Home Elektroinstallation Elektroinstallation TN-C-S-System mit Mehrfacheinspeisung

Verbindung von Transformatorsternpunkten

TN-C-S-System mit Mehrfacheinspeisung

Auf einen Blick Mehrfacheinspeisung liefert Diskussionsstoff Sowohl in Deutschland als auch auf internationaler Ebene ist es oft schwierig, einheitliche Begriffsbestimmungen zu finden

Physik und Normen Die streng elektrotechnische Betrachtung muss Vorrang haben, aus der sich am Ende der naheliegendste ­Normenbezug herstellen lässt
Die Redaktion »de« wurde in einer Leserzuschrift darauf aufmerksam gemacht, dass in der Februarauslieferung der VDE-Bestimmungen das Buch der Schriftenreihe 144 mit dem Titel: »Der Lotse durch die DIN VDE 0100« beigefügt war. Auf der Seite 25 des Buches fiel dabei das Bild 100-10 auf, das sich auf ein ­TN-C-S-System mit Mehrfacheinspeisung bezieht. Die Autoren sprechen dort von einem Sternpunktverbindungsleiter, den sie als PEN-ähnlich bezeichnen. Von diesem Leiter hatte der Leser noch nichts in seiner Praxis gehört. Nach der Darstellung im Bild sähe es aus, als würde ein sechster Leiter als Sternpunktverbindungsleiter benötigt. Diesen kennt in der Praxis aber niemand. So kommt dann etwa die Frage auf, ob dieser Leiter dann für die doppelte Stromtragfähigkeit ausgelegt werden müsse, so könne man das Bild auch interpretieren.

Begriffe in deutschen Normen

Bild 1: Analoge Darstellung von Bild 100-10 aus der VDE-Schriften­reihe Band 144
Bild 1: Analoge Darstellung von Bild 100-10 aus der VDE-Schriften­reihe Band 144
Einen Sternpunktverbindungsleiter gibt es – zumindest derzeit – in den deutschen Normen nicht, auch nicht außerhalb der Normen der Reihe DIN VDE 0100. Der von den Autoren der Schriftenreihe verwendetet Begriff »Sternpunktverbindungsleiter« stammt vermutlich aus Österreich. Dort wird ein solcher Leiter als »Sternpunkt-Verbindungs-Leiter (SVL)« bezeichnet. Diese Abweichung, bei der Bezeichnung dieses Leiters von der physikalischen Gegebenheit liegt vermutlich daran, dass man in der Fachwelt Österreichs – leider auch zum Teil international – nicht akzeptieren wollte, dass es sich dabei physikalisch um einen PEN-Leiter handelt.

