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Praxisfrage

Erdung und Messung einer Steuerungsanlage im Außenbereich - Zusatzfrage

Zusatzanfrage zu Erdung und Messung einer Steuerungsanlage im Außenbereich (PP16211) Als erstes mag ich mich für Ihre Antworten ganz herzlich bedanken. Ich hätte dazu noch ein paar ergänzende Fragen. Ich habe mich in meiner Anfrage mit Sicherheit nicht immer ganz klar ausgedrückt. Das will ich mit dieser Mail nachholen. Ich habe ganz konkret zu Ihren Antworten in grüner Farbe meine weiteren Ergänzungen bzw. Fragen aufgeschrieben. Nach Abschnitt 5.6 von VDE-AR-N 4102:2012-04 dürfen auch anwendungsspezifische Betriebsmittel enthalten sein, also auch ihre »Steuerung«, wobei mir nicht klar ist für was diese Steuerung relevant sein soll. Ja, das habe ich eben nicht genau beschrieben. Wir reden hier von Pumpensteuerungen. Meistens ist das ein Betonschacht mit ca. 2m Durchmesser mit 2 Abwasserpumpen(Pumpen sind dort nass aufgestellt) und Rohrleitungen. Diese Schächte sind oft in Straßen oder direkt daneben angebracht. Ich habe ihnen ein Bild einer solchen Pumpensteuerung angehängt. Damit sollte es klar sein. Links der EVU Teil mit HAK, Hauptsicherungsautomaten und Zählerfeld. Rechts der Blechschrank mit der Pumpensteuerung. Abweichend von den obigen Ausführungen ist auch die, von Ihnen angeführte Forderung des Netzbetreibers, auch eine »Potentialausgleichsschiene« vorzusehen. Hierbei kann sicher nicht die Haupterdungsschiene gemeint sein, da die Haupterdungsschiene in Gebäuden errichtet werden muss um den Schutzpotentialausgleich realisieren zu können, was bei dem Freiluftschrank nicht zutreffend ist. Es kann allenfalls eine Anschlussstelle/Verbindungsstelle gemeint sein, an der der PEN-Leiter des Netzbetreibers mit dem, vom Netzbetreiber »geforderten«, Erder zu verbinden ist. Mit einem Potentialausgleich hat das nichts zu tun. Hier war meine Frage auch etwas missverständlich: Wie oben schon beschrieben ist diese Steuerung ähnlich wie in einem neuen Haus. Nur das wir anstatt dem Verteilerfeld eine Pumpensteuerung haben. Und so will ich die DIN VDE 0100-540 Abschnitt 542.1.1 nennen: »In Deutschland muss in allen neuen Gebäuden ein Fundamenterder nach der nationalen Norm DIN 18014 errichtet werden.« Muss ich jetzt meinen Abwasserschacht als neues Gebäude sehen? Ich meine wir brauchen hier einen Erder, da im Schacht Rohrleitungen, Edelstahlleitern, Zwischenpodeste aus Edelstahl untergebracht sind. Noch dazu wird dieser Bereich als Ex-Bereich eingestuft. Deshalb sind die Pumpen in Ex Ausführung. Alle Elemente wie Sonden und Niveaumessung sind über Ex-Trennbarrieren angeschlossen. Und diese Metallteile binden wir in den Potenzialausgleich ein. Wie schon erwähnt sitzt dazu eine Potenzialausgleichsschiene im Freiluftschrank. Diese ist direkt mit dem PEN im HAK verbunden. Außerdem mit dem Potenzialausgleich des Schachtes, sowie den Überspannungsschutzelemente(Grob, Feinschutz). Oft sind die Schächte nicht in unserem Lieferumfang. Diese bestehen meist aus mehreren Einzelringen. Einen eingegossenen Erder gibt es hier fast nie. Die Ingenieurbüros schreiben den Erder immer extra mit aus. Bei der letzten Anlage hat sich der VNB geweigert die Anlage anschließen, da noch kein Banderder vorhanden war. Diesen haben wir nachträglich verlegt. Ca. 20 m Länge aus V4A. Und genau an diesem Punkt stellen sich mir einige Fragen: Ich finde in DIN 18014 bzw.DIN 0100 Teil 540 Beschreibungen wie ich einen Fundamenterder verlegen muss. Auch einen Ringerder um das Gebäude, falls isolierender Beton verwendet wird. Aber eben nicht für meinen runden Betonschacht mit 2m Durchmesser. Wie soll der Erder hier aussehen. Wir haben hier oft schon eine Stichleitung z.B. mit 20 m Länge in einen Graben legen lassen. Doch die Werte für den Erdungswiderstand, die ich hier bekommen habe, waren für mich nicht immer befriedigend. Die gingen von5 Ohm bis 40 Ohm je nach Bodenbeschaffenheit. Und mein größtes Problem ist folgendes. Ich konnte in den oben genannten Normen keinen verbindlichen Wertfinden, welchen ich einhalten muss! Können Sie mir da weiterhelfen? Bei dem vorigen Punkt ging es ausschließlich um neue Schächte. Jetzt kommen wir aber an viele alte Anlagen. Dort soll die komplette Steuerung erneuert werden, Schacht und Pumpen bleiben. Hier ist meistens eine Erder vorhanden. Zumindest kommt im Sockel des Freiluftschrankes ein Banderder an. Bei diesen Anlagen ist oft rundherum alles gepflastert oder geteert. Hier ist es sehr schwierig einen Banderder zu verlegen. Dort wurde von uns ein Staberder eingeschlagen. Aber auch hier wieder die Frage. Welchen Wert muss ich erreichen? Brauche ich hier überhaupt einen Stab? In dem konkreten Fall hatte damals der VNB nämlich keinen gefordert. Dieser wurde durch uns einfach zusätzlich eingebracht! Bezüglich der vom Netzbetreiber geforderten Erdung bin ich genauso verwundert wie Sie, da aus meiner Sicht unnötig. Vermutlich beziehen sich die Netzbetreiber auf den Abschnitt 5.5 von VDE-AR-N 4102:2012-04, wo folgende Hinweise angeführt sind: »Der Errichter des Anschlussschrankes ist für die Erdungsmaßnahme der Anlage und für einen ggf. geforderten Anlagenerder verantwortlich (vgl. 5.3). Der PEN-Leiter bzw. der Neutralleiter des Niederspannungsnetzes der allgemeinen Versorgung darf nicht als Erdungsleiter für Schutz- und Funktionszwecke verwendet werden.« Ob aus dieser Aussage ein Erder am Freiluftschrank abgeleitet werden kann, mag ich bezweifeln. Für mich ist sowieso unklar warum überhaupt im TN-System seit 2007 ein Anlagenerder (Fundamenterder nach DIN 18014) gefordert wird. Das TN-System funktioniert auch ohne diesen Anlagenerder. Manche behaupten, dass durch den Anlagenerder, bei einer eventuellen PEN-Leiter-Unterbrechung, noch ein Rückstrompfad zum Betriebserder gegeben ist. Das ist aber ein großer Unsinn, denn selbst bei sehr guten Erdungsverhältnissen wird ein ausreichender Fehlerstrom, der die Auslösung einer Überstrom-Schutzeinrichtung bewirken würde, kaum zum Fließen kommen. Dies gilt insbesondere, als es in den Normen eine wertemäßige Festlegung für solche Erder nicht gibt. Auch ein Erdübergangswiderstand von 10 Ohm wäre somit zulässig. Bei 10 Ohm könnte dann nur ein Fehlerstrom von weniger als 23 A (da ja auch noch der Betriebserder des Netzbetreibers mit berücksichtigt werden muss) zum fließen kommen. Das ist ein sehr wichtiger Punkt, der mir auch manchmal zu schaffen macht. Hier will ich noch eine letzte Frage stellen, die mir aber sehr wichtig ist. Mir geht es nämlich um den Punkt FI-Schutzschalter in unseren Anlagen verwenden ja oder nein. In den Normen habe ich zur geforderten Verwendung folgendes gefunden:

