Laborpraktikum: Grundlagen der Elektrotechnik II

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1 BERUFSAKADEMIE SACHSEN Staatliche Studienakademie Leipzig Laborpraktikum: Grundlagen der Elektrotechnik II Studiengang Service Engineering 2. Semester Prof. Dr.-Ing. M. Morning Dr. rer. nat. S. Schneider Dipl.-Ing. (FH) M. Bach Grundlagen Netzsysteme und deren Schutzmaßnahmen Versuchsdauer: 180 min BST -BuildingSystemsTrainer Energieversorgungssysteme der Fa. ELABO TrainingsSysteme Ausund Weiterbildung GmbH, Kinding [2] Hinweis: Diese Versuchsanleitung ist ausschließlich als Lehrmaterial für Studierende des Studienganges Service Engineering zur Versuchs-vorbereitung und Durchführung bestimmt. Jegliche Veröffentlichung oder Weitergabe auch teilweise an Dritte ist aus urheberrechtlichen Gründen untersagt!

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einführung Sicherheitshinweise Versuchsvorbereitung Netzsysteme Schutz gegen elektrischen Schlag Besichtigen Versuchsdurchführung Inbetriebnahme des BuildingSystemsTrainers Prüfung der Durchgängigkeit der Leiter Messung des Isolationswiderstandes Messung der Schleifenimpedanz Z S Prüfung von Fehlerstromschutzschaltern / RCD Messung des Erdungswiderstands Prüfung der Phasenfolge und Ermittlung des Drehfeldes Funktionsprüfungen Versuchsauswertung Einführung Die fünf Sicherheitsregeln sind vor Beginn von Arbeiten an elektrischen Anlagen zu Ihrer eigenen Sicherheit stets in der angegebenen Reihenfolge einzuhalten: 1. Freischalten, 2. Gegen Wiedereinschalten sichern, 3. Spannungsfreiheit feststellen, 4. Erden und Kurzschließen, 5. Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abschranken! Die Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen werden, wie in der folgenden Übersicht dargestellt, entsprechend der DIN VDE 0100 eingeteilt in: Schutz gegen elektrischen Schlag unter normalen Bedingungen (Basisschutz) Schutz gegen direktes Berühren Schutz gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Fehlerschutz) Schutz bei indirektem Berühren Schutz sowohl gegen direktes als auch bei indirektem Berühren Verwendung von Kleinspannung 2

3 Abb. 1: Schutzmassnahmen in elektrischen Anlagen [2] Inhalte des interaktiven Lernprogrammes [3]: Ortsnetz-/ Einspeisetransformator, Hausanschluss-Zählerverteiler, Erdungsanlagen, Begriffsdefinition nach VDE (z. B. Verteilungsnetz, Schutz- und PEN-Leiter, Potentialausgleich, Schleifenimpedanz, Berührungsspannung, Ableitstrom); Stromgefährdung, Gefährdungsdiagramm, Schutz gegen direktes Berühren (Vollschutz, Teilschutz); Schutz gegen direktes und bei indirektem Berühren (SELV, PELV); Schutz bei indirektem Berühren ohne PE (Schutzisolierung, Schutztrennung); 3

4 Schutz bei indirektem Berühren mit PE (TN-System, TT-System, IT-System); Blitz- und Überspannungsschutz; Prüfungen und Messungen in elektrischen Anlagen nach VDE ; Geräteprüfung nach VDE 0701 und VDE Sicherheitshinweise Die Arbeit am Versuchsstand darf nur unter Aufsicht des Praktikumsbetreuers / der Praktikumsbetreuerin erfolgen. Beachten Sie beim Aufbau und bei der Erprobung der Geräte alle erforderlichen Sicherheitsbestimmungen, die Laborordnung und die erforderlichen Schutzmaßnahmen! Verdrahten Sie den Laborversuch grundsätzlich im spannungslosen Zustand! Der Versuchsstand arbeitet mit Netzwechselspannung 230 V AC bzw. Dreiphasenwechselspannung 400 V 3AC! Verwenden Sie dazu ausschließlich die zum Versuch gehörenden Sicherheitsmessleitungen! Vor dem Zuschalten der Versorgungsspannung und nach jeder Änderung ist die Schaltung durch den Praktikumsbetreuer / die Praktikumsbetreuerin abnehmen zu lassen! 3. Versuchsvorbereitung Die folgenden Abschnitte sollen Ihnen Hilfestellung bei der Vorbereitung und der Durchführung des Versuches geben. Die Original-Handbücher und -Dokumente stehen Ihnen außerdem am Arbeitsplatz zur Verfügung. Desweiteren kann das interaktive Lernprogramm Elektrische Schutzmaßnahmen auf dem Laborlaptop genutzt werden! 3.1 Netzsysteme Die Netzsysteme werden mit Buchstaben nach Art ihrer Erdverbindung gekennzeichnet. 1. Buchstabe: Erdungsverhältnisse der Stromquelle T = direkte Erdung I = Isolierung aller aktiven Leiter gegen Erde 2. Buchstabe: Erdungsverhältnisse der Betriebsmittelkörper T = Betriebsmittel sind direkt geerdet oder mit einem gemeinsamen Erder verbunden N = Betriebsmittel sind mit dem Betriebserder verbunden 3. Buchstabe: Anordnung von Neutralleiter und Schutzleiter C = N- und PE-Leiter kombiniert (PEN) S = N- und PE-Leiter getrennt 4

