Anlagen zum Potentialausgleich in Wohngebäuden - Teil 2

Anlagen zum Potentialausgleich in Wohngebäuden - Teil 2
Mit der Errichtung eines ordnungsgemäßen Potentialausgleichs werden die an
elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln sowie an fremden leitfähigen Teilen
auftretenden Potentialdifferenzen (Spannungsdifferenzen) so weit reduziert, dass
keine Gefahren für Personen oder für Sachwerte bestehen. Potentialdifferenzen
können sowohl im Normalbetrieb, z. B. infolge von Ableitströmen, als auch im
Fehlerfall auftreten, z. B. bei Isolationsfehlern oder defekten Betriebsmitteln.
Zudem wird mit dem Potentialausgleich die elektromagnetische Verträglichkeit der
elektrischen Anlagen verbessert. Diesem Punkt kommt auch in Wohngebäuden durch die
zunehmende Anwendung von informationstechnischen Anlagen und Einrichtungen sowie der
Home-Vernetzung eine immer größere Bedeutung zu.
6.3 Zusätzlicher Schutzpotentialausgleich in Räumen mit Badewanne oder Dusche
Ein gutes Beispiel für das Anwenden des zusätzlichen Schutzpotentialausgleichs sind die
Räume mit Ba-dewanne oder Dusche. Die entsprechenden Anforderungen sind im Abschnitt
701.415.2 der DIN VDE 0100-701 (VDE 0100-701):2008-10 „Errichten von
Niederspannungsanlagen - Teil 7-701: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und
Anlagen besonderer Art - Räume mit Badewanne oder Dusche“ festgelegt.
Während bereits seit der Normenausgabe von 2002 der Anschluss von metallenen Wannen
an den zusätzlichen Schutzpotentialausgleich nicht mehr gefordert war, kann jetzt in den
meisten Fällen ganz darauf verzichtet werden. In der aktuellen Norm heißt es dazu: In
Gebäuden, die denen ein funktionsfähiger Schutzpotentialausgleich über die
Haupterdungsschiene (früher: Hauptpotentialausgleich) für die gesamte elektrische Anlage
nach DIN VDE 0100-410 und DIN VDE 0100-540 vorhanden ist, wird kein zusätzlicher
Schutzpotentialausgleich in Räumen mit Badewanne oder Dusche gefordert.
Wenn, wie besonders in älteren Gebäuden, kein Schutzpotentialausgleich über die
Haupterdungsschiene vorhanden oder dieser nicht funktionsfähig ist, wird dringend
empfohlen diesen nachzurüsten. Nur in den wenigen Fällen, in denen kein
Schutzpotentialausgleich über die Haupterdungsschiene vorhanden ist oder dieser nicht
funktionsfähig ist, ist ein zusätzlicher Schutzpotentialausgleich durchzuführen.
Dazu werden die fremden leitfähigen Teile, die in Räume mit Badewanne oder Dusche
hineinführen, mit dem zusätzlichen Schutzpotentialausgleich und mit den Schutzleitern
verbunden. Zu den fremden leitfähigen Teilen gehören beispielsweise Teile und Leitungen
von
Frischwasserversorgungen und Abwassersystemen,
Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen und
Gasversorgungen.
Die Verbindung mit den Leitungssystemen kann außerhalb oder innerhalb des Raumes,
möglichst jedoch an der Stelle erfolgen, an der die anzuschließenden Systeme in den Raum
eingeführt werden. Zur Verbindung mit den Schutzleitern ist ein separater
Schutzpotentialausgleichsleiter zur Schutzleiterschiene im Installationsverteiler oder zur
Haupterdungsschiene zu verlegen, je nachdem welche Verbindung kürzer ist. Eine
Verbindung über Rohrleitungen oder ähnliche Systeme ist wegen der Gefahr von möglichen
Unterbrechungen nicht zulässig.
