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Potentialausgleich an Glasfaserumsetzern

Auf einen Blick

Glasfaser potentialfrei Ein Vorteil der Signalübertragung per Glasfaser ist, dass es eine galvanische Entkopplung zur Signalquelle gibt

Umsetzer auf elektrische Signale Im Bereich des Hausanschlusses wird das optische Signal auf ein elektrisches Signal umgesetzt. Ab hier kommen also Potentialprobleme ins Spiel

Potentialausgleich beachten In einer derartigen Situation gilt es zu unterscheiden, ob ein Potentialausgleich zum Zwecke der Funktion oder für eine Schutzmaßnahme erforderlich ist

Unser Leser J. B. aus Bayern wandte sich mit folgendem Problem an die Redak­tion »de«: »Wir sind ein regionaler Energieversorger, der mehrere Sparten an Dienstleistungen anbietet. Unter anderem auch Breitbandversorgung mit Internet, Telefon und TV über Glasfasertechnologie. Dieser Dienst ist nur im Gebiet unserer Stromversorgung erhältlich, welches als TN-System  ausgeführt ist. Für den Ausbau der Glasfasertechnologie in den Gebäuden bieten wir verschiedene Möglichkeiten an, z. B. eine Variante, bei der ein Umsetzer für Glasfaser in den Keller gebaut wird, der das Signal der Glasfaser in bis zu acht möglichen VDSL-Ausgängen ausgibt. Dieser  Umsetzer wird durch von uns beauftragte Subunternehmen in den Kellern der Häuser installiert.

Die Umsetzer werden mit einem NYM-J 3 x 1,5 über einen eigenen Leitungsschutzschalter fest angeschlossen. Im Inneren der Umsetzers befindet sich ein zweipoliger Leitungsschutzschalter B 4 A. An diesem wird der Außen- und Neutralleiter angeschlossen. Zudem gibt es eine Klemme für den Schutzleiter, die mit dem Metallgehäuse des Umsetzers verbunden ist. Zusätzlich ist noch ein weiterer Erdungsanschluss-Punkt vorhanden. In der Regel werden die VDSL-Abgänge mittels eines J-Y(St)Y 10 x 2 x 0,6 zu einer LSA+-Leiste geführt. Dort wird das VDSL-Signal auf die Leitungen des Hausnetzes verteilt. Wenn gewünscht, besteht noch die Möglichkeit über einen F-Stecker-Ausgang im Umsetzer mittels eines Koaxial-Kabels in das Kabelfernsehen zu speisen. Dabei wird das Koaxial-Kabel auf den Eingang des vorhandenen Hausverstärkers geklemmt und dieser eingepegelt.

Nun gibt es in einigen alten Häusern keine Potentialausgleichsschiene. In diesen Fällen weigert sich der Subunternehmer den angegebenen Umsetzer zu installieren, da er der Meinung ist, er müsse den Potentialausgleich komplett nachrüsten, um das Gehäuse des Umsetzers über die Erdungsklemme in den Potentialausgleich einbeziehen zu können. Nachdem wir uns die  einschlägigen VDE-Vorschriften durchgelesen hatten, sind wir allerdings auf keine eindeutige Aussage gestoßen. Deshalb stellen sich uns noch einige Fragen:

  • Muss das Metallgehäuse des Umsetzers noch einmal zusätzlich über den Erdungspunkt in den Potentialausgleich eingebunden werden, obwohl der Schutzleiter auf das Gehäuse geklemmt ist?
  • Ist der Subunternehmer verpflichtet einen kompletten Potentialausgleich nachzurüsten, wenn noch keiner oder nur ein über den Hausanschlusskasten mit den Wasserleitungen usw. verbundener Potentialausgleich vorhanden ist?
  • Ist der Subunternehmer verpflichtet, wenn die BK-Anlage noch nicht in den Potentialausgleich eingebunden ist, diesen nachzurüsten oder ist es ausreichend, wenn der Schirm unserer Übergabe-Koaxialleitung über den Umsetzer mit dem Schutzleiter verbunden ist?«

