4 Schutzmaßnahmen beim Errichten von - VDE

4
Schutzmaßnahmen beim Errichten
von Niederspannungsanlagen
Im Niederspannungsbereich (d. h. bei Nennspannungen bis zu einem Effektivwert
von 1 kV AC bzw. 1,5 kV DC) ist der Schutz gegen direktes Berühren weit weniger aufwendig als bei Hochspannung. So genügt z. B. gemäß Bild 63 die Einhaltung
des Handbereichsabstands als Schutz gegen das Berühren blanker, aktiver Leiter;
eine zusätzliche Gefahrenzone (einen Mindestabstand) gemäß Bild 48 bzw. Bild 54
wie bei Hochspannung gibt es hier nicht. Selbstverständlich muß auch ein einfacherer Schutz wirksam bleiben, falls erforderlich mit Hilfe speziell angepaßter Zusatzmaßnahmen.
Dagegen spielen die Schutzmaßnahmen bei indirektem Berühren für Niederspannungsanlagen und -geräte eine wesentlich größere Rolle als für (abgeschlossene) Hochspannungsanlagen (s. Abschnitt 3.2.3). Denn elektrische Betriebsmittel
für Niederspannung werden in jedem Privathaushalt von Laien (nicht immer bestimmungsgemäß) benutzt. Eine Wartung findet dort so gut wie nie statt. Geräteschäden
werden nur bei Funktionsstörung behoben, Sicherheitsmängel aber häufig übersehen. Und ohne Schutzmaßnahmen können Berührungsspannungen in der Größenordnung der Nennspannung auftreten (s. Bild 71), deren Abgriff ohne weiteres möglich ist, da häufig gut geerdete, leitfähige Teile in geringem Abstand von der
Fehlerstelle liegen.
4.1
Begriffe
Außer den für einen ungestörten Betrieb charakteristischen Strömen sind in Bild 58
die verschiedenen Arten von Isolationsfehlern aufgelistet und dargestellt, die als
Körper- oder Erdschlüsse elektrischer Betriebsmittel zum indirekten Berühren aktiver Teile und damit zur Personengefährdung führen, während Leiter- und Kurzschlüsse in erster Linie Sachschäden verursachen. Der quantitativen Beschreibung
des Gefährdungspotentials oder der zu erwartenden Schadenshöhe dienen die in
Bild 59 definierten Fehler- und Bemessungskenngrößen. Dabei kann als „Fehlerspannung“ so wie hier die Erdungsspannung oder ganz allgemein jede durch einen
Isolationsfehler erzeugte „irreguläre“ Spannung verstanden werden; die Berührungsspannung (s. Bild 55) ist immer ein vom Menschen überbrückbarer Teil
davon. Definitionsgemäß werden nur Differenz- und Kurzschlußströme als
Fehlerströme betrachtet, da sie durch Isolationsfehler verursacht werden. Die
Schleifenimpedanz des Kurzschlußstromkreises ist eine Bemessungsgröße, die zur
Festlegung des Auslösestroms für die Abschaltung dieses Fehlers benutzt wird.
135
Ströme bei ungestörtem Betrieb
● Betriebsstrom (eines Stromkreises)
ist der Strom, den der Stromkreis in ungestörtem Betrieb führen soll;
der Betriebsstrom (eines Stromkreises) wird üblicherweise mit I b bezeichnet.
● zulässige (Dauer-)Strombelastbarkeit (eines Leiters)
ist der höchste Strom, der von einem Leiter unter festgelegten Bedingungen dauernd geführt werden
kann, ohne daß seine dauernd zulässige Temperatur einen festgelegten Wert überschreitet;
die zulässige (Dauer-)Strombelastbarkeit (eines Leiters) wird üblicherweise mit I z bezeichnet.
● Ableitstrom (in einer Anlage)
ist der Strom, der in einem fehlerfreien Stromkreis zur Erde oder zu einem fremden leitfähigen Teil fließt.
Anmerkung: Dieser Strom kann eine kapazitive Komponente haben, insbesondere bedingt durch die
Verwendung von Kondensatoren.
