Schutztechnik mit Isolationsüberwachung

Transkript

1 Schutztechnik mit Isolationsüberwachung Grundlagen und Anwendungen des ungeerdeten IT-Systems in medizinisch genutzten Räume, in der Industrie, auf Schiffen, auf Schienenfahrzeugen und im Bergbau Dipl.-Ing. Wolfgang Hofheinz 6. Auflage VDE-VERLAG GMBH Berlin Offenbach

2 Inhalt 1 Einleitung 15 Literatur 16 2 Elektrische Anlage Schutz gegen elektrischen Schlag Schutz sowohl gegen direktes als auch bei indirektem Berühren Schutz durch Kleinspannungen: SELV und PELV Anordnung von Stromkreisen Anforderungen an SELV-Stromkreise Anforderungen an PELV-Stromkreise Schutz durch Begrenzung von Beharrungsberührungsstrom und Ladung Schutz gegen elektrischen Schlag unter normalen Bedingungen (Schutz gegen direktes Berühren oder Basisschutz) Schutz gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutz bei indirektem Berühren oder Fehlerschutz) Erdung und Schutzleiter Potentialausgleich Hauptpotentialausgleich Zusätzlicher Potentialausgleich Art der Systeme Systeme nach Art der Erdverbindung TN-Systeme Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen in TN-Systemen TT-Systeme Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen in TT-Systemen IT-Systeme Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen in IT-Systemen Ausführung und Wirksamkeit des zusätzlichen Potentialausgleichs Weitere Schutzmaßnahmen Schutz durch Verwendung von Betriebsmitteln der Schutzklasse II oder durch gleichwertige Isolierung Schutz durch nichtleitende Räume Schutz durch erdfreien örtlichen Potentialausgleich 34 7

3 2.5.4 Schutz durch Schutztrennung Geräte zum Prüfen der Schutzmaßnahmen nach DIN VDE Geräte zum Prüfen der Schutzmaßnahmen nach EN 61557: Geräte zum Prüfen der Schutzmaßnahmen nach IEC : Literatur 38 3 Gerätenormen für Isolationsüberwachungseinrichtungen Isolationsüberwachungsgeräte zum Überwachen von Wechselspannungsnetzen nach DIN VDE Isolationsüberwachungsgeräte für Wechselspannungsnetze mit galvanisch verbundenen Gleichstromkreisen oder Gleichspannungsnetzen nach DIN VDE Insulation monitoring devices (Isolationsüberwachungsgeräte) nach IEC Second edition; Isolationsüberwachungseinrichtungen nach DINVDE /A Isolationsüberwachungsgeräte nach amerikanischer Norm ASTMF Isolationsüberwachungsgeräte nach amerikanischer Norm ASTMF Isolationsüberwachungsgeräte nach französischer Norm UTE C / Isolationsüberwachungsgeräte nach EN : Unterscheidung zwischen Isolationsüberwachungsgeräten und Differenzstromüberwachungsgeräten nach IEC SC 23E Einrichtungen zur Isolationsfehlersuche in Betrieb befindlicher IT-Systeme 45 Literatur 45 4 Isolationswiderstand Erste Sicherheitsvorschriften 1883 in Deutschland Komplizierte Gebilde Definition in DIN VDE Einflußgrößen Isolationsmessung und Überwachung Messung im spannungsfreien Netz Differenzstrommessung im TN- und TT-System 52

4 7 Zur Geschichte des ungeerdeten Strom Versorgungsnetzes Zur Geschichte des Schutzleitungssystems und der Isolationsüberwachung 104 Literatur Verwendung von IT-Systemen, Besonderheiten und Vorteile Höhere Betriebssicherheit Höhere Brandsicherheit Höhere Unfallsicherheit infolge begrenzter Berührungsströme Höherer zulässiger Erdungswiderstand Informationsvorsprung im IT-System 125 Literatur Ungeerdetes Stromversorgungsnetz in medizinisch genutzten Räumen IT-System und die Isolationsüberwachung in medizinisch genutzten Räumen nach DIN VDE 0107: Sicherheitskonzept im Krankenhaus Räume der Anwendungsgruppen Stromversorgung von Räumen der Anwendungsgruppe Zusätzlicher Potentialausgleich in Anwendungsgruppe Schutz durch Meldung im IT-System Transformatoren im IT-System Operationsleuchten im IT-System Versorgung für Geräte der Heimdialyse Prüfungen der Komponenten des IT-Systems Erstprüfung Wiederkehrende Prüfungen Informationen zum Beiblatt 2 zur DIN VDE 0107/ IT-System nach DIN VDE 0107: Allgemeines Ungeerdete Stromversorgungsnetze in Krankenhäusern und medizinisch genutzten Räumen in den USA Geschichtlicher Hintergrund Gegenwärtige NFPA-Anforderungen für ungeerdete Stromversorgungsnetze Elektrisch sichere Umgebung des Patienten Grundlegendes zum Ableitstrom Schutzleiterunterbrechung

