Kapitel F

Schutz gegen elektrischen Schlag und elektrische Brände


IT- Auswahl von Schutzeinrichtungen: Unterschied zwischen den Versionen

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==== Schutz durch Leistungsschalter ====
== Schutz durch Leistungsschalter ==
Für den in {{FigureRef|F20}} dargestellten Fall müssen die Einstellungen für das unverzögerte und kurzzeitverzögerte Überstromauslösesystem gewählt werden. Die hier empfohlenen Zeiten können eingehalten werden. Der Kurzschlussschutz durch den Leistungsschalter NSX160 ist für die Beseitigung eines Außenleiterschlusses auf der Verbraucherseite der betreffenden Stromkreise geeignet.
Für den in {{FigureRef|F38}} dargestellten Fall müssen die Einstellungen für das unverzögerte und kurzzeitverzögerte Überstromauslösesystem gewählt werden. Die hier empfohlenen Zeiten können eingehalten werden. Der Kurzschlussschutz durch den Leistungsschalter NSX160 ist für die Beseitigung eines Außenleiterschlusses auf der Verbraucherseite der betreffenden Stromkreise geeignet.


{{FigImage|DB422230_DE|svg|F20|Leistungsschalterauslösung im Fall eines Doppelfehlers. Die berührbaren leitfähigen Teile sind mit einem gemeinsam geerdeten Schutzleiter verbunden.}}  
{{FigImage|DB422230_DE|svg|F38|Leistungsschalterauslösung im Fall eines Doppelfehlers. Die berührbaren leitfähigen Teile sind mit einem gemeinsam geerdeten Schutzleiter verbunden.}}  


'''Zur Erinnerung''': In einem IT-System werden zwei von einem Außenleiterschluss betroffene Stromkreise mit identischer Länge und identischen Leiterquerschnitten angenommen (der Querschnitt des PE-Leiters ist identisch mit den Querschnitten der Außenleiter). In so einem Fall ist die Impedanz der Stromkreisschleife bei Verwendung der [[Schutz bei indirektem Berühren im TN System#Konventionelle Methode|„konventionelle Methode”]] in Kapitel F doppelt so groß wie die, die für einen der Stromkreise im TN-System berechnet wurde (siehe Kapitel F, [[Automatische Abschaltung in TN-Systemen#Beispiel|Beispiel zu Abb.F12]]).
'''Zur Erinnerung''': In einem IT-System werden zwei von einem Außenleiterschluss betroffene Stromkreise mit identischer Länge und identischen Leiterquerschnitten angenommen (der Querschnitt des PE-Leiters ist identisch mit den Querschnitten der Außenleiter). In so einem Fall ist die Impedanz der Stromkreisschleife bei Verwendung der [[TN- Bestimmung der Kurzschlussstromwerte zur Einhaltung der Abschaltbedingung#Konventionelle Methode|„konventionelle Methode”]] in Kapitel F doppelt so groß wie die, die für einen der Stromkreise im TN-System berechnet wurde (siehe Kapitel F, [[TN- Prinzipieller Aufbau#Beispiel|Beispiel zu Abb.F17]]).


Der Widerstand der Stromkreisschleife errechnet sich aus:  
Der Widerstand der Stromkreisschleife errechnet sich aus:  
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Der Fehlerstrom beträgt daher  <math>0,8\times \sqrt 3 \times 230 \times 10^3/129 = 2470 A</math>.
Der Fehlerstrom beträgt daher  <math>0,8\times \sqrt 3 \times 230 \times 10^3/129 = 2470 A</math>.


==== Schutz durch Sicherungen ====
== Schutz durch Sicherungen ==
Der Strom I<sub>a</sub>, bei dem das Auslösen der Sicherung innerhalb einer festgelegten Zeit (wie zuvor beschrieben) sichergestellt sein muss, kann Auslösekennlinien der Sicherungen entnommen werden (siehe {{FigureRef|F15}} im Abschnitt [[Automatische Abschaltung in TN-Systemen#Schutz durch Sicherungen| Schutz durch Sicherungen]]).
Der Strom I<sub>a</sub>, bei dem das Auslösen der Sicherung innerhalb einer festgelegten Zeit (wie zuvor beschrieben) sichergestellt sein muss, kann Auslösekennlinien der Sicherungen entnommen werden (siehe {{FigureRef|F20}} im Abschnitt [[TN- Prinzipieller Aufbau#Schutz durch Sicherungen| Schutz durch Sicherungen im TN System]]).


