verbindung it netz tns netz
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verbindung it netz tns netz
Leitfaden zur Messung von 'vagabundierenden' Strömen in elektrischen Anlagen im TN-System Elektroinstallations- und Verteilungssysteme Vagabundierende Ströme in Gebäuden 1. Ausgangssituation: Der Elektro-Fachmann wird gerufen, wenn elektrische Fehler oder Schäden auftreten: - Elektronische Geräte funktionieren nicht zuverlässig, - Bildschirme flimmern, - abgeschirmte Leitungen sind zerstört, - Beleuchtungssteuerung funktioniert nicht, - u.v.m. (siehe Bilder 1 und 2) Die Ursachen sind nicht immer direkt zu erkennen. Die Vermaschung und Vernetzung in Gebäuden hat zu- genommen. Geräte, Gebäudeteile und Anlagen werden durch Elektro- und IT-Netze miteinander verbunden, ohne dass jemand die Auswirkungen bedacht hat. Bild 1 Bild 2 2. Folge Es fließen unter Umständen unkontrolliert Betriebsströme über alle leitfähigen Bauteile des Gebäudes. Dadurch entstehen Fehler, Schäden und auch undefinier- bare Störungen, die niemand zunächst mit der Elektro- Installation in Verbindung bringt! Zum Beispiel: - korrodierte Rohrleitungen, Muffen etc. - korrodierte Blitzschutzanlagen - korrodierte Fundamenterder - korrodierte Metallfassaden - zerstörte Kugellager - u.a.m. (siehe Bilder 3-5) Durch vagabundierende Ströme sind die hin- und rückflie- ßenden Ströme in den Kabeln nicht mehr gleich groß. Dadurch ist dieses Kabel aus EMV-Sicht nicht mehr neutral. Es entsteht ein niederfrequentes elektromagnetisches Feld im Bereich des Kabels, welches u.U. in der Nähe befind- liche Geräte beeinflusst oder stört (Bild 6). Ab einer magnetischen Flussdichte von 0,5 bis 1,0 µT (Mikrotesla) können Bildschirme flimmern. Bild 3 Bild 4 Bild 4 Bild 5 3. Ursache Ursache ist vielfach die Grundinstallation, die häufig als TN-C-System ausgeführt ist und damit den heutigen Anforderungen nicht mehr genügt. Dadurch kommt es häufig zu vagabundierenden Strömen in den Gebäuden. Vagabundierende Ströme sind für die Elektromagnetische Verträglichkeit ein Problem. Bild 6 Stand der Normung EMV-Gesetz EMV-Richtlinie 2004/108/EG Schutzziel: Elektrische Geräte müssen in einer definierten Umgebung bestimmungsgemäß funktionieren, ohne dass sie andere Geräte stören oder durch sie gestört werden. DIN VDE 0100 Teil 540 Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V „... Ist in einem Gebäude der Einbau von informationstechnischen Anlagen vorgesehen oder zumindest zu erwarten, so wird, um mögliche Funktionsstörungen dieser Anlagen zu vermeiden, empfohlen, a) im ganzen Gebäude keinen PEN-Leiter anzuwenden. (Anmerkung: Im Falle eines TN-Systems ist das TN-S-System (-Netz) anzuwenden.) ...“ Hinweise zum Messen: n Messen Sie unterbrechungsfrei mit einer Messzange. n Beachten Sie die Sicherheitsvorschriften. n Benutzen Sie nur sicheres, geprüftes Werkzeug. n Machen Sie sich mit der Handhabung der Mess geräte vertraut. nVerwenden Sie Messgeräte (Messzangen) mit einer Auflösung von 0,01 A oder besser. n Dokumentieren Sie die Messergebnisse im Prüf protokoll für vagabundierende Ströme. VDE 0800 Teil 2-310 Anwendung von Maßnahmen für Potenzialausgleich und Erdung in Gebäuden mit Einrichtungen der Informationstechnik 6.3. Wechselstromverteilungsanlage und Anschluss des Schutzleiters „... Die Wechselstromverteilungsanlage in einem Gebäude muss die Anforderungen eines TN-S-Systems erfüllen. Diese macht es erforderlich, dass im Gebäude kein PEN-Leiter vorhanden sein darf. ...