2.5 Das Elektroschutzkonzept der ÖVE

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1 2.5 Das Elektroschutzkonzept der ÖVE Schutzmaßnahmen dienen dem Schutz des Menschen vor den Gefahren des elektrischen Stroms. Sie sollen verhindern, dass Menschen beim normalen Gebrauch von Elektrogeräten unbeabsichtigt in den Stromkreis gelangen. Unfallgefahr Schutzmaßnahme 1. Das direkte Berühren von aktiven Leitern, Basisschutz also von leitenden Teilen, die Schutz gegen direktes Berühren Betriebsspannung führen 2. Das Auftreten von Berührungsspannung Fehlerschutz an inaktiven Teilen elektrischer Schutz bei indirektem Berühren Betriebsmittel durch Isolationsfehler Teile elektrischer Betriebsmittel Berührungsarten Das Elektroschutzkonzept der ÖVE Die Österreichischen Vorschriften für Elektrotechnik (= ÖVE) sehen für den Elektroschutz ein Schutzkonzept in drei Stufen vor: 1. Basisschutz: Er verhindert das Berühren von Teilen, die Betriebsspannung führen (direkte Berührung). 2. Fehlerschutz: Er verhindert das Auftreten von Spannung an Gehäusen und Geräten, wenn die Basisisolierung fehlerhaft ist. (Schutz bei indirektem Berühren) 3. Zusatzschutz: Er verringert die Gefahr von elektrischem Schlag, wenn Basisund/oder Fehlerschutz nicht wirksam sind. Schutzmaßnahme = protective measure Basisschutz = protection against electric shock Fehlerschutz = protection against electric shock in case of afault Körperschluss = short circuit to frame, fault to frame Zusatzschutz = additional protection against electric shock Die drei Sicherheitsstufen beim Schutz gegen gefährliche Körperströme 16

2 2.14 Die Nullung (1) Bei der Nullung werden die Gehäuse der zu schützenden Betriebsmittel über den Schutzleiter mit dem PEN-Leiter verbunden (genullt). Tritt im angeschlossenen Gerät ein Körperschluss auf, fließt ein kurzschlussähnlicher Strom über die Leiterschleife Außenleiter-Schutzleiter-PEN-Leiter und die vorgeschaltete Überstromsicherung schaltet den Stromkreis mit dem fehlerhaften Gerät aus. Das genullte Gerät ist vor Fehlerspannung geschützt. Der PEN-Leiter ist im Verteilernetz oft und gut geerdet (Betriebserder) und in jedem Bauwerk mit dem Anlagenerder und dem Hauptpotenzialausgleich verbunden. Er führt daher das Potenzial der Erde, seine Spannung gegen Erde ist null, er kann für den Fehlerschutz verwendet werden und wird grün/gelb gekennzeichnet. Die Verbindungsleitung zwischen dem PEN-Leiter des Verteilungsnetzes und dem Anlagenerder (Fundamenterder, Hauptpotenzialausgleich) heißt Nullungsverbindung. Sie ist wie ein Schutzleiter zu dimensionieren und grün/gelb zu kennzeichnen. Die Spannung des PEN-Leiters gegen Erde ist null. Daher der Name Nullung. Der PEN-Leiter ist gleichzeitig Schutzleiter und Neutralleiter. PEN =PE+N Nullung. Bei einem Körperschluss fließt ein großer Ausschaltstrom in der Leiterschleife Außenleiter-Fehlerstelle-PE/PEN-Leiter und die vorgeschaltete Stromsicherung schaltet den fehlerhaften Stromkreis aus. Den gesamten Stromkreis, den der Ausschaltstrom durchfließt, nennt man Fehlerschleife. Übung: 1. Zeichnen Sie den gesamten Stromkreis des Ausschaltstroms, die Fehlerschleife, mit einer punktierten Linie in den Schaltplan von Abbildung 1 ein. Beachten Sie, dass ein kleiner Teil des PEN-Leiterstroms über die parallelgeschalteten Erder des Netzes fließt. Bei Neuanlagen endet der PEN-Leiter beim Anschlusspunkt der Nullungsverbindung. Von dort weg ist in der gesamten Verbraucheranlage ein TN-S-System mit getrenntem PE- und N-Leiter zu führen. Die Nullung darf nur angewendet werden, wenn im Netz die Nullungsbedingungen erfüllt sind und das EVU das Netz für die Nullung freigegeben hat. Die Nullungsbedingungen stellen die einwandfreie Funktion des Fehlerschutzes Nullung sicher und verhindernunerwünschte Nebenwirkungen von Fehlernauf anderenetzteilnehmer. Öffentliche Verteilungsnetze in Österreich sind durchwegs TN-Systeme und sollten in der Regel für die Nullung freigegeben sein. Bei mangelnder Kenntnis der örtlichen Situation ist auf jeden Fall beim zuständigen EVU rückzufragen, es könnte für Netzteile begründete Ausnahmen geben. PEN-Leiter = protecting neutral, PENconductor N-Leiter = neutral, N-conductor EVU (Elektrizitäts-Versorgungs- Unternehmen) = power supply company Nullungsbedingungen Es gibt drei Nullungsbedingungen, die zu beachten sind: 1. Die Ausschaltbedingung 2. Die Erdungsbedingung 3. Die Verlegungsbedingungen In diesem Buch werden nur die Bestimmungen erläutert, die für die Errichtung von Verbrauchsanlagen von Bedeutung sind. Nicht jene, die das Verteilungsnetz des Elektrizitätsunternehmens (EVU) betreffen (siehe ÖVE/ÖNORM ). 30