Der notwendige Abschaltstrom der Schutzeinrichtung muss wesentlich kleiner sein, als die für den betreffenden Stromkreis berechneten maximalen Fehlerströme.
Der notwendige Abschaltstrom der Schutzeinrichtung muss wesentlich kleiner sein, als die für den betreffenden Stromkreis berechneten maximalen Fehlerströme.


==== Schutz durch Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzeinrichtungen (RCCBs) ====  
== Schutz durch Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzeinrichtungen (RCCBs) ==  
Für niedrige Kurzschlussstromwerte sind Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter erforderlich. Der Schutz bei indirektem Berühren kann durch die Verwendung eines Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalters für jedes Betriebsmittel gewährleistet werden.
Für niedrige Kurzschlussstromwerte sind Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter erforderlich. Der Schutz bei indirektem Berühren kann durch die Verwendung eines Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalters für jedes Betriebsmittel gewährleistet werden.
=== 2. Fall ===
* Betrifft Körper, die entweder einzeln (jedes Teil hat seinen eigenen Erdungsanschluss) oder gruppenweise (jede Gruppe hat einen Erdungsanschluss) geerdet sind.
Sind nicht alle Körper mit einem gemeinsam geerdeten Schutzleiter verbunden, kann der zweite Körperschluss/Erdschluss möglicherweise in einer anderen Gruppe oder einem separat geerdeten einzelnen Betriebsmittel auftreten. Es ist, verglichen mit dem 1. Fall, ein zusätzlicher Schutz notwendig. Dieser wird durch ein Fehlerstromschutzgerät sichergestellt, das sich jeweils an dem Leistungsschalter befindet, der jede Gruppe oder jedes separat geerdete Gerät absichert.
Der Grund für diesen zusätzlichen Schutz ist, dass die Erdungsanschlüsse der separaten Gruppen durch die Erde „verbunden” sind, so dass der Außenleiterschlussstrom beim Durchfluss durch die Erdverbindung durch die Erdungsanschlusswiderstände im Allgemeinen begrenzt wird, wodurch ein zuverlässiger Schutz durch Überstromschutzgeräte nicht mehr gewährleistet ist. Daher sind die empfindlicheren Schaltgeräte mit Fehlerstromschutz erforderlich, wobei deren Betriebsstrom den bei einem ersten Fehler auftretenden Strom überschreiten muss (siehe {{FigRef|F19}}).
{{tb-start|id=Tab1154|num=F19|title=Zusammenhang zwischen Ableitkapazität und Strom beim ersten Fehler|cols=2}}
{| class="wikitable"
|-
! Ableitkapazität (μF)
! Erster Fehlerstrom (A)
|-
| 1
| 0,07
|-
| 50
| 0,36
|-
| 30
| 2,17
|}
{{tb-notes
|txn1= '''Hinweis''': 1 μF ist die typische Ableitkapazität für ein 4-Leiter-Kabel mit einer Länge von 1 km.}}


Tritt ein zweiter Fehler innerhalb einer Gruppe mit gemeinsamem Erdungsanschluss auf, löst die Überstromschutzeinrichtung, wie zuvor für den 1. Fall beschrieben, aus.
Tritt ein zweiter Fehler innerhalb einer Gruppe mit gemeinsamem Erdungsanschluss auf, löst die Überstromschutzeinrichtung, wie zuvor für den 1. Fall beschrieben, aus.
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'''Hinweis 1''': Siehe auch Kapitel G, [[Schutz des Neutralleiters]].
'''Hinweis 1''': Siehe auch Kapitel G, [[Schutz des Neutralleiters]].


'''Hinweis 2''': In dreiphasigen Vierleiteranlagen wird der Überstromschutz im Neutralleiter manchmal durch Verwendung eines Ringstromwandlers über dem einadrigen Neutralleiter sichergestellt (siehe {{FigRef|F20}}).
'''Hinweis 2''': In dreiphasigen Vierleiteranlagen wird der Überstromschutz im Neutralleiter manchmal durch Verwendung eines Ringstromwandlers über dem einadrigen Neutralleiter sichergestellt (siehe {{FigRef|F39}}).
 