5 Aufgabe 1: Gegeben ist das Netzsystem des IT-Systems (Abb. 2)! Ergänzen Sie die Prinzipschaltbilder der einzelnen Netzformen (Abb. 3 bis 6)! Abb. 2: IT-System mit einem Verbraucher [1] Abb. 3: TN-C-System mit einem Verbraucher [1] 5

6 Abb. 4: TN-C-S-System mit zwei Verbrauchern [1] Abb. 5: TN-S-System mit einem Verbraucher [1] 6

7 Abb. 6: TT-System mit einem Verbraucher [1] 3.2 Schutz gegen elektrischen Schlag Die Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag beinhalten eine geeignete Kombination von zwei unabhängigen Schutzvorkehrungen. Diese bestehen aus dem Basisschutz und einer Fehlerschutzvorkehrung, bzw. aus einer verstärkten Schutzvorkehrung, die den Basis- und den Fehlerschutz gewährleistet. Folgende Schutzmaßnahmen sind nach DIN VDE im Allgemeinen erlaubt: - Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung - Schutz durch doppelte oder verstärkte Isolierung - Schutz durch Schutztrennung - Schutz durch Kleinspannung SELV oder PELV Die Prüfung der Sicherheit elektrischer Anlagen nach DIN VDE und DIN VDE dient dem Nachweis der Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen. Hierzu sind zahlreiche verschiedene Einzelprüfungen erforderlich. Aufgabe 2: In welchen Kategorien lässt sich der Prüfumfang im Allgemeinen unterteilen? Hinweis: Verwenden Sie das beigefügte Prüfprotokoll als Hilfestellung! 7

8 Aufgabe 3: Im Fehlerfall unterscheidet man verschiedene Fehlerarten und Größen. Definieren Sie kurz unter Zuhilfenahme des Fehlerstromkreises (Abb. 7): Fehlerspannung UF:... Berührungsspannung UB:..... Fehlerstrom IF:.... Erdschluss:. Körperschluss:.. Leiterschluss:. Kurzschluss: Abb. 7: Fehlerstromkreis [1] Aufgabe 4: Der Schutz durch automatische Abschaltung kann über folgende Schutzeinrichtungen erfolgen: - RCD-Schutzschalter

9 Grundlegende Voraussetzung für die Wirksamkeit dieser Schutzmaßnahmen ist, dass alle leitfähigen Gehäuse mit einem Schutzleiter verbunden sind! 3.3 Besichtigen Das Besichtigen ist ein wesentlicher Prüfschritt im Rahmen der Prüfungen zur Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen elektrischer Anlagen und Betriebsmittel. Diese enorme Gewichtung wird dem Besichtigen in mehrerlei Hinsicht zum Teil. Hierbei gilt es zu prüfen, dass die elektrischen Betriebsmittel der ortsfesten Anlage, - den Sicherheitsanforderungen der zutreffenden Betriebsmittelnormen entsprechen; - entsprechend den Normen der Reihe DIN VDE 0100 und den Angaben der Hersteller ausgewählt und errichtet worden sind; - ohne sichtbare, die Sicherheit beeinträchtigende Beschädigungen sind. Das Besichtigen verfolgt aber auch den Anspruch der Informationsgewinnung für die weiterführenden Prüfmaßnahmen. So sind im Rahmen der Besichtigung an Hand der Schutzmaßnahmen, die nachfolgenden Prüfschritte (im Bereich des Messens und Erprobens) zu bestimmen. Desweitern gilt es ganz klar festzustellen, dass dem Messen gewisse Grenzen gesetzt sind. Eine Vielzahl der bei Wiederholungsprüfung auftretenden Fehler, können bereits in dieser frühen Phase der Prüfung erkannt werden. Zudem sind auch zahlreiche Fehler nur durch das Besichtigen zu entdecken. So wird z.b. ein nicht ordnungsgemäß ausgewähltes Überstromschutzorgan (zu groß gewählter Nennstrom) im Rahmen einer Messung nicht erkannt. Darüber hinaus definiert sich das Ergebnis der Prüfung als die Gesamtheit aller beim Besichtigen, Messen und Erproben gesammelter Informationen. Beachten Sie hierzu auch die Angaben auf dem beigefügten Prüfprotokoll! 9

