B.1 Fehlerschutz
Unter Fehlerschutz versteht man die Maßnahmen zum Schutz von Personen oder Nutztieren gegen elektrischen Schlag unter den Bedingungen eines Einzelfehlers.
Die Schutzmaßnahme muss dabei bestehen aus:
| a) |
einer geeigneten Kombination von zwei unabhängigen Schutzvorkehrungen, Basisschutzvorkehrung und Fehlerschutzvorkehrung, oder |
| b) |
einer verstärkten Schutzvorkehrung, die Basis- und Fehlerschutz bewirkt. |
Beispiel für a)
Ortsfestes Betriebsmittel der Schutzklasse I, d. h. Geräte mit Basisschutz und Verbindung mit dem Schutzleiter als Vorkehrung für den Fehlerschutz.
Beispiel für b)
Ortsfestes Betriebsmittel der Schutzklasse II (Schutzisolierung) Basisschutz und Fehlerschutz durch doppelte oder verstärkte Isolierung.
Anmerkung:
Die bei Betriebsmittel am meisten angewendete Vorkehrung zum Fehlerschutz ist die Verbindung mit dem Schutzleiter. In der elektrischen Anlage wird als Schutzmaßnahme "Automatische Abschaltung der Stromversorgung" als Maßnahme zum Fehlerschutz eingesetzt.
B.2 Zusätzlicher Schutz
Ein zusätzlicher Schutz kann zusammen mit anderen Schutzmaßnahmen festgelegt sein (VDE 0100-410, VDE 0100-Gruppe 700). Durch ihn kann eine gefährliche Situation vermieden oder abgemildert werden. Das Verwenden einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) mit einem Bemessungsdifferenzstrom IΔn ≤ 30 mA hat sich in Wechselstromsystemen als zusätzlicher Schutz bewährt.
B.3 Netzsysteme
Zur elektrischen Stromversorgung sind in Niederspannungsnetzen verschiedene Netzsysteme gebräuchlich. Bei der Beurteilung des Schutzes gegen elektrischen Schlag sind die Besonderheiten der Netzsysteme zu berücksichtigen.
B.3.1 TN-Systeme
In TN-Systemen wird der Sternpunkt auf der Unterspannungsseite des speisenden Transformators geerdet.
Schutzleiter oder PEN-Leiter sind an der Eintrittsstelle in Gebäuden oder Anwesen zu erden. Über die Erde zurückfließende (vagabundierende) Neutralleiterströme, die nur bei Erdung von PEN-Leitern auftreten, müssen berücksichtigt werden.
Die Kennwerte der Schutzeinrichtungen und die Stromkreisimpedanzen müssen folgende Anforderung (Schleifenimpedanz) erfüllen.
| ZS |
= |
Impedanz der Fehlerschleife, die aus der Stromquelle, dem aktiven Leiter bis zum Fehlerort und dem Schutzleiter zwischen dem Fehlerort und der Stromquelle besteht. |
| Ia |
= |
Strom, der das automatische Abschalten der Schutzeinrichtung innerhalb der geforderten Zeit und unter den festgelegten Bedingungen bewirkt. Wenn eine RCD verwendet wird, entspricht Ia dem Bemessungsdifferenzstrom. |
| U0 |
= |
Nennwechselspannung (effektiv) gegen Erde. |
Entsprechend der Ausführung des Schutzleiters werden TN-Systeme unterschieden in TN-C, TN-C-S und TN-S - Systeme.
B.3.1.1 TN-C-System
Abbildung kann aus Gründen des Urheberrechts nicht dargestellt werden.
Abb. 55
TN-C-System
Das TN-C-System ist in der Gebäudeinstallation veraltet. Bei Unterbrechung des PEN-Leiters liegt an den elektrischen Betriebsmitteln die volle Außenleiterspannung an (früher: "klassische Nullung"). In Deutschland ist die Errichtung (Neuanlagen) dieses Netzsystems seit dem 1. Mai 1973 grundsätzlich verboten.
In reinen TN-C-Systemen darf keine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) verwendet werden.
B.3.1.2 TN-S-System
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Abb. 56
TN-S-System
Für Neutralleiter N und Schutzleiter PE werden ab dem Sternpunkt getrennte Leitungen verlegt.
B.3.1.3 TN-C-S-System
Abbildung kann aus Gründen des Urheberrechts nicht dargestellt werden.
Abb. 57
TN-C-S-System
Das TN-C-S-System ist heute Standard bei neuen Hausanschlüssen. Es ist eine Kombination von TN-C-System im Versorgungsnetz und TN-S-Systemen in der Verbraucheranlage.
In TN-C-S-Systemen darf eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung verwendet werden, wenn der PEN-Leiter in separate Schutzleiter und Neutralleiter auf der Versorgungsseite getrennt wurde (kein PEN-Leiter auf der Lastseite erlaubt). Der Neutralleiter darf ab der Auftrennung des PEN-Leiters nicht mehr geerdet werden.
B.3.2 TT-System
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Abb. 58
TT-System
Alle Körper müssen durch Schutzleiter an einen gemeinsamen Erder angeschlossen werden, sofern sie durch dieselbe Schutzeinrichtung geschützt sind. Sofern mehrere Schutzeinrichtungen hintereinander verwendet werden, gilt diese Anforderung jeweils getrennt für die Körper, die durch dieselbe Schutzeinrichtung geschützt sind.
Der Neutralpunkt oder der Mittelpunkt des Versorgungssystems muss geerdet werden. Falls ein Neutralleiter oder Mittelpunkt nicht verfügbar oder nicht zugänglich ist, muss ein Außenleiter geerdet sein.
Bevorzugt sind Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen für den Fehlerschutz einzusetzen. Alternativ dürfen Überstrom-Schutzeinrichtungen für den Fehlerschutz verwendet werden. Dies gilt unter der Voraussetzung, dass eine geeignet niedrige Impedanz der Fehlerschleife ZS dauerhaft und zuverlässig sichergestellt ist.
B.3.2.1 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) als Fehlerschutz
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) als Fehlerschutz müssen: