Signifikante Werte des Stromes Wahrnehmbarkeitsschwelle 1 mA (Kribbeln) Krampf- und Loslassschwelle 10 - 15 mA (Verkrampfung der Muskeln) Gefahrenschwelle 50 - 100 mA (Herzkammerflimmern ab 50 mA und einer Einwirkdauer ab 1 s) © KFE 2005

Fehlerschutz entweder der Spannungsübertritt auf berührbare Teile wird verhindert [Schutzisolierung] oder es erfolgt die Abschaltung durch Erfassung des Fehlerstromes mittels eines Schutzorgans [Nullung, Fehlerstromschutz-schaltung, Schutzerdung] © KFE 2005

Fehlerschutz Fehlerschutz erforderlich in Anlagen mit Nennspannungen über 65 V ≈ und 120 V = gegen Erde weiters bei wesentlichen Änderungen oder wesentlichen Erweiterungen an bestehenden elektrischen Anlagen [ETG 1992, §1] wenn in bestehenden Anlagen, in denen nach den zum Zeitpunkt der Errichtung geltenden Bestimmungen kein Fehlerschutz erforderlich war, nun nach den anzuwendenden Bestimmungen Fehlerschutz gefordert wird wenn Fehlerschutz durch Umbauten oder Änderungen unwirksam wird, z.B durch Einbau von geerdeten Wasser-, Gas- oder Heizungsanlagen in „standortisolierte“ Räumen © KFE 2005

Fehlerschutz Fehlerschutz nicht erforderlich bei Nennspannungen bis 65 V AC und 120 V DC (sofern keine andere Regelung) Betriebsmittel der Stromversorgung zur Messung elektrischer Arbeit (Zähler) Hausanschlusskästen für Metallrohre und Metallschläuche mit isolierender Auskleidung Metallrohre und metallene Kabelkanäle zum Schutze von Schlauchleitungen, Mantelleitungen oder Kabeln Metalldosen mit Auskleidungen (Unterputzdosen, Verbindungs- und Abzweigdosen) Metallumhüllungen oder Metallmäntel von Leitungen Bewehrungen von Leitungen und Kabeln Kabeltassen Stahl- und Stahlbetonmaste Dachständer © KFE 2005

Zusatzschutz für Bereiche mit besonderer Gefährdung Ergänzung durch dritte Maßnahme Realisierung durch Einbau eines Fehlerstromschutzschalter mit Auslösestrom ≤ 30 mA und/oder zusätzlichen Potentialausgleiches Zusatzschutz ergänzende Maßnahmen zum Verringern von Gefahren für Personen und Nutztieren, die sich ergeben können, wenn der Basisschutz und/oder der Fehlerschutz nicht wirksam sind/ist. ÖVE/ÖNORM E 8001-1:2000-03 © KFE 2005

Netzsystem Gesamtheit aller Leitungen, Kabeln und sonstigen Anlagen, von der Stromquelle bis zu den Verbrauchsmitteln, einschließlich aller Arten von Erdverbindungen. Es wird unterschieden nach der Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom) der Zahl der aktiven Leiter und der Art der Erdverbindung © KFE 2005

Netzsystem - Kurzzeichen Erster Buchstabe Erdungsverhältnisse der Stromquelle T … direkte Erdung über einen oder mehrere Betriebserder (Betriebserdung) I … entweder Isolierung aller aktiven Teile von Erde oder Verbindung eines Netzsystempunktes mit Erde über eine hochohmige Impedanz oder eine offene Erdung (ÜS- Ableiter oder Funkenstrecke) © KFE 2005

Netzsystem - Kurzzeichen Zweiter Buchstabe Erdungsverhältnisse der Körper der elektrischen Betriebsmittel T … Körper direkt geerdet (Anlagenerdung) unabhängig von Erdung der Stromquelle N … Körper direkt mit der Betriebserdung der Stromquelle verbunden … S … Neutralleiter und PE-Leiter als getrennte Leiter … C … Neutralleiter und PE-Leiter- Funktion kombiniert in einem Leiter © KFE 2005

