Ein Beitrag zur rechnerischen Bestimmung von ...

Diplomarbeit Grundlagen
U n
3
U PEN
I F
R A
R B
U F
Annahme: Z ÜF = 0 ; RA
+ RB
>> Z PEN
→ Z PEN // RA
+ RB
≈ Z PEN
→
U PEN
=
U Z
Z PEN
+ Z
Gabbauer Anton Seite 16
n
L1
PEN
3
Annahme: Z PEN ≈ Z L1
→
1 U n
U PEN = ⋅
2 3
U
mit F
U
R A
=
R + R
erhält man weiter
PEN
→
A
U
F
B
=
1 U n R A
⋅ ⋅
2 3 RA
+ RB
Man sieht, dass, selbst wenn das Betriebsmittel keine direkte Erdung besitzt, nur
ungefähr die Hälfte der Phasenspannung als maximale Fehlerspannung anliegen
kann (UE). Bei einer zusätzlichen direkten Erdung des Betriebsmittels teilt sich die
Spannung UPEN noch entsprechend obigem Verhältnis der Ausbreitungs-
widerstände auf (bei RA = RB
⎯⎯→
=
1 U n
U F ⋅ ⋅ )
4 3
Gefahren:
Beim Körperschluss an einem Betriebsmittel tritt durch den anteiligen Fehlerstrom
im PEN-Leiter auch eine Fehlerspannung entlang dieses Leiters auf, die größer
als 65 V sein kann. Dadurch nehmen alle an den PEN-Leiter angeschlossenen
Betriebsmittelgehäuse, die sich von der Einspeisung her gesehen hinter der
Fehlerstelle befinden, die volle Fehlerspannung an.
R B
U’
F
U F
U’
F
Bezugserde 0 V
U F=U /2
ph
U F
L 1
L 2
L 3
PEN
R B
U’ F =U ph/4
RA.....Ausbreitungswiderstand am fehlerbehafteten Betriebsmittel
RB.....Betriebserdung (Ausbreitungswiderstand der Trafo-Sternpunkterdung)
UF.....Fehlerspannung
UF´....Teil-Fehlerspannung
Abbildung 9: Fehlerspannungsverteilung
bei sattem Körperschluss
ohne zusätzliche PEN-Erdung
(aus [2] Seite 371)
Bezugserde 0 V
R A
U=U /4
F ph
Abbildung 10: Fehlerspannungsverteilung
b. sattem Körperschluss mit
zusätzlicher PEN-Erdung und RA = RB
(aus [2] Seite 372)
L 1
L 2
L3 PEN