VDE-Schriftenreihe 66 EMV nach VDE 0100 Erdung, Potentialausgleich, TN, TT- und IT-System, Vermeiden von Induktionsschleifen, Schirmung, Lokale Netze Obering. Dipl.-Ing. Wilhelm Rudolph Dipl.-Ing. Otmar Winter LHB 11 819 206 1995 VDE-VERLAG GMBH Berlin Offenbach
Inhalt Anerkennung der Mitarbeit und Zuarbeit 3 Zu den Autoren 4 Einführung 5 EMV nach VDE 0100 6 Gedanken zur Geschichte der EMV oder zur Beeinflussung elektrischer Anlagen 7 Leitsätze für Schutzerdungen - ein historischer Rückblick zum Themenkreis Erdung" 11 Entwicklungsgang der Leitsätze für Schutzerdung (von 1913-1932) 12 Literatur 13 Teil 1: Elektromagnetische Verträglichkeit, Lokale Netze, Bürokommunikation 27 Vorbemerkung zum Teil 1 27 1 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) 29 1.1 Physik der Störbeeinflussung 29 1.2 Störquellen 29 1.3 Ausbreitung und Kopplung 30 1.3.1 Galvanische Kopplung 30 1.3.2 Induktive Kopplung 30 1.3.3 Kapazitive Kopplung 31 1.3.4 Einstrahlung, Abstrahlung 32 1.4 Störsenke, Störwirkung 32 1.5 Gegenmaßnahmen 33 2 EMV-Gesetz der Bundesrepublik Deutschland 35 2.1 EMV für Anlagen und Netze DIN VDE 0100 Teil 444/09.94 Entwurf 35 3 Projekt Bürokommunikation" aus energietechnischer Sicht in einem existierenden Gebäudekomplex 37 3.1 Verkabelung, Backbone-Netz, logische Konfiguration 38 3.2 Starkstromanlage 42 3.3 Störquellen 43 19
3.4 Induktiver Spannungsfall 45 3.5 Potentialausgleich 47 3.6 Induktionsspannungen in elektrischen Leitungen 50 3.7 Einseitiges oder beidseitiges Erden von Schirmen - Anschließen an den Potentialausgleich 55 3.8 Induktionsspannungen in Leitungsschleifen 57 3.9 Verschiedene Leitungsverlegungen (Beispiele) 59 3.10 Begrenzung der Induktionsspannungen 62 3.11 Maßnahmen zur EMV-Verbesserung 64 4 Projekt Bürokommunikation" aus informationstechnischer Sicht 65 4.1 OSI-Referenzmodell 65 4.1.1 Bitübertragungsschicht (Physical Layer) 65 4.1.2 Sicherungsschicht (data link layer) 66 4.1.3 Vermittlungsschicht (Network Layer) 68 4.1.3.1 Brückenvergleich ISO 8802-Brücken 69 4.1.4 Transportschicht (Transport Layer) 69 4.1.5 Sitzungsschicht (Session Layer) 70 4.1.6 Darstellungsschicht (Presentation Layer) 70 4.1.7 Anwendungsschicht (Application Layer) 70 4.2 LAN 70 4.2.1 CSMA/CD nach IEEE 802.3 (Carrier Sense Multiple Acces Collison Detection) 73 4.2.2 Token-Bus nach IEEE 802.4 78 4.2.3 Token Ring nach IEEE 802.5 80 4.3 Brücken zwischen den Standards ISO 8802.3, ISO 8802.4, ISO 8802.5 96 4.4 Jitter-Probleme im Token Ring 97 4.5 LAN-Verkabelung unter EMV-Gesichtspunkten 101 4.6 Bewertung der Zugriffsverfahren und EMV 103 Literatur zu Teil 1 105 Teil 2: DIN VDE 0100 und Elektromagnetische Verträglichkeit... 107 Vorbemerkung zum Teil 2 107 Gedanken zur EMV-Planung 108 Literatur 109 Abschnitt 100 Anwendungsbereich 111 100.1 DINVDE0100 111 100.2 IEC-Publikation 364 111 20
Abschnitt 200 Begriffe und Begriffserklärungen (Definitionen) 113 200.1 Grundsätze zur Begriffserklärung 113 200.2 Begriffe im EMVG vom 9. November 1992 113 200.3 Interpretation zu Anlagen und Geräten im Sinne des EMVG... 113 200.3.1 Schutzanforderungen nach dem EMVG 4(1) 113 200.3.2 Interpretation des BAPT 114 200.4 Eine Randbemerkung zu dem Ausdruck Erdung" (Erde, erden; englisch: earthing, earth, to earth; französisch: terre, mise ä la terre) 114 200.5 Kunstwörter in der Fachsprache von DIN VDE 0100 114 200.6 Eine Liste von Begriffen und Begriffsbestimmungen, die beim Lesen in diesem Buch häufiger benötigt werden 115 Abschnitt 300 Festlegung allgemeiner Grundsätze zur Planung einer elektrischen Anlage 121 Abschnitt 310 Systeme (Netze) nach Art der Erdverbindungen 123 310.1 Charakteristische Merkmale 123 310.2 Beschreibung der drei Systeme 123 Literatur 126 310.3 Beschreibung der Kurzzeichen 126 310.4 TN-System mit drei Varianten 127 310.5 Bezug der Systeme zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) 128 310.5.1 Anmerkung zum Ausdruck EMV-freundlich" 129 310.6 Die drei Systeme TN, TT und IT in Gebäudeanlagen 129 310.7 Anwendung des TN-S-Systems in Gebäudeanlagen 129 310.8 Anwendung des TT-Systems in Gebäudeanlagen 130 310.9 Anwendung des IT-Systems in Gebäudeanlagen 130 310.10 Anmerkung zum TT- und IT-System 130 310.11 Netz oder System? 