Ein Beitrag zur rechnerischen Bestimmung von ...

Diplomarbeit Grundlagen
2.4. Netzsysteme und deren Eigenschaften
2.4.1. IT-System
C E
C E
C E
Z Zul
CE.....Erdkapazität
RA.....Ausbreitungswiderstand am fehlerbehafteten Betriebsmittel
ZÜF....Fehlerübergangswiderstand
ZZul....Widerstand der Zuleitung zum Fehlerort
Z ÜF
R A
Abbildung 6: Fehlerstromkreis bei sattem Körperschluss
(Fehlerübergangswiderstand ZÜF≈0) im IT-System mit Ersatzschaltung
Gabbauer Anton Seite 12
L 1
L 2
L 3
N
- j
U n
3
X CE
3
I F
ZF ≈ RA
Bei oberflächlicher Betrachtung erscheint ein Berühren spannungsführender Teile
ungefährlich, da sich kein geschlossener Stromkreis ausbilden kann. Bei großen
Netzen kann jedoch bei Erdschluss ein Stromfluss über die Erdkapazitäten der
gesunden Phasen entstehen, der gefährliche Höhen erreichen kann.
Die Höhe des einpoligen Kurzschlussstromes hängt im wesentlichen von der Höhe
der Erdkapazitäten ab, da XCE hochohmig ist und damit der Einfluss der
Längsimpedanzen (ZZUL) des Netzes vernachlässigt werden kann.
6
(
10
X CE = in [Ω]; CE...Erdkapazität in [µF/km]; l...Länge der Leitung in [km])
ω ⋅ C E ⋅ l
Damit berechnet sich der nahezu rein kapazitive Fehlerstrom IF aus:
3 ⋅U
n ( verk.)
I F = (Berechnung siehe [2] Seite 357ff.)
3⋅
Z − jX
F
CE
Man sieht, dass bei ausgedehnteren Netzen (große Leiterlängen l) XCE
niederohmiger wird und damit die Höhe des Fehlerstromes gefährliche Werte
annehmen kann. Dieser Fehlerstrom ruft am Erdungswiderstand des
fehlerbehafteten Körpers eine Fehlerspannung UF (UPT) hervor. Da aber die Höhe
des Fehlerstromes nicht ausreicht das vorgeschaltete Überstromschutzorgan zum
Auslösen zu bringen, kann die Fehlerspannung unbemerkt am Körper (Gehäuse)
stehen bleiben. Aus diesem Grund muss beim IT-System zum Schutz bei
indirektem Berühren folgende Bedingung erfüllt sein: RA ⋅ I F ≤ U T max (dauernd
zulässige Berührungsspannung).
U F