Betrachtung der Normenlage

Sie beschreiben in Ihrer Anfrage, dass sie ein regionaler Energieversorger sind und neben der Stromversorgung als zusätzliche Leistung eine Breitbandversorgung anbieten.  Diese aber nur im Gebiet der Stromversorgung ­geboten wird, das als TN-System ausgeführt ist.  Aus meiner Sicht hat der Hinweis auf  das TN-Netzsystem im Zusammenhang mit dem  »Schutzpotentialausgleich nach DIN VDE 0100-410« keine besondere Bedeutung, da nach Abschnitt 411.3.1.2 der Schutzpotentialausgleich grundsätzlich gefordert ist.

Es wird gefordert, dass in jeder Anlage, in der ein Schutzpotentialausgleich ausgeführt wird, die Haupterdungsschiene  mit dem Schutzpotentialausgleichsleiter,  dem Erdungsleiter,  dem Schutzleiter und – falls erforderlich – mit dem Funktionserdungsleiter verbunden werden muss. Der PEN-Leiter im TN-C-Netzsystem wird in diesem Zusammenhang nicht erwähnt, sondern dazu wird in der DIN VDE 0100-540:2012-06 als Teil 5-54: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen und Schutzleiter, u. a. im Abschnitt 543.4 die Behandlung des PEN-, PEL- oder PEM-Leiters detailliert und gesondert behandelt.

Soweit zum derzeitigen Stand der Normung und damit auch gleich zum Kern ihrer Anfrage.

Alte Gebäude ohne Potentialausgleichsschiene

Sie beschreiben, dass es in einigen alten Häusern keine Potentialausgleichsschiene gibt. Das ist nach meiner Berufserfahrung nicht ungewöhnlich. Wobei diese Tatsache aber nicht bedeutet, dass es keine Erdung und keinen Potentialausgleich in dem jeweiligen Gebäude gibt. Wenn eine Erdungsanlage nach früheren Normen vorhanden ist, kann ggf. nach Prüfung und gezielten Nachrüstungen der Schutz- und Funktionspotentialausgleich nach dem Stand der aktuellen Normung erreicht werden.

Auch in der gültigen Ausgabe der DIN VDE 0100-410:2007-06) wird nicht ausgeführt, wo die Verbindung zwischen dem PEN-Leiter und der Haupterdungsschiene zu erfolgen hat. Ergänzend beschreibt diese Norm den sogenannten zusätzlichen Schutzpotentialausgleich, der die Möglichkeit aufzeigt, den Schutzpotentialausgleichsleiter (PB) nicht an der Haupterdungsschiene, sondern unter bestimmten Voraussetzungen am PE eines Verteilers aufzulegen. Das sollten Sie jetzt bitte nur als eine zusätzliche Information verstehen, da diese Variante in den oben beschriebenen Anlagen sicherlich nicht zur Anwendung kommen kann.

Schwarz-Weiß-Bilder der Elektroinstallation

Es ist bei elektrischen Anlagen in »alten« Gebäuden nach meiner Erfahrung kaum vorstellbar, dass nicht im Laufe einiger Jahrzehnte Nachrüstungen und Erweiterungen nach dem jeweiligen »Stand der Technik und Normung« erfolgt sind, die einen »Hauptpotentialausgleich« (Begriff aus der alten Norm VDE 0190) notwendig gemacht hätten. Bei älteren Gebäuden, die bis Ende der 50er Jahre erbaut wurden, gab es keine Fundamenterder, keine Haupterdungsschiene und auch keine Potentialausgleichschiene. Zumindest war das nicht die Regel, sondern eher die Ausnahme. Die Erdung erfolgte über Rohr-, Oberflächen- und Kreuzerder sowie auch sogenannte Erdplatten, die direkt verbunden wurden. Später wurden z. T. Bandeisenerder unter den Streifenfundamenten eingelegt und in das Gebäude geführt. Danach erfolgten die Verbindungen zu den Verteilern und Zähleranlagen je nach Netzform bis »Mitte 60er« zum »MP-Mittelpunktsleiter (grau) oder zum SL-Schutzleiter (rot).