3 9.5 Kreuzschaltung Die Kreuzschaltung dient dazu einen oder mehrere Verbraucher von drei oder mehr Stellen aus beliebig ein- oder auszuschalten. Bei jeder Kreuzschaltung werden für die beiden äußersten Schaltstellen zwei Wechselschalter, für die dazwischen liegenden Schaltstellen Kreuzschalter benötigt. Bei mehr als drei Schaltstellen ist die Anwendung der Stromstoßschaltung meist wirtschaftlicher. Kreuzschaltung Jeder Kreuzschalter besteht aus zwei Wechselschaltern mit zum Teil gemeinsamen Kontakten und kann daher auch als Wechselschalter verwendet werden. Bei Wechsel- und Kreuzschaltern, deren Klemmen nicht zugänglich oder nicht bezeichnet sind, findet man die Anschlussklemmen für die korrespondierenden Leiter mit dem Ohmmeter. Die entsprechenden Klemmen haben in keiner Schalterstellung Verbindung. Übung: Ergänzen Sie in der Kreuzschaltung (untenstehend) die Adernzahlen in den einzelnen Leitungsabschnitten und zeichnen Sie einen Verdrahtungsplan für die vorgegebene Anordnung der Betriebsmittel. Die Klemmen sind in den Schalterdosen angeordnet, wie es bei der Verlegung der Leitungen im Boden üblich ist. 134

