Praxisfrage

Dauerhafte Ströme auf Schutzleitern

Frage gestellt am 24. Juni 2019

,

Bei der Inbetriebnahme des Niederspannungsnetzes eines Gebäudes für die Pharmaindustrie mit Büro und Herstellungsbereichen wurden Fehlerströme auf dem PE-Leiter in der NSHV/USV-Verteilung (NSHV = Niederspannungshauptverteilung; USV = unterbrechungsfreie Stromversorgung) in Höhe bis ca. 16 A mit einer Strommesszange gemessen. Der Aufbau des Netzes besteht ­kurz beschrieben aus folgenden Komponenten:

  • Transformatoren: Einspeisung von 2 x 800 A auf eine NSHV
  • Die NSHV versorgt zwei Stromschienen mit 800 A und 1000 A, an welche verschiedene Verbraucher bzw. Maschinen angeschlossen sind
  • Die NSHV versorgt eine USV außerhalb des Gebäudes, welche wiederum eine NSHV-USV speist (entweder Bypass oder direkt)
  • Die NSHV-USV versorgt wiederum zwei Stromschienen mit 800 A und 1000 A im Gebäude.

Das System wird nach der Trafoeinspeisung in der NSHV von einem TN-C zu einem TN-S-­System aufgetrennt und es gibt auch nur einen zentralen Erdungspunkt. Die Zeichnung mit den gemessenen Fehlerströmen und die Gesamtübersicht der Energieverteilung lege ich der Anfrage bei (Bild).

Nun folgende Fragen zur Problematik: Wie hoch darf der Strom auf dem Schutzleiter genau sein und in welcher Norm steht das? Mit Schutzleiter meine ich nicht Endstromkreise, sondern Verteilstromkreise bzw. auf PE-Schienen in Gebäuden (GHV) oder Niederspannungshauptverteilungen (NSHV). Hinter dem gemessenen Strom ist keine große Leistung bzw. Berührungsspannung zu befürchten. Das ist aber m. E. kein Grund diesen Strom zu vernachlässigen.

Wer steht bei dieser Problematik in der Verantwortung, das Planungsbüro oder der Elektroinstallateur? Oder evtl. der Bauherr, der verschiedene Verbraucher an das Netz anschließt und eventuelle Fehlerströme einbringt?

T. W., Sachsen

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Kommentare aus der Community (4)

  1. Guten Tag,

    durch die Prüfung elektrischer Anlagen und Maschinen habe ich bereits mehrfach Bekanntschaft mit Strömen auf dem Schutzleiter gemacht.
    Besonders in der Industrie kommen diese sehr häufig und in sehr großen Werten vor. Wie in dem Artikel beschrieben sind die Hauptverursacher erfahrungsgemäß Filtermaßnahmen, insbesondere bei Frequenzumrichtern.
    Abgesehen davon das solche Ableitströme unvermeidbar sind und, wie ebenfalls in dem Artikel dargestellt wurde, Forderungen hinsichtlich des Schutzleiterquerschnitts bei Ableitströmen über 10mA bestehen, gibt es in der DIN VDE 0113-1 (bzw. EN 60204-1) einen Hinweis auf eine weitere Schutzmaßnahme.
    Dort wird unter Punkt 8.2.8 auf eine Abschaltung der Versorgungsspannung bei Verlust des Schutzleiters hingewiesen. Allerdings steht dieser Punkt nur als Alternative zu den Froderungen des Schutzleiterquerschnitts in der Norm.
    Eine Interpretation der Berufsgenossenschaft Holz & Metall (DGUV Information „Ableitströme an Ortsfesten Maschinen“) gibt die Forderung der Abschaltung bei Verlust des Schutzleiters, allerdings bereits als klares Muss wieder.
    Sofern ich im Rahmen meiner Prüfung von elektrischen Anlagen auf Schutzleiterströme über 10mA treffe, erfolgt daher die Empfehlung (auch im Prüfprotokoll) eine Abschaltung der Versorgungsspannung bei Verlust des Schutzleiters zu realisieren.
    Bei hohen Ableitströmen und fehlendem Schutzleiter (der Zuleitung) besteht unter ungünstigen Umständen eine erhebliche Gefahr (z.B. gleichzeitiges Berühren eines Maschinengehäuses und eines Niederohmig geerdeten Teils während der Schutzleiter der Maschine unterbrochen ist – sofern im Normalfall hohe Ableitströme fließen).