Netzsystem - Kurzzeichen TN-System nach Anordnung des PE-Leiters drei Arten: TN-S-System TN-C-System TN-C-S-System Voraussetzung für die Anwendung der Schutzmaß-nahme NULLUNG © KFE 2005

Netzsystem - Kurzzeichen TT-System Anwendung der Schutzmaßnahmen SCHUTZERDUNG, FEHLERSTROM-SCHUTZSCHALTUNG © KFE 2005

Netzsystem - Kurzzeichen IT-System Voraussetzung für die Anwendung der Schutz- Maßnahme SCHUTZLEITUNGSSYSTEM (Isolationsüberwachungs-system) © KFE 2005

Maßnahmen des Fehlerschutzes Schutzmaßnahmen ohne Schutzerdungsleiter Schutzisolierung Schutzkleinspannung und Funktionskleinspannung Schutztrennung für ein und mehrere Betriebsmittel (mit Potentialausgleich) Schutzmaßnahmen mit Schutzerdungsleiter Schutzerdung (Überstromschutzerdung) Nullung (Neutralleiterschutzerdung) Schutzleitungssystem (Isolationsüberwachungssystem) Fehlerstromschutzschaltung (Fehlerstromschutzerdung) © KFE 2005

Maßnahmen des Fehlerschutzes Elektrische Schutzmaßnahmen dienen unmittelbar dem Schutz von Personen und mittelbar dem Schutz von Sachwerten durch Vermeidung von elektrisch gezündeten Bränden © KFE 2005

Schutzisolierung Schutzisolierung der Betriebsmittel 2. Isolierstoffumhüllung mit ausreichender mechanischer und elektrischer Festigkeit isolierende Zwischenlagen oder Zwischenstücke verstärkte Basisisolierung Standortisolierung © KFE 2005

Schutzisolierung © KFE 2005

Schutzkleinspannung Sicherheit durch kleine Spannung UN  50 AC oder 120 DC, erdfrei sicher elektrisch getrennt erzeugt (z.B. Sicherheitstransformator) Material für 250 V isoliert Stecker und Steckdosen verwechslungssicher mit 230 V © KFE 2005

Schutzkleinspannung © KFE 2005

Nullung Erdungsbedingung (ehemals 2. Nullungsbedingung) PEN-Leiter erden bei Stromquelle (Betriebserdung) am Netzausläufer (> 100 m) bei jeder Anlage (mind. 4,5 m Vertikal- oder 10 m Horizontalerder) Einhaltung der Forderungen für Spannungsanhebung bei Außenleitererdschluß © KFE 2005

Nullung Verlegebedingung (ehemals 3. Nullungsbedingung) PEN-Leiter nicht sichern nicht schalten nicht unterbrechen gleiche Sorgfalt bei Verlegung und Dimensionierung wie Außenleiter © KFE 2005

Veränderung durch Nullungsverordnung UMSTELLUNG AUF NULLUNG Umstellung von TT-System (Schutzmaßnahmen Schutzerdung, Fehlerstromschutzschaltung) auf TN-System (Schutzmaßnahme Nullung) © KFE 2005

Veränderung durch Nullungsverordnung UMSTELLUNG AUF NULLUNG Schutzmaßnahme in Bereichen möglich, die früher ohne Schutzmaßnahme waren Anhebung der Sicherheit in allen Anlagenbereichen Österreichweite Umstellung der Niederspannungsnetze zur Nutzung der Fehlerschutzmaßnahme NULLUNG Bis 31.12.2008 werden möglichst alle TT-Systeme auf TN-System umgerüstet Einfachere Realisierung einer wirkungsvollen Fehlerschutz-maßnahme im Bereich vor FI-Schutzschaltern möglich © KFE 2005

