Eigenschaften von TT-, TN- und IT-Systemen

Aus Planungskompendium Energieverteilung

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TT-System

(siehe Abb. E33)

TT-System:

  • Personenschutz: Es müssen Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCDs) verwendet werden.
  • Betrieb: Unterbrechung beim ersten Isolationsfehler

Abb. E33TT-System

Anmerkung: Sind die berührbaren leitfähigen Teile an einigen Punkten geerdet, muss für jede Stromkreisgruppe, die an einen gegebenen Erder angeschlossen ist, eine Fehlerstromschutzeinrichtung installiert werden.

Die wichtigsten Eigenschaften

  • Im TT-System ist ein Punkt direkt geerdet und die Körper im Netz sind mit Erdern verbunden, die unabhängig von den Erdern des Versorgungssystems sind.
  • Hinsichtlich Planung und Installation die einfachste Lösung. Wird in Netzen verwendet, die direkt über das öffentliche NS-Verteilnetz versorgt werden.
  • Erfordert keine kontinuierliche Überwachung während des Betriebs (ggf. ist eine regelmäßige Prüfung der Fehlerstromschutzeinrichtungen notwendig).
  • Schutz durch spezielle Einrichtungen: Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCDs), die ebenso für den Brandschutz eingesetzt werden dürfen, wenn sie auf ≤ 500 mA eingestellt sind.
  • Jeder Isolationsfehler führt zu einer Unterbrechung der Energieversorgung, jedoch wird der Ausfall auf den fehlerhaften Stromkreis begrenzt durch Reihenschaltung (selektive RCDs) oder Parallelschaltung (Stromkreisgruppen) der Fehlerstromschutzeinrichtungen.
  • Verbraucher oder Anlagenteile, die während des Normalbetriebs hohe Ableitströme erzeugen, erfordern spezielle Maßnahmen, um Fehlauslösungen zu vermeiden, d.h. eine Versorgung der Verbraucher über einen Trenntransformator (Transformator mit getrennten Wicklungen) oder die Verwendung von speziellen Fehlerstromschutzeinrichtungen (siehe Empfehlungen für die Auswahl von Fehlerstrom Schutzeinrichtungen in Kapitel F).

TN-System

(siehe Abb. E34 und Abb. E35)

TN-System:

  • Personenschutz:
    • Verbindung und Erdung der berührbaren leitfähigen Teile und des Neutralleiters sind obligatorisch.
    • Unterbrechung bei Auftreten des ersten Fehlers mit Hilfe einer Überstromschutzeinrichtung (Leistungsschalter, Leitungsschutzschalter oder Sicherungen).
  • Betrieb: Unterbrechung beim ersten Isolationsfehler.

Abb. E34TN-C-System

Abb. E35TN-S-System

Die wichtigsten Eigenschaften

  • Allgemeine Aspekte zum TN-System:
    • Das TN-System umfasst mehrere Unterschemas (TN-C, TN-S, TNC-S).
    • Jedes Erdungsschema kann für die Gesamtheit einer NS-Anlage angewendet werden. Es können jedoch auch mehrere Erdungsschemas in derselben Anlage gleichzeitig vorhanden sein, jedoch nie TN-C nach TN-S.
    • Um sicher zu sein, dass der Schutz unabhängig von der Fehlerstelle wirksam ist, muss der Fehlerstrom größer als der Auslösestrom der Schutzeinrichtung sein. Diese Bedingung muss bei der Projektierung der Anlage durch Berechnung aller Stromkreise der Verteilung überprüft werden.
    • Jede Veränderung oder Erweiterung muss durch einen Elektrofachmann geplant und durchgeführt werden.
    • Kann im Fall von Isolationsfehlern größere Schäden der Wicklungen von drehenden Maschinen verursachen.
    • Kann an feuergefährdeten Einsatzorten aufgrund der höheren Fehlerströme eine größere Gefahr darstellen, daher sind in diesen Bereichen Fehlerstromschutzeinrichtungen vorgeschrieben.
  • Zusätzliche Aspekte zum TN-C-System:
    • Erscheint zunächst weniger kostspielig (ein Leiter weniger)
    • Ist in bestimmten Fällen nicht gestattet:
      • Feuergefährdete Einsatzorte
      • Für IT-Anlagen (Oberschwingungsströme im Neutralleiter vorhanden)
  • Zusätzliche Aspekte zum TN-S-System:
    • Kann sogar mit flexiblen Leitern und kleinen Querschnitten verwendet werden.
    • Bietet durch die Trennung des Neutralleiters und des Schutzleiters einen reinen PE-Leiter (Computersysteme und Einsatzorte mit besonderen Risiken).

IT-System

(siehe Abb. E36)

IT-System:

  • Schutz:
    • Verbindung und Erdung von berührbaren leitfähigen Teilen
    • Anzeige des ersten Fehlers durch eine Isolationsüberwachungseinrichtung (IMD)
    • Unterbrechung beim zweiten Fehler mit Hilfe von Überstromschutzeinrichtungen (Leistungsschalter, Leitungsschutzschalter oder Sicherungen)
  • Betrieb:
    • Überwachung des ersten Isolationsfehlers
    • Obligatorische Fehlerortung und -beseitigung
    • Unterbrechung bei zwei gleichzeitig auftretenden Isolationsfehlern

(1) Überspannungs-Schutzeinrichtung(Surge Protecting Device)

Abb. E36IT-System

Die wichtigsten Eigenschaften

  • Im IT-System sind alle aktiven Teile von Erde getrennt oder ein Punkt ist über eine Impedanz mit Erde verbunden. Die Körper der elektrischen Anlage sind entweder einzeln oder gemeinsam geerdet oder gemeinsam mit der Erdung des Systems verbunden.
  • Diese Lösung bietet die beste Betriebskontinuität.
  • Die Fehlerspannung eines ersten Fehlers bleibt niedrig und ist ungefährlich, und die Anlage kann bei einem ersten Fehler in Betrieb bleiben. Es muss jedoch eine Anzeige des ersten Isolationsfehlers stattfinden, damit man informiert ist, dass ein Fehler vorhanden ist, um diesen zu suchen und zu beseitigen, bevor ein zweiter Fehler auftritt.
  • Erfordert Wartungspersonal zur Überwachung und für den Betrieb.
  • Erfordert einen hohen Isolationspegel im Netz (setzt bei sehr großen Netzen eine Aufteilung und die Verwendung von Trenntransformatoren zur Versorgung von Verbrauchern mit hohen Ableitströmen voraus).
  • Die Überprüfung der Auslösung bei zwei gleichzeitig auftretenden Fehlern muss mit Hilfe von Berechnungen der verschiedenen Möglichkeiten des Auftretens zweier Fehler in der Planungsphase durchgeführt werden.
  • Der Schutz des Neutralleiters muss gewährleistet sein (siehe Schutz des Neutralleiters im Kapitel G).