10.2 Anwendungsbereich der DIN VDE Begriffe zum Thema Erdung und Potentialausgleich

Transkript

1 266 Auswahl und Errichtung von Erdungsanlagen Bei elektrischen Anlagen mit Streustrombeeinflussung und möglichen Korrosionsgefahren durch Streuströme aus Gleichstromanlagen wird empfohlen, die DIN EN 5062 (VDE 050) Schutz gegen Korrosion durch Streuströme aus Gleichstromanlagen zu beachten. Die Auswahl der Werkstoffe und die Errichtung von Fundamenterdern wird in DIN 804 Fundamenterder behandelt..2 Anwendungsbereich der DIN VDE Die Norm DIN VDE gilt für Niederspannungsanlagen mit Nennspannungen bis AC 000 V (Effektivwert) und DC 500 V. Die bevorzugten Frequenzen bei Wechselspannungen sind 50 Hz, 60 Hz und 400 Hz, wobei andere Frequenzen für besondere Anwendungsfälle nicht ausgeschlossen sind. Der Teil 540 gilt damit generell für alle Niederspannungsanlagen, die im Geltungsbereich der DIN VDE 00-0 (VDE 00-0) Errichten von Niederspannungsanlagen Allgemeine Grundsätze, Bestimmung allgemeiner Merkmale, Begriffe genannt sind (siehe auch Abschnitt.7). Ziel der Anwendung von Teil 540 ist es, die Sicherheit von elektrischen Anlagen zu gewährleisten..3 Begriffe zum Thema Erdung und Potentialausgleich Nachfolgend werden die wichtigsten Begriffe aus dem Bereich Erdung und Potentialausgleich erläutert. Dabei wird als Quelle in der Regel die DIN-VDE-Norm unter Angabe des Abschnitts genannt, in dem Anforderungen zu diesem Begriff zu finden sind. Fast alle Begriffe sowie die zugehörigen Definitionen werden im Internationalen Elektrotechnischen Wörterbuch (IEV) festgelegt. Auf die Abschnittsbezeichnungen im IEV wurde allerdings verzichtet. Da die Vorgaben aus dem IEV auch weitgehend in DIN VDE (Begriffe) umgesetzt wurden, muss an dieser Stelle auch auf die Abschnitte 2.3 und 2.4 dieses Buchs, insbesondere auf Tabelle 2.6, hingewiesen werden. Außerdem muss betont werden, dass die Begriffe sich u. a. auch an der jeweiligen Zweckbestimmung orientieren. Dient beispielsweise eine Erdung der Sicherheit in der elektrischen Anlage (z. B. Schutz gegen elektrischen Schlag), so spricht man nach Abschnitt von einer Schutzerdung. Bei Erdungen für alle anderen Zwecke spricht man nach VDE , Abschnitt von einer Funktionserdung. Natürlich kann ein Erder sowohl für Schutz- als auch für Funktionszwecke vorgesehen werden. In diesem Fall sind jedoch die Schutzanforderungen stets vorrangig. Eine Erdung wird häufig auch als offen bezeichnet (offene Erdung), wenn die Verbindung über Trennfunkenstrecken oder Überspannung-Schutzeinrichtungen

2 .3 Begriffe zum Thema Erdung und Potentialausgleich 267 ÜSE L L2 L3 PEN Schutzerdung Betriebserdung offene Erdung Bild. Verschiedene Erder und offene Erdung über Trennfunkenstrecke vorgenommen wird (siehe Bild.). Zur Unterscheidung mittelbare und unmittelbare Erdung siehe nachfolgenden Abschnitt.4. Körper (eines elektrischen Betriebsmittels) ist ein leitfähiges Teil eines elektrischen Betriebsmittels, das berührt werden kann und üblicherweise nicht unter Spannung steht, aber unter Spannung geraten kann, wenn die Basisisolierung versagt. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt 54.3.) Haupterdungsschiene/ Haupterdungsklemme/ Haupterdungs-Anschlusspunkt ist der Anschlusspunkt oder die Schiene eines elektrischen Betriebsmittels, das berührt werden kann und üblicherweise nicht unter Spannung steht, aber unter Spannung geraten kann, wenn die Basisisolierung versagt. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Erder ist ein leitfähiges Teil, das in ein bestimmtes leitfähiges Medium, z. B. Beton, eingebettet sein kann und in elektrischem Kontakt mit Erde steht. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Erde Anmerkung: Unter Erde ist hier der Planet mit seiner gesamten Substanz zu verstehen. (Quelle: DIN EN 640 (VDE 040-): Abschnitt 3.7) Erde (örtliche)/ örtliche Erde ist der Teil der Erde, der sich im elektrischen Kontakt mit einem Erder befindet und dessen elektrisches Potential nicht notwendigerweise null ist. (Quelle: DIN EN 6040 (VDE 040-): Abschnitt 3.7.2) Bezugserde ist der Teil der Erde, der als elektrisch leitfähig angesehen wird, außerhalb des Einflussbereichs von Erdungsanlagen liegt und dessen elektrisches Potential durch Vereinbarung gleich null gesetzt wird. (Quelle: DIN EN 640 (VDE 040-): Abschnitt 3.7.)