Im Zuge der fortschreitenden Technisierung der Gebäude mit Zentral-Heizungsanlagen und Umwälzpumpen sowie elektrischer Warmwassererzeugung wurde dann ein »geerdeter« Potentialausgleich grundsätzlich zwischen Kalt- und Warmwasserleitungen und der Heizungsanlage bis hin zur Antennenanlage hergestellt. Zu Beginn der 60er kamen die ersten Potentialausgleichs-Schienen zum Einsatz. Diese Maßnahmen wurde als Schutzmaßnahme gegen zu hohe Berührungsspannungen in der VDE 0100 und VDE 0140 zum Thema Erdung bereits zu Beginn der 50er Jahre festgelegt. Mit der letzten Ausgabe der VDE 0100 und VDE 0190 im Mai 1973 im Format DIN A5, wurde diese Anforderung zum Hauptpotentialausgleich in der VDE 0190 bis zum Mai 1991 fortgeführt.

Allerdings wurde nicht immer explizit eine eigenständige »Erdungsanlage« nach heutigen Gesichtspunkten gefordert. Die Art und Weise der Ausführung einer Erdungsanlage ist relativ variabel (siehe dazu DIN VDE 0100-540). Soweit zunächst einmal meine Anmerkungen zum Thema Schutz-, Funktions- und Potentialausgleich. Ihre weiteren Ausführungen, einschließlich Ihrer Fragen, beschreiben Vorschläge und Maßnahmen, die im Wesentlichen nach meiner Einschätzung auch notwendig sind. Deshalb möchte ich nachfolgend auf die entsprechenden Zusammenhänge direkt eingehen.

Gängige Praxis zwischen Soll und Ist

Dass ein Schutzpotentialausgleich zwingend erforderlich ist, ergibt sich aus der Tatsache, dass ein Breitband-Glasfaserleiter/kabel in das Gebäude eingeführt wird, in dem das Metallgehäuse mit dem örtlichen Schutzleiter verbunden ist und alle anderen leitfähigen Verbindungen (z. B. Koaxkabel, J-Y(St)Y 10x2x06 etc.) innerhalb des Gebäudes mit anderen Potentialen in Verbindung kommen können und werden. Der Weg, den Sie in der letzten Frage als Lösung angedacht haben, d. h. den Schutzleiter der Kundenanlage auf den Schirm ihrer GF-Einspeisung zu legen, ist keine Lösung, sondern im Gesamtzusammenhang betrachtet eines der Probleme.

Ich halte es für geboten, den Zusammenhang nachfolgend etwas genauer zu erläutern. Auch weil Sie in ihrer Beschreibung auf ein besonderes Merkmal des Breitband-Umsetzers innerhalb des Metallgehäuses hinweisen. Sie sprechen innerhalb des Metallgehäuses von einem zusätzlichen Erdungsanschluss Punkt.

Ohne Detailkenntnisse vermute ich einmal, dass es sich dabei um den Anschluss des sogenannten Funktionserdungsleiters handeln könnte.  Dazu jetzt einige Erläuterungen, um den vorgenannten Zusammenhang zu verdeutlichen. Bei Einrichtungen im Sinne der sogenannten strukturierten Verkabelungen in Gebäuden mit infor­mationstechnische Einrichtungen nach DIN EN 50173, werden u. a. aus EMV-Gründen Vorgaben zur Unterscheidung zwischen Erdung und Schirmung nach der Norm DIN EN 50310 (VDE 0800 Teil 2-310) getroffen.