Veränderung durch Nullungsverordnung UMSTELLUNG AUF NULLUNG Lückenloser Aufbau des dreistufigen Schutzkonzeptes mit Basisschutz Fehlerschutz Zusatzschutz Ziel für praktische Ausführung: Fehlerschutz = Nullung Zusatzschutz = Fehlerstromschutzschalter mit IN  30 mA © KFE 2005

Veränderung durch Nullungsverordnung UMSTELLUNG AUF NULLUNG Anforderungen an praktische Ausführung (1): Erder für jede Anlage Vertikalerder 4,5 m tief oder Horizontalerder 10 m lang Ausführung des Hauptpotentialausgleiches nach §15 Erder an PA anschließen (Erdungswiderstand wegen Vergleich für wiederkehrenden Überprüfungen messen) © KFE 2005

Veränderung durch Nullungsverordnung UMSTELLUNG AUF NULLUNG Anforderungen an praktische Ausführung (2): Einhaltung der Ausschaltbedingung vor Inbetriebnahme überprüfen IA £ IK = UN / ZSchl Querschnitt der Leitungen neben Strombelastung auch nach Anforderungen der Nullung bemessen (Leitungswiderstand und damit ohmscher Anteil der Schleifenimpedanz kann durch Querschnittserhöhung maßgeblich verkleinert werden) © KFE 2005

Veränderung durch Nullungsverordnung UMSTELLUNG AUF NULLUNG Auswirkungen auf Abnehmeranlage (z.B. Wohnung): Verbesserung der Zuverlässigkeit des Fehlerschutzes (im Vergleich zu Fehlerstromschutzschaltung) © KFE 2005

Schutzelement Fehlerstromschutzschalter Wichtigstes Element der modernen Schutztechnik für Fehlerschutz für Zusatzschutz für Brandschutz © KFE 2005

Fehlerstromschutzschalter Wirkungsprinzip 1. Kirchhoff´sches Gesetz Summe aller zufließenden Ströme in einem Knotenpunkt = Summe aller abfließenden Ströme Realisierung mit Summenstromwandler © KFE 2005

Fehlerstromschutzschalter FI-Schutzeinrichtungen sind gegen thermische Überlastung und gegen Kurzschluß zu schützen Bei Serienschaltung von zwei FI- Schaltern: Selektivität beachten Wenn unbeabsichtigtes Ausschalten zu mittelbaren Personen- oder Sachschäden führen kann  Auslösezeitverzögerung mind. 10 ms G oder S –Schalter Stoßstromfestigkeit gegen Stoßwelle 8/20 ms Bedingt stoßstromfester FI-Schalter … bis 250 A Stoßstromfester FI-Schalter … Kennlinie G … bis 3 kA Selektiv-stoßstromfester FI-Schalter … Kennlinie S … bis 5 kA © KFE 2005

Fehlerstromschutzschalter Sonderanwendung FI-Schalter mit automatischer Wiedereinschaltung nur für unbesetzte Anlagen FI-Schalter darf nicht als Not-Aus-Schalter (mit Erzeugung eines Fehlerstromes) verwendet werden Prüfung ohne gefährliche Fehlerspannung FI-Schalter als Brandschutz Auslösefehlernennstrom maximal 300 mA analoge Regelung für landwirtschaftl. Betriebsstätten und Brandgefährdete Räume © KFE 2005

Fehlerstromschutzschaltung Schutzmaßnahme im IT- System Abschaltbedingung RA  65V / IN und RA  100  Fehlerstromerfassung durch netzspannungsunabhängige Bauteile über 63 A Aufbau aus Komponenten © KFE 2005

Schutztrennung Sicherheit durch getrennte Stromkreise Primär- und Sekundärseite sicher getrennt (Trenntransformator) Uprim  690V, Usek  500V Sekundärspannung erdfrei Ableitstrom bei einpol. Erdschluß  30 mA Für Leitungslängen L bis 500 m IA  30 mA, wenn Usek x Lsek  100.000 © KFE 2005