3 268 Auswahl und Errichtung von Erdungsanlagen Schutzleiter (Bezeichnung PE) ist ein Leiter zum Zweck der Sicherheit, z. B. zum Schutz gegen elektrischen Schlag. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Schutzpotentialausgleichsleiter ist ein Schutzleiter zur Herstellung des Schutzpotentialausgleichs. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Erdungsleiter ist ein Leiter, der einen Strompfad oder einen Teil eines Strompfads zwischen einem geerdeten Punkt in einem Netz, in einer Anlage oder in einem Betriebsmittel und einem Erder herstellt. Anmerkung: Im Sinne von DIN VDE ist ein Erdungsleiter ein Leiter, der den Erder mit einem Punkt des Potentialausgleichssystems, im Allgemeinen mit der Haupterdungsschiene, verbindet. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) PEN-Leiter ist ein Leiter, der zugleich die Funktion des Schutzleiters und des Neutralleiters erfüllt. (Quelle: DIN EN 640 (VDE 040): Abschnitt 3.6.5) Erdungsanlage ist die Gesamtheit der zum Erden eines Netzes, einer Anlage und eines Betriebsmittels verwendeten elektrischen Verbindungen und Einrichtungen. (Quelle: DIN EN 640 (VDE 040-): Abschnitt 3.7.5) Schutzerdung ist die Erdung eines oder mehrerer Punkte in einem Netz, in einer Anlage oder in einem Betriebsmittel zum Zweck der elektrischen Sicherheit. (Quelle: DIN EN 640 (VDE 040-): Abschnitt 3.7.6) Funktionserdung ist die Erdung eines oder mehrerer Punkte in einem Netz, in einer Anlage oder in einem Betriebsmittel zu Zwecken, die nicht der elektrischen Sicherheit dienen. (Quelle: DIN EN 640 (VDE 040-): Abschnitt 3.7.7) Betriebserdung eines Netzes/ Netzbetrieberdung ist die Schutzerdung und Funktionserdung eines oder mehrerer Punkte in einem Elektrizitätsversorgungsnetz. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Fundamenterder, in Beton verlegt Fundamenterder in Beton eines Gebäudefundaments verlegt, im Allgemeinen als geschlossener Ring (Quelle: DIN VDE : Abschnitt )

4 .3 Begriffe zum Thema Erdung und Potentialausgleich 269 Fundamenterder, in Erde verlegt Fundamenterder in Erde außerhalb eines Gebäudefundaments verlegt, im Allgemeinen als geschlossener Ring (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Fremdes leitfähiges Teil ist ein leitfähiges Teil, das nicht zur elektrischen Anlage gehört, das jedoch ein elekt risches Potential, im Allgemeinen das der örtlichen Erde, einführen kann. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Funktionspotentialausgleich ist ein Potentialausgleich aus betrieblichen Gründen, aber nicht zum Zweck der Sicherheit. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Funktionspotentialausgleichsleiter ist ein Leiter zum Zweck des Funktionspotentialausgleichs. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Unabhängiger Erder ist ein Erder, der sich in einem solchen Abstand zu anderen Erdern befindet, dass sein elektrisches Potential nicht nennenswert von Strömen zwischen der Erde und den anderen Erdern beeinflusst wird. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Potentialgleichheit ist ein Zustand, bei dem leitfähige Teile annähernd elektrisch gleiches Potential haben. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Potentialausgleich ist das Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen leitfähigen Teilen, um Potentialgleichheit zu erzielen. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Schutzpotentialausgleich ist ein Potentialausgleich zum Zweck der Sicherheit. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Potentialausgleichsschiene ist eine Schiene als Teil einer Potentialausgleichsanlage für den elektrischen Anschluss einer Anzahl von Leitern zum Zweck des Potentialausgleichs. (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) erden (Verb) ist das Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem geerdeten Punkt in einem Netz, in einer Anlage oder in einem Betriebsmittel und der örtlichen Erde.