Der Querschnitt des Schutzpotentialausgleichsleiters ist nach DIN VDE 0100-540 (VDE
0100-540) zu bemessen. Danach ist bei ungeschützter Verlegung ein Querschnitt von
mindestens 4 mm² Kupfer, bei geschützter Verlegung von 2,5 mm² notwendig. Eine
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Besonderheit ergibt sich bei kunststoffumhüllten Metallrohren. Während früher ein Anschluss
an den zusätzlichen Schutzpotentialausgleich grundsätzlich nicht notwendig war, kann jetzt
nur noch auf den Anschluss verzichtet werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
eine Berührung der Rohre darf in Räumen mit Badewanne oder Dusche nicht möglich
sein und
die Rohre dürfen nicht mit berührbaren leitfähigen Teilen verbunden sein, die ihrerseits
nicht in den Schutzpotentialausgleich einbezogen sind.
6.4 Potentialausgleich in Empfangsverteilanlagen
Durch einen Potentialausgleich werden die innerhalb von Empfangs- und
Kabelverteilanlagen möglicherweise auftretenden Potentialdifferenzen soweit minimiert, dass
keine Gefahren durch elektrischen Schlag oder für Sachschäden bestehen. Dieses gilt
sowohl für den ungestörten, fehlerfreien Betrieb als auch für den Fehlerfall, beispielsweise
bei defekten Teilnehmerendgeräten.
Zur Realisierung des Potentialausgleichs müssen alle leitfähigen Teile der Empfangs- und
Verteilanlagen, wie Gehäuse, Kabelschirme, Antennen, Antennenmaste, Verteiler usw.
untereinander und mit dem Schutzpotentialausgleich des Gebäudes an der
Haupterdungsschiene verbunden werden.
Der Potentialausgleich ist nach Abschnitt 6 der DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2005-10
„Kabelnetze für Fernsehsignale, Tonsignale und interaktive Dienste - Teil 11:
Sicherheitsanforderungen“ auszuführen.
Er kann durch Potentialausgleichsleiter, Kabelschirme (äußere Leiter), leitfähige Gehäuse
oder Anlagenteile realisiert werden. Die Verwendung von Rohrleitungen oder ähnlichem als
Verbindungsleiter ist nicht zulässig, weil deren dauerhafte Verbindung nicht gewährleistet ist.
Die Potentialausgleichsleiter müssen mechanisch stabil sein und einen Mindestquerschnitt
von 4 mm² Kupfer aufweisen. Beim Austauschen oder Entfernen von Geräten oder
Koaxialkabeln, muss die leitende Durchverbindung der Kabelschirme (äußeren Leiter)
erhalten bleiben.
Weitere Details zum Potentialausgleich in Empfangsverteilanlagen und zum Schutz von
Antennen gegen Blitzeinwirkungen werden in einem späteren Beitrag behandelt.
6.5 Funktionspotentialausgleich (Funktionserdung) bei Photovoltaikanlagen
Wenn bei einem Gebäude kein Blitzschutzsystem vorhanden, nicht notwendig und auch
nicht geplant ist, sollte für die Photovoltaikanlage nach Abschnitt 7 DIN EN 62305-3 Beiblatt
5 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 5):2009-10 „Blitzschutz - Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen
und Personen - Beiblatt 5: Blitz- und Überspannungsschutz für PVStromversorgungssysteme“ ein Funktionspotentialausgleich bzw. eine Funktionserdung
hergestellt werden. Dazu werden die PV-Montagegestelle und andere leitfähige Teile, die
sich in exponierter Lage befinden, durch einen Funktions-Potentialausgleichsleiter mit der
Haupter-dungsschiene des Gebäudes verbunden. Die Verbindung muss einen Querschnitt
von mindestens 6 mm² Kupfer oder bei Verwendung anderer Materialien einen äquivalenten
Querschnitt aufweisen.
Von einigen Herstellern von PV-Modulen und/oder Wechselrichtern wird ein
Funktionspotentialausgleich zwingend gefordert, um
betriebsbedingte Ableitströme von den Modulen abzuleiten und
Berührungsspannungen an den Modulrahmen und Traggestellen zu verhindern.