Das lässt sich auch aus dem Bild 31D1 von DIN VDE 0100-100:2009-06 erkennen (Bild 2), wo der mit b) gekennzeichnete Pfeil einen Bezug zu einem PEN in der Legende herstellt. Unter »b« ist dort also Folgendes ausgeführt: »Der Leiter von entweder den Transformatorsternpunkten oder den Generatorsternpunkten zur PEN-Schiene in der Niederspannung-Hauptverteilung muss isoliert verlegt sein. Die Funktion dieses Leiters ist wie die eines PEN-Leiters; jedoch darf der Leiter nicht an elektrische Verbrauchsmittel angeschlossen sein.«
Bild 2: Bild 31D1 von DIN VDE 0100-100 (VDE 0100): 2009-06; TN-C-S System mit Mehrfacheinspeisung und 
mit getrenntem Schutzleiter und Neutralleiter zu elektrischen Verbrauchsmitteln
Bild 2: Bild 31D1 von DIN VDE 0100-100 (VDE 0100): 2009-06; TN-C-S System mit Mehrfacheinspeisung und mit getrenntem Schutzleiter und Neutralleiter zu elektrischen Verbrauchsmitteln
Da dieser Leiter – anders als von den Autoren der VDE-Schriftenreihe 144 angegeben – physikalisch sowohl die Unsymmetrieströme (Neutralleiterströme) als auch die Fehlerströme zu den Stromquellen zurückführen muss, kann es sich hier also nur um einen PEN-Leiter handeln. Zur Bestätigung sollte man IEV IEC 60050 bzw. DIN VDE 0100-200 zu Rate ziehen. Diese Normen bestätigen ebenfalls meine hier geschilderte Interpretation. Hier noch mal zur Bekräftigung meiner Aussage die Definition gemäß DIN VDE 0100-200):2006-06, Abschnitt 826-13-25: »PEN-Leiter, Leiter, der zugleich die Funktionen eines Schutzerdungsleiters und eines Neutralleiters erfüllt.«
Quelle: Hörmann, Schröder
Quelle: Hörmann, Schröder
Das Bild 31D1 habe ich – aus meiner Sicht – hier etwas verständlicher in den Bildern 3 und 4 dargestellt. Die Autoren der VDE-Schriftenreihe 144 geben an, dass dieser »Sternpunktverbindungsleiter« nicht als Neutralleiter für Betriebsmittel verwendet werden darf. Die Aussage der Österreicher steht demgegenüber im Gegensatz und ist auch richtig – sie definieren: »Der Sternpunktverbindungsleiter erfüllt primär die Funktion eines N-Leiters, führt jedoch im Fehlerfall auch die zu den Sternpunkten zurückfließenden Fehlerströme.«
Bild 4: Darstellung eines »zentral geerdeteten« TN-Systems für den Weg des Fehlerstromes (rot). Das Bild ist analog zum Bild 18.27 
aus der 4. Auflage der VDE-Schriftenreihe, Band 140, mit dem Titel »Schutz gegen elektrischen Schlag in Niederspannungsanlagen«
Bild 4: Darstellung eines »zentral geerdeteten« TN-Systems für den Weg des Fehlerstromes (rot). Das Bild ist analog zum Bild 18.27 aus der 4. Auflage der VDE-Schriftenreihe, Band 140, mit dem Titel »Schutz gegen elektrischen Schlag in Niederspannungsanlagen«

Diskussionen in der Fachwelt

Ich habe mich inzwischen überzeugen lassen, dass für einen Leiter, der zwei Sternpunkte miteinander verbindet, ein neuer Name gefunden werden sollte bzw. muss. Dieser Leiter führt zunächst sowohl Fehlerströme als auch Unsymmetrieströme – also wäre es formal ein PEN-Leiter. Aber abweichend von einem klassischen PEN-Leiter darf dieser Leiter bzw. diese Schiene nicht mit geerdeten Schutzleitern bzw. mit Erde verbunden werden – ausgenommen an der »zentralen« Erdungsstelle.
Bild 5: Eines von drei Beispielen für den PEN-Anschluss
Bild 5: Eines von drei Beispielen für den PEN-Anschluss
Dies ist der Punkt, an dem dieser Leiter nur einmal mit der geerdeten Schutzleiterschiene verbunden werden darf. Wir müssen aber auch berücksichtigen, dass an diesen speziellen Verbindungsleiter (PEN-Leiter, Sternpunktverbindungsleiter oder wie man ihn zukünftig auch immer nennen wird), Neutralleiter angeschlossen werden dürfen. Es dürfen jedoch keine PEN-Leiter angeschlossen werden, die in die elektrische Anlage führen.

Um diesen Sachverhalt in einer elektrischen Anlage etwas übersichtlicher zu gestalten, kann es sinnvoll sein, für die beiden oder auch für mehrerer »Sternpunktverbindungsleiter« ein kurzes Stück Schiene vorzusehen (Bild 5) – analog der Darstellung von Bild 54.1c aus DIN VDE 0100-540:2012-06. Zusätzlich ist dann natürlich auch eine Schutzleiterschiene und ein isoliert aufgebauter Neutralleiter vorzusehen.