4 10.7 Funktionsprüfung bei FI-Schutzschaltung Prüfung der FI-Schutzschaltung auf Funktion 1. Prüftaste am Schutzschalter drücken: Schalter muss auslösen! Mögliche Fehler: Keine Spannung am Schalter, Schutzschalter defekt. 2. Prüfen, ob der Schutzleiter nicht mit dem Außenleiter verwechselt wurde! Der Schutzleiter darf keine Spannung gegen Erde führen. 3. Prüfen der Durchgängigkeit des Schutzleiters, auch des Erdungswiderstands und der Fehlerspannung. Kontrolle auf Verwechslung des Schutzleiters. Die Prüflampe darf nicht brennen, der FIS nicht auslösen. Überprüfung des FI-Schutzschalters auf Funktion Bei stetiger Verringerung des Stellwiderstandes R muss der Fehlerstrom I f fließen und größer werden, sonst ist der Schutzleiter unterbrochen; muss der Fehlerstrom-Schutzschalter ausschalten, wenn der Fehlerstrom den Wert von I ΔN erreicht, sonst ist der N-Leiter mit dem Schutzleiter verwechselt. Ein Schluss zwischen N-Leiter und Schutzleiter wärebei einer vorangegangenen Isolationsprüfung bemerkt worden, ein fehlerhafter FIS bei der Prüfung mit der Prüftaste. Aus der Ablesung von U und I bei der Ausschaltung des FIS lässt sich die Fehlerschleifenimpedanz und der Erdungswiderstand des Schutzerders errechnen. Die Messung des Erdungswiderstandes erübrigt sich bei Verwendung der FI-Schutzschaltung in einem genullten Netz. ÖVE/ÖNORM E schreibt die Messung der Auslösezeit bei der Prüfung der Fehlerstromschutzschaltung vor. Tabelle: Zulässige Auslösezeiten von FI-Schutzschaltern Höchstens zulässige Auslöse- Auslösezeit in s charakteristik des FIS bei I_ N bei 2xI_ N STANDARD 0,3 0,15 G 0,3 0,15 S 0,5 0,2 Auslösezeiten können nur mit einem programmierten Installationsmessgerät gemessen werden. Für die vollständige Überprüfung einer FI-Schutzschaltung ist daher die Verwendung eines solchen Prüfgerätes unumgänglich. Abb. 3: Installationsprüfgerät. Alle Messungen und Prüfungen, die bei Installationen notwendig sind, können durchgeführt werden. Isolationsmessung, Schleifenimpedanz, Erdungsmessung, Auslösezeiten, Steckdosenanschlüsse, Drehfeld usw. 164

5 11.2 Blitzschutz (1) Blitzschutzanlagen haben die Aufgabe, einen Einschlag im zu schützenden Gebäude zu verhindern und den Blitzstrom ohne Gefahr für das zu schützende Objekt und Personen in die Erde abzuleiten. Funktion eines Blitzschutzsystems Aus dem Wolkenbereich bildet sich ein leitender Blitzkanal stufenweise in Richtung Erde. Der Einschlagpunkt ergibt sich erst, wenn der Blitzkopf sehr nahe der Erde ist. Die leitende geerdete Blitzschutzanlage bildet am Gebäude exponierte Stellen erhöhter Feldstärke. Wenn die Durchbruchsfeldstärke überschritten wird, entsteht eine Fangentladung, die den Stromweg für den Blitzstrom schließt. Dieser kann dann, gefahrlos für das Gebäude, in die Erde abfließen. Fangvorrichtungen ziehen also die Blitzentladung auf sich und bilden dadurch in ihrer Umgebung einen geschützten Raum, in den der Blitz nicht einschlägt. Fangvorrichtung = air termination Ableitung = lightning contuctor, roof contactor Blitzschutzmaterial = lightning protection material Überspannungsableiter = overvoltage arrester Funktion und Teile eines Blitzschutzsystems Jedes wirksame Blitzschutzsystem besteht aus zwei Teilen: Der äußereblitzschutz, bestehend aus Fangvorrichtungen, Ableitvorrichtungen und Erdungsanlage, soll den Blitzstrom am Gebäude vorbei in die Erde leiten. Der innere Blitzschutz, bestehend aus Potenzialausgleich, Überspannungsableitern und Trennung (durch Abstand oder Isolierung) und eventuell Schirmung, soll gefährliche Funkenbildung im Inneren des zu schützenden Gebäudes verhindern. Blitzschutzanlagen sind nach der Normenreihe ÖVE/ÖNORM EN zu errichten. Diese besteht derzeit aus vier Teilen: Teil 1: ÖVE/ÖNORM EN Allgemeine Grundsätze, Teil 2: ÖVE/ÖNORM EN Risiko-Management, Teil 3: ÖVE/ÖNORM EN Schutz von baulichen Anlagen und Personen und Teil 4: ÖVE/ÖNORM EN Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen. 171