  2. Wie sagte Albert Einstein: „Soweit sich die Gesetze der Mathematik auf die Wirklichkeit beziehen, sind sie nicht sicher; soweit sie sicher sind, beziehen sie sich nicht auf die Wirklichkeit„
    Lässt sich hier Mathematik durch VDE ersetzen? Oder, brauchen wir einfach einen weiteren Leiter in unseren NYM Leitungen, einen Filterleiter, in grau schwarz?

  3. Werte zu Strömen auf PE stehen z.B. in VDE 0100 – 540 543.6, dort aber hauptsächlich bezogen auf Betriebsmittel in Endstromkreisen, da sich dort auf 10 mA bezogen wird. Höhere Werte wie hier läßt VDE 0100 – 510 NA informativ 7.5.2.2. c) zu fest angeschlossene Verbrauchsmittel 5 % des Außenleiterstromes, 60 A PE Strom in einer Anlage bei der 600 A Last fließen kommen zuweilen in der Praxis schon vor. Ansonsten in privater Diskussion auch gern vor Ort unter
    https://www.vde-dresden.de/de/facharbeit-regional/arbeitskreise
    AK 1 zu den Treffen oder den angegebenen Kontakten

  4. Vielleicht an der Stelle noch ein paar praktische Zahlen, die in die anderen Richtung zum o.g. Beispiel 600 A Last / Phase und 60 A PE Strom im TN – S Netz bei einem großen Logistikunternehmenabweichen.
    Erreicht wurden in einem Kraftwerk 15 MVA an der Haupt PE Schiene der Eigenversorgung ein PE Strom von unter 1 A. In einer Kläranlage 1000 kVA in der Hauptversorgung der Biologie mit ca. 25 Schaltfeldern ein Wert unter 300 mA trotz FU Betrieb. Ein paar Hinweise was man alles machen kann finden sich auf dem Plakat verpennte Installation.
    http://www.verpennte-installation.de/Plakat%202015.pdf

    Dazu gehören auch sinnvolles Überdenken von Normenaussagen oder auch von VdS z.B. VdS 3501. Der PEN sollte immer isoliert aufgebaut sein Der PE in Schaltschränken sollte auch immer isoliert aufgebaut sein jeweils nur einmal mit dem Gehäuse einer ganzen Schrankreihe verbunden werden, auch bei mehreren Einspeisungen. Anstelle von vielfach intern in FU eingebauten dreiphasen-Filtern sollten wenn möglich deaktiviert und dafür externe Vierleiterfilter eingesetzt werden, z.B. wie oben beschrieben bei USV Betrieb. Bei USV Betrieb sollten je nach Betriebsart immer der zugehörige N, d.h. vierpolig mit geschaltet werden. N und PE sollten nicht allein ohne die Phasenleiter über längere Strecken bei kurzem Abstand parallel geführt werden, in dem Fall N auf Abstand vom PE alten, je nach Last bis > 30 cm.
    Bei Verwendung von Stromschienen sollten EMV arme Systeme verwendet werden mit
    z.B. Reihenfolge PE,L1,N,L2,N,L3,PE o.ä. siehe auch Dürr, Bernd: IT-Räume und Rechenzentren planen und betreiben – Handbuch der baulichen Maßnahmen und Technischen Gebäudeausrüstung, 2., überarbeitete und erweiterte Auflage Erkrath: Verlag Bau+Technik GmbH, 2018, ISBN 978-3-7640-0626-6 eISBN 978-3-7640-0735-5

    Wenn man solche Dinge von vornherein ab der Planung berücksichtigt und errichtet,
    lassen sich die PE Ströme entsprechend senken.


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