Zusammenspiel VDE 0100-443, VDE 0100-534

Transcrição

R ED AK T I ON E L L E R
BEI TRA G
Zusammenspiel VDE 0100-443, VDE 0100-534 und VDE 0185-305
Neue Normen schaffen Übersicht bei der Auswahl von notwendigen
Überspannungsschutzmaßnahmen
Neue Normen bedeuten für den Anwender häufig Unsicherheit, denn:
Vieles, was früher einfach war, wird plötzlich kompliziert. Zudem:
Verschiedene Normen beschreiben häufig den gleichen Sachverhalt.
Falls sich diese Normen dann auch noch widersprechen sollten, ist
meist völlige Verunsicherung vorprogrammiert. Doch es geht auch
anders!
Mit Überspannungsschutz (bzw. Blitzschutzpotentialausgleich) in
Niederspannungsanlagen befassen sich seit kurzem schwerpunktmäßig
folgende Normen:
E VDE 0100 Teil 534 (2009:02)
E VDE 0185-305 (2006:10)
E VDE 0100 Teil 443 (2007:06)
Diese drei Normen sind aufeinander abgestimmt und ermöglichen dem
Installateur und Elektrofachplaner eine sichere Auswahl der notwendigen
Überspannungsschutzlösungen.
Wichtig jedoch: Es muss seitens des Anwenders verstanden werden,
welche Norm für was zuständig ist. Ist das erst einmal kommuniziert, sind
VDE-konforme Überspannungsschutzmaßnahmen kein Hexenwerk mehr.
E Die VDE 0100 Teil 534 definiert, welche konkreten Maßnahmen für
welchen Anwendungsfall notwendig sind.
E Die Normen VDE 0185-305 und VDE 0100 Teil 443 beschreiben - je
nach Anwendungsfall - die jeweiligen Schutzziele und die dafür not wendigen Maßnahmen.
Daher empfiehlt sich folgende Reihenfolge der Betrachtung:
VDE 0100 Teil 534: Überspannungsschutzeinrichtungen
Diese Norm erläutert:
Auswahl der Ableiterklasse des Überspannungsschutzableiters
Hier wird unterschieden zwischen Gebäuden mit und ohne äußeren
Blitzschutz.
E Gebäude mit äußerem Blitzschutz:
Hier müssen Maßnahmen gemäß VDE 0185-305 getroffen werden.
Ziel ist der Schutz von Personen und Gebäuden vor direktem Blitz einschlag. Als konkrete Maßnahme muss in der Hauptverteilung /
Einspeisung mindestens ein Überspannungsableiter Typ 1 oder ein
Kombiableiter eingesetzt werden. Weitere Überspannungsschutz maßnahmen werden notwendig, wenn:
• seitens des Auftraggebers der Schutz elektrischer und elektro nischer Geräte gefordert wird.
• die Anforderung gemäß VDE 0100 443 zusätzlich zum Tragen
kommen.
Detaillierte Hinweise zur VDE 0185-305 finden Sie im Abschnitt zur
VDE 0185-305.
OBO BETTERMANN GmbH & Co. KG
Kundenservice Deutschland
Postfach 1120 · D-58694 Menden
Hüingser Ring 52 · D-58710 Menden
Tel. 0 23 73 / 89-1500
Fax 0 23 73 / 89-7777
E-Mail: [email protected]
www.obo.de
14. September 2009
Seite 1 von 8
Für weitergehende Informationen:
Daria Konietzny
Tel. 0 23 73 / 89-1226
Fax 0 23 73 / 89-1735
Autor:
Dipl.-Ing. Andreas König
BEI TRA G
Gebäude ohne äußeren Blitzschutz:
Hier müssen Maßnahmen gemäß VDE 0100-443 getroffen werden.
Ziel ist der Geräteschutz vor Überspannungen durch Schalthandlun gen und ferne Blitzeinschläge. Als konkrete Maßnahmen müssen
Überspannungsableiter Typ 2 und Typ 3 eingesetzt werden.
Ableiter Typ 1 sind bei Gebäuden ohne äußere Blitzschutzanlage
normativ nicht notwendig.
Aber: Seitens der Sachversicherer wird bei Gebäuden mit Freilei tungseinspeisung oder herausragenden Antennenanlagen zusätzlich
ein Überspannungsschutzableiter Typ 1 empfohlen (siehe VdS 2031).
Detaillierte Hinweise zur VDE 0100-443 finden Sie im Abschnitt zur
VDE 0100-443.
E
Tel. 0 23 73 / 89-1500
Fax 0 23 73 / 89-7777