10 4. Versuchsdurchführung 4.1 Inbetriebnahme des BuildingSystemsTrainers Abb. 8: Übersicht des Versuchsaufbaues [2] Die Inbetriebnahme des Versuchsstandes erfolgt folgendermaßen: Einstellung des Betriebsartenschalters für alle Versuche: Schlüsselschalter (Abb. 9) in Position MESSEN (Schlüssel senkrecht) 10

11 Abb. 9: Betriebsartenschalter [1] ein Umschalten in die Position Betrieb führt zum Auslösen des vorgelagerten Fehlerstromschutzschalters des Labores und ist unbedingt zu vermeiden! Einstellung der Netzform entsprechend der Aufgabenstellung Bei gestecktem grün-gelbem Brückenstecker entsprechend Abb. 10, wird ein TN- System realisiert. Hierbei erfolgt eine Verbindung des PEN-Leiters mit der Haupterdungsschiene des Lehrsystems. Mit entferntem Brückenstecker wird ein TT-System simuliert. Abb. 10: TN-System (links) und TT-System (rechts) [1] Widerstandswert des Anlagenerders entsprechend der Aufgabenstellung einstellen Abb. 11: Einstellung des Widerstandswertes des Anlagenerders mittels grauem Brückenstecker [1] 11

12 Herstellen der Verbindung zwischen Zählerplatz und Stromkreisverteiler (Aufgabenstellung beachten!) Abb. 12: Verbindung zwischen Zählerplatz und Stromkreisverteiler [1] Seit August 2011 werden die Anforderungen an Zählerplätze in elektrischen Anlagen seitens VDE-AR-N 4101 definiert. Hierdurch werden die technischen Mindestanforderungen festgelegt. Vormals wurden diese Anforderungen in den TAB der Verteilernetzbetreiber festgehalten. Zudem sind die Anforderungen an Zählerplätze aufgrund heutiger Anforderungen im Bereich Smart Metering gestiegen. Aufgabe 5: Nachfolgend ist der Aufbau des Zählerplatzes abgebildet. Benennen Sie die mit den Ziffern 1 bis 5 bezeichneten Anschlussräume im Verteilerschrank! Zur Auswahl stehen die Begriffe Hauptleitungsabzweigklemme, 12

13 selektive Hauptleitungsschutzschalter (SLS), elektronischer Haushaltszähler (ehz), Stromkreisverteiler, Raum für Zusatzanwendungen. Abb. 13: Zählerplatz [1] 4.2 Prüfung der Durchgängigkeit der Leiter Zentrale Bedeutung bezüglich des Schutzes gegen elektrischen Schlag, erhält der Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene. Um die Wirksamkeit des Schutzpotentialausgleiches zu verbessern, erfolgt eine Verbindung mit dem Fundamenterder über die Haupterdungsschiene. Im Rahmen der Prüfung der Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen ist die niederohmige Verbindung von Schutz- und Schutzpotentialausgleichsleitern nachzuweisen. Um die Prüfung vorzubereiten, tragen Sie in der nachfolgenden Abbildung 14 die Ziffern der jeweiligen Verbindung ein. 13

