Potentialausgleich, Fundamenterder, Korrosionsgefährdung

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1 VDE-Schriftenreihe Normen verständlich 35 Potentialausgleich, Fundamenterder, Korrosionsgefährdung DIN VDE 0100, DIN und viele mehr Dipl.-Ing. Herbert Schmolke Dipl.-Ing. Dieter Vogt 6. Auflage 2004 VDE VERLAG GMBH Berlin Offenbach

2 Vorwort 5 1 Einleitung 19 2 Begriffe Allgemeines Definitionen Kenngrößen der Anlagen (aus DIN VDE : ) Schutz gegen elektrischen Schlag (Schutz gegen gefährliche Körperströme) (aus DIN VDE : ) Erdung (im Wesentlichen aus DIN VDE : ) Andere Betriebsmittel (aus DIN VDE : ) Fehlerarten (aus DIN VDE : ) Explosionsgefährdete Bereiche (aus DIN EN (VDE 0165 Teil l): ) Blitzschutz Fernmeldeanlagen (aus DIN VDE : ) Korrosion (zum Teil aus DIN VDE 0150: und DIN VDE 0151: ) 35 3 Potentialausgleich Aufgabe, Wesen und Arten des Potentialausgleichs Wirksamkeit des Potentialausgleichs Aufgabe und Wirksamkeit der Potentialsteuerung Forderung des Potentialausgleichs Forderung des Hauptpotentialausgleichs (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Forderung des zusätzlichen Potentialausgleichs (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Was muss in den Potentialausgleich einbezogen werden? Hauptpotentialausgleich (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Zusätzlicher Potentialausgleich (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Ausführung der Potentialausgleichsleiter und deren Anschlüsse Querschnitt (DIN VDE : , Abschnitte 5.1 und 9.1) 68

3 Querschnitte von Potentialausgleichsleitern des Hauptpotentialausgleichs Querschnittsbestimmung bis zum Erscheinen von DIN VDE : Querschnittsbestimmung gemäß DIN VDE : Querschnitt von Potentialausgleichsleitern im TN-System Querschnitt von Potentialausgleichsleitern im TT-System mit Schutzeinrichtung Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) Übersichtstabelle für die tägliche Praxis Zukünftige Querschnittsbestimmung von Potentialausgleichsleitern des Hauptpotentialausgleichs Querschnitte von Potentialausgleichsleitern des zusätzlichen Potentialausgleichs Kennzeichnung von Potentialausgleichsleitern (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Errichten von Potentialausgleichsleitem (DIN VDE : , DIN VDE : , Hauptabschnitte 5, 6 und 9; DIN VDE : , Unterabschnitt 9.2.2) Potentialausgleichsschiene (DIN VDE : , Abschnitte 4.3 und 4.4) Anschlüsse und Klemmen (DIN VDE : , Abschnitt 526.1, und DIN VDE : ) Isolierstück (Isolierflansch) in Gasinnenleitungen Überbrückung von Wasserzählern (DIN VDE : , Unterabschnitt 9.1.3) Maßnahmen beim Trennen von elektrisch leitfähigen Rohrleitungen Probleme der Praxis Geschraubte, mit Hanf eingedichtete Rohrverbindungen Einbeziehen von Edelstahlrohren mit Pressfittings in den Potentialausgleich Fremdspannungsarmer bzw. störungsarmer Potentialausgleich (DIN VDE : , Abschnitt 7.2 und Abschnitt C.2) Begriffsbestimmung und grundsätzliche Anforderung Anforderungen an den fremdspannungsarmen Potentialausgleich Auswahl der Potentialausgleichsleitungen und der Leitungswege Der Hauptpotentialausgleich und die Einspeisung von Medienleitungen sowie der elektrischen Energieversorgung 113