“ DIN VDE V 0800 Teil 2-548 (Vornorm) Elektrische Anlagen von Gebäuden Erdung und Potenzialausgleich für Anlagen der Informationstechnik Beispiele für Messgeräte: 548.4 Verträglichkeit von Anlagen der Informationstechnik mit PEN-Leitern in Gebäuden „... In Gebäuden, in denen eine bedeutende Anzahl von Betriebsmitteln der Informationstechnik errichtet wird, oder in denen dies zu erwarten ist, müssen Überlegungen zur Aufteilung von PEN-Leitern in Schutzleiter (PE) und Neutralleiter (N) hinter dem Einspeisepunkt angestellt werden, um die Möglichkeit von Problemen mit der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) (in besonderen Fällen auch von Überstromproblemen) auf den Schirmen der Signalleitungen zu reduzieren. Diese Probleme können von Neutralleiterströmen auf den Signalleitungen verursacht werden. ...“ Fazit: Der Anlagenschutz muss verbessert werden, ohne den Personenschutz zu vernachlässigen! Überprüfung der vorhandenen Anlagen durch Besichtigung, Prüfung, Messung 1 2 3 4 5 Schritt Schritt Schritt Schritt Schritt Probleme: Schäden an Geräten Elektronische Geräte funktionieren nicht zuverlässig, Bildschirme flimmern, abgeschirmte Leitungen sind zerstört, Beleuchtungssteuerung funktioniert nicht, u.v.m. Probleme / Schäden Fließen im Gebäude vagabundierende Ströme? andere Ursachen Messungen 1 und 2 (siehe Beispiel Seite 5) Bewertung: Der Differenzstrom (Messung 1) oder der Strom über die Poten- zialausgleichsleitungen (Messung 2) sollte gegen Null gehen. Netzstruktur feststellen (skizzieren) (TN-C, TN-C-S, TN-S-System) - Wo erfolgt die Auftrennung von PEN (TN-C-System) in N und PE (TN-S-System)? - Wo sind Verbindungen zwischen N und PE im Gebäude oder in Verteilungen? - Wo sind PE-Verbindungen zu Gebäudeteilen über geerdete Geräte? - Wo sind Potenzialausgleichs-Verbindungen zu leitfähigen Gebäudeteilen und Rohrleitungen? vagabundierende Ströme? nein ja Netzstruktur skizzieren Welche Potenzialausgleichsleitungen führen vagabundierende Ströme? Messungen 3.1-3.4 (siehe Beispiel Seite 5) Messungen Messung 3.1: über Fundamenterder Messung 3.2: über Heizungsrohrsystem Messung 3.3: über Wasserrohrsystem Messung 3.4: Blitzanlage okay 0,9 A 3,4 A 1,2 A 0,0 A Bewertung: Der Stromfluss über Rohre und Fundamenterder führt zu Korrosion, was beim Fundamenterder zum Versagen der Schutzmaßnahme führen kann. Messungen der Potenzialausgleichsleitungen ! Messung der Ströme in den Zuleitungen zu den Unterverteilungen Messungen 4.1, 4.2 und 5 (siehe Beispiel Seite 5) Bewertung: Messungen 4: TN-S-System Messung 4.1: Außenleiter + N Differenzstrom sollte gegen Null sein Messung 4.2: PE-Leiter Strom über PE-Leiter muss betriebsmäßig gleich Null sein Messung 5: TN-C-System (eine Messung um alle Leiter) Differenzstrom sollte gegen Null sein Maßnahme: Alle Unterverteilungen, in deren Zuleitungen der Strom gegen Null geht, bleiben bei den weiteren Schritten unberücksichtigt. Messungen der Abgangsstromkreise Messung der Ströme in den Ableitungen der Unterverteilungen Messungen 6.1, 6.2, 7.1, 7.2, 8.1, 8.2 (siehe Beispiel Seite 5) Bewertung Treten bei den Messungen 6.1, 7.1 und 8.1 Differenzströme auf, so sind dieses Ableit- oder Leckströme. Die Ströme der Messungen 6.2, 7.2 und 8.2 sind Ableit-, Leck- oder vagabundierende Ströme. Messungen der Abgangsstromkreise Maßnahmen planen und durchführen Beispiel einer Netzstruktur und Messung vagabundierender Ströme Stromwerte sind willkürlich gewählte Werte. Maßnahmen planen und durchführen Maßnahmen bei vagabundierenden Strömen in bestehenden elektrischen Anlagen Wenn durch den beschriebenen Messablauf im TN-C-System festgestellt wurde, dass im Netz vagabundierende Ströme auf Potenzialausgleichsleitungen, Erdern usw. fließen, muss die Installation durch folgene Maßnahmen umgerüstet werden: �� Maßnahme 1: Umrüstung des Netzsystems von TN-C auf TN-S ab der Gebäudeeinspeisung. �� 1.1.