www.obo.de
14. September 2009
Seite 2 von 8
Bild 1: Übersicht Zuordnung Normen VDE 0185-305 und VDE 0100-443
Konkrete Werte des Nennableitstroms (I n ) und des Blitzstroms (I imp )
Unterschiedliche Gegebenheiten, Kundenanforderungen und Objekte
benötigen nicht immer dieselben Überspannungsschutzmaßnahmen. Um
diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, findet man in der VDE 100543 geeignete Schutzlösungen für unterschiedliche Anforderungen.
Bei Gebäuden ohne äußere Blitzschutzanlage gibt es jedoch keine
großen Unterschiede. Für Ableiter Typ 2 gelten folgende Grenzen für den
Nennableitstrom (I n ):
E I n mindestens 5kA 8/20 je Schutzpfad,
E I n mindestens 20kA 8/20 N-PE bei Drehstromsystemen,
E I n mindestens 10kA 8/20 N-PE bei Wechselstromsystemen.
Diese Werte machen deutlich, dass gerade für den privaten Bereich
kleinere Lösungen angeboten werden dürfen, die durch ihre Eigenschaften
(43,5 mm, akustische Fehlersignalisierung, geringer Preis) optimal für
diese Anwendung geeignet sind.
Bild 2: Überspannungsableiter Typ 2 für private Unterverteilungen
Daria Konietzny
Tel. 0 23 73 / 89-1226
Fax 0 23 73 / 89-1735
Autor:
BEI TRA G
Ableiter Typ 1
Die Norm VDE 0100-534 fordert für normale Gewerbegebäude,
Wohngebäude, Bürogebäude, öffentliche Verwaltungsgebäude usw. nur
einen Blitzstromableiter Typ 1 (bzw. Kombiableiter) mit einem Gesamtableitvermögen von 50 kA (10/350). Zum Einsatz kamen bisher allerdings nur sehr teure, zu 100 % überdimensionierte Ableiter Typ 1 mit
100 kA (10/350) und mehr. Diese Ableiter sind eigentlich für Gebäude der
Blitzschutzklasse I und II ausgelegt (z. B. Rechenzentren, Krankenhäuser,
chemische Industrie, Schwerindustrie etc.).
Bei Gebäuden mit äußeren Blitzschutzanlagen ergeben sich nach
der VDE 010-534 bei Blitzschutzklasse III jedoch folgende Werte für
Blitzstromableiter Typ 1:
E I imp 12,5kA 10/350 je Schutzpfad,
E I imp 50kA 10/350 N-PE bei Drehstromsystemen,
E I imp 25kA 10/350 N-PE bei Wechselstromsystemen.
Neue Techniken im Bereich der Varistor-Halbleitertechnik auf Zinkoxidbasis
ermöglichen neue Blitzstromableiter Typ 1. Diese Ableiter sind deutlich
günstiger als die bisherigen Ableiter Typ 1 und eignen sich besonders
für Gebäude der Blitzschutzklassen III und IV. Sie können daher die
Akzeptanz für den Einsatz von Blitzstromableitern Typ 1 bei kleineren
Objekten deutlich steigern.
Tel. 0 23 73 / 89-1500
Fax 0 23 73 / 89-7777
www.obo.de
14. September 2009
Seite 3 von 8
Daria Konietzny
Tel. 0 23 73 / 89-1226
Fax 0 23 73 / 89-1735
Autor:
Bild 3: Überspannungsableiter (Kombiableiter) Typ 1 + 2 nach
VDE 0100-534, bei Blitzschutzklasse III-Gebäuden, z. B. Wohngebäude,
Geschäftslokale, kleine Bürogebäude
BEI TRA G
Koordination des Überspannungsschutzes
Problematisch ist der Überspannungsschutz für Endgeräte, die an
Leitungen angeschlossen sind, die von außen in ein Gebäude eingeführt
werden. Hier müssen die unterschiedlichen Ableitertypen so kombiniert
werden, dass sie als einheitliches System den Überspannungsschutz
garantieren!
Bei falscher Auslegung der Ableiter ist die Energiefestigkeit der Ableiter
untereinander nicht gewährleistet! Probleme traten früher in der
Kombination mit Ableitern Typ 1 und Typ 2 auf.
Um dieses Problem zu vermeiden, helfen folgende Regeln weiter:
E Einfachste Regel: Ableiter nur eines Herstellers verwenden und die
entsprechenden Kombinationshinweise beachten.
