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Aus dem Facharchiv: Leseranfrage
Erdung von Betriebsmitteln im IT-System

Muss eine nicht geerdete metallische Kühlschlange innerhalb eines geerdeten IT-Systems ebenfalls geerdet werden?

Messung des Ableitstromes Id in einem IT-Netz. Es wird ein Außenleiter geerdet und der gegen Erde fließende Strom gemessen. (Quelle: Rohlof/Lochthofen/Vermöhlen/ep)

Frage:

Im IT-System sollen alle Betriebsmittel geerdet sein. Wie sieht es mit dem Betriebsmittel genauer aus? In meinem Fall habe ich ein Gerät mit einigen metallischen Oberflächen, die geerdet, also elektrisch mit dem Erdungspunkt des Geräts verbunden, sind. Eine metallische Kühlschlange im Gerät hat aber keinen Kontakt. Das Metallrohr ist aus dem Gerät herausgeführt und damit berührbar. Das Kühlmedium wird über PVC-Schläuche angeschlossen. Inwiefern muss/sollte das Rohr an die Erdung angeschlossen sein, oder nicht?

 

Antwort:

Leider geht aus der Anfrage nicht hervor, um welches Betriebsmittel es sich genau handelt. Weil von einer „Kühlschlange“ und von „Kühlmittel“ die Rede ist, kann vermutet werden, dass es um eine Art Kühlaggregat geht, das im konkreten Fall offensichtlich in einem IT-System betrieben werden soll. Weiterhin geht aus der Beschreibung hervor, dass dieses Gerät der Schutzklasse I zuzuordnen ist.

Die erste Aussage in der Anfrage, dass alle Betriebsmittel in einem IT-System geerdet sein müssen, bezieht sich offenbar auf die Anforderung in DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410)[1], Abschnitt 411.6.2. Wörtlich heißt es dort: „Körper müssen einzeln, gruppenweise oder gemeinsam geerdet sein“. Natürlich wird hier vorausgesetzt, dass der Schutz vor elektrischem Schlag durch die Schutzmaßnahme „automatische Abschaltung der Stromversorgung“ sichergestellt wird.

Bei der nachfolgenden Beantwortung sollen drei Aspekte berücksichtigt werden, die sich zum Teil aufeinander beziehen und deshalb nicht losgelöst voneinander einzeln betrachtet werden dürfen:

1. Gründe für einen fehlenden Schutzleiteranschluss von leitfähigen Teilen. Je nach Art des angeschlossenen Betriebsmittels kann der Hersteller festlegen, dass ein Erdungsanschluss bei gewissen Teilen seines Gerätes nicht vorgenommen werden darf, obwohl das Gerät der Schutzklasse I zuzuordnen ist und die fraglichen Teile leitfähig und berührbar sind. Gründe hierfür können beispielsweise sein, dass das Schutzleiterpotential Störungen in elektronischen Einrichtungen im Gerät hervorrufen kann oder dass durch einen Anschluss korrosive Prozesse auftreten können. In solchen besonderen Fällen muss der Hersteller auf andere Art den Schutz seines Produktes gewährleisten; z. B. indem er sicherstellt, dass auch bei einem Körperschluss innerhalb des Gerätes kein gefährliches Potential an diesem Teil auftreten kann. Möglicherweise ist der Anschluss des Schutzleiters bei diesem Teil ohnehin nicht erforderlich. Hierzu soll im nachfolgenden Punkt 2 die Rede sein.

An dieser Stelle muss betont werden, dass allein der Hersteller für sein Produkt die Verantwortung trägt. Deshalb muss er sicherstellen, dass der Schutz vor elektrischem Schlag gewährleistet wird. Diese grundsätzliche Anforderung findet man in der Sicherheitsgrundnorm DIN EN 61140 (VDE 0140-1)[2]. Sie trägt den Titel „Schutz gegen elektrischen Schlag – Gemeinsame Anforderungen für Anlagen und Betriebsmittel“ und gilt sowohl für die Herstellung elektrischer Betriebsmittel als auch für die Errichtung elektrischer Anlagen. Im Abschnitt 4.1 findet man folgende Formulierung: „Gefährliche aktive Teile dürfen nicht berührbar sein und berührbare leitfähige Teile dürfen nicht gefährlich aktiv sein

  • weder unter normalen Bedingungen (bei bestimmungsgemäßer Verwendung ohne Fehler [...], noch
  • unter Einzelfehlerbedingungen.“

Auf diese Grundsatzforderung zur Sicherheit elektrischer Anlagen und Betriebsmittel wird im nachfolgenden Punkt 2 noch einmal näher eingegangen. An dieser Stelle soll lediglich darauf hingewiesen werden, dass der Errichter elektrischer Anlagen gut beraten ist, wenn er sich die Herstellerverantwortung nicht ohne Not selbst auferlegt. Selbstverständlich muss er die Montageanweisungen des Herstellers kennen und berücksichtigen. Möglicherweise muss er im konkreten Fall mit dem Hersteller in Kontakt treten, wenn berechtigte Zweifel oder Unstimmigkeiten nicht ausgeräumt werden können. Aber von sich aus und ohne Absprache mit dem Hersteller das Produkt zu verändern bzw. sicherheitstechnisch zu „verbessern“, ist unter Umständen problematisch. Der Hersteller könnte im Schadenfall aufgrund des Eingriffs behaupten, dass mit der Veränderung die Verantwortung von ihm auf den Errichter übergegangen ist.