Ändern der Kabelanlage von 4-polig (mit PEN) auf 5-polig (mit PE und N). 1.2.Integration einer neuen Verteilung in eine bestehende Anlage bzw. Umrüstung der Schaltanlagen und Verteilungen auf 5-polig Bei Umrüstung auf ein TN-S-System muss das 4-Leiter-Kabel der Zuleitung (L1, L2, L3, PEN) gegen ein 5-Leiter-Kabel (L1, L2, L3, N, PE) ausgetauscht werden. Umbau der Verbraucheranlage von TN-C- zum TN-S-System. ��� �� �� �� �� Vorübergehend kann bis zum späteren Austausch des Kabels wie folgt verfahren werden: Ein PE-Leiter wird zusätzlich parallel zu dem vorhandenen Kabel verlegt und der PENLeiter in blau und der blaue Außenleiter in schwarz umgekennzeichnet. ��� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� � �� �� �� �� ��� �� �� �� �� ��� �� ���������� �������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������������� �������������� Zusätzlich muss das Kabel am Anfang und Ende��� ��mit einem entsprechenden �� Hinweis ver�� �� sehen werden! (Bild 1) ��� ��� �� ��� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��� �� � �� �� �� �� �� �� �� �� ��� ��� �� �� �� �� �� �� �� �� ������ ������ ������ ���� �� ������ ������ ������ � �� ���� �� �� �� �� ��� �� �� �� ��� ���������� ���������� �������������������������������������������������������������� ���������� ������������������������� ���������������������������������������������������������������� �������������������������������������������� ������������������ ������������������������������������������������ ��������������������������������������������� ���������������������������� ��������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������� �������������� �� �� �� ��� ���������� �������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������������� �������������� �� �� �� � �� ���� ���� ���� ��� ��� �� �� �� �� �� �� �� � �� �� �� �� ��� �� �� �� ��� Bild 1 �� ��� ��� � �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��� �� �� ���� �� ���� �� ���� �� �� �� �� ���� �� ���� �� ���� �� ��� �� �� �� ���� ���� ���� �� �� �� �� �� �� ��� ���� ���� ���� � ��� �� � �� �� �� �� �� �� �� ��� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� �� ���� ���� ���� ���� � ��� �� �� �� �� ��� �� �� �� ��� Besser: is:: eis we inw Hin im ! H err im A Der PEN-Leiter wird an den de e Ad lb e e n!! on /gelb -Funkti tio ggrü rünn/g N -F t N a Enden blau gekennzeichnet, t hha l e l b e a b K Ka ���������� siehe VDE 0100 T�������������������������������������������������������������� 510, 1997-01. ���������� ���������������������������������������������������������������� �������������������������������������������� Der Leiter behält ������������������������������������������������ die PEN-Funk- ��������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������� tion bei, wird aber�������������� nur als Bild 2 N-Leiter genutzt. ���������� ���������� ������������������������� ���������� �������������������������������������������� ������������������ ��������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������� ���������������������������� �������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������� ��������������������������������������������������������� ���������������������������� � �� �� �� �� �� �� Aufspüren von Verbrauchern mit Leckströmen �� �� �� �� �� �� �� � �� �� �� �� � �� �� �� �� �� �� �� �� � �� �� �� �� � �� �� �� �� ��� Maßnahme 3: ���������� �������������������������������������������� ��������������������������������������������� ���������������������������������������������� �� �� �� � �� Maßnahme 2: Entfernen von möglichen Verbindungen zwischen N- und PE-Leitern im Gebäude, in Schaltanlagen oder angeschlossenen Verbrauchern ������� ������� ������� ������� ������ ���������� ��������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������� ���������������������������� ������� ������� ������ ������� ������ Messprotokoll zur Erfassung vagabundierender Ströme Kopiervorlage Firmenstempel Kunde: ________________________________________________________ Anschrift: ________________________________________________________ Objekt: Messung der Einspeisung ________________________________________________________ Netzsystem: Messung 1.1: TN-C TN-C-S A TN-S A A Messung 1.2: A A Messung 1.3: A nein Messung aller Abgangsstromkreise Maßnahmen: bitte ankreuzen Änderung des Netzsystems von TN-C- in ein TN-S-System. Aufspüren eventueller Verbindungen zwischen N und PE-Leitern im Gebäude oder in der Schaltanlage. Aufspüren von Verbrauchern mit „Leckströmen“. Messung PA - HAK 2 A PA-Fundamenterder 3.1 A 3.2 A 3.3 A 3.4 A 3.5 A 3.6 A 3.7 A Stromkreis Messung L1-L3 / N Messung A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A Weitere Maßnahmen erforderlich! PE Keine vagabundierenden Ströme im Gebäude Messung des Potenzialausgleich-Systems ja TN-S-System Differenzstrom TN-C-S-Sy- Differenzstrom TN-C-System ja nein Umrüstung des Netzsystems von TN-C auf TN-S Beispiel nach Durchführung der Maßnahmen bei vagabundierenden Strömen in bestehenden elektrischen Anlagen Liste der Veränderungen: Auftrennung des TN-C-Systems in ein TN-S-System ab der Gebäudeeinspeisung. Austausch der Kabel und Leitungen von 4-polig (mit PEN) auf 5-polig (mit PE und N). Umrüstung der Schaltanlagen und Verteilungen auf 5-polig Entfernen der Brücken zur Aufteilung des PEN-Leiters in PE- und N-Leiter. ������� ������� ������ ���� ��������� ������� ������� ������� ��������� ����� ����� ��� ������ ���������� ���������� ���� ������ ������ ���� ���� �������� ��������� �������� �������� ������� ����������� �������� �������� ��� ������� 98 17 0221 03.07/5/11 Motzener Straße 12-14 12277 Berlin Telefon: 030/723912-0 Telefax: 030/7224848 E-Mail: [email protected] Regionalbüro West Steinhof 5 a 40699 Erkrath Telefon: 0211/24901-0 Telefax: 0211/24901-25 E-Mail: [email protected] ���������� ��� ��������� ���������� Regionalbüro Ost ������ �������� Regionalbüro Süd-West Im Vogelsgesang 4 60488 Frankfurt/Main Telefon: 069/976601-0 Telefax: 069/976601-30 E-Mail: [email protected] Regionalbüro Nord Desbrocksriede 8 30855 Langenhagen Telefon: 0511/74092-0 Telefax: 0511/74092-20 E-Mail: [email protected] Gustav Hensel GmbH & Co. KG Elektroinstallations- und Verteilersysteme Altenhundem Gustav-Hensel-Straße 6 Regionalbüro Süd 57368 Lennestadt Emmericher Straße 2a Telefon: 027 23/609-0 90411 Nürnberg Telefax: 02723/60052 Telefon: 0911/58853-0 E-Mail: [email protected] Telefax: 0911/58853-12 E-Mail: [email protected] www.hensel-electric.de