Ein Beitrag zur rechnerischen Bestimmung von ...

Diplomarbeit Grundlagen
Wie schon vorher gezeigt wurde, kann man durch Erdung des PEN-Leiters an
mehreren Stellen (od. durch zusätzliche Erdung der Betriebsmittel) die Höhe der
Fehlerspannung reduzieren und damit diese Gefahr beheben. Je häufiger der
PEN-Leiter geerdet wird, desto geringer wird die Wahrscheinlichkeit, dass die
maximal zulässige dauerhafte Fehlerspannung ansteht.
In komplexen Systemen ist eine rechnerische Voraussage über die Höhe der
Fehler- bzw. Berührungsspannung nur schwer möglich. Daher muss als
zusätzlicher Schutz die Zeit des Anstehens der Fehlerspannung durch Einhaltung
der 1. Nullungsbedingung begrenzt werden.
2.4.3.1. Erste Nullungsbedingung – Ausschaltbedingung
Die Schutzorgane und Leiterquerschnitte sind so aufeinander abzustimmen, dass
im Fehlerfall (Kurzschluss oder Körperschluss) eine Abschaltung innerhalb der
festgelegten Zeit (ÖVE/ON E 8001, ÖVE/ÖNORM E 8383) erfolgt. Dies gilt als
erfüllt, wenn
Z S ⋅ I a ≤ U N (Phase)
ZS......Schleifenimpedanz der Fehlerschleife
Ia........Ausschaltstrom der Überstromschutzorgane
entsprechend Nennstrom und Ausschaltstromfaktor
( I a = m ⋅ I N )
Für Verteilungsnetze gilt: m........1,6
(lt. ÖVE/ON E8001-1:
für Nennspannungen bis 230/400 V...1,6;
für höhere Nennspannungen...2,5)
eingehalten wird.
Probleme können hier lange Leitungen zu einzelnen Verbrauchern bereiten, wo
die Fehlerschleifenimpedanz aufgrund der Länge des Außenleiters und des
PEN-Leiters zu groß wird und damit der Fehlerstrom nicht mehr die nötige Höhe
erreicht. In diesem Fall ist der Einbau von Fehlerstromschutzschaltern (I∆N) zur
Einhaltung der Nullungsbedingung erforderlich (separater Neutralleiter und
PE-Leiter!!).
2.4.3.2. Zweite Nullungsbedingung – Erdungsbedingung
Der PEN-Leiter ist in der Nähe der Stromquelle (meist Trafosternpunkterdung =
Betriebserdung) und nahe den Enden der Netzausläufer (für Abzweige von mehr
als 100m Länge) zu erden. Damit kann ein etwaiger Fehlerstrom bei
Unterbrechung des PEN-Leiters immer zumindest über diese Erdungen
„ausweichen“. Ansonsten würde die volle Phasenspannung an den, hinter der
Fehlerstelle an den PEN-Leiter angeschlossenen Betriebsmittelgehäuse anstehen
und vor allem unbemerkt anstehen bleiben.
Gabbauer Anton Seite 17