4 Vermaschung des Potentialausgleichs, Potentialausgleichs- Netzwerk Führung von Kabeln und Leitungen in Bezug auf den Potentialausgleich Der Schirmentlastungsleiter Potentialausgleich bei Schutz durch Kleinspannung SELV (DIN VDE : , Abschnitt 411.1) Zusätzlicher Potentialausgleich bei Schutzmaßnahmen im TN-System (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Anforderungen gemäß alter DIN VDE : , Unterabschnitt Anforderungen gemäß neuer DIN VDE : , Unterabschnitt Zusätzlicher Potentialausgleich bei Schutzmaßnahmen im IT-System (DIN VDE : , Unterabschnitt ) Anforderungen gemäß alter DIN VDE : , Unterabschnitt Anforderungen gemäß neuer DIN VDE : , Unterabschnitt Schutz durch erdfreien örtlichen Potentialausgleich (DIN VDE :1997-1, Abschnitt 413.4, und DIN VDE : , Abschnitt 9.2) Potentialausgleich bei Schutztrennung (DIN VDE : , Abschnitt 413.5) Allgemeines Potentialausgleich bei Schutztrennung und Speisung nur eines Betriebsmittels (DIN VDE : , Unterabschnitte und ) Potentialausgleich bei Schutztrennung und Speisung mehrerer Betriebsmittel (DIN VDE : , Unterabschnitte und ) Zusätzlicher Potentialausgleich in Räumen mit Badewanne oder Dusche (DIN VDE : ) Gefährdung Anwendungsbereich Welche Teile sind in den zusätzlichen Potentialausgleich in Räumen mit Bade- und/oder Duscheinrichtungen einzubeziehen? Wo sollte der zusätzliche Potentialausgleich durchgeführt werden? 137 9

5 Sonstige leitfähige Teile, die nicht in den zusätzlichen Potentialausgleich einbezogen werden müssen Querschnitt, Art und Ausführung des Potentialausgleichsleiters Zusätzlicher Potentialausgleich bei beweglichen Bade- und Duschwannen Prüfung der Wirksamkeit des zusätzlichen Potentialausgleichs Zusätzlicher Potentialausgleich bei Becken von Schwimmbädern und anderen Becken (DIN VDE : ) Anwendungsbereich der Norm DIN VDE : Zusätzlicher Potentialausgleich / Schutzpotentialausgleich Allgemeine Anforderungen Was muss in den zusätzlichen Potentialausgleich einbezogen werden? Querschnitt von Leitern des zusätzlichen Schutzpotentialausgleichs Zusätzlicher Potentialausgleich in landwirtschaftlichen Anwesen (DIN VDE : , Abschnitt 3.4) Fortfall der Isoliermuffe - Zeitliche Entwicklung des zusätzlichen Potentialausgleichs in landwirtschaftlichen Anwesen Angrenzende Bereiche von landwirtschaftlichen Anwesen Zusätzlicher Potentialausgleich Was ist in den zusätzlichen Potentialausgleich einzubeziehen? Querschnitt von Potentialausgleichsleitern Ausführung des zusätzlichen Potentialausgleichs Verbindung zwischen PEN-Leiter und Potentialausgleich Potentialsteuerung Zusätzlicher Potentialausgleich in leitfähigen Bereichen mit begrenzter Bewegungsfreiheit (DIN VDE : , Unterabschnitte und 4.2.4) Zusätzlicher Potentialausgleich in Caravans (DIN VDE : , Unterabschnitt 5.1.4) Potentialausgleich in feuergefährdeten Betriebsstätten Zusätzlicher Potentialausgleich in Photovoltaik-Anlagen (E DIN IEC 64/1123/CD (E VDE 0100 Teil 712): ) Zusätzlicher Potentialausgleich in Booten und Jachten (DIN VDE : , Abschnitt 6.2) Zusätzlicher Potentialausgleich in Unterrichtsräumen mit Experimentierständen (DIN VDE : , Hauptabschnitt 5) Hebezeuge und zusätzlicher Potentialausgleich (DIN EN (VDE 0113 Teil 32): )