  • Es ist ein TT-Netzsystem vorhanden (DIN VDE 0100-410)
  • es sind besondere Gefährdungen durch die elektrische Anlage in Bezug auf den elektrischen Schlag zu erwarten, z. B. Badezimmer, Schwimmbäder, Sauna, Baustellen, Gartenbau/Landwirtschaftliche Betriebstätten usw. (Normen der Gruppe 700 der DIN VDE 0100).
  • es ist eine besondere Brandgefahr durch die Lagerung, Verarbeitung oder Herstellung von leicht brennbaren Stoffen gegeben (DIN VDE 0100-420)
  • es handelt sich um Steckdosen ≤ 20 A Bemessungsstrom, die zur Verwendung durch elektrotechnische Laien und zur allgemeinen Anwendung vorgesehen sind (DIN VDE 0100-410)
  • es handelt sich um Stromkreise für tragbare Betriebsmittel ≤ 32 A Bemessungsstrom, für die Verwendung im Außenbereich (DIN VDE 0100-410).
Wir verwenden im TN System für unsere Pumpen normalerweise keinen FI Schutzschalter, sondern Motorschutzschalter. Wir erstellen immer ein Prüfprotokoll. Ich trage dort den gemessenen Kurzschlussstrom, sowie den Schleifenwiderstand ein. Als kleines Beispiel will ich einen Wert aus einer letzten Messung heranziehen. Dort hatten wir als Ik 560A. Der Motorschutz hatte einen unverzögerten Auslösestrom von 208A + 20%. Damit liege ich deutlich unter den 560A. Wenn also dieser Strom fließen würde, dann wäre die Auslösezeit des Motorschutzes kleiner als die geforderten 0,2 Sekunden. Der Schutz gegen elektrischen Schlag wäre aus meiner Sicht somit erfüllt. Jedoch die ISO Messung an einer Pumpe einer bestehenden Pumpstation, hatte einen Wert von 47kOhm ergeben. Das ist natürlich gar nichts mehr. Bei einem solchen Wert löst aber der Motorschutz noch lange nicht aus. Das hat mich wieder dazu gebracht eventuell einen FI mit einem Fehlerstrom von 0,3A einzusetzen. Dieser würde wesentlich früher auslösen. Was ist Ihre Meinung dazu? Ich kann unseren Anwendungsfall in einem der 5 oben genannten Punkte nicht finden:
  • Wir haben TN Netz,
  • Eine besondere Gefährdung geht hier schon aus, da es sich um Tauchpumpen handelt. Aber in einen solchen Schacht hat niemand einzusteigen, während eine Pumpe in Betrieb ist.
  • Keine Brandgefahr
  • Die Steckdose im Schaltschrank ist mit einem FI-Schutzschalter 40/0,03 abgesichert.
  • Die Pumpen sind fest installiert und wiegen bis zu 300kg pro Stück.Diese können nur mit Spezialwerkzeug gezogen werden.
Wenn aber der Netzbetreiber auf einen Erder besteht, dann wäre ein Staberder oder auch andere Erder, wie sie in den Abschnitten 542.2 und 542.2.3 von DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2012-06 angeführt sind, vollkommend ausreichend. Ein Fundamenterder ist nicht gefordert, da es sich ja nicht um ein neues Gebäude handelt. J.K., Bayern

Expertenantwort vom 06.12.2016
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.

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