprüfung nachzuweisen, wenn sich ein FI-Schutzschalter in einem mobilen Verteiler oder in einem Baustromverteiler befindet? Genügt das Betätigen der Auslöseeinrichtung oder müssen auch Auslösestrom und Auslösezeit ermittelt werden? 2.Muss ein so geprüfter Verteiler nochmals mit der Anlage geprüft werden, wenn er zum Einsatz kommt? ! Von der Anlage getrennter Verteiler. Bei der Prüfung ist, egal wie der Verteiler benannt wird und ob er über einen Stecker oder einen festen Anschluss mit der Anlage verbunden werden kann, zunächst DIN VDE 0701-0702 [1] zu beachten. Diese Norm verfügt u. a., dass die Wirksamkeit aller im betreffenden Gerät (Verteiler) vorhandenen Schutzeinrichtungen nachzuweisen ist. Wie das erfolgen soll, hat der Prüfer unter Berücksichtigung der üblicherweise anzuwendenden und/oder in anderen Normen dafür genannten Prüfverfahren zu entscheiden. Bei einem FI-Schutzschalter heißt das, es ist zumindest: · die Schutzeinrichtung durch Betätigen der Auslösetaste zu erproben und · das Auslösen beim Fließen des Bemessungsdifferenzstroms nachzuweisen. Letzteres muss mit einem dafür zugelassenen Prüfgerät (Produktnorm DIN VDE 0413 [2]) erfolgen, da mit diesem gleichzeitig auch kontrolliert wird, ob das Auslösen des FI-Schutzschalters in der vorgegebenen Zeit (Pro-278 LESERANFRAGEN Elektropraktiker, Berlin 63 (2009) 4 Fragen an Liebe Abonnenten! Wenn Sie mit technischen Problemen kämpfen, Meinungsverschiedenheiten klären wollen oder Informationen brauchen, dann suchen Sie unter www.elektropraktiker.de (Fachinformation/Leseranfragen). Finden Sie dort keine Antwort, richten Sie Ihre Fragen an: ep-Leserservice 10400 Berlin oder Fax: 030 42151-251 oder E-Mail: richter@elektropraktiker.de Wir beraten Sie umgehend. Ist die Lösung von allgemeinem Interesse, veröffentlichen wir Frage und Antwort in dieser Rubrik. Beachten Sie bitte: Die Antwort gibt die persönliche Interpretation einer erfahrenen Elektrofachkraft wieder. Für die Umsetzung sind Sie verantwortlich. Ihre ep-Redaktion duktnorm DIN VDE 0664-10 [3]) erfolgt. Das oftmals übliche Auslösen mit einem Lastprüfer oder mit irgendeinem anderen Hilfsmittel ist keine ordnungsgemäße Prüfung, sondern sogar ein gefährliches Manöver, wie z. B. das Verwenden der „Alte-Praktiker-Drahtbrücke“. Mit den beiden genannten Prüfgängen wird nachgewiesen: · Der FI-Schutzschalter funktioniert ordnungsgemäß und hält seine in der Produktnorm [3] vorgegebenen Bemessungswerte (Auslösedifferenzstrom und Auslösezeit) ein. · Der FI-Schutzschalter im Verteiler kann den nach DIN VDE 0100-410 [4] geforderten/vorgeschriebenen Schutz - z. B. den Zusatzschutz - für die an den Verteiler angeschlossenen Geräte garantieren. Es wird nicht verlangt, die exakten Werte des Auslösestroms und der Auslösezeit festzustellen. Beide würden die mit der zuvor genannten Prüfung bereits erzielte Aussage nur noch einmal bestätigen. Mit dieser Prüfung wird die nachfolgend zitierte Vorgabe aus § 10 der Betriebssicherheitsverordung [5] erfüllt: „Vor jeder Wiederinbetriebnahme (anstecken, anschließen) ist der ordnungsgemäße Zustand des betreffenden Arbeitsmittels nachzuweisen.