6 3.23 Zusätzlicher Potentialausgleich in medizinisch genutzten Bereichen (DIN VDE : ) Gefährdung Einteilung der medizinisch genutzten Räume und Bereiche in Gruppen" Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung und dauernd zulässige Berührungsspannung Aufgabe und Ausführung des zusätzlichen Potentialausgleichs Die Potentialausgleichsschiene für den zusätzlichen Potentialausgleich Die Potentialausgleichsschiene im Verteiler Die Potentialausgleichsschiene für die Potentialausgleichsleitungen Potentialausgleich bei Maßnahmen gegen die Beeinflussung von medizinischen elektrischen Messeinrichtungen durch Starkstromanlagen Allgemeines Maßnahmen gegen Störungen durch elektrische (kapazitive) Felder Prüfung des zusätzlichen Potentialausgleichs in medizinisch genutzten Räumen Potentialausgleich in explosionsgefährdeten Bereichen (DIN VDE 0165: , Unterabschnitt 5.3.3, DIN EN (VDE 0165 Teil l): , Hauptabschnitt 6, und DIN EN (VDE 0165 Teil 101): ) Gefährdung Allgemeines Zonen für brennbare Gase, Dämpfe und Nebel Zonen für brennbare Stäube Ausführung des Potentialausgleichs Wo ist der Potentialausgleich durchzuführen? Was ist in den Potentialausgleich einzubeziehen? Querschnitt des Potentialausgleichsleiters Anlagen für katodischen Korrosionsschutz Innerer Blitzschutz und Blitzschutz-Potentialausgleich nach DIN V VDE V 0185: Allgemeines Blitzschutz-Potentialausgleich nach DIN V VDE V 0185: Gefährdung Allgemeine Anforderungen

7 Blitzschutz-Potentialausgleich mit metallenen Installationen Blitzschutz-Potentialausgleich mit elektrischen Anlagen Zulässige unmittelbare Verbindungen Verbindungen über Trennfunkenstrecken Verbindungen über Überspannungs-Schutzeinrichtungen Querschnitt des Blitzschutz-Potentialausgleichsleiters Blitzschutz-Potentialausgleich bei besonderen Anlagen nach DIN V VDE V : , Hauptabschnitt Potentialausgleich bei Antennenanlagen (DIN EN (VDE 0855 Teil 1): , Hauptabschnitte 5 und 10, und DIN EN /A1 (VDE 0855 Teil 1/A1): , Hauptabschnitte 5 und 10) Erdungsleiter und Erder bei Erdung der Antenne Verzicht auf Erdung der Antenne und auf Anschluss an den Potentialausgleich Potentialausgleich im Antennenverteilungsnetz Potentialausgleich im privaten Verteilungsnetz von BK-Anlagen (Netzebene 4) Anschluss- und Verbindungsstellen Verbindung zwischen PEN-Leiter im Hausanschlusskasten und Hauptpotentialausgleich Erfordernis der Verbindungsleitung Querschnitt der Verbindungsleitung Prüfung der Wirksamkeit des Potentialausgleichs (DIN VDE :2004, Abschnitte 611 und 612.2) Allgemeines Prüfung des Hauptpotentialausgleichs (DIN VDE :2004, Abschnitte 611 und 612.2) Besichtigen (DIN VDE :2004, Abschnitt 611) Messen der Durchgängigkeit der Verbindungen des Hauptpotentialausgleichs (DIN VDE :2004, Abschnitt 612.2) Prüfung des zusätzlichen Potentialausgleichs (DIN VDE :2004, Abschnitte 611 und 612.2) Allgemeines Prüfung des zusätzlichen Potentialausgleichs als Ersatz für die automatische Abschaltung im Fehlerfall nach DIN VDE Anwendungsbereich

