Anlagen zum Potentialausgleich in Wohngebäuden - Teil 2

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1 Anlagen zum Potentialausgleich in Wohngebäuden - Teil 2 Mit der Errichtung eines ordnungsgemäßen Potentialausgleichs werden die an elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln sowie an fremden leitfähigen Teilen auftretenden Potentialdifferenzen (Spannungsdifferenzen) so weit reduziert, dass keine Gefahren für Personen oder für Sachwerte bestehen. Potentialdifferenzen können sowohl im Normalbetrieb, z. B. infolge von Ableitströmen, als auch im Fehlerfall auftreten, z. B. bei Isolationsfehlern oder defekten Betriebsmitteln. Zudem wird mit dem Potentialausgleich die elektromagnetische Verträglichkeit der elektrischen Anlagen verbessert. Diesem Punkt kommt auch in Wohngebäuden durch die zunehmende Anwendung von informationstechnischen Anlagen und Einrichtungen sowie der Home-Vernetzung eine immer größere Bedeutung zu. 6.3 Zusätzlicher Schutzpotentialausgleich in Räumen mit Badewanne oder Dusche Ein gutes Beispiel für das Anwenden des zusätzlichen Schutzpotentialausgleichs sind die Räume mit Ba-dewanne oder Dusche. Die entsprechenden Anforderungen sind im Abschnitt der DIN VDE (VDE ): Errichten von Niederspannungsanlagen - Teil 7-701: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art - Räume mit Badewanne oder Dusche festgelegt. Während bereits seit der Normenausgabe von 2002 der Anschluss von metallenen Wannen an den zusätzlichen Schutzpotentialausgleich nicht mehr gefordert war, kann jetzt in den meisten Fällen ganz darauf verzichtet werden. In der aktuellen Norm heißt es dazu: In Gebäuden, die denen ein funktionsfähiger Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene (früher: Hauptpotentialausgleich) für die gesamte elektrische Anlage nach DIN VDE und DIN VDE vorhanden ist, wird kein zusätzlicher Schutzpotentialausgleich in Räumen mit Badewanne oder Dusche gefordert. Wenn, wie besonders in älteren Gebäuden, kein Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene vorhanden oder dieser nicht funktionsfähig ist, wird dringend empfohlen diesen nachzurüsten. Nur in den wenigen Fällen, in denen kein Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene vorhanden ist oder dieser nicht funktionsfähig ist, ist ein zusätzlicher Schutzpotentialausgleich durchzuführen. Dazu werden die fremden leitfähigen Teile, die in Räume mit Badewanne oder Dusche hineinführen, mit dem zusätzlichen Schutzpotentialausgleich und mit den Schutzleitern verbunden. Zu den fremden leitfähigen Teilen gehören beispielsweise Teile und Leitungen von Frischwasserversorgungen und Abwassersystemen, Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen und Gasversorgungen. Die Verbindung mit den Leitungssystemen kann außerhalb oder innerhalb des Raumes, möglichst jedoch an der Stelle erfolgen, an der die anzuschließenden Systeme in den Raum eingeführt werden. Zur Verbindung mit den Schutzleitern ist ein separater Schutzpotentialausgleichsleiter zur Schutzleiterschiene im Installationsverteiler oder zur Haupterdungsschiene zu verlegen, je nachdem welche Verbindung kürzer ist. Eine Verbindung über Rohrleitungen oder ähnliche Systeme ist wegen der Gefahr von möglichen Unterbrechungen nicht zulässig. Der Querschnitt des Schutzpotentialausgleichsleiters ist nach DIN VDE (VDE ) zu bemessen. Danach ist bei ungeschützter Verlegung ein Querschnitt von mindestens 4 mm² Kupfer, bei geschützter Verlegung von 2,5 mm² notwendig. Eine