5 9.2.4 Ungeerdetes Stromversorgungsnetz Potentialausgleich Internationale Überlegungen für elektrische Sicherheit in medizinisch genutzten Räumen nach IEC-Richtlinie 62A Elektrische Sicherheit in medizinisch genutzten Räumen nach Entwurf IEC 364 Part 7 Section 710 (Electrical installations in hospitals and locations for medical use outside hospitals) Weltweite Entwicklung ungeerdeter Netze in medizinisch genutzten Räumen 159 Literatur Weltweiter Einsatz ungeerdeter IT-Systeme mit Isolationsüberwachung IT-System in Frankreich Einteilung der Normen Technische Besonderheiten IT-System im Vereinigten Königreich IT-System in der Tschechischen Republik IT-System in Bulgarien IT-System in Dänemark IT-System in den Vereinigten Staaten von Amerika IT-System in Ungarn IT-System in Belgien 170 Literatur Schutztechnik in Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V im Bergbau Schutztechnik im Bergbau unter Tage nach DIN VDE 0118: Schutz gegen gefährliche Körperströme im Untertagebereich 179 Literatur IT-Systeme und die Isolationsüberwachung auf Schiffen Vorschriften und Bestimmungen Zulässige Netzformen unter Berücksichtigung verschiedener Vorschriften Unterschied zwischen einem geerdeten TN- oder TT-System und einem isolierten IT-System Aufbau eines IT-Systems

6 12.5 Vorteile des IT-Systems Meßtechnik von Isolationsüberwachungsgeräten Selektive Isolationsfehlersuche IT-Systeme auf Schiffen der Bundeswehr nach BV Literatur IT-Systeme mit Isolationsüberwachung auf Schienenfahrzeugen Anwendungsbeispiele für IT-Systeme mit Isolationsüberwachung Einsatzorte von IT-Systemen mit Isolationsüberwachung Anforderungen an die Isolationsüberwachungseinrichtung Batteriegepuffertes sicherheitsgerichtetes Gleichspannungsnetz Umrichter in Hauptstromkreisen Meßtechnische Realisierung von Isolationsüberwachungsgeräten und Erdschlußwächtern Isolationsüberwachung von Wechsel- und Drehstrom-IT- Systemen Messung ohmscher Isolationsfehler Messung der Ableitimpedanz Wechselspannungsnetze mit direkt angeschlossenen Gleichrichtern oder Thyristoren Meßverfahren mit Umkehrstufe Meßverfahren durch Impulsüberlagerung Gleichspannungsnetze Unsymmetrie-Meßverfahren Meßverfahren durch Impulsüberlagerung Meßverfahren zur universellen Anwendung in Wechselund Gleichspannungs-IT-Systemen Mikrocontroller-gesteuertes AMP-Meßverfahren zum universellen Einsatz in Wechsel- und Gleichspannungs- IT-Systemen Mikroprozessor-gesteuertes Frequenzcode-Meßverfahren für IT-Systeme mit extremer Störbeeinflussung Isolationsfehlersucheinrichtung in Wechsel- und Gleichspannungs-IT-Systemen Bestimmungen und Normen zur Isolationsfehlersuche Stationäre Isolationsfehlersucheinrichtung für Gleichspannungs-IT-Systeme

7 Isolationsfehlersucheinrichtungen für Wechsel- und Gleichspannungs-IT-Systeme Tragbare Isolationsfehlersucheinrichtung für Wechsel-, Drehstrom- und Gleichspannungs-IT-Systeme Zusammenfassung 224 Literatur Wahl der Ansprechwerte von Isolationsüberwachungsgeräten Ansprechwerteinstellung für ohmsche Isolationswerte Ansprechwerteinstellung für ohmsche Isolationswerte in Hilfsstromkreisen Ansprechzeiten von Isolationsüberwachungsgeräten Bestimmungen und Normen Definitionen zur Isolationsüberwachung Definitionen nach IEC : Bildnachweis 263 Stichwortverzeichnis