Fehlerarten
● Isolationsfehler
ist ein fehlerhafter Zustand in der Isolierung.
● Körperschluß
ist eine durch einen Fehler entstandene leitende Verbindung zwischen Körper und aktiven Teilen elektrischer Betriebsmittel.
● Körper (eines elektrischen Betriebsmittels)
ist ein berührbares, leitfähiges Teil eines elektrischen Betriebsmittels, das normalerweise nicht unter
Spannung steht, das jedoch im Fehlerfall unter Spannung stehen kann.
Nationale Anmerkung: Das Wort „Körper“ wird auch entsprechend der allgemeinen Umgangssprache für den menschlichen Körper oder den Körper eines Tiers angewendet; z. B. auch in zusammengesetzten Wörtern wie „Körperstrom“.
● Leiterschluß
ist eine durch einen Fehler entstandene leitende Verbindung zwischen betriebsmäßig gegeneinander
unter Spannung stehenden Leitern (aktiven Teilen), wenn im Fehlerstromkreis ein Nutzwiderstand
liegt, z. B. Glühlampen oder dergleichen.
● Kurzschluß
ist eine durch einen Fehler entstandene leitende Verbindung zwischen betriebsmäßig gegeneinander
unter Spannung stehenden Leitern (aktiven Teilen), wenn im Fehlerstromkreis kein Nutzwiderstand
liegt.
● Erdschluß
Definition s. Bild 55
Kurzschluß
Leiterschluß
Bild 58 Normalbetrieb und Fehlerzustände,
aus DIN VDE 0100-200 Beiblatt 1:1998-06
136
L1
L2
L3
N
●
Fehlerspannung (UF) ist die Spannung, die zwischen Körpern oder zwischen diesen und der
Bezugserde im Fehlerfall auftritt.
● Fehlerstrom ist der Strom, der durch einen Isolationsfehler zum Fließen kommt.
3 × 400/230 V 50 Hz
RA
M
nicht isolierender
Fußboden
RB
3 × 400/230 V 50 Hz
L1
L2
L3
PEN
UB
UF
Bezugserde
UB
UF
Bezugserde
RA
L1
L2
L3
N
isolierender
Fußboden
RB
RA Summe der Erdungswiderstände, RB Betriebserdungswiderstand, UB Berührungsspannung (s. Bild 55)
Differenzstrom
ist die Summe der Momentanwerte von Strömen, die an einer Stelle der elektrischen Anlage durch alle
aktiven Leiter eines Stromkreises fließen.
Nationale Anmerkung: Bei Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen nach den Normen der Reihe DIN VDE
0664 wird der Differenzstrom mit „Fehlerstrom“ bezeichnet.
Bei der Summe handelt es sich um die vektorielle Summe (Betrag und Phasenlage) der Ströme, die in
anderen Sprachen „algebraische Summe“ genannt wird.
● (unbeeinflußter, vollkommener) Kurzschlußstrom
ist der Überstrom, der durch einen Fehler vernachlässigbarer Impedanz zwischen aktiven Leitern verursacht wird, die im ungestörten Betrieb unterschiedliches Potential haben.
● Überstrom
ist der Strom, der den Bemessungswert überschreitet. Der Bemessungswert für Leiter ist die zulässige
Strombelastbarkeit (s. Bild 58).
Nationale Anmerkung: „Überstrom“ ist der Oberbegriff für Überlaststrom und Kurzschlußstrom.
● Überlaststrom (eines Stromkreises)
ist der Überstrom, der in einem fehlerfreien Stromkreis auftritt.
● Schleifenimpedanz (Impedanz einer Fehlerschleife)
ist die Summe der Impedanzen (Scheinwiderstände) in einer Stromschleife, bestehend aus der Impedanz der Stromquelle, der Impedanz des Außenleiters von einem Pol der Stromquelle bis zur Meßstelle
und der Impedanz der Rückleitung (z. B. Schutzleiter, Erder und Erde) von der Meßstelle bis zum
anderen Pol der Stromquelle.
●
Bild 59 Fehler- und Bemessungskenngrößen,
nach VDE 0100:1973-05 und DIN VDE 0100-200 Beiblatt 1:1998-06
137