8 Besichtigen (DIN VDE :2004, Abschnitt 611) Messen der Durchgängigkeit der Verbindungen des zusätzlichen Potentialausgleichs als Ersatz für eine Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutzmaßnahme bei indirektem Berühren) durch Abschaltung (DIN VDE :2004, Abschnitt 612.2) Prüfung des erdfreien örtlichen Potentialausgleichs und des Potentialausgleichs bei Schutztrennung mit mehreren Verbrauchern Prüfung des zusätzlichen Potentialausgleichs als Ergänzung für eine Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutzmaßnahme bei indirektem Berühren) durch Abschaltung Anwendungsbereich Besichtigen (DIN VDE :2004, Abschnitt 611) Messen der Durchgängigkeit der Verbindungen des zusätzlichen Potentialausgleichs als Ergänzung für eine Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutzmaßnahme bei indirektem Berühren) durch Abschaltung (DIN VDE :2004, Abschnitt 612.2) Fortfall der Erderwirkung des Wasserrohrnetzes Zeitliche Entwicklung Konsequenzen für das elektrische Verteilungsnetz (EVU-Bereich) (Bild 3.88) Konsequenzen für die Verbraucheranlage (Kundenanlage) (Bild 3.89) Literatur Fundamenterder Allgemeines Forderung des Fundamenterders (TAB, DIN ) VDEW-Richtlinien für das Einbetten von Fundamenterdern in Gebäudefundamente Ausführung des Fundamenterders nach DIN (DIN 18014: ) Allgemeines Grundsätzliche Anforderungen Werkstoff Anordnung in unbewehrtem Fundament Anordnung in bewehrtem Fundament Anordnung bei Wannenabdichtungen

9 Allgemeines Anordnung des Fundamenterders bei Schwarzen Wannen" Anordnung des Fundamenterders bei Weißen Wannen" Anordnung bei Perimeterdämmung Allgemeines Ausführung der Perimeterdämmung Auswirkung der Perimeterdämmung auf den Ausbreitungswiderstand Einfluss des Feuchtegehalts von Perimeterdämmplatten Ausführung des Fundamenterders bei Anwendung der Perimeterdämmung Anordnung in gemauerten Fundamenten Verbindung der Teile von Fundamenterdem Anschlussfahnen und Anschlussteile Stahlskelettbauten Einzelfundamente (Einzelgründungen) Fundamenterder als Blitzschutzerder (DIN V VDE V : ) Allgemeines Anschlussfahnen Erderanordnung Erdungswiderstand Maschenweite Ausbreitungswiderstand des Fundamenterders Erdungswiderstand des Fundamenterders Verwendung von Kunststoff-Folien und Kunststoff-Noppenbahnen unter der Fundamentplatte Kunststoff-Folien Kunststoff-Noppenbahnen Stoßerdungswiderstand des Fundamenterders Zuständigkeit Kosten für die Einbringung des Fundamenterders Maßnahmen zur Förderung der Einbringung von Fundamenterdem Allgemeines Aushändigung des HEA-Merkblatts M 3 Fundamenterder" (vormals M 4.2 Fundamenterder") mit den Bauantragsvordrucken bzw. Versendung durch die Baugenehmigungsbehörden mit der Baugenehmigung

10 Stempelaufdruck der Baugenehmigungsbehörde auf der Baugenehmigung mit dem Hinweis auf die Forderung der Einbringung des Fundamenterders Anschreiben der Bauherrn durch das EVU Hinweis auf den EVU-Anträgen für den Bauanschluss Elektroinstallateure geben den Bauherrn Hinweise bei der Anmeldung des Bauanschlusses (siehe Erläuterungen zu Abschnitt ) Anschreiben und Information von Architekten durch das EVU (Kontaktgespräche) Anschreiben und Information von Bauunternehmern und Baugesellschaften durch das EVU Hinweis auf dem Hausanschlussantrag des EVU Forderung der Angabe des Erdungswiderstands des Fundamenterders auf dem Inbetriebsetzungsantrag (Zählerantrag) des EVU Stichprobenartige Kontrolle durch EVU-Personal, ob der Fundamenterder eingebaut ist Einbaukontrolle des Fundamenterders Allgemeines Erdschleifenwiderstandsmessung Messen des Erdungswiderstands Allgemeine Hinweise für die Durchführung der Messung Messen mit einem Erdungs-Messgerät nach dem Strom-Spannungs-Messverfahren Messen mit einem Erdungs-Messgerät nach dem Kompensations-Messverfahren (Erdungsmessbrücke) Literatur Korrosionsgefährdung Allgemeines Eigenkorrosion (chemische Korrosion) Kontaktkorrosion (elektrochemische Korrosion) Allgemeines Galvanisches Halbelement Ruhepotentiale in der Praxis Galvanisches Element Konzentrationselement Lokalelementbildung Höhe des Korrosionsstroms Faktoren Innerer Widerstand