131 Abschnitt 320 Äußere Einflüsse auf elektrische Betriebsmittel 133 320.1 Äußere Einflüsse 133 320.2 Klima und Atmosphäre 133 320.3 Umgebungstemperatur (Lufttemperatur) und Luftfeuchte (Kurzzeichen AB in der Tabelle 320-A) 135 320.3.1 Luftfeuchte 135 320.3.2 Absolute Luftfeuchte 135 21
320.3.3 Relative Luftfeuchte 138 320.3.4 Taupunkt 139 320.3.5 Normenhinweise 139 320.4 Mikro-Umgebungsbedingungen/Mikroklimate 139 Abschnitt 330 Verträglichkeit elektrischer Betriebsmittel 141 Abschnitt 410 A Schutzleiter-Schutzmaßnahmen in der Praxis elektrischer Anlagen von Gebäuden 143 410.1 Allgemeines 143 410.2 Abschaltbedingung im TN-System 143 410.3 Abschaltbedingungen im TT-System 146 410.4 Bedingungen im IT-System 146 410.5 Hauptpotentialausgleich 147 410.6 Zusätzlicher Potentialausgleich 151 410.7 Erdungswiderstand eines Gebäudes 152 410.8 Zusammenfassung zu Abschnitt 410 A 153 Literatur zum Abschnitt 410 A 154 Abschnitt 410 B Weitere Schutzmaßnahmen nach Teil 410 von DIN VDE 0100 155 410.9 Allgemeines 155 410.10 Schutz durch Kleinspannung: SELV und PELV sowie FELV-System 155 410.10.1 Einführung 156 410.10.2 Gliederung 156 410.10.3 Unterscheidungs-Schwerpunkte 157 410.10.4 Anwendungsgebiete 159 410.10.5 EMV bei SELV, PELV und FELV 159 410.10.6 Erklärung der Kurzzeichen 160 410.11 Schutztrennung 160 410.12 Schutzisolierung 162 410.13 Schutz durch erdfreien, örtlichen Potentialausgleich 164 410.13.1 Allgemeines 164 410.13.2 EMV durch erdfreien, örtlichen Potentialausgleich 165 410.13.3 Schutz gegen elektrischen Schlag mit erdfreiem, örtlichem Potentialausgleich 166 22
Abschnitt 440 Schutz gegen Überspannungen 167 Abschnitt 443 Schutz gegen Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse und von Schaltvorgängen 169 443.1 Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse 169 443.2 Systemeigene Beherrschung (Eigenschutz) (englisch: inherent control) 169 443.3 Beherrschung durch Schutzeinrichtungen (englisch: protective control) 170 443.4 Schaltüberspannung 171 443.5 Auswahl und Errichten der Überspannungs- Schutzeinrichtungen 171 443.6 Auswahl von elektrischen Betriebsmitteln unter Beachtung der Überspannungskategorie 172 443.7 Überspannungsfestigkeitskategorien (Kurzform: Überspannungskategorien) - ein nicht ganz neuer Begriff in DIN VDE 0100 172 443.7.1 Was versteht man unter Überspannungskategorien? 172 443.7.2 Zweck der Überspannungsfestigkeitskategorien 174 443.7.3 Verfügbarkeit 174 443.7.4 Überspannungsfestigkeitsniveau und Isolationskoordination... 174 443.7.5 Kennzahlen (engl.: characteristic numerals) 174 443.7.6 Dämpfung von Überspannungen 174 443.8 Isolationskoordination (Definition) 174 443.9 Erläuterungen zur Mikro-Umgebung 175 443.10 An wen richten sich die Überspannungskategorien? 177 443.11 Überspannungsschutz für Freileitungsanlagen 177 Abschnitt 444 Schutz gegen elektromagnetische Störungen 179 444.1 Vermeiden oder Reduktion von elektromagnetischen Störungen in Gebäuden 179 444.2 Grundsätzliche Maßnahmen 180 444.3 Liste von Anforderungen (Beispiele) für die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) in Gebäuden 180 444.4 Maßnahmen für Gebäude, die mit einem PEN-Leiter ausgestattet sind 184 444.5 Signalverbindungen zwischen Gebäuden 185 444.6 Methode zum Anschluß von Transformatoren mit getrennten Wicklungen 192 Literatur 193 23
