NETZFORMEN von Torben Strauß & André Bayer

Transkript

1 NETZFORMEN von Torben Strauß & André Bayer Fachpraxis Informatik FGT02A

2 Inhaltsverzeichnis Thema Seite IT-Netz... 1 TNC-Netz... 2 TNCS-Netz...3 TNS-Netz...4 TT-Netz... 5

3 IT-Netz Das IT-Netz (frz. Isolé Terré) ist ein Spezialnetz für erhöhte Ausfallsicherheit. Der speisende Transformator ist nicht geerdet. Die leitenden Gehäuseteile der Verbraucher sind wie üblich geerdet. Im ersten Fehlerfall kann sich vom Außenleiter zur Erde kein geschlossener Stromkreis aufbauen. Es findet keine gefährliche Körperdurchströmung statt. Der Außenleiter wird auf Erdpotenzial gebracht. Die Symmetrie der Spannungen in dieser Insellösung stellt sich wieder her. Die anderen Außenleiter haben dann eine höhere Spannung gegenüber der Erde als vor dem Fehlerfall. Da der erste Fehlerfall keine direkten Auswirkungen hat, muss auch noch nicht abgeschaltet werden. Das Netz hat so eine höhere Ausfallsicherheit. Um den Fehlerfall überhaupt zu bemerken, wird von allen Außenleitern die Isolation gegen Erde ständig durch ein Isolationsüberwachungsgerät gemessen. Ein festgestellter Isolationsfehler muss umgehend behoben werden. Die Schutzmaßnahme wirkt bei einem zweiten Fehlerfall nicht mehr. Es findet dann über die Erde ein Stromfluss zwischen den beiden beschädigten Außenleitern statt. Man setzt diese Netzform in Werkstätten zur Versorgung von instandzusetzenden Anlagen und Fahrzeugen ein, da hier bei einem ersten Fehler noch kein Unfall geschieht. Auch in Krankenhäusern und auf Seeschiffen kommen sie wegen der erhöhten Ausfallsicherheit zur Anwendung. Die Drehstromsysteme für Hilfsbetriebe der Triebfahrzeuge der Deutsche Bahn arbeiten auch mit einem IT-Netz, damit die Zugfahrt bei einem Fehler noch beendet werden kann.

4 TNC-Netz TN-C-Netz (frz. Terre Neutre Combiné) ist eine Netzform der Niederspannungsnetze. Die Sekundärseite des Trafos ist dabei mit einer Sternschaltung realisiert. Der Sternpunkt ist mit der Betriebserde der Schaltanlage in Verbindung und wird sodann als PEN-Leiter (kombinierter Neutralleiter mit Schutzleiterfunktion(PE) mit den Außenleitern (L1, L2, L3) mitgeführt. Gleichgültig, ob in blanker Freileitung, Setra- isolierter Leitung oder Erdkabel. Diese Netzform ist beschränkt auf Leiterquerschnitte von mindestens 10 mm2 Kupferleiter aufwärts oder mindestens 16 mm2 Aluminiumleiterquerschnitt aufwärts. Die Beschränkung wurde festgelegt, um die Wahrscheinlichkeit eines unterbrochenen PEN-Leiters gering zu halten. Das TNC-Netz ist die übliche Netzform für die Verteilung der Elektrizität zum Endverbraucher. Sie wird am letzten Transformator, der die 400-V-Ebene herstellt, realisiert. Dann wird sie bis zur Zählertafel im Hausanschlusskasten weitergeführt, dort erfolgt die Auftrennung in ein [[TNS-Netz]] mit separatem neuen Schutzleiter. Dieser neue Schutzleiter kann gemeinsam mit einem FJ- Schutzschalter (delta J=0,1A) einen Fehlerstrom detektieren und alle vom diesem FJ-Schutzschalter geschützten Stromkreise abschalten. Daher kommt es auch, daß in einem solchen Falle, um den FJ- Schutzschalter wiedereinschalten zu können, zuvor der schadhafte Verbraucher vom Netz abgeschaltet bzw. repariert werden muß. Hier in der Kundenanlage würde eine Unterbrechung des PEN-Leiters nicht nur die Schutzwirkung aufheben, sondern eine direkte Gefahr für Leib und Leben bedeuten. Handelt es sich bei den angeschlossenen Verbrauchern beispielsweise um Geräte der Schutzklasse 1 wie Waschmaschinen oder Kühlschränke, dann besteht das unmittelbare Risiko, daß das Gehäuse Netzspannungspotential (230 V) gegen Erde annimmt. Ein lebensgefähricher elektrischer Stromschlag wäre unausweichlich.

5 TNCS-Netz Das TN-C-S-System (frz. Terre Neutre Combiné-Separé) ist ein System nach Art der Erdverbindungen (früher Netzform). Die Sekundärseite des Transformators ist in Stern geschaltet. Der Sternpunkt ist geerdet und wird als kombinierter PEN-Leiter (frühere, nun veraltete Bezeichnung: Nullleiter ) mitgeführt. An einem bestimmten Punkt, spätestens ab der Stelle, an der der geforderte Mindestquerschnitt des PEN- Leiters unterschritten werden soll, wird der PEN-Leiter aufgeteilt in Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE). Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE) werden separat (elektrisch getrennt) weiter geführt. Dieses System nach Art der Erdverbindungen ist bei Wohnhausversorgungen in Deutschland weit verbreitet. Die Trennung von Schutzleiter und Neutralleiter findet zumeist im Schaltschrank statt. In Bereichen, in denen Schutzleiter und Neutralleiter getrennt geführt sind, werden Schutzmaßnahmen mit bei Differenzströmen (z. B: ΔJ = 0,1A) auslösenden Schutzeinrichtungen, wie die Fehlerstromschutzschalter, möglich.

6 TNS-Netz TN-S-System (frz. Terre Neutre Separé). Die Sekundärseite des Trafos ist dabei in einer Sternschaltung realisiert. Der Sternpunkt ist geerdet und wird als separater Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE) mitgeführt. Diese Netzform ist sicherer als das TN-C-System. Die Probleme, die dort aus einem unterbrochenen Neutralleiter resultieren können, treten hier nicht auf, die Schutzmaßnahme ist hierbei weiterhin gewährleistet. Einsatz jedoch nicht allzu häufig.

7 TT-Netz TT-Netz (frz. Terre Terre). Die Sekundärseite des Trafos ist in Stern geschaltet. Der Sternpunkt ist geerdet und wird als separater Neutralleiter (N) mitgeführt. Der Neutralleiter hat keine Schutzfunktion. Am Verbraucher muss eine eigene Erdung aufgebaut werden, mit der die Schutzerdung realisiert werden kann. Die Erdübergangswiderstände dafür sind sehr niedrig und nur schwer zu erreichen. Meist gibt es für diesen Aufwand keinen Grund. Bei der Bahn muss man ihn oft betreiben, um Rückwirkungen vom 162/3-Hz-Netz auf das 50-Hz-Netz zu vermeiden. Die Schutzmaßnahme Schutzerdung ist wegen der problematischen Erdungsbedingungen auf 6-A-Stromkreise begrenzt. Will man stärkere Stromkreise haben, so muss man auf die Fehlerstromschutzschaltung zurückgreifen. Auch bei der FI-Schutzschaltung ist die Auslösestromstärke von den Erdungsbedingungen abhängig.