5 270 Auswahl und Errichtung von Erdungsanlagen Anmerkung: Die Verbindung zur örtlichen Erde kann sein beabsichtigt unbeabsichtigt (zufällig) dauerhaft oder zufällig an mehreren Punkten (Quelle: DIN VDE : Abschnitt ) Spezifischer Erdwiderstand ist der spezifische elektrische Widerstand der Erde. (Quelle: DIN VDE 0: Abschnitt 2.7..) Ausbreitungswiderstand ist der Wirkwiderstand der Erde zwischen dem Erder und der Bezugserde. (Quelle: DIN VDE 0: Abschnitt ) Blitzschutzsystem ( LPS) ist ein vollständiges System, das zur Verringerung physikalischer Schäden einer baulichen Anlage durch direkte Blitzeinschläge eingesetzt wird. Anmerkung: Es besteht sowohl aus dem äußeren als auch dem inneren Blitzschutz. (Quelle: DIN EN (VDE ):2006- Abschnitt 3.) In Normen der Reihe DIN VDE 00, die in den letzten Jahren erschienen sind, wurde bereits begrifflich deutlich zwischen Schutzfunktion und Funktion unterschieden. So heißt der frühere Hauptpotentialausgleich heute Schutzpotentialausgleich, und der zugehörige Leiter ist nicht der Potentialausgleichsleiter, sondern der Schutzpotentialausgleichsleiter. Damit wird deutlich hervorgehoben, dass es neben dem Schutzpotentialausgleich, der die Sicherheit in elektrischen Anlagen erhöhen soll, immer auch einen Funktionspotentialausgleich bzw. einen Funktionspotentialausgleichsleiter geben kann, der keine Schutzfunktion übernimmt. Die Abgrenzung sowie die Zusammenhänge werden in der Tabelle 2.6 dieses Buchs gezeigt, und in Bild.2 sind die Zusammenhänge von Erdungsanlage und den verschiedenen Schutzleitern in einem Gebäude schematisch dargestellt. Wichtig ist noch, dass ein Leiter selbstverständlich sowohl Schutzfunktionen als auch allgemeine Funktionen übernehmen kann. In diesem Fall steht sowohl in Bezug auf die Ausführung als auch auf die Kennzeichnung des Leiters stets die Schutzfunktion im Vordergrund. Die Kennzeichnung von Schutzleiter wird im Abschnitt 2.8 dieses Buchs detailliert beschrieben.

6 .3 Begriffe zum Thema Erdung und Potentialausgleich 27 LPS LPS C7 Erdgeschoss BR C6 M x x 4 M M 3 3 NSV C4 Kellergeschoss V 2 M M NSV 6 V 5 B 5 2 IS C5 5 T2 Erde T C C2 C3 Fundament T2 Erde Bild.2 Darstellung von Erdungsanlagen, Schutzleiter und Schutzpotentialausgleichsleiter (Quelle: DIN VDE : Bild 8.54.)

7 272 Auswahl und Errichtung von Erdungsanlagen M Körper eines elektrischen Betriebsmittels C Fremde leitfähige Teile C Metallene Wasserleitung, von außen kommend C2 Metallene Abwasserleitung, von außen kommend C3 Metallene Gasleitung mit Isolierstück, von außen kommend C4 Klimaanlage C5 Heizung C6 Metallene Wasserleitung, z. B. in einem Baderaum C7 Fremdes leitfähiges Teil im Handbereich von Körpern B Haupterdungsschiene, Haupterdungsklemme, Haupterdungs-Anschlusspunkt T Erder T Fundamenterder T2 Erder für den Blitzschutz, falls erforderlich LPS Blitzschutzanlage IS Isolierstück in der Gasleitung BR Raum mit Badewanne oder Dusche NSV Niederspannnungs-Verteiler V Verbindung von LPS und Fundamenterder oder zum separaten Blitzschutzerder Schutzleiter PE 2 Schutzpotentialausgleichsleiter 3 Schutzpotentialausgleichsleiter für den zusätzlichen Schutzpotentialausgleich 4 Ableitung der Blitzschutzanlage 5 Erdungsleiter 6 Schutzleiteranschlussschiene in der Niederspannungs-Verteilung x Alternative Möglichkeiten der Verbindung Erläuterungen B Haupterdungsschiene usw. entspricht der Potentialausgleichsschiene für den Schutzpotentialausgleich T2 Die Erder für den Blitzschutz und die Anschlussleitungen sind nur erforderlich, wenn die Blitzschutzerdung nicht am Fundamenterder erfolgt x Nur eine der beiden dargestellten Verbindungen ist erforderlich; das Einbeziehen der drei Wasserleitungen in den zusätzlichen Potentialausgleich erfolgt durch eine direkte Verbindung zur Schutzleiterschiene oder die Verbindung der Wasserleitungen zum Schutzleiter, der am Körper des elektrischen Betriebsmittels angeschlossen ist.4 Betriebserder, Anlagenerder und Schutzerder Nach VDE , Abschnitt dient der Betriebserder, in der Regel mit R B bezeichnet, sowohl der Schutzerdung als auch der Funktionserdung eines oder mehrerer Punkte in einem Elektrizitätsversorgungsnetz. In typischen Versorgungsnetzen des TN-Systems ist immer eine Anzahl von Erdern beteiligt. So z. B. die Erdung des Transformator-Sternpunkts sowie (über den PEN-Leiter verbunden) der Fundamenterder des durch ihn versorgten Gebäudes. Einen Anlagenerder und damit auch einen Gebäude-Schutzerder gibt es definitionsgemäß im TN-System nicht. Vielmehr ist der Fundamenterder als Gebäudeerder (in Energieflussrichtung gesehen) der letzte Punkt der Betriebserdung.