Man unterscheidet zwischen zwei Erdungsarten, der Schutzerdung und der Funktionserdung.  Die Schutzerdung dient dem Personenschutz und soll im Fehlerfall vor einem elektrischen Schlag schützen. Die Funktionserdung soll die Funktionen und damit den dauerhaften Betrieb der Anlagen sicherstellen. Bei der Funktionserdung handelt es sich praktisch um einen Potentialausgleich, der zwischen den elektronischen Baugruppen einen Spannungsausgleich erreichen soll.  Dazu werden die »Massen« über die Funktionserde mit der Haupterdungsschiene direkt verbunden.

Ein Potentialausgleich zu Zwecken der Störspannungsminderung muss hochfrequenztauglich und niederohmig ausgeführt werden. Bei symmetrischer Spannungsversorgung ist dies der Mittelpunkt mit 0 V und bei asymmetrischer Spannungsversorgung ist das oft der Minuspol der Spannungsquelle. Transformatoren in elektronischen Baugruppen werden häufig über eine Schirmwicklung mit der Funktionserde verbunden, um netzseitige Störungen abzuleiten. Als Merkmal der Verbindungen gilt, direkt ohne Parallelverbindungen, um Maschen und »Vagabunden« zu verhindern.

Leider sind aber immer noch elektronische Komponenten im Umlauf, bei denen die gemeinsame Massung (GND) zur Erdung immer noch mit dem Schutzleiter verbunden werden. Als Folge fließen Schutzleiterströme und vagabundierende Ableitströme über die Massungen und Komponenten, was zwangsläufig zu Störungen und Ausfällen führen kann. Soviel zum Hintergrund der Funktionserdung, die Stand der Technik ist.

Zwischen Aufgabe und Verpflichtung

Ich glaube aber auch zwischen ihren Zeilen zu erkennen, dass es neben den technischen Fragen nicht nur um die normative Umsetzung und Nachrüstung des Schutzpotentialausgleichs geht, sondern nach meinem Eindruck auch um die Frage, wer für welche Aufgaben und Arbeiten die Verantwortung und letztlich die Kosten übernimmt?

Damit sind wir bei der Frage zum Leistungsverzeichnis als Grundlage der Auftragsvergabe an die von ihnen genannten Subunternehmen. Welche Leistungen wurden im Einzelnen vertraglich vereinbart – z. B. welche Leistungen sind im Auftrag enthalten oder können als Zusatzleistungen vom Auftragnehmer bei Bedarf und Genehmigung berechnet werden?

Im Zusammenhang mit der Installation des von Ihnen erwähnten sogenannten Breitband-Umsetzers innerhalb der Kundenanlage stellen sich deshalb für mich einige grundsätzliche und rechtliche Fragen. Sie fragen, ob es eine Verpflichtung zur Nachrüstung gibt.

Ich gehe davon aus, dass sie als Energieversorger (EVU bzw. VNB) in ihren Versorgungsbedingungen und Verträgen u. a. auf die Technische Anschlussbedingung (TAB) als eine Grundlage verweisen oder eine andere formale Regelung anwenden. Demzufolge müssten ja die Fragen nach fehlenden Voraussetzungen zum Anschluss der Breitbandanlage an die elektrische Kundenanlage im Vorfeld berücksichtigt worden sein.

Üblicherweise werden von anderen Energieversorgern mit ähnlichen Angeboten Ergänzungen zur TAB oder spezielle Vereinbarungen getroffen. Dabei geht es u.a. um regulatorische Rahmenbedingungen bei der Mitbenutzung bestehender Infrastrukturen, z. B. in bestehenden Gebäuden und Kundenanlagen. Unter anderem basierend auf das Telekommunikationsgesetz (TKG 2012), Abschnitt 3, nach der Novelle 2012, das dieses Thema ausführlich beinhaltet.