2. Anforderungen an den Schutzleiteranschluss von leitfähigen Teilen. Für die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme „automatische Abschaltung der Stromversorgung“ müssen nach DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410)[1], Abschnitt 411.3.1.1 die Körper von Betriebsmitteln mit dem Schutzleiter verbunden werden, denn nur dadurch kann bei einem Körperschluss ein Fehlerstrom fließen, der für die Abschaltung der entsprechenden Schutzeinrichtung (z. B. LS-Schalter oder Fehlerstrom-Schutzeinrichtung) benötigt wird.

Im zuvor zitierten Abschnitt 4.1 aus DIN EN 61140 (VDE 0140-1)[2] wird gefordert, dass unter Spannung stehende Teile nicht berührbar sein und darüber hinaus „berührbare leitfähige Teile“ kein gefährliches Potential annehmen dürfen. Dies gilt selbstverständlich für den üblichen (ungestörten) Betriebsfall sowie für sogenannte „Einzelfehlerbedingungen“.

Beim Begriff „Einzelfehler“ wird vorausgesetzt, dass es immer nur um einen einzelnen Fehler geht. Die theoretische Möglichkeit, dass zufällig zwei unterschiedliche Fehler gleichzeitig auftreten, wird in den Normen bei elektrischen Betriebsmitteln in der Regel nicht berücksichtigt. Die Einzelfehlerbedingungen werden zusätzlich in DIN EN 61140 (VDE 0140-1)[2], Abschnitt 4.3.1 näher erläutert. Wörtlich heißt es dort: „Einzelfehler müssen berücksichtigt werden, wenn

  • ein berührbares, nicht gefährliches aktives Teil zu einem gefährlichen aktiven Teil wird (z. B. durch Fehler bei der Begrenzung von Beharrungsberührungsstrom und Ladung) oder
  • ein berührbares leitfähiges Teil, das unter normalen Bedingungen nicht aktiv ist, zu einem gefährlichen aktiven Teil wird (z. B. durch Fehler der Basisisolierung gegen Körper (elektrischer Betriebsmittel) oder
  • ein gefährliches aktives Teil berührbar wird (z. B. durch mechanische Fehler einer Umhüllung).“

Im Wesentlichen geht es bei der Anfrage um den zweiten Anstrich. Die Aussage in diesem Anstrich meint den fehlerhaften Kontakt zwischen einem aktiven Teil und dem Körper des Betriebsmittels. Wichtig ist hierbei die Begriffsbestimmung für „Körper“. Diese findet man in DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200)[3], Abschnitt 826-12-10. Dort heißt es wörtlich: „Körper (eines elektrischen Betriebsmittels) [...] leitfähiges Teil eines elektrischen Betriebsmittels, das berührt werden kann und üblicherweise nicht unter Spannung steht, aber unter Spannung geraten kann, wenn die Basisisolierung versagt [...]“

Und in einer nachfolgenden Anmerkung wird hinzugefügt: „Anmerkung Ein leitfähiges Teil eines elektrischen Betriebsmittels, das im Fehlerfall nur über andere Körper unter Spannung geraten kann, ist nicht als Körper zu sehen.“

Für die Anfrage bedeutet dies, dass die fragliche Kühlschlange nicht zwangsläufig als „Körper“ bezeichnet werden muss, sofern der Hersteller gewährleistet, dass dieses Teil nicht mit einem unter Spannung stehenden Teil in Berührung kommen kann. Dass sich eventuell über andere leitfähige Teile, die zum Körper des elektrischen Betriebsmittels gehören und deshalb mit dem Schutzleitersystem verbunden sind, ein gefährliches Potential auf die Kühlschlange übertragen kann, wird nicht berücksichtigt. Der Gedanke dahinter ist der, dass es ausreicht, wenn über die Fehlerstelle (Körperschluss) bei einem mit dem Schutzleiter verbundenen Teil bereits ein Fehlerstrom fließen kann, weil alle leitfähigen Teile, die als Körper des Betriebsmittels gelten, mit dem Schutzleiter verbunden sind. Ein zusätzlicher Fehlerstrom über die Kühlschlange zum Schutzleiter wird also nicht zwingend benötigt.

Autor: H. Schmolke

Literatur:

[1] DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2018-10 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-41: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag.

[2] DIN EN 61140 (VDE 0140-1):2016-11 Schutz gegen elektrischen Schlag – Gemeinsame Anforderungen für Anlagen und Betriebsmittel.

[3] DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200):2006-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 200: Begriffe.

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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