Abschnitt 510 Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel (allgemein) 195 510.1 Beachtung von äußeren Einflüssen 195 510.2 Maßnahmen gegen zu hohe Ableitströme 196 510.3 Beispiele für maximale Ableitströme bei Wechselspannung... 197 Abschnitt 534 Auswahl und Errichtung von Einrichtungen zum Schutz gegen Überspannungen 199 540.4.5.7 540.4.5.8 540.4.6 540.4.7 540.5 540.5.1 540.5.2 540.5.3 540.6 540.7 Grundsätze zur Erdung Grundsätze zu einigen Begriffen Allgemeine Anforderungen Erdungsanlagen Zweck der Erdung Grundsätze zur Auswahl und Errichtung von Erdungsanlagen Elektrochemische Einflüsse bei Erdungsanlagen und Erdern.. Arten von Erdern Ausbreitungswiderstände von Erdern Leitfähigkeit des Erdbodens Fundamenterder Allgemeines zum Fundamenterder Werkstoffe für Fundamenterder Ausführung des Fundamenterders Verlegung des Fundamenterders Korrosive Einflüsse von Fundamenterdern Spezifischer Erdwiderstand für Fundamenterder Erdungswiderstand (Ausbreitungswiderstand) von Fundamenterdern Fundamenterder und Blitzschutzanlagen Stahlbewehrung von Betonfundamenten als Fundamenterder. Erdungsleiter Haupterdungsschiene, Haupterdungsklemme, Potentialausgleichsschiene Schutzleiter und Schutzleiterquerschnitt Schutzleiterquerschnitt (Mindestquerschnitte) Arten von Schutzleitern Durchgehende Verbindung von Schutzleitern Kombinierte Erdung für Schutz- und Betriebs(Funktions-) -zwecke; PEN-Leiter Potentialausgleichsleiter 2011/ 201 : 201 :: 202,': 203, 2031; 203 203 r 208: 210; 213; : 216' 216! 217; 218 220'i 221! ; 22 lj 222, 222; 221 223' 223, 224" 225: 226; 24
540.8 Stahlbewehrung von Betonfundamenten als Erder oder als Erdungsleiter und Potentialausgleichsleiter 229 540.9 Erdung in Gebieten mit dichter (geschlossener) Bebauung 230 Literatur zum Abschnitt 540 231 Abschnitt 548 Erdung und Potentialausgleich für Anlagen und Betriebsmittel der Informationstechnik 233 548.1 Einführung 233 548.2 Zusätzliche Vorkehrungen für die Erdung und den Potentialausgleich von Betriebsmitteln und Anlagen der Informationstechnik 235 548.3 Anwendung der Haupterdungsklemme oder -schiene 235 548.4 Verträglichkeit mit dem PEN-Leiter 235 548.7 Erdungssammeileiter und Potentialausgleich für Funktionszwecke 236 548.7.1 Erdungssammeileiter 236 548.7.1.1 Leiterprofil 237 548.7.2 Ausführung des Potentialausgleichs für Funktionszwecke 237 548.7.2.1 Querschnitt des Potentialausgleichsleiters zu Funktionszwecken 237 548.10 Anhang A des IEC-Abschnitts 548 Signalanschlüsse (-Verbindungen) in Gebäuden mit vorhandenem PEN-Leiter 238 548.11 Anhang B des IEC-Abschnitts 548 Vorkehrungen für die Elektromagnetische Verträglichkeit 238 548.12 Anhang C des IEC-Abschnitts 548 Signalübertragung zwischen unterschiedlichen Bereichen des Potentialausgleichs (unterschiedliche Gebäude oder Gebäudeteile) 240 Literatur zum Abschnitt 548 241 Anhang 243 Anhang 1A Struktur der DIN VDE 0100 243 Anhang 1B Diagramm zur DIN VDE 0100 245 Anhang IC Struktur der IEC-Publikation 364 und des CENELECHD384 246 Anhang 2 Gesetz über die Elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten (EMVG) 248 Anhang 3 Schreiben des Bundesamts für Post und Telekommunikation zum EMVG in der Fassung vom 30. August 1995, BGB1 vom 8. September 1995 255 Anhang 3A Informationsblatt zum EMVG 258 25
Anhang 3B Anschriften der Außenstellen des B APT 263 Anhang 3C Übersicht über die Außenstellen des B APT 265 Anhang 4 CE-Kennzeichnung 266 Anhang 5 Einteilung der Schutzklassen 0 bis III und ihre Hauptmerkmale nach DIN VDE 0106 Teil 1/05.82 und IEC-Publikation 536 (1976) 268 Anhang 6 Kennzeichnung von Leitern mit Symbolen nach DIN 40900 Teil 11/03.88, Schaltzeichen für Netze und Elektroinstallation. IEC-Publikation 617-11 (1983)... 268 Verzeichnis von Abkürzungen (Kurzzeichen) 269 Glossar zur Informationstechnik 273 Stichwortverzeichnis 299 26