11 Polarisationsverhalten der Elektroden Beurteilung von Erderwerkstoffen im Hinblick auf Eigenkorrosion (DIN VDE 0151: , Abschnitt 3.1) Feuerverzinkter Stahl im Erdreich Allgemeines Einfluss der Bodenbelüftung Einfluss des ph-werts Bedeutung für die Praxis Feuerverzinkter Stahl im Beton Schwarzer Stahl im Erdreich $ Schwarzer Stahl im Beton ' Stahl mit Bleiummantelung im Erdreich Kupfer mit Bleiummantelung im Erdreich Blei im Beton Blankes Kupfer Kupfer mit Zinn- oder Zinkauflage Stahl mit Kupferummantelung und Stahl elektrolytisch verkupfert Wetterfester Stahl Nicht rostender Stahl (Edelstahl) Aluminium Zusammenfassendes Ergebnis Über die richtige Auswahl von Erderwerkstoffen hinausgehende Korrosionsschutzmaßnahmen gegen Eigenkorrosion (DIN VDE 0151: , Hauptabschnitt 4) Erdungseinführungen Ein- und Austrittstellen aus Beton oder Mauerwerk Verbindungen und Anschlüsse im Erdreich Verbindungen und Anschlüsse im Beton Vermeiden aggressiver Umgebung Einbau von Trennfunkenstrecken Lokaler katodischer Korrosionsschutz Umhüllungen aus Korrosionsschutzbinden und Schrumpfschläuchen als Korrosionsschutzmaterial Korrosionsschutzbinde Schrumpfschlauch Anordnung von Teilen aus Kupfer Zusammenschluss von Erdern verschiedener Werkstoffe im Hinblick auf Kontaktkorrosion (DIN VDE : , Abschnitt 4.2, und DIN VDE 0151: , Abschnitt 3.2) Allgemeines

12 5.6.2 Zusammenschluss von verzinktem Bandstahl im Beton (Fundamenterder aus verzinktem Bandstahl) mit verzinkten Erdern im Erdreich Zusammenschluss von schwarzem Stahl im Beton (Fundamenterder aus schwarzem Bandstahl, Bewehrung von Betonfundamenten) mit verzinkten Erdern im Erdreich Zusammenschluss von verzinktem Bandstahl im Beton (Fundamenterder aus verzinktem Bandstahl) mit der Bewehrung von Betonfundamenten (schwarzer Stahl) Zusammenschluss vpn schwarzem Bandstahl im Beton (Fundamenterder aus schwarzem Bandstahl) mit der Bewehrung von Betonfundamenten (schwarzer Stahl) Zusammenschluss von Kupfer im Erdreich mit verzinktem oder schwarzem Stahl im Erdreich bzw. im Beton (z. B. Fundamenterder, Bewehrung von Betonfundamenten) Zusammenschluss von Bleiummantelungen (z. B. Kupfer und Stahl mit Bleiummantelung) mit verzinktem und schwarzem Stahl im Erdreich Werkstoff und Mindestabmessungen von Erdern im Hinblick auf Korrosion (DIN VDE : , Abschnitt 4.2, und DIN VDE 0151: , Hauptabschnitt 3) Streustromkorrosion (DIN VDE 0150: ) Streustromschutzverfahren (DIN VDE 0150: , Hauptabschnitt 4) Allgemeines Streustromableitung (Drainage) Allgemeines Unmittelbare Streustromableitung Gerichtete Streustromableitung Streustromabsaugung (Soutirage) Fremdstromanlage Galvanische Anoden Literatur 372 Stichwortverzeichnis