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Schutztrennung © KFE 2005

Hauptpotentialausgleich Verbindung an Haupterdungsschiene / Potentialausgleichsschiene / Haupterdungsklemme: Erdungsleiter Nullungsverbindung Schutzerdungsleiter der Hauptleitung PA-Leitung Antenne Funktions- und Überspannungs-Erdungsleiter IT PA Blitzschutz, Wasserleitung, Gasleitung, Heizung-Lüftung-Klima, Metallteile der Gebäudekonstruktion Kabeltassen u.ä. nicht einbeziehen © KFE 2005

Zusätzlicher Potentialausgleich Zusätzlicher Potentialausgleich bei besonderer Gefährdung zum Beispiel in Baderäume Landwirtschaftliche Betriebsstätten Informationstechnik Medizinische Anlagen © KFE 2005

Gas- und Wasserleitungen als Erder und PE-Leiter nicht als Schutzerdungsleiter, Erdungsleiter, PA-Leiter oder Erder verwenden Bei Erweiterung bestehender Anlagen muss Schutzmassnahme ohne Wasserrohrnetz und ohne Wasser- Innenleitungen sichergestellt sein © KFE 2005

Überspannungsschutz Verweis auf ÖVE-E 49 bzw. ENV 61024 (ÖVE/ÖNORM E 8049) betreffend Schutz gegen direkte Blitzwirkungen Bei vorhandener Blitzschutzanlage ist inneren Blitzschutz (Überspannungsschutz) auszuführen Hauptpotentialausgleich und zusätzlicher Potentialausgleich: Maßnahmen des Überspannungsschutzes © KFE 2005

Überspannungsschutz 18.3.1 ... im Verteilungsnetz TN-C: zw. jedem Außenleiter und PEN (1,45xUL-Erde) TN-S + TT: zwischen jedem aktiven Leiter (L1,L2,L3,N) und PE (1,73x UL-Erde) oder zwischen jedem Außenleiter und N (1,45xUL-Erde), sowie N und PE (1,1xUL-Erde) IT: zw. jedem aktiven Leiter und PE (1,1xUL-Erde) © KFE 2005

Überspannungsschutz Überspannungsschutz im Verteilnetz : bei reinem Freileitungsnetz (generell), bei Mischnetz (generell) und in Kabelnetzen mit geringer Ausdehnung oder in Gebieten geringer Bodenleitfähigkeit bei erhöhter bzw. hoher Blitzdichte erforderlich (Tabellen von ALDIS; im informativen Anhang A) © KFE 2005

Überspannungsschutz 18.3.2 ... in Verbraucheranlagen TN-C: zw. jedem Außenleiter und PEN (1,45xUL-Erde) TN-S + TT: zwischen jedem aktiven Leiter (L1,L2,L3,N) und PE (1,73x UL-Erde) oder zwischen jedem Außenleiter und N (1,45xUL-Erde), sowie N und PE (1,1xUL-Erde) Ableiter auf N kann entfallen, wenn Nullungsverbindung in unmittelbarer Umgebung © KFE 2005

Überspannungsschutz Überspannungsschutz in Verbraucheranlagen: bei reinem Freileitungsnetz (generell), bei Mischnetz (generell) und in Kabelnetzen mit geringer Ausdehnung oder in Gebieten geringer Bodenleitfähigkeit bei erhöhter bzw. hoher Blitzdichte bei Objekten mit Blitzschutzanlage © KFE 2005

Erder - Notwendigkeit für den Fehlerschutz Bestandteil der Schutzmaßnahmen gegen gefährliche Fehlerspannungen und Körperströme Bestandteil des Überspannungsschutzes Bestandteil des Blitzschutzes Ein wirksamer Erder bzw. eine ausreichende Erdungsanlage ist unverzichtbar für Funktion und Sicherheit der Elektroanlage © KFE 2005