verbindung it netz tns netz

Transcrição

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
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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:
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Maßnahme 1:
Umrüstung des Netzsystems von TN-C auf TN-S ab der Gebäudeeinspeisung.
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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.
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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.
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Bild 1
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510, 1997-01.
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Aufspüren von Verbrauchern mit Leckströmen
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Maßnahme 3:
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Maßnahme 2:
Entfernen von möglichen Verbindungen zwischen N- und
PE-Leitern im Gebäude, in Schaltanlagen oder angeschlossenen Verbrauchern
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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
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Entfernen der Brücken zur Aufteilung
des PEN-Leiters in PE- und N-Leiter.
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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]
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Regionalbüro Ost
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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