“ Fest mit der Anlage verbundener Verteiler. Die Prüfung erfolgt im Allgemeinen nach DIN VDE 0105-100 [6] oder DIN VDE 0100-600 [7], Abschnitt 62 „Wiederkehrende Prüfung“ gemeinsam mit der Anlage oder dem Anlagenteil, in dem sich der Verteiler befindet. Das bedeutet, dass neben den auch nach [1] durchzuführenden Prüfgängen (Schutzleiter-und Isolationswiderstandsmessung) die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag (automatisches Abschalten der Versorgung) nachzuweisen ist. Die in diesem Zusammenhang an dem FI-Schutzschalter mit einem normgerechten Prüfgerät [2] durchzuführenden Prüfungen sind die gleichen, wie sie bereits für die Wiederholungsprüfung des von der Anlage getrennten Verteilers aufgezeigt wurden. Auch hier ist es nicht notwendig, den Istwert von Auslösezeit und Auslösestrom festzustellen. Das heißt, ein bereits für sich geprüfter Verteiler kann in einer Anlage zum Einsatz kommen, ohne dass an ihm noch zusätzliche Prüfungen vorzunehmen sind. Ob es auch erforderlich ist, an den Abgängen des Verteilers die Schleifenimpedanz (Schleifenwiderstand) sowie andere Merkmale, wie z. B. den Neutralleiter- oder den Schutzleiterstrom, zu ermitteln, ist vom Prüfer zu entscheiden. Literatur [1] DIN VDE 0701-0702 (VDE 0701-0702):2008-06 Prüfung nach Instandsetzung, Änderung elektrischer Geräte - Wiederholungsprüfung elektrischer Geräte - Allgemeine Anforderungen für die elektrische Sicherheit. [2] DIN EN 61557-8 (VDE 0413-8):2007-12 Elektrische Sicherheit in Niederspannungsnetzen bis AC 1000 V und DC 1500 V - Geräte zum Prüfen, Messen oder Überwachen von Schutzmaßnahmen. [3] DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10):2008-04 Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter ohne eingebauten Überstromschutz (RCCBs) für Hausinstallationen und für ähnliche Anwendungen. [4] DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 Errichten von Niederspannungsanlagen; Teil 4-41: Schutzmaßnahmen - Schutz gegen elektrischen Schlag. [5] Betriebssicherheitsverordnung - Betr Sich V vom 27. September 2002. [6] DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100):2005-06 Betrieb von elektrischen Anlagen - Teil 100: Allgemeine Festlegungen. [7] DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600):2008-06 Errichten von Niederspannungsanlagen - Teil 6: Prüfungen. K. Bödeker Fehlerschutz in einem TT-Verteilungssystem ? Nach Inkrafttreten der neuen Fassung von DIN VDE 0100-410 ist für die Verteilungsstromkreise von TT-Systemen eine Abschaltzeit von einer Sekunde gefordert. Doch bei Diskussionen mit Berufskollegen und ausführenden Firmen ist festzustellen, dass unterschiedliche Auffassungen bezüglich Absicherung bzw. Fehlerschutzes dieser Stromkreise bestehen. Unter Verteilungsstromkreisen im Sinne der Anfrage verstehe ich z. B. Verbindungsleitungen zwischen Gebäudehauptverteiler und Unterverteilern (5-adrige Verlegung), andererseits aber auch die Verbindungsleitungen (Steigeleitungen) von der Zähleranlage zum Wohnungsverteiler (nach TAB eines Thüringer VNB 4-adrig mit separat geführtem PE-Leiter). Fraglich ist ebenso der Fehlerschutz bei der 5-adrigen Zuleitung einer Steckdosenanschluss-Säule im Freien (Steckdosenpoller), die vom Hauptverteiler abgehend zum Teil in offener Rohrinstallation durch Kellerräume und zum Teil im Erdreich verläuft. In der Steckdosensäule ist ein RCD zum Schutz der abgehenden Stromkreise/Steckdosen vorhanden. Die Ausführungen in dem entsprechenden Fachartikel [1] lassen den Schluss zu, dass bei den üblicherweise anzutreffenden Erdungswiderständen in TT-Systemen der Einsatz von RCDs auch für Verteilungsstromkreise unumgänglich ist. Eine andere Interpretationsweise lautet, dass