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Leseranfrage
Querschnitt der Schutzpotentialausgleichsleiter

Bei der normativen Festlegung von Kabeldurchmessern müssen neben mechanischen Eigenschaften, insbesondere thermische Eigenschaften berücksichtigt werden.

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Symbolfoto (Foto: a2l/stock.adobe.com)

Frage: In der DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540) steht unter 544.1 folgender Satz: „Der Querschnitt von Schutzpotentialausgleichsleitern für die Verbindung mit der Haupterdungsschiene braucht nicht größer als 25 mm2[...] zu sein.“

Wie ist dieser Satz zu verstehen? In welchen Fällen muss der Schutzpotentialausgleichsleiter (zwischen Hausanschlusskasten und Haupterdungsschiene) einen Querschnitt größer als 6 mm2 haben? Wann ist der Schutzpotentialausgleichsleiter in 25 mm2 auszuführen?

Antwort: Bei dieser Anfrage wird wieder deutlich, dass es notwendig ist, Hintergrundwissen zu den normativen Festlegungen aufzubauen bzw. die Festlegungen in den Normen und Vorschriften praxisgerecht zu erläutern, und zwar bezogen auf das normativ geforderte Schutzziel.

Anbei ein Auszug aus dem vom Anfragenden aufgeführten Abschnitt der DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540) [1]. 544.1 Schutzpotentialausgleichsleiter für die Verbindung mit der Haupterdungsschiene: „Der Schutzpotentialausgleichsleiter für die Verbindung zur Haupterdungsschiene muss einen Mindestquerschnitt haben von nicht weniger als:

  • 6 mm2 Kupfer oder
  • 16 mm2 Aluminium oder
  • 50 mm2 Stahl.

Der Querschnitt von Schutzpotentialausgleichsleitern für die Verbindung mit der Haupterdungsschiene braucht nicht größer als 25 mm2 Cu oder als vergleichbare Querschnitte anderer Materialien zu sein.“

Diese normative Festlegung hat folgende fachlichen Hintergründe:

  • thermische Festigkeit der Erdungsleiter bzw. der Schutzpotentialausgleichsleiter beim Erdschluss;
  • mechanische Festigkeit der Schutzpotentialausgleichsleiter gegen äußere Einwirkungen;
  • sichere Kontaktierung und dauerhafte Durchgängigkeit der Verbindung bzw. Kontaktstellen.

Allerdings wird davon ausgegangen das in Niederspannungsanlagen (nicht in Mittel- oder Hochspannungsanlagen) diese vorab aufgeführten Eigenschaften auch mit dem Mindestquerschnitt von z. B. 6 mm2 Kupfer eingehalten werden.

Das normative Schutzziel, das hinter dieser Anforderung steht, heißt vereinfacht ausgedrückt, der Schutzpotentialausgleichsleiter darf durch den Strom, der im Fehlerfalle über ihn Richtung Einspeisung oder Erdungsanlage abfließt, thermisch und dynamisch nicht überlasten werden.

Hinweis: Hier wird davon ausgegangen, dass bei einem Körper oder Erdschluss in der elektrischen Anlage ein Teil des Fehlerstroms über den jeweiligen Schutzpotentialausgleichsleiter zur Spannungsquelle zurückfließen wird.

Da sich hier in der Regel eine Stromaufteilung (beim Körper- oder Erdschluss) über mehrere parallele Strompfade ergibt, reduziert sich die thermische Belastung der einzelnen Leiter dieser Parallel-Verschaltung (Schutzpotentialausgleichsleiter, PEN, PE-Leiter usw.) erheblich.

Um nun dem „Elektrotechniker“ in der täglichen Praxis das recht aufwendige Berechnen dieser Konstellationen zu ersparen, wurden die vorab beschriebenen normativen Festlegungen, die in der Regel weit auf der sicheren Seite liegen, getroffen.

Zur Frage. Für über Niederspannungshausanschlüssen eingespeiste elektrische Anlagen wird es in der Regel ausreichend sein, den Mindestquerschnitt von z. B. 6 mm2 Kupfer oder eine der weiteren Alternativen aus dem Abschnitt 544.1 der DIN VDE0100-540 [1] als Schutzpotentialausgleichsleiter anzuwenden.

Ist nun der Anwendungsfall so gelagert, dass die Einspeisung aus dem Mittelspannungsnetz und einer Transformatorenanlage (z. B. kundeneigene Transformatorenanlage) erfolgt, und sich somit die Kurzschlussleistung und auch die Ströme im Falle eines Körper- oder Erdschlusses deutlich erhöhen, muss der Querschnitt des Schutzpotentialausgleichsleiters nach dem Abschnitt 543.1.2 und dem Anhang A der DIN VDE 0100-540 [1] bemessen werden.

Selbst bei diesen Fällen ist dann allerdings in der Regel auf der niederspannungsseitigen Hauptpotentialausgleichsanlage ein Schutzpotentialausgleichsleiter mit einem Querschnitt 25 mm2 Kupfer ausreichend.

Wichtiger Hinweis. Zusätzlich sind in diesem Fall die Festlegungen der DIN EN 50522 (VDE 0101-2)[2] zu beachten.

Anmerkung. Bei diesen Betrachtungen wurde ein TN-Netz vorausgesetzt. Bei einem TT-Netz sind die Ströme beim Körper- oder Erdschluss deutlich geringer, was die Bemessung der Schutzpotentialausgleichsleiter erheblich unproblematischer gestaltet.

Autor: F. Ziegler

Literatur:

[1] DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2012-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 5-54: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen und Schutzleiter

[2] DIN EN 50522 (VDE 0101-2):2011-11 Erdung von Starkstromanlagen mit Nennwechselspannungen über 1 kV.

Dieser Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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