So findet sich beispielsweise in der Ergänzung zu einer TAB eines anderen Anbieters folgender Hinweis: »Der Abschlusspunkt des Breitbandkabelnetzes ist der Hausübergabepunkt (HÜP). Er bildet den Abschluss des Breitbandkabelnetzes und stellt die Schnittstelle zur Hausverteilanlage dar. Die elektrische Energie für die Installation, den Betrieb und die Instandhaltung sowie den erforderlichen Potentialausgleich einschließlich zugehöriger Erdung, sind vom Kunden auf eigene Kosten bereitzustellen. Für die Installation und Unterhaltung der technischen Einrichtungen ist vom Kunden der Zutritt zum Gelände/Gebäude zu gestatten und auf eigene Kosten die dafür erforderlichen und geeigneten Räume rechtzeitig bereitzustellen und während der Dauer des Vertrages in einem Zustand zu erhalten, welcher es dem Versorger ermöglicht, ihren Verpflichtungen nachzukommen.«

Verantwortlichkeiten klären

In erster Linie ist der Betreiber oder Eigentümer der elektrischen Anlage verantwortlich für den sicheren Zustand seiner Elektroanlage und damit aus Ihrer Sicht für seine Kundenanlage. Deshalb werden zwingende Voraussetzungen, definierte Schnittstellen, Eigentumsgrenzen und Zugangsrechte vertraglich geregelt. Es gibt Anbieter, die den Anschluss an die Kundenanlage verweigern, wenn die technischen und sicherheitstechnischen Voraussetzungen nicht gegeben sind.

Zum Ende noch einmal ein Blick auf Ihre drei Fragen: Die erste Frage, ob das Metallgehäuse des Umsetzers noch einmal zusätzlich über den Erdungspunkt in den Potentialausgleich eingebunden werden muss, obwohl der Schutzleiter mit dem Gehäuse verbunden ist, wurde zuvor ausreichend erklärt. Auch die zweite und damit verknüpfte dritte Frage zur Leistung und Verantwortung, habe ich soweit aus den Informationen erkennbar ist m. E. umfassend beantwortet.

Fazit

Gestatten Sie mir nun zum Schluss noch einmal den Hinweis, dass die Grundlagen des Schutzes gegen elektrischen Schlag in der derzeitig gültigen Fassung der DIN VDE 0100-410:2007-06 festgelegt sind. Notwendige Hinweise zur Funktionserdung finden sich u.a. in der Norm DIN EN 50173-4 (VDE 0800-173-4).

Die vertragsrechtlichen Regelungen mit Ihrem Auftragnehmer einerseits und mit dem Eigentümer bzw. Betreiber der Kundenanlage andererseits können nur vor Ort und intern in Ihrem Unternehmen geklärt werden. Daraus resultiert nach Ihren Ausführungen ggf. die Nachrüstung einer Erdungsanlage mit Anlagenerder, Haupterdungsschiene und mit entsprechenden Schutzpotentialverbindungen und separater Funktionspotentialverbindung zum genannten Metallgehäuse.  

Es gilt in jedem Fall das Schutzziel zu erreichen: Schutz gegen elektrischen Schlag sowie der dauerhafte und sichere Betrieb der elektrischen Anlage – in diesem Falle konkret der Breitbandversorgung.

Vorschriften zum Thema
  • DIN VDE 0100-410:2007-06: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-41: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag
  • DIN VDE 0100-540:2012-06 Teil 5-54, Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen und Schutzleiter
  • DIN EN 50173-4 (VDE 0800-173-4):2013-04, Informationstechnik – Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlagen – Teil 4: Wohnungen
  • DIN EN 50310 (VDE 0800-2-310):2011-05, Anwendung von Maßnahmen für Erdung und Potentialausgleich in Gebäuden mit Einrichtungen der Informationstechnik
  • Telekommunikationsgesetz (TKG) 2012

 

PP 14263

Über den Autor
Autorenbild
Gerhard Budde

Freier Fachautor und Referent für Elektrotechnik, Lennestadt

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