14 Abb. 14: Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene [1] 1 = Heizungs- und Klimasysteme 2 = metallische Abwasserrohre 3 = Heizungsvorlauf und -rücklauf 4 = Verbindung zum PEN-Leiter im TN-System (HAK) 5 = Gasinnenleitung 6 = Fundamenterder nach DIN = TK- / BK-Anlage 8 = metallische Wasserleitung Messung der niederohmigen Verbindung Die Normen geben an dieser Stelle zur Bewertung der Qualität der Verbindungen keine Grenzwerte vor. Es erfolgt seitens der Normen der Hinweis, dass die Verbindungen niederohmig sein müssen. Leitungslänge, Querschnitt, Leiterwerkstoff und die Anzahl der Klemmstellen beeinflussen den Messwert der jeweiligen Verbindung. Richtwerte: Die nachfolgenden Werte werden in der Praxis als Hilfen zur Bewertung der Niederohmigkeit eingesetzt. Jedoch sind die jeweiligen Messungen durch die prüfende Elektrofachkraft zu bewerten! - Schutzleiter: < 1 Ω - Schutzpotentialausgleichsleiter: < 0,1 Ω 14

15 ACHTUNG: Es dürfen nur Messgeräte nach DIN VDE 0413 eingesetzt werden, keine Multimeter! Der Prüfstrom beträgt nach den Bestimmungen 200 ma. Bei der Prüfung mit Gleichstrom ist die Polarität zu wechseln. Unterschiedliche Messwerte bei Polaritätsumkehr deuten auf Fehler hin. Welches Leitungsmaterial ist für den Schutzpotentialausgleich notwendig? - H07V-U oder eine gleichwertige Leitung in Isolierrohr; - einadrige NYM- oder NYY-Mantelleitung bei offener Verlegung Wie groß muss der Leitungsquerschnitt der Verbindungen sein? - 6 mm² Cu oder, - 16 mm² Aluminium oder, - 50 mm² Stahl Messaufgabe 1: Führen Sie die nachfolgenden Messungen mit dem Profitest 0100 durch, notieren Sie die Messwerte in der folgenden Tabelle 1. Hinweise zur Durchführung der Messung Niederohmige Widerstände können nur an spannungsfreien Objekten gemessen werden! Im TN-System ist die Verbindung zwischen N- und PE zu trennen, dies verhindert Fehlinterpretation beim etwaigen Vertauschen zwischen N und PE. Die Messpunkte für die TK-, BK-Anlage sowie der Rohrleitungen des Heizungssystems werden durch 4 mm-buchsen an den Komponenten des Trainers definiert. Die Rohrleitungen des Heizungsvor- und -rücklaufs sind durch einen Leiter untereinander verbunden. Aus Gründen der Sicherheit besteht keine direkte Verbindung zur Haupterdungsschiene am Versuchsstand. Tab. 1: Nachweis der Niederohmigkeit Messung Nachweis der Niederohmigkeit 1 Haupterdungsschiene Gasinnenleitung 2 Haupterdungsschiene Wasserleitung 3 Haupterdungsschiene Heizungsvorlauf 4 Haupterdungsschiene Heizungsrücklauf 5 Haupterdungsschiene Anschluss PE- Stromkreisverteiler (rechtes Feld, unt. Bu.) 6 Haupterdungsschiene TK- Anlage 7 Haupterdungsschiene BK- Anlage 8 Schutzleiterverbindung Leuchte 9 Schutzleiterverbindung Schutzkontaktsteckdose 10 Schutzleiterverbindung CEE-Steckdose R [Ω] Bewertung 15

16 verwendetes Messgerät: Gossen Metrawatt Profitest 0100S II 4.3 Messung des Isolationswiderstandes Ein wichtiger Kennwert zur Bewertung der elektrischen Sicherheit ist der Isolationswiderstand der elektrischen Anlage. Schadhafte Isolationen können hierbei in Folge zu Unfällen oder elektrisch gezündeten Bränden führen. Der Isolationswiderstand wird zwischen allen aktiven Leitern und dem mit Erde verbundenen Leiter (PE) gemessen. Für die Messung des Isolationswiderstands ist die Anlage freizuschalten. Die Gesamtheit aller Verbindungen ist zu prüfen, Schutzorgane (z.b. RCD) müssen daher eingeschaltet werden. Hierzu sind spannungsabhängige Schaltvorrichtungen (z.b. Schütze; Relais; usw.) zu betätigen! Gegebenenfalls ist die Messung hinter diesen Vorrichtungen zu wiederholen. Die Messung erfolgt bei Stromkreisen bis 500 V Nennspannung und bei FELV Stromkreisen mit einer Messspannung in Höhe von 500 V DC. Es müssen hierbei Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, dass die Prüfspannung spannungsempfindliche Geräte wie elektronische Geräte z.b. Dimmer beschädigt. Aufgabe 6: Ergänzen Sie die fehlenden Maßnahmen unter Zuhilfenahme von Abb. 15! - Spannungsfreiheit herstellen, d.h Isolationswiderstand zwischen N-/PE-Leiter messen, d.h. Verbindung... - spannungsempfindliche Geräte schützen, d.h.... Abb. 15: Isolationswiderstandsmessung [1] 16