Tel. 0 23 73 / 89-1500
Fax 0 23 73 / 89-7777
www.obo.de
14. September 2009
Seite 4 von 8
Daria Konietzny
Tel. 0 23 73 / 89-1226
Fax 0 23 73 / 89-1735
Autor:
Bild 4: Auswahlhilfe für Ableitertypen und deren Kombination untereinander
E
Alternativ kann man Geräte namhafter Hersteller miteinander kombinieren. In diesem Fall können Ableiter gemäß VDE 0675 Teil 6-11 mit
Ableitern kombiniert werden, die einen niedrigen Schutzpegel
U p < 1,5 kV haben. Beim Einsatz von Ableitern Typ 1 wäre daher ein
sogenannter „Kombiableiter“ empfehlenswert. Wichtig ist jedoch,
dass die Ableiterbemessungsspannung der jeweiligen Ableiter
identisch ist (+/- 10 %)!
BEI TRA G
Ableiterbeschaltungen
Je nach Netzsystem (TN-C, TN-S, TN-C-S, TT oder IT) finden sich in der
VDE 0100-534 unterschiedliche Beschaltungsvarianten für die Ableiter.
Als optimal hat sich die sogenannte 3+1 Schaltung erwiesen, die sich
aufgrund ihrer fehlersicheren Beschaltung universell für den Einsatz in TNund TT-Netzen eignet.
Wichtig bei einer TN-C-S-Einspeisung ist, dass bei einer Auftrennung von
PE und N mit > 0,5 m bereits 4 Ableiter eingesetzt werden.
Tel. 0 23 73 / 89-1500
Fax 0 23 73 / 89-7777
www.obo.de
14. September 2009
Seite 5 von 8
Daria Konietzny
Tel. 0 23 73 / 89-1226
Fax 0 23 73 / 89-1735
Bild 5: Ableiterbeschaltung bei TN- und TT-Netzsystemen
Anschlussbedingungen von Ableitern in Kombination mit Fehlerstromschutzeinrichtungen
Überspannungsableiter schalten bei Spannungsdifferenzen zwischen den
aktiven Leitern und dem Potentialausgleich niederohmig durch. Dieser
Ableitvorgang kann Ausgleichsströme zwischen den beiden Potentialen verursachen. Werden nun Ableiter hinter einer Fehlerstromschutzeinrichtung
eingesetzt, kann dieser Ausgleichsstrom den Fehlerstromschalter abschalten oder sogar zerstören! Daher sind Überspannungsschutzeinrichtungen
vom Typ 2 nach einer Fehlerstromschutzeinrichtung nicht zulässig.
Ausnahme: Werden bereits vor dem Fehlerstromschalter Ableiter Typ 2
eingesetzt, können auch an der Lastseite hinter dem Fehlerstromschalter
weitere Überspannungsschutzableiter Typ 2 oder Typ 3 eingesetzt werden.
Zusätzlich finden Sie in der VDE 0100-534 Hinweise zu Leiterquerschnitten, Leitungslängen und notwendigen Vorsicherungen bzw. Kurzschlussfestigkeiten.
Autor:
BEI TRA G
VDE 0185-305: Blitzschutzmaßnahmen
Tel. 0 23 73 / 89-1500
Fax 0 23 73 / 89-7777
www.obo.de
Bild 6: Einschlag direkt in ein Gebäude
14. September 2009
Seite 6 von 8
Diese Norm gilt nur für Gebäude mit einer äußeren Blitzschutzanlage. Hier
wird unterschieden:
Schutzauftrag: Nur Personen und Gebäude
In diesem Fall gilt die VDE 0185-305 Teil 3.
Das bedeutet konkret: Im Falle eines direkten Blitzeinschlags darf die über
die Erdungsanlage eingekoppelte Blitzteilenergie keine personen- oder
gebäudegefährdeten Überschläge verursachen. Durch blitzstromtragfähige Überspannungsschutzableiter Typ 1 direkt am Gebäudeeingang kann
diese Gefahr sicher gebannt werden.
Für Details zur Ausführung (Bemessungsstärke, Bemessungsspannungsableiter, Schutzpegel, Beschaltung der Ableiter etc.) wird wiederum auf
die VDE 0100 Teil 534 verwiesen.
Schutzauftrag: Personen, Gebäude, elektrische und elektronische
Einrichtungen
In diesem Fall gilt die VDE 0185-305 Teil 4.
Dies bedeutet konkret für die meisten Anwendungsfälle: Koordinierter
Einsatz von Überspannungsschutzableitern Typ 1 gemäß
VDE 0185-305 Teil 3 und zusätzliche Überspannungsschutzmaßnahmen
