IT- Prinzipieller Aufbau

• In diesem System müssen die aktiven Teile entweder gegen Erde isoliert oder über eine ausreichend hohe Impedanz geerdet sein.
• Diese Impedanz darf zwischen Erde und dem Sternpunkt des Systems oder einem künstlichen Sternpunkt liegen.
• Der künstliche Sternpunkt darf unmittelbar mit der Erde verbunden werden, wenn die resultierende Nullimpedanz des Systems ausreichend hoch ist.
• Wenn kein Sternpunkt ausgeführt ist, darf ein Außenleiter über eine Impedanz mit Erde verbunden werden.

Die grundlegende Eigenschaft des IT-Erdungssystems besteht darin, dass das System bei einem Fehler zwischen Phasen und Erde unterbrechungsfrei weiterbetrieben werden kann. Ein solcher Fehler wird als "erster Fehler" bezeichnet.

Der bei Auftreten des ersten Fehlers fließende Fehlerstrom gegen Erde bewegt sich im Milliampère-Bereich. Die Fehlerspannung gegen Erde ist das Produkt aus diesem Strom und dem Widerderstand des Erdungsanschlusses der Anlage und des PE-Leiters (vom fehlerhaften Element zum Erdungsanschluss). Dieser Spannungswert ist ungefährlich und erreicht maximal nur einige Volt (z. B. führen ein 1000 Ω-Erdungswiderstand R_A mit einem Strom von 230 mA und ein Erdungsanschluss der Anlage von 50 Ω zu einer Spannung von 11,5 V).

Das System kann normal arbeiten, bis es zweckmäßig ist, den fehlerhaften Abschnitt für Reparaturarbeiten zu trennen. Dies verbessert die Kontinuität des Betriebs.

In der Praxis erfordert das IT-System bestimmte spezifische Maßnahmen zu seiner zufriedenstellenden Nutzung:

• Permanente Überwachung der Isolation gegen Erde, die das Auftreten des ersten Fehlers (akustisch oder optisch) signalisieren muss
• Eine Einrichtung zur Begrenzung der Spannung, die der Sternpunkt des Speisetransformators gegen Erde erreichen kann
• Eine Einrichtung zur Isolationsfehlersuche und geschultes Wartungspersonal. Die automatische Fehlerlokalisierung erhöht die Verfügbarkeit der elektrischen Anlage dabei erheblich.
• Bei Auftreten eines „zweiten Fehlers“ muss eine automatische Schnellauslösung entsprechender Leistungsschalter erfolgen, bevor der erste Fehler behoben wird. Der zweite Fehler (per Definition) ist ein Erdschluss, der einen anderen stromführenden Leiter betrifft als der erste Fehler (dies kann ein Phasen- oder Neutralleiter im System sein, in dem der Neutralleiter verteilt ist, siehe Abbildung F39 ).

Beispiel 1

In der auf Abb. F32 dargestellten vereinfachten Schaltung ist der Sternpunkt der Stromquelle über einen 1500 Ω Widerstand mit der Erde verbunden. Der Strom durch den Erdungswiderstand beträgt im Fehlerfall 153 mA (bei einem 230/400-V-Drehstromnetz). Die durch diesen Strom verursachte Fehlerspannung gegen Erde ist das Produkt aus diesem Strom und dem Widerstand des Schutzleiters plus Erdungswiderstand (vom fehlerhaften Bauteil zur Elektrode), der vernachlässigbar ist.

Abb. F32 – vereinfachte Schaltung

Maximale Abschaltzeiten

Die Abschaltzeiten für IT-Systeme hängen von der Art der Erdung der Körper (einzeln, in Gruppen oder gemeinsame Erdung) ab.

Für Endstromkreise zur Versorgung von elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln mit einem Bemessungsstrom unter 63 A, deren berührbare leitfähige Teile mit dem Erdungsanschluss der Anlage verbunden sind, ist die maximale Abschaltzeit in Tabelle F8 angegeben. Für die anderen Stromkreise innerhalb derselben Gruppe, deren berührbare leitfähigen Teile ebenfalls verbunden sind, beträgt die maximale Abschaltzeit 5 s. Der Grund dafür ist, dass jeder Doppelfehler einen Kurzschlussstrom wie im TN-System zur Folge hat.

Für Endstromkreise zur Versorgung von elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln mit einem Bemessungsstrom unter 63 A, deren berührbare leitfähige Teile an einen unabhängigen, elektrisch vom Erdungsanschluss der Station getrennten Erdungsanschluss anschlossen sind, wird die maximale Abschaltzeit in Abbildung F12 in Abschnitt Festgelegte maximale Abschaltzeit im TT System angegeben. Für die anderen Stromkreise innerhalb derselben Gruppe, deren berührbare leitfähige Teile nicht verbunden sind, beträgt die maximale Abschaltzeit 1 s.

Der Grund dafür ist, dass jeder Doppelfehler, der durch einen Isolationsfehler in dieser Gruppe und dem Isolationsfehler in einer anderen Gruppe entsteht, einen Fehlerstrom erzeugt, der durch die verschiedenen Erdanschlusswiderstände wie im TN-System begrenzt wird.