17 Als Grenzwerte in elektrischen Anlagen sind folgende Werte einzuhalten: - bei der Erstprüfung bei Stromkreisen bis 500 V (nicht SELV, PELV): 1 MΩ; - bei der Wiederholungsprüfung bei Stromkreisen bis 1000 V und ohne Gebrauchsgeräte; 1000 Ω je V der Bemessungsspannung; - bei der Wiederholungsprüfung bei Stromkreisen bis 1000 V und mit eingeschalteten Gebrauchsgeräten: 300 Ω je V der Bemessungsspannung; - bei der Wiederholungsprüfung bei Stromkreisen bis 1000 V im Freien und ohne Gebrauchsgeräte: 500 Ω je V der Bemessungsspannung; - bei der Wiederholungsprüfung bei Stromkreisen bis 1000 V im Freien und mit eingeschalteten Gebrauchsgeräten: 150 Ω je V der Bemessungsspannung. Messung des Isolationswiderstands im Überblick - Anlage freischalten! - Im TN- System die Verbindung N PE auftrennen! (nur im spannungslosen Zustand) - Können alle aktiven Leiter erfasst werden? (Hinweis: Netzspannungsabhängige Schalteinrichtungen, z.b. Schütze beachten) - Sind Überspannungsschutzeinrichtungen vorhanden? Wenn ja, sind die Ableiter abzutrennen! - Die Messspannung darf, falls die Ableiter nicht getrennt werden können, alternativ auf 250 V DC reduziert werden! - Empfindliche Verbraucher vorhanden? Gegebenenfalls aktive Leiter verbinden! - Sicherungen und RCD Schutzschalter schließen, um die Gesamtheit der Anlage zu erfassen! Anlage bleibt weiterhin spannungsfrei! - Messung durchführen! - Messung gegebenenfalls wiederholen, hierbei Schaltvorrichtungen beachten! - Ergebnisse dokumentieren und bewerten! - Anlage in Betrieb nehmen. Hinweise zur Vorbereitung der Messung - Überspannungsableiter vor der Messung abtrennen! - Hierzu Mittel- und Feinschutz (Typ 2 + 3) entfernen. Der Kombiableiter (Typ 1 und 2 in einem Ableiter kombiniert) im Sammelschienensystem hat keinerlei Einfluss auf das Ergebnis der Prüfung! - Brücken für N und PE abziehen! Diese führen sonst aufgrund der Netznachbildung und des elektronischen Haushaltszählers (ehz) zur Beeinflussung der Ergebnisse. 4.4 Messung der Schleifenimpedanz Z S Die Schleifenimpedanz Z S ist der im Fehlerfall wirksame Widerstand der Fehlerschleife, welche sich von der Fehlerstelle über den Außenleiter und Schutzleiter zurück zum Transformator ausbildet. Aus diesem, maßgeblich den Fehlerstrom begrenzenden Widerstandswert, ergibt sich der maximal mögliche Strom im Fehlerfall (Kurzschlussstrom). Um die Funktion der automatischen Abschaltung zu gewährleisten, ist eine Koordination aus Kurzschlussstrom und Schutzorgan nötig. Aufgabe 7: Markieren Sie im nachfolgenden Schaltplan den Fehlerstromkreis im TN- System. 17

