Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Sekundärseitiger Schutz bei USV-Anlagen
Es ist erstaunlich, dass selbst potente Hersteller sich ein wenig aus der Verantwortung stehlen, wenn es darum geht, ganz „normale“ Anforderungen und schon gar nicht spezifische Anforderungen für ihre Produkte zu definieren.
Fakt ist jedoch, dass auch bei einer USV sowohl der Schutz bei Überlast und der Schutz bei Kurzschluss als auch der Fehlerschutz berücksichtigt werden müssen. Den ep erreichte hierzu eine Leseranfrage [1], deren Antwort an dieser Stelle vertieft wird. Normative Festlegungen hierzu sind z. Zt. in den Normen der Reihe DIN VDE 0100 (VDE 0100) noch ausgesprochen gering. Das einzige was es zu diesem Thema – neben den von mir angeführten allgemeinen Hinweisen – seitens der DKE gibt, ist der Beitrag „Prüfen des Schutzes gegen elektrischen Schlag bei Einsatz von Frequenzumrichtern und USV-Anlagen“ [2], welcher auf dke.de unter Arbeitsfelder heruntergeladen werden kann Richtig hilfreich ist dieser Beitrag aber auch nicht. Auch die spärlichen Aussagen in den Normen DIN VDE 0100-444 (VDE 0100-444) [3], DIN VDE 0100-551 (VDE 0100-551) [4] und in der VDE-AR-N 4100 [5] sind wenig hilfreich, siehe auch den nachfolgenden wichtigen Hinweis. Wichtiger Hinweis. Bei den nachfolgenden Ausführungen habe ich nicht die Varianten berücksichtigt, bei denen es im Zwischenkreis (Puffer) einen Mittelpunkt gibt, welcher mit dem Neutralleiter des Versorgungsnetzes verbunden werden soll, um über diesen „Umweg“ ein geerdetes System beim Pufferbetrieb zu erhalten. Durch diese „Erdung“ könnte der Fehlerstrom zum Puffer zurückfliesen. Leider gibt es diesbezüglich noch Differenzen zwischen Abschnitt 551.4.3.2 von DIN VDE 0100-551 (VDE 0100-551) [4], wo festgelegt ist, dass der Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung nicht von der Erdverbindung des Verteilungsnetzes abhängig sein darf, was durch die Verbindung mit dem Neutralleiter, der beim Netzbetreiber geerdet ist, der Fall wäre. Außerdem ist im Abschnitt 444.4.7 von DIN VDE 0100-444 (VDE 0100-444) [3] eine allpolige Umschalteinrichtung gefordert, die auch den Neutralleiter mit abschaltet, Diese Vorgaben widersprechen wiederum den Vorgaben von Abschnitt 10.4.3.2 von VDE-AR-N 4100 [5], wo von der 4-poligen Umschaltung gewarnt wird. Einen solchen Hinweis gibt es auch im Abschnitt 4.101.2 der Produktnorm DIN EN 62040-1 (VDE 0558-510) [6].
Schutz bei Überlast hinter einer USV
Der Schutz bei Überlast kann auch bei einer USV, auch bei Batteriebetrieb, dadurch erfüllt werden, indem man die Querschnitte entsprechend der vorgesehenen Schutzeinrichtungen auswählt. So zugeordnet kann der Schutz der Leitungen bei Überlast hinter einer USV auch mit normalen Leitungsschutzschaltern der Charakteristik B oder auch C erfüllt werden. Hierbei muss die Schutzeinrichtung nicht zwingend auslösen, weil die richtig ausgewählten Querschnitte, durch den maximal zum Fließen kommenden Strom im Nor-malbetrieb bzw. im Überlastfall (maximal kann der Strom, der durch die Schutzeinrichtung vorgegeben ist, zum Fließen kommen) geschützt werden. Wenn der Ausgangsstrom kleiner ist als die zulässige Strombelastbarkeit der Leitungen, dann ergeben sich auch keine Probleme, auch wenn es nicht zu einer Abschaltung durch die Schutzeinrichtung kommt.
Schutz bei Kurzschluss
Hier gilt in gleicher Weise, dass bei richtiger Zuordnung der Querschnitte, die Leitung durch die Überstrom-Schutzeinrichtung geschützt werden kann. Das gilt auch unter dem Gesichtspunkt, dass die Schutzeinrichtung nicht den Kurzschluss abschalten wird, weil die USV nicht den erforderlichen Kurzschlussstrom liefert/liefern kann. Auch wenn bei einer USV der begrenzte Strom größer ist als der Bemessungsstrom der Schutzeinrichtungen, kann es trotzdem nicht zu einem Schaden an den Leitungen kommen, weil die Schutzeinrichtung, sofern die Schutzeinrichtung den Querschnitten richtig zugeordnet ist, als „koordinierter Schutz“ nach Abschnitt 435 von DIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430) [7] zu betrachten ist. Hierbei ist eben die Leitung nicht überlastet oder es kommt eventuell doch zu einer Abschaltung. Wenn es in solchen Fällen nicht zu einer Kurzschluss-Abschaltung in max. 5 s kommen wird, ist zu beachten, dass in feuergefährdeten Betriebsstätten ggf. trotzdem eine Abschaltung gefordert sein kann, wofür ich aber keine Lösung habe. Meist ist jedoch eine Netzumgehung vorhanden, die eine Abschaltung – unter Berücksichtigung von Leitungslänge und Querschnitt – im Kurzschlussfall ermöglicht, was aber bei Netzausfall, d. h. Batteriebetrieb nicht gegeben ist.