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Die Leitungen sollten so verlegt werden, dass Schleifen, in denen Spannungen infolge von
atmosphärischen Entladungen induziert werden können, so klein wie möglich gehalten
werden.
In jedem Fall sind die Funktions-Potentialausgleichsleiter parallel und in möglichst engem
Kontakt mit den DC- und AC-Kabeln und Leitungen zu verlegen (Bild 6.3).
Bei Gebäuden mit einem äußeren Blitzschutzsystem sollten die Photovoltaikmodule sowie
alle Leitungen und Kabel im Schutzbereich von Fangeinrichtungen angeordnet und der
Trennungsabstand zu blitzstromführenden Bauteilen wie zu Kehl-Blechen oder
Fangeinrichtungen einhalten werden. Bei Einhaltung der Trennungsabstände muss der
Funktions-Potentialausgleichsleiter, wie bei Gebäuden ohne Blitzschutzsystem, einen
Querschnitt von mindestens 6 mm² Kupfer aufweisen. Wenn die Trennungsabstände nicht
eingehalten sind, ist ein Querschnitt von mindestens 16 mm² Kupfer oder ein äquivalenter
Querschnitt notwendig.
Auf weitere Details zur Errichtung von Photovoltaikanlagen sowie zum Blitz- und
Überspannungsschutz solcher Anlagen soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden.
6.6 Prüfen von Anlagen zum Potentialausgleich
Im Zuge der Erstprüfung und bei wiederkehrenden Prüfungen von elektrischen Anlagen
muss ebenfalls die Wirksamkeit des Potentialausgleichs nachgewiesen werden. Die
Prüfungen umfassen das Besichtigen der Anschlussstellen, soweit diese zugänglich sind,
und den Nachweis der niederohmigen Verbindung der Anlagenteile durch Messungen.
Verwendet werden sollten für die Messungen handelsübliche Messgeräte zur Prüfung der
Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen, die im Niederohmmessbereich einen entsprechenden
Messstrom von mindestens 0,2 A DC zur Verfügung stellen.
Höchstzulässige Widerstandswerte für Potentialausgleichsleiter werden in den Normen nicht
genannt. Die gemessenen Werte sollten jedoch nicht größer sein, als unter Berücksichtigung
der Leitungswiderstände und der unvermeidlichen Übergangswiderstände zu erwarten ist.
Als Richtgrößen können die in Tabelle NA.4 der DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600):200806 genannten Leiterwiderstandsbeläge herangezogen werden.
Beispiel:
Bei der wiederkehrenden Prüfung einer Potentialausgleichsverbindung zwischen der
Haupterdungsschiene und einem Lüftungssystem wird in einem Wohngebäude ein
Widerstand von 0,15 Ω gemessen.
Länge l der Potentialausgleichsleitung = 15 m
Querschnitt A = 6 mm² Kupfer
Leiterwiderstandsbelag R’ laut Tabelle NA.4 = 3,149 mΩ/m
Bei der Beurteilung des Messergebnisses von 0,15 Ω müssen neben dem berechneten
Leitungswiderstand von R = 0,047 Ω die Übergangswiderstände an den Verbindungsstellen
und an den Prüfspitzen berücksichtigt werden. Deshalb kann davon ausgegangen werden,
dass die gemessene Verbindung mit 0,15 Ω in Ordnung ist.
Quelle: www.voltimum.de
In der Praxis kann bei Potentialausgleichsverbindungen in der Regel von einer
ausreichenden Niederohmigkeit ausgegangen werden, wenn ein Widerstandswert von
< 1 Ω gemessen wird.
Bild 6.2: Beispiel für den Potentialausgleich in einer Empfangsverteilanlage mit Einspeisung durch
einen unterirdischen Kabelanschluss
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Bild 6.3: Funktionspotentialausgleich an einer PV-Anlage bei einem Gebäude ohne Blitzschutzsystem
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