18 Abb. 16: Fehlerstromkreis bei Körperschluss im TN-System [1] Messaufgabe 2: Sie sollen die Einhaltung der Abschaltbedingung für den Steckdosenstromkreis (F2.2) überprüfen. Ermitteln Sie hierzu nachfolgend die Schleifenimpedanz Z S und zusätzlich den Netzinnenwiderstand Z I. Tab. 2: Einhaltung der Abschaltbedingungen für den Steckdosenstromkreis (F2.2) Messung Z [Ω], I K [A] Bewertung 1 Z S (zwischen L und PE) 2 Z I (zwischen L und N) verwendetes Messgerät: Gossen Metrawatt Profitest 0100S II Berechnung des Schleifenwiderstandes Zs (Absicherung mit LSS B 13A): U 0 Z S I a 4.5 Prüfung von Fehlerstromschutzschaltern / RCD Ein wesentlicher Unterschied bzw. Vorteil von Fehlerstromschutzschaltern (RCDs, engl. (Residual Current Protective Device) im Vergleich zu Überstromschutzeinrichtungen sind die niedrigen Auslöseströme. 18

19 Aufgabe 8: Ermitteln Sie die Werte der jeweiligen Abschaltströme für die nachfolgenden Schutzorgane unter Verwendung von Abb. 17! Abb. 17: Auslösecharakteristik von Leitungsschutzschaltern (LSS) [1] LSS B 13 A: LSS C 16 A: LSS B 6 A: RCD 25 A / 0,03 A: RCD 63 A / 0,3 A: Hinweise zur Vorbereitung der Messung - Betriebsarteneinstellung mittels Schlüsselschalter in Stellung MESSEN (Schlüssel waagerecht) - Einstellung der Netzform TN-System, d.h. grün-gelber-brückenstecker eingesetzt; oder TT-System, d.h. grün-gelber-brückenstecker fehlt - Widerstandswert des Anlagenerders R A = 10 Ω bzw. R A = 1 kω - Herstellen der Verbindung zwischen Zählerplatz und Fehlerstromschutzschaltern Durch Erzeugung eines Fehlerstromes hinter der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (Messung zwischen L1 und PE am Abgang des RCD s) ist nachzuweisen, dass: 19

20 a) die für die Anlage vereinbarte Grenze der dauernd zulässigen Berührungsspannung U L nicht überschritten wird. b) die Fehlerstromschutzeinrichtung mindestens bei Erreichen ihres Nennfehlerstromes I N auslöst. Messaufgabe 3: Führen Sie die nachfolgende Messreihe entsprechend dem vorstehenden Aufbauplan durch. Beachten Sie hierbei die unterschiedlichen Netzsysteme sowie RCD-Arten der Aufgabenstellung. Tab. 3: Prüfung von Fehlerstromschutzschaltern Netzsystem / I N TN-System 30 ma TT-System 30 ma TN-System 300 ma TT-System 300 ma Art des RCD normal normal selektiv selektiv Auslösezeit t a R A [Ω] Abschaltzeit t a Auslösestrom I Berührungsspannung U B R A [kω] Abschaltzeit t a Auslösestrom I Berührungsspannung U B verwendetes Messgerät: Gossen Metrawatt Profitest 0100S II Auswertung: Welcher Zusammenhang besteht zwischen Fehlerspannung und Erdwiderstand, je nach Netzsystem? Beschreiben Sie Ihre Feststellungen in der durchgeführten Messreihe! 20

21 4.6 Messung des Erdungswiderstands Der Erdungswiderstand beschreibt einen wichtigen Kennwert zur Bewertung der elektrischen Sicherheit. Die Relevanz des Erdungswiderstands wird durch die nachfolgenden Funktionen von Erdern bzw. Erdungsanlagen unterstrichen. - verbessert die Wirksamkeit des Schutzpotentialausgleichs - dient als Erder für RCD-Schutzschalter (TT-System) - für den Blitzschutz von Antennenanlagen nach DIN VDE als Erdung für eine Blitzschutzanlage nach DIN VDE zur Potentialsteuerung in landwirtschaftlichen Betriebsstätten (Ställen) Erdungsanlagen werden in Übereinstimmung mit den Normen und Vorschriften DIN sowie DIN VDE errichtet. In Gebäuden werden Erder in Form geschlossener Ringe in die Bodenplatte des Bauwerks eingebracht (Fundamenterder). Messaufgabe 4a: Messung mit R A = 470 Ω - Betriebsarteneinstellung mittels Schlüsselschalter in Stellung MESSEN (Schlüssel waagerecht) - Einstellung der Netzform TT-System, d.h. grün-gelber-brückenstecker fehlt - Widerstandswert des Anlagenerders R A = 470 Ω - Herstellen der Verbindung zwischen Zählerplatz und Fehlerstromschutzschaltern verwendetes Messgerät: Gossen Metrawatt Profitest 0100S II Messaufgabe 4b: Messung mit R A = 470 Ω // 1 Ω - Betriebsarteneinstellung mittels Schlüsselschalter in Stellung MESSEN (Schlüssel waagerecht) - Einstellung der Netzform TT-System, d.h. grün-gelber-brückenstecker fehlt - Widerstandswert des Anlagenerders R A = 470 Ω 1 Ω - Herstellen der Verbindung zwischen Zählerplatz und Fehlerstromschutzschaltern verwendetes Messgerät: Gossen Metrawatt Profitest 0100S II 4.7 Prüfung der Phasenfolge und Ermittlung des Drehfeldes Nach den Bestimmungen für Erst- und Wiederholungsprüfungen ist an Drehstrom- Steckdosen die Einhaltung der Reihenfolge der Außenleiter (Rechtsdrehfeld) zu prüfen. 21