Kabel- und Leitungsnetze ohne Endstromkreise unter die Schutzmaßnahme „Schutz durch doppelte oder verstärkte Isolierung“ fallen, sodass auf einen RCD also verzichtet werden kann. Voraussetzung dafür ist u. a. eine Ausführung der Leitungsanlage nach DIN VDE 0100-520, in der aber wiederum auf die Einhaltung der Abschaltbedingungen nach DIN VDE 0100-410 und DIN VDE 0100-430 verwiesen wird. Wie ist nun der Fehlerschutz für ein TT-Verteilungssystem zu realisieren? ! Normenlage. Der Anfragende ist der Erste, dem die „Ungereimtheit“ in der Norm aufgefallen ist. Eigentlich hatte ich schon länger darauf gewartet, dass sich hierzu jemand meldet. Ich habe das Thema „Abschaltzeit im TT-System“ schon mit einigen Fachkollegen diskutiert und auch bei denen gibt es hierzu unterschiedliche Meinungen. Eine einheitliche Vorgehensweise wird jedoch notwendig werden (siehe Fazit am Ende der Antwort). Fakt ist, dass die Festlegungen hierzu in der bisherigen DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):1997-01 [2] etwas anders lauteten und zudem auch der „Schutz durch Verwendung von Betriebsmitteln der Schutzklasse II oder durch gleichwertige Isolierung“ (neu: Schutz durch doppelte oder verstärkte Isolierung) normativ anders gehandhabt wurde. Das heißt, der „Schutz durch Verwendung von Betriebsmitteln der Schutzklasse II oder durch gleichwertige Isolierung“ war nach [2] allgemein anwendbar. In der Anmerung 6 zum Abschnitt 413.1.1.1 von [2] war hierzu folgendes festgelegt: „ANMERKUNG 6: Größere Werte für Abschaltzeit und Spannung, als in diesem Unterabschnitt gefordert, dürfen in elektrischen Stromerzeugungs- und Verteilungsanlagen bis zum Speisepunkt (Anfang) der Verbraucheranlage zugelassen werden.“ Was unter Stromerzeugungs- und Verteilungsanlagen zu verstehen war, wurde nirgendwo erläutert. Als Anfang der Verbraucheranlage konnten die Abgängen zu den Verbrauchern im Wohnungsverteiler verstanden werden, was aus der Begriffserklärung von A.1.4 der DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200):1998-06 [3] zu entnehmen war. Dort war festgelegt: „Verbraucheranlage ist die Gesamtheit aller elektrischen Betriebsmittel hinter dem Hausanschlußkasten oder, wenn dieser nicht benötigt wird, hinter den Ausgangsklemmen der letzten Verteilung vor den Verbrauchsmitteln.“ Zusammen mit der Möglichkeit, in allen Stromkreisen den „Schutz durch Verwendung von Betriebsmitteln der Schutzklasse II oder durch gleichwertige Isolierung“ als eine Schutzmaßnahme anzuwenden ergab sich, dass in derartigen Stromkreisen - Verbindung Zählerplatz zum Verteiler - der Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung nicht angewendet werden mußte und somit das Problem der „Abschaltbedingungen“ nicht auftrat. Elektropraktiker, Berlin 63 (2009) 4 279 LESERANFRAGEN NORMENAUSZÜGE Auszüge aus DIN-VDE-Normen sind für die angemeldete limitierte Auflage wiedergegeben mit Genehmigung 042.002 des DIN und des VDE. Für weitere Wiedergaben oder Auflagen ist eine gesonderte Genehmigung erforderlich. Maßgebend für das Anwenden der Normen sind deren Fassungen mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der VDE Verlag Gmb H, Bismarckstr. 33, 10625 Berlin und der Beuth Verlag Gmb H, Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin erhältlich sind.
Autor
- K. Bödeker
Downloads
Laden Sie diesen Artikel herunterTop Fachartikel
In den letzten 7 Tagen:
Sie haben eine Fachfrage?