in Unterverteilungen und an den Endgeräten. Zusätzlich beschäftigt sich
diese Norm noch mit der Einteilung des Gebäudes in Blitzschutzzonen,
die Schirmungsmaßnahmen an Wänden, Fundamenten und Decken
fordern. An den jeweiligen Zonenübergängen müssen angemessene
Überspannungsschutzmaßnahmen eingesetzt bzw. berücksichtigt werden.
Für Details zur Ausführung (Bemessungsstärke, Bemessungsspanungsableiter, Schutzpegel, Beschaltung der Ableiter etc.) wird wiederum auf
die VDE 0100 Teil 534 verwiesen.
Wichtig in beiden Fällen: Die Auslegung der Ableiter Typ 1 in Bezug
auf das Ableitvermögen kann, wie bereits im Abschnitt unter VDE 0100
Teil 534 beschrieben, je nach festgelegter Blitzschutzklasse variieren.
Daher steht auch in diesem Punkt die VDE 0185-305 nicht im Widerspruch
zur VDE 0100-534.
VDE 0100 Teil 443: Schutzmaßnahmen - Schutz bei Störspannungen
und elektromagnetischen Störgrößen
Die VDE 0100 Teil 443 beschreibt konkrete Überspannungsmaßnahmen und
liefert eine Berechnungsgrundlage, um die notwendigen Überspannungsschutzmaßnahmen zu ermitteln.
Ziel ist der Schutz vor Überspannungen durch Schalthandlungen und
ferne Blitzeinschläge. Diese Form der Überspannungen hat ein geringeres Gefährdungspotential als Überspannungen aufgrund eines direkten
Daria Konietzny
Tel. 0 23 73 / 89-1226
Fax 0 23 73 / 89-1735
Autor:
R ED AK T I ONE L L E R
BEI TRA G
Blitzeinschlags. Daher bieten bereits Ableiter Typ 2 und Typ 3 einen wirksamen Schutz vor Überspannungen durch Schalthandlungen und ferne
Blitzeinschläge.
Generelle Entscheidung für einen Überspannungsschutz
Wird Überspannungsschutz seitens des Auftraggebers bzw. dessen
Sachversicherer gefordert, sind die Maßnahmen gemäß der VDE 0100443 bzw. VDE 0100-534 (Bereich VDE 0100-443) umzusetzen.
Gibt es keine konkreten Vorgaben, besteht durch die VDE 0100-443 die
Möglichkeit, die für die Überspannungsschutzmaßnahmen notwendigen
Ableiter Typ 2 und Typ 3 zu berechnen.
Berechnung notwendiger Überspannungsschutzmaßnahmen
Die Berechnung notwendiger Überspannungsschutzmaßnahmen basiert
auf einer Risikoanalyse. Folgende Auswirkungsfälle müssen dabei berücksichtigt werden:
E 1: Auswirkungen auf das menschliche Leben (z.B. Krankenhäuser)
E 2: Auswirkungen auf öffentliche Einrichtungen
E 3: Auswirkungen auf Gewerbe und Industrieaktivitäten
E 4: Auswirkungen auf Personenansammlungen (z.B. Büros, Schulen)
E 5: Auswirkungen auf Einzelpersonen (z.B. Wohngebäude)
Sind Auswirkungen entsprechend der Fälle 1 bis 3 zu erwarten, so müssen
Überspannungsschutzeinrichtungen installiert werden.
Bei Auswirkungen der Fälle 4 und 5 kann der notwendige Überspannungsschutz wie folgt berechnet werden: Überspannungsschutz ist
notwendig, wenn
d > dc
ist, mit
d = Länge der Versorgungsleitung (Maximalwert = 1 km)
dc = Kritische Länge,
Auswirkungsfall 4: dc = 1/N g
Auswirkungsfall 5: dc = 2/N g
N g = Häufigkeit der Blitze pro km² und Jahr (Erdblitzdichte). Die Erd blitzdichte ist in der VDE 0185-305-2 Beiblatt 1 pro Kfz-Kenn zeichengebiet dokumentiert.
Fazit
Mit Hilfe der folgenden Fragen kann leicht ermittelt werden, welche
der drei Normen bei der Auswahl der notwendigen Überspannungsschutzmaßnahmen berücksicht werden muss.
Wichtig: Gesetzliche Forderungen (LBO) müssen als Mindestanforderung
immer beachtet werden!
Wird eine äußere Blitzschutzanlage gefordert (z.B. LBO)?
Blitz- und Überspannungsschutz nach VDE 0185-305-3