Man muss sich zusätzlich die Frage stellen, wie der Unsymmetriestrom bei der zeichnerischen Darstellung im Bild 100-10 der VDE-Schriftenreihe 144 (hier: Bild 1) zu den beiden Stromquellen zurückfließen soll, wenn der Neutralleiter für die Verbrauchsmittel nur mit einer Stromquelle verbunden ist und diese Stromquelle aus wartungstechnischen Gründen außer Funktion ist.

Empfehlung des Autors

Meine Empfehlung ist es immer zunächst die Anforderungen und Aussagen in den VDE-Bestimmungen zu berücksichtigen. Nur dann, wenn Interpretationen notwendig werden, sollten autorenspezifische Informationen – wie hier geschildert – berücksichtigt werden. In vielen Fällen findet sich auch Unterstützung auf der Internetseite der Fachzeitschrift »de« www.elektro.net oder beim DKE-Telefonservice. Entsprechende Ansprechpartner findet der Leser auf der Homepage der DKE, unter www.dke.de.
Quellen zum Thema
  • DIN VDE 0100-100
  • DIN VDE 0100-200
  • DIN VDE 0100-540
  • Rudnik, S.; Pelta, R.: Der Lotse durch die DIN VDE 0100, VDE-Schriftenreihe Band 144, 3. Auflage, VDE Verlag, 2018

Belastbarkeit des verbindenden Leiters

Kommen wir nun zur Frage, ob der hier diskutierte Leiter für die doppelte Stromtragfähigkeit ausgelegt werden muss oder auch nicht. Selbst wenn man das Bild 1 als solches in Frage stellt, kann dieser Leiter normalerweise keinen größeren Strom führen müssen, als er in einem Außenleiter zum Fließen kommen kann. Der Fehlerstrom wird zwar wesentlich größer sein, aber dafür nur über sehr kurze Zeit.

Das stimmt allerdings nur dann, wenn nicht mit Oberschwingungsströmen >10 % zu rechnen ist und der Querschnitt dieses Leiters mit dem Querschnitt der Außenleiter übereinstimmt. Eine mögliche Höherdimensionierung ist nicht eine Anforderung an diesen Leiter als solches, sondern gilt grundsätzlich für alle Neutralleiter im Drehstrom-System – und damit auch für alle PEN-Leiter. Wie diesbezüglich zu verfahren ist, kann dem Abschnitt 431.2 von DIN VDE 0100-430:2010-10 entnommen werden. Eine Betrachtung an dieser Stelle würde den vorhandenen Rahmen sprengen.
Buchtipp
Projektierung von Niederspannungsschaltanlagen
Projektierung von Niederspannungsschaltanlagen
Ismail Kasikci: Projektierung von Niederspannungsanlagen
Betriebsmittel, Vorschriften, Praxisbeispiele

3., neu bearb. Auflage 2010, 780 Seiten, gebunden, 49,00 €, Hüthig Verlag, 2010, ISBN: 978-3-8101-0274-4

https://shop.elektro.net/
PP18034
Artikel als PDF herunterladen

Sollte es Probleme mit dem Download geben oder sollten Links nicht funktionieren, wenden Sie sich bitte an kontakt@elektro.net

Über den Autor
hoermann
Werner Hörmann

Gelernter Starkstrommonteur und dann viele Jahre als Projektant für Schaltan­lagen und Steuerungen bei Siemens tätig. Aktive Normung in verschiedenen Komitees und Unterkomitees der DKE. Seine Spezialgebiete sind u. a. die Er­richtungsbestimmungen nach DIN VDE 0100 (VDE 0100) – insbesondere Schutz gegen elektrischen Schlag –, die Niederspannungs-Schaltanlagen nach DIN EN 60439 (VDE 0660-500 bis -514) oder das Ausrüsten von elektrischen Maschinen nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1). Werner Hörmann ist Verfasser zahlreicher Beiträge in der Fachzeitschrift »de« sowie Autor diverser Fachbücher.

Newsletter

Das Neueste von
elektro.net direkt in Ihren Posteingang!