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Praxisfrage

HV-Prüfplatz mit DC bis 1000V – Fehlerschutz

Unsere Firma ist in Entwicklung und Produktion von automotive Elektronik tätig. An unserem Entwicklungsstandort wird gerade in unserem Labor-Bereich erstmals ein Hochvolt-Prüfplatz aufgebaut, für DC-Messungen auf Platinen-Ebene. Bisher arbeiten wir im Labor nur mit DC-Spannungen unter 120V. Als DC-Energiequelle dient ein Labor-Hochvolt-Schaltnetzteil des Herstellers Elektroautomation EA, mit P=10KW, das AC-seitig vom 400V-Drehstrom-Netz versorgt wird, und DC-seitig Spannungen von 0 …1000V liefert. Bezüglich Aufbau und Betrieb des HV-Platzes habe ich mich nach folgenden Normen/Richtlinien orientiert:

  • BGI 891 »Errichten und Betreiben von elektrischen Prüfanlagen«
  • VDE0104 »Errichten und Betreiben elektrischer Prüfanlagen«
  • VDE 0100-410 »Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-41 Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag«
  • Geplant ist die Errichtung eines Prüfplatzes mit »zwanghaftem Berührungsschutz« und Isolierhaube nach BGI 891 Bild 1. Schutz gegen direktes Berühren von aktiven Teilen AC-seitig ist durch Ausführung der Installation gegeben, im DC-Stromkreis dient die Isolierhaube als Schutz gegen direktes Berühren aktiver Teile bei Versuchsaufbauten. Als Schutz im Fehlerfall (Schutz gegen indirektes Berühren) im DC-Stromkreis würde ich »Schutz durch Schutztrennung« durch galvanische Isolierung des DC-Stromkreises von PE bevorzugen. Die BGI 891 bzw. VDE 0100-410 (s. 413.3.2) nennen übereinstimmend als maximale Spannung für Stromkreise mit Schutztrennung den Wert »500V«. Bezieht sich das nur auf AC- und/oder DC-Stromkreise? Was gibt es für einen DC-Stromkreis mit bis zu 1000V für eine Alternative zur galvanischen Schutztrennung? Der Hersteller unseres DC-Netzteils konnte mir zu dieser Fragestellung keinerlei Support liefern und empfahl mir den »GND-Anschluss« der DC-Seite mit PE zu verbinden, also zu Erden, da lt. seiner Aussage sich sonst auch zwischen GND und PE Berührspannungen einstellen. Wenn das DC-Netzteil mit »GND« geerdet wird, muss meiner Einschätzung nach DC-seitig eine Überwachung des PE-Fehlerstromes an der Verbindungsstelle »GND – PE« erfolgen und im Feherfall schnell genug abgeschaltet werden, sonst kann z.B. bei einer fehlerhaften Kabel-Schutzisolierung schnell eine lebensgefährliche Durchströmung entstehen. Solche eine mögliche Durchströmung eines Mitarbeiters bei geerdetem Netzteil habe ich mal in eine grobe Prinzip-Skizze eines Aufbaus gezeichnet, mit DC-Schaltnetzteil SNT (SMT ist schematisch nur mit 230V statt 400V versorgt!) und HV-Tisch (mit geerdeten Füßen aus ALU). Ein vorgeschalteter FI-Schalter vom Typ B in der AC-Unterverteilung (bauseits) kann hier auch nicht auslösen, da sich die Masche mit dem DC-Fehlerstrom (rote Strompfeile) auch im DC-Stromkreis schließt und damit AC-seitig Hin- und Rückstrom zum Schaltnetzteil SNT identisch sind. Mir ist bislang am Markt keine derartige Vorrichtung (»Fehlerstrom-Schutzschalter für reine DC-Stromkreise«) bekannt, die für diese Anwendung zugelassen ist. Kennen Sie so etwas? Welche Schutzart gegen indirektes Berühren ist für Laborplätze mit DC-Spannungen 120V…1000V üblich, J.F., Baden-Württemberg

Expertenantwort vom 11.07.2014
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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