E
Sind Auswirkungen auf das menschliche Leben möglich (z.B. Krankenhaus)?
E Blitz- und Überspannungsschutz nach VDE 0185-305-3
E Zusätzlich Überspannungsschutz nach VDE 0100-443
Sind Auswirkungen auf öffentliche Einrichtungen möglich (z.B. Telekommunikation)?
E Überspannungsschutz nach VDE 0100-443
Tel. 0 23 73 / 89-1500
Fax 0 23 73 / 89-7777
www.obo.de
14. September 2009
Seite 7 von 8
Daria Konietzny
Tel. 0 23 73 / 89-1226
Fax 0 23 73 / 89-1735
Autor:
R ED AK T I ONE L L E R
BEI TRA G
Sind Auswirkungen auf Industrie oder Gewerbe möglich (z.B. Hotels,
Banken)?
E Risikoanalyse nach VDE 0185-305-2 und nach VDE 0100-443
E Zusätzlich LBO prüfen (Blitzschutz)
Sind Auswirkungen auf Personenansammlungen möglich (z.B. Büros,
Schulen)?
E Risikoanalyse nach VDE 0185-305-2 und nach VDE 0100-443
E Zusätzlich LBO prüfen (Blitzschutz)
Sind Auswirkungen auf Einzelpersonen möglich (z.B. Wohngebäude, kleine Büros)?
E Risikoanalyse nach VDE 0100-443
Literatur:
Tel. 0 23 73 / 89-1500
Fax 0 23 73 / 89-7777
www.obo.de
14. September 2009
Seite 8 von 8
[1] DIN VDE 0100-534: 2009-02
Errichten von Niederspannungsanlagen
Teil 5-53: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel - Abschnitt
534: Überspannungs-Schutzeinrichtungen (ÜSE), Berlin Offenbach: VDE
Verlag
Daria Konietzny
Tel. 0 23 73 / 89-1226
Fax 0 23 73 / 89-1735
[2] DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2): 2006-10
Blitzschutz Teil 2: Risiko-Management, Berlin Offenbach: VDE Verlag
Autor:
[3] VDE 0185-305-2 Beiblatt 1: 2006-10
Blitzschutz – Teil 305-2: Risiko-Management:
Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen – Beiblatt 1:
Blitzgefährdung in Deutschland, Berlin Offenbach: VDE Verlag
[4] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3): 2006-10
Blitzschutz Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen, Berlin
Offenbach: VDE Verlag
[5] DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4): 2006-10
Blitzschutz Teil 4: Elektrische und elektronische Systeme in baulichen
Anlagen, Berlin Offenbach: VDE Verlag
[6] DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443): 2007-06
Errichten von Niederspannungsanlagen
Teil 4-44: Schutzmaßnahmen - Schutz bei Störspannungen und elektromagnetischen Störgrößen - Abschnitt 443: Schutz bei Überspannungen
infolge atmosphärischer Einflüsse oder Schaltvorgängen, Berlin Offenbach:
VDE Verlag
[7] DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11): 2007-08
Überspannungsschutzgeräte für Niederspannungen - Teil 11:
Überspannungsschutzgeräte für den Einsatz in Niederspannungsanlagen
– Anforderungen und Prüfungen, Berlin Offenbach: VDE Verlag
[8] VdS 2031 2005:10
Richtlinie zur Schadensverhütung
Blitz und Überspannungsschutz
Schadensverhütung Verlag, Köln
in
elektrischen
Anlagen,
VdS

Zusammenspiel VDE 0100-443, VDE 0100-534

Transcrição

Documentos relacionados

Merkblatt 2.1 Information für die Elektroinstallationsfirma/ Allgemein

B-2.1.1 Kleinspannung PELV - BEOS Elektronik Technologie

Bericht des Thuner-Tagblattes vom 18. Juli 05

strombelastbarkeiten

Strombelastbarkeit nach IEC 204-1 / VDE 0298

Kabelquerschnitte ()

1. Platz bei INVENT a CHIP-Schulpreis

IVZ zu DIN VDE 0100-610 (VDE 0100 Teil 610) - VDE

Technische Daten Kunststoffschalter

KNIPEX VDE Werkzeugkoffer 00 21 05 HLS Elektro

Blitz- und Überspannungsschutz für maximale Sicherheit

OBO Blick Ausgabe 01/2005

- OBO Bettermann