2 Besonderheit ergibt sich bei kunststoffumhüllten Metallrohren. Während früher ein Anschluss an den zusätzlichen Schutzpotentialausgleich grundsätzlich nicht notwendig war, kann jetzt nur noch auf den Anschluss verzichtet werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: eine Berührung der Rohre darf in Räumen mit Badewanne oder Dusche nicht möglich sein und die Rohre dürfen nicht mit berührbaren leitfähigen Teilen verbunden sein, die ihrerseits nicht in den Schutzpotentialausgleich einbezogen sind. 6.4 Potentialausgleich in Empfangsverteilanlagen Durch einen Potentialausgleich werden die innerhalb von Empfangs- und Kabelverteilanlagen möglicherweise auftretenden Potentialdifferenzen soweit minimiert, dass keine Gefahren durch elektrischen Schlag oder für Sachschäden bestehen. Dieses gilt sowohl für den ungestörten, fehlerfreien Betrieb als auch für den Fehlerfall, beispielsweise bei defekten Teilnehmerendgeräten. Zur Realisierung des Potentialausgleichs müssen alle leitfähigen Teile der Empfangs- und Verteilanlagen, wie Gehäuse, Kabelschirme, Antennen, Antennenmaste, Verteiler usw. untereinander und mit dem Schutzpotentialausgleich des Gebäudes an der Haupterdungsschiene verbunden werden. Der Potentialausgleich ist nach Abschnitt 6 der DIN EN (VDE ): Kabelnetze für Fernsehsignale, Tonsignale und interaktive Dienste - Teil 11: Sicherheitsanforderungen auszuführen. Er kann durch Potentialausgleichsleiter, Kabelschirme (äußere Leiter), leitfähige Gehäuse oder Anlagenteile realisiert werden. Die Verwendung von Rohrleitungen oder ähnlichem als Verbindungsleiter ist nicht zulässig, weil deren dauerhafte Verbindung nicht gewährleistet ist. Die Potentialausgleichsleiter müssen mechanisch stabil sein und einen Mindestquerschnitt von 4 mm² Kupfer aufweisen. Beim Austauschen oder Entfernen von Geräten oder Koaxialkabeln, muss die leitende Durchverbindung der Kabelschirme (äußeren Leiter) erhalten bleiben. Weitere Details zum Potentialausgleich in Empfangsverteilanlagen und zum Schutz von Antennen gegen Blitzeinwirkungen werden in einem späteren Beitrag behandelt. 6.5 Funktionspotentialausgleich (Funktionserdung) bei Photovoltaikanlagen Wenn bei einem Gebäude kein Blitzschutzsystem vorhanden, nicht notwendig und auch nicht geplant ist, sollte für die Photovoltaikanlage nach Abschnitt 7 DIN EN Beiblatt 5 (VDE Beiblatt 5): Blitzschutz - Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen - Beiblatt 5: Blitz- und Überspannungsschutz für PV- Stromversorgungssysteme ein Funktionspotentialausgleich bzw. eine Funktionserdung hergestellt werden. Dazu werden die PV-Montagegestelle und andere leitfähige Teile, die sich in exponierter Lage befinden, durch einen Funktions-Potentialausgleichsleiter mit der Haupter-dungsschiene des Gebäudes verbunden. Die Verbindung muss einen Querschnitt von mindestens 6 mm² Kupfer oder bei Verwendung anderer Materialien einen äquivalenten Querschnitt aufweisen. Von einigen Herstellern von PV-Modulen und/oder Wechselrichtern wird ein Funktionspotentialausgleich zwingend gefordert, um betriebsbedingte Ableitströme von den Modulen abzuleiten und Berührungsspannungen an den Modulrahmen und Traggestellen zu verhindern.

3 Die Leitungen sollten so verlegt werden, dass Schleifen, in denen Spannungen infolge von atmosphärischen Entladungen induziert werden können, so klein wie möglich gehalten werden. In jedem Fall sind die Funktions-Potentialausgleichsleiter parallel und in möglichst engem Kontakt mit den DC- und AC-Kabeln und Leitungen zu verlegen (Bild 6.3). Bei Gebäuden mit einem äußeren Blitzschutzsystem sollten die Photovoltaikmodule sowie alle Leitungen und Kabel im Schutzbereich von Fangeinrichtungen angeordnet und der Trennungsabstand zu blitzstromführenden Bauteilen wie zu Kehl-Blechen oder Fangeinrichtungen einhalten werden. Bei Einhaltung der Trennungsabstände muss der Funktions-Potentialausgleichsleiter, wie bei Gebäuden ohne Blitzschutzsystem, einen Querschnitt von mindestens 6 mm² Kupfer aufweisen. Wenn die Trennungsabstände nicht eingehalten sind, ist ein Querschnitt von mindestens 16 mm² Kupfer oder ein äquivalenter Querschnitt notwendig. Auf weitere Details zur Errichtung von Photovoltaikanlagen sowie zum Blitz- und Überspannungsschutz solcher Anlagen soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden. 6.6 Prüfen von Anlagen zum Potentialausgleich Im Zuge der Erstprüfung und bei wiederkehrenden Prüfungen von elektrischen Anlagen muss ebenfalls die Wirksamkeit des Potentialausgleichs nachgewiesen werden. Die Prüfungen umfassen das Besichtigen der Anschlussstellen, soweit diese zugänglich sind, und den Nachweis der niederohmigen Verbindung der Anlagenteile durch Messungen. Verwendet werden sollten für die Messungen handelsübliche Messgeräte zur Prüfung der Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen, die im Niederohmmessbereich einen entsprechenden Messstrom von mindestens 0,2 A DC zur Verfügung stellen. Höchstzulässige Widerstandswerte für Potentialausgleichsleiter werden in den Normen nicht genannt. Die gemessenen Werte sollten jedoch nicht größer sein, als unter Berücksichtigung der Leitungswiderstände und der unvermeidlichen Übergangswiderstände zu erwarten ist. Als Richtgrößen können die in Tabelle NA.4 der DIN VDE (VDE ): genannten Leiterwiderstandsbeläge herangezogen werden. Beispiel: Bei der wiederkehrenden Prüfung einer Potentialausgleichsverbindung zwischen der Haupterdungsschiene und einem Lüftungssystem wird in einem Wohngebäude ein Widerstand von 0,15 Ω gemessen. Länge l der Potentialausgleichsleitung = 15 m Querschnitt A = 6 mm² Kupfer Leiterwiderstandsbelag R laut Tabelle NA.4 = 3,149 mω/m Bei der Beurteilung des Messergebnisses von 0,15 Ω müssen neben dem berechneten Leitungswiderstand von R = 0,047 Ω die Übergangswiderstände an den Verbindungsstellen und an den Prüfspitzen berücksichtigt werden. Deshalb kann davon ausgegangen werden, dass die gemessene Verbindung mit 0,15 Ω in Ordnung ist.

4 In der Praxis kann bei Potentialausgleichsverbindungen in der Regel von einer ausreichenden Niederohmigkeit ausgegangen werden, wenn ein Widerstandswert von < 1 Ω gemessen wird. Bild 6.2: Beispiel für den Potentialausgleich in einer Empfangsverteilanlage mit Einspeisung durch einen unterirdischen Kabelanschluss

5 Bild 6.3: Funktionspotentialausgleich an einer PV-Anlage bei einem Gebäude ohne Blitzschutzsystem