22 Ein genereller Nachweis für mehrphasige Stromkreise, z.b. Verteiler oder Hausanschlusskästen, ist in den Bestimmungen der Reihe DIN VDE 0100 nicht gefordert. Die Prüfung ist mit geeigneten Prüfgeräten durchzuführen. Bearbeiten Sie zur Vorbereitung der Prüfung des Drehfelds die nachfolgende Aufgabenstellung! Aufgabe 9: Beschriften Sie die Abb. 18 mit den zugehörigen Leiterbezeichnungen! Abb. 18: Drehstrom-Steckdose 16A / 6h [1] Messaufgabe 5: Stellen Sie an der CEE-Steckdose F2.1 die nötigen Anschlüsse für die Messung des Drehfeldes her und notieren Sie sich die Spannungswerte in der folgenden Tab. 4! Tab. 4: Spannungsmessung an der CEE-Steckdose Messung zwischen U [V] Messung zwischen U [V] L1 L2 L2 PE L2 L3 L2 N L1 L3 L3 PE L1 N L3 N L1 PE PE N Rechtsdrehfeld: ja / nein (Nichtzutreffendes bitte streichen!) verwendetes Messgerät: Gossen Metrawatt Profitest 0100S II 4.8 Funktionsprüfungen Zur Prüftätigkeit gehört auch eine abschließende Erprobung elementarer Funktionen. Schutzeinrichtungen müssen hierbei einer Funktionsprüfung unterzogen werden, um 22

23 festzustellen, dass diese richtig montiert und eingestellt sind. Messaufgabe 6: Errichten Sie ein TT- System und entfernen Sie darüber hinaus den Brückenstecker zur Widerstandswerteinstellung des Anlagenerders. Prüfen Sie das Auslöseverhalten der beiden RCD 40A I N 0,3A sowie RCD 40A I N 0,03A durch Betätigen der Prüftaste! Ergebnis: 5. Versuchsauswertung Die relevanten DIN VDE Bestimmungen für Erst- und Wiederholungsprüfung fordern im Rahmen der Prüftätigkeit zur Bewertung der Schutzmaßnahmen elektrischen Anlagen die Erstellung einer Dokumentation. In Deutschland sind für diese Dokumentation Mindestinhalte definiert, welche als solches festzuhalten sind. In der Praxis bedeutet dies, eine fachgerechte Prüfung nach DIN VDE oder DIN VDE umfasst neben dem Besichtigen, Messen und Erproben auch die Erstellung der Prüfdokumentation. Für Erstprüfungen sind die Mindestinhalte eines Prüfberichtes in DIN VDE (Nationaler Anhang NB) festgelegt. Abb. 19: Messwerte im Prüfprotokoll [1] 23

24 Abb. 20: Prüfprotokoll [1] Füllen Sie mit Hilfe Ihrer ermittelten Messwerte das Ihnen am Versuchstag ausgehändigte Prüfprotokoll aus! Quellen: [1] Dokumentation der Praktikumsversuche des Building Systems Trainer Energieversorgungssysteme der ELABO TrainingsSysteme GmbH [2] Prospekte und Infomaterialien der ELABO TrainingsSysteme GmbH [3] bfe Oldenburg: Lernprogramm Elektrische Schutzmaßnahmen Nur zum BA-internen Gebrauch! Veröffentlichung oder Weitergabe dieser Versuchsanleitung auch teilweise an Dritte ist untersagt! 24