{{FigImage|DB422231_DE|svg|F20|Anwendung von Schaltgeräten mit Fehlerstromschutz, wenn die berührbaren leitfähigen Teile im IT-Netz einzeln oder gruppenweise geerdet sind}}


{{footnotes}}
{{FigImage|DB422231_DE|svg|F39|Anwendung von Schaltgeräten mit Fehlerstromschutz, wenn die berührbaren leitfähigen Teile im IT-Netz einzeln oder gruppenweise geerdet sind}}  
<references>
{{fn-detail|1|Der Ohmsche Fehlerstrom gegen Erde durch die nicht unendlich hochohmige Isolierung der Leiter wird in diesem
Beispiel als vernachlässigbar betrachtet.}}
{{fn-detail|2|Auf Grundlage der „konventionellen Methode”, die im ersten Beispiel im Abschnitt 3.3 erwähnt wird.}}
</ref>
</references>


[[en:Automatic_disconnection_on_a_second_fault_in_an_IT_system]]
[[en:IT system - Implementation of protections]]

Aktuelle Version vom 17. Februar 2022, 12:16 Uhr

Schutz durch Leistungsschalter

Für den in Abbildung F38 dargestellten Fall müssen die Einstellungen für das unverzögerte und kurzzeitverzögerte Überstromauslösesystem gewählt werden. Die hier empfohlenen Zeiten können eingehalten werden. Der Kurzschlussschutz durch den Leistungsschalter NSX160 ist für die Beseitigung eines Außenleiterschlusses auf der Verbraucherseite der betreffenden Stromkreise geeignet.

Abb. F38 – Leistungsschalterauslösung im Fall eines Doppelfehlers. Die berührbaren leitfähigen Teile sind mit einem gemeinsam geerdeten Schutzleiter verbunden.

Zur Erinnerung: In einem IT-System werden zwei von einem Außenleiterschluss betroffene Stromkreise mit identischer Länge und identischen Leiterquerschnitten angenommen (der Querschnitt des PE-Leiters ist identisch mit den Querschnitten der Außenleiter). In so einem Fall ist die Impedanz der Stromkreisschleife bei Verwendung der „konventionelle Methode” in Kapitel F doppelt so groß wie die, die für einen der Stromkreise im TN-System berechnet wurde (siehe Kapitel F, Beispiel zu Abb.F17).

Der Widerstand der Stromkreisschleife errechnet sich aus:

[math]\displaystyle{ FGHJ = 2R_{JH}= 2\rho\frac{L}{a} }[/math] ,in mΩ

wobei gilt:

ρ = Widerstand eines Kupferstabes mit einer Länge von 1 m und einem Querschnitt von 1 mm2, in mΩ
L = Stromkreislänge in m
a = Leiterquerschnitt in mm2

FGHJ = 2 x 22,5 x 50/35 = 64,3 mΩ

und der Schleifenwiderstand B, C, D, E, F, G, H, J beträgt 2 x 64,3 = 129 mΩ.

Der Fehlerstrom beträgt daher [math]\displaystyle{ 0,8\times \sqrt 3 \times 230 \times 10^3/129 = 2470 A }[/math].

Schutz durch Sicherungen

Der Strom Ia, bei dem das Auslösen der Sicherung innerhalb einer festgelegten Zeit (wie zuvor beschrieben) sichergestellt sein muss, kann Auslösekennlinien der Sicherungen entnommen werden (siehe Abbildung F20 im Abschnitt Schutz durch Sicherungen im TN System).

Der notwendige Abschaltstrom der Schutzeinrichtung muss wesentlich kleiner sein, als die für den betreffenden Stromkreis berechneten maximalen Fehlerströme.

Schutz durch Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzeinrichtungen (RCCBs)

Für niedrige Kurzschlussstromwerte sind Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter erforderlich. Der Schutz bei indirektem Berühren kann durch die Verwendung eines Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalters für jedes Betriebsmittel gewährleistet werden.

Tritt ein zweiter Fehler innerhalb einer Gruppe mit gemeinsamem Erdungsanschluss auf, löst die Überstromschutzeinrichtung, wie zuvor für den 1. Fall beschrieben, aus.

Hinweis 1: Siehe auch Kapitel G, Schutz des Neutralleiters.

Hinweis 2: In dreiphasigen Vierleiteranlagen wird der Überstromschutz im Neutralleiter manchmal durch Verwendung eines Ringstromwandlers über dem einadrigen Neutralleiter sichergestellt (siehe Abb. F39).

Abb. F39 – Anwendung von Schaltgeräten mit Fehlerstromschutz, wenn die berührbaren leitfähigen Teile im IT-Netz einzeln oder gruppenweise geerdet sind
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