4 Elektrische Anlage - VDE

4
Elektrische Anlage
In den folgenden Abschnitten werden die elektrische Anlage und besonders die Fehlerstrom-Überwachung in elektrischen Anlagen behandelt. Dabei wird im Wesentlichen auf DIN VDE 0100-410:1997-01 Bezug genommen: Diese deutsche Norm ist
zugleich eine VDE-Bestimmung mit dem Titel: „Errichten von Starkstromanlagen
mit Nennspannungen bis 1000 V, Teil 4: Schutzmaßnahmen; Kapitel 41: Schutz gegen elektrischen Schlag“. In diese Norm sind die Sachaussagen der IEC-Publikation
364-4-41:1992, modifiziert, sowie des CENELEC-HD 384.4.41 S2:1996 eingearbeitet. Sie hat Pilotfunktion bezüglich des Schutzes gegen elektrischen Schlag und
löst DIN VDE 0100-410:1983-11 ab.
Die Anwendung elektrischer Energie in allen Bereichen des täglichen Lebens und
der daraus resultierende selbstverständliche Umgang mit dieser Energie stellt hohe
Anforderungen an die Sicherheit der elektrischen Anlagen. Eine elektrische Anlage
besteht aus zwei Untersystemen:
● dem Versorgungssystem,
● dem Schutzsystem.
Das Versorgungssystem soll den Verbraucher mit elektrischer Energie versorgen.
Das Schutzsystem soll die Sicherheit von Mensch und Tier gewährleisten [3.1].
4.1
Schutz gegen elektrischen Schlag
Mit dem Schutz gegen elektrischen Schlag soll verhindert werden, dass ein gefährlicher elektrischer Strom durch den menschlichen Körper oder durch den Körper eines Tieres fließt. Dieser pathologische Effekt wird nicht nur im Vorschriftensprachgebrauch, sondern auch im Volksmund als elektrischer Schlag bezeichnet. Man unterscheidet zwei Hauptgruppen von Schutzmaßnahmen. Dies ist der Schutz gegen
direktes Berühren, den man im Wesentlichen durch Isolation, Abstand oder Hindernisse oder ungefährliche Spannungen erreichen kann. Schutz bei indirektem Berühren erreicht man meist durch Abschaltung oder Meldung. Es gibt jedoch auch
Schutzmaßnahmen gegen beide genannten Gefährdungsarten.
Allgemein ist der Schutz gegen elektrischen Schlag durch Anwendung geeigneter
Maßnahmen sicherzustellen. Diese Schutzmaßnahmen betreffen sowohl den normalen Betrieb als auch den Fehlerfall.
In der Einführung der Norm DIN VDE 0100-410:1997-01 werden die grundlegenden Anforderungen für den Schutz von Personen, Nutztieren und Sachen festgelegt.
Diese Schutzmaßnahmen dürfen für die gesamte Anlage, für einen Teil der Anlage
oder für einen Teil des Betriebsmittels angewendet werden.
23
4.1.1
Schutz sowohl gegen direktes als auch bei indirektem Berühren
In den allgemeinen Anforderungen von DIN VDE 0100-410:1997-01 wird erläutert,
wie der Schutz von Personen und Nutztieren gegen elektrischen Schlag sicherzustellen ist, indem ein Schutz gegen direktes wie auch bei indirektem Berühren bewirkt
wird.
Diese Maßnahmen sind in DIN VDE 0100-410:1997-01 wie folgt beschrieben:
4.1.1.1 Schutz durch Kleinspannungen: SELV und PELV
Einen Überblick zu den Kleinspannungen SELV, PELV und FELV bezüglich der sicheren Trennung und der Beziehung zur Erde gibt Tabelle 4.1, die der Norm DIN
VDE 0100-410:1997-01 entnommen ist.
Der Schutz gegen elektrischen Schlag wird als erfüllt angesehen, wenn gilt:
● die Nennspannung überschreitet nicht den Wert 50 V Wechselspannung oder
120 V Gleichspannung
und wenn sichergestellt ist, dass:
● die Versorgung aus einem Transformator mit sicherer Trennung nach EN 60742 oder
● einer Stromquelle mit gleichem Sicherheitsgrad (z. B. Motorgenerator) oder
● einer elektrochemischen Stromquelle (z. B. einer Batterie) oder
● einer anderen Stromquelle, z. B. ein Generator, der von einer Verbrennungsmaschine angetrieben wird, erfolgt oder
Art der Trennung
Stromquellen
Stromquellen mit
und
sicherer Trennung,
z. B. ein Sicherheitstransformator nach
EN 60742 oder gleichwertige Stromquellen
Stromquellen ohne
oder
sichere Trennung,
d. h., eine Stromquelle nur mit Basistrennung, z. B. ein
Transformator
nach IEC 989
Beziehung zur Erde oder zu einem
Schutzleiter
Stromkreise
Stromkreise
Körper
Stromkreise mit
ungeerdete
Körper dürfen
sicherer Trennung Stromkreise
nicht absichtlich
mit Erde oder einem Schutzleiter
verbunden sein
geerdete und un- Körper dürfen gegeerdete Strom- erdet oder mit eikreise erlaubt
nem Schutzleiter
verbunden sein
Stromkreis ohne
geerdete
Körper müssen
sichere Trennung Stromkreise
mit dem Schutzerlaubt
leiter auf der
Primärseite der
Stromversorgung
verbunden sein
Bezeichnung
SELV
PELV
FELV
Tabelle 4.1 Überblick zu den Kleinspannungen SELV, PELV und FELV bezüglich der sicheren Trennung und der Beziehung zur Erde (DIN VDE 0100-410:1997-01, Anhang ZB)
Anmerkung: Anforderungen für FELV-Stromkreise sind in HD 384.4.47 S2:1995 enthalten.
24
●
●
wenn eine elektronische Einrichtung nach den für sie geltenden Normen gebaut
ist und Spannungserhöhungen an den Ausgangsklemmen im Fehlerfalle an den
Ausgangsklemmen nicht auftreten können,
Anmerkung:
Beispiele von solchen Einrichtungen schließen Isolations-Überwachungseinrichtungen ein, die den Anforderungen der betreffenden Veröffentlichungen entsprechen.
die gemessene Ausgangsspannung die Werte für die Kleinspannungen SELV und
PELV nicht überschreitet.
4.1.1.2 Anordnung von Stromkreisen
Aktive Teile von SELV- und PELV-Stromkreisen müssen voneinander, von FELVStromkreisen und von Stromkreisen höherer Spannung sicher getrennt sein. Die sichere Trennung zwischen Leitern eines jeden Stromkreises eines SELV- und PELVSystems und Leitern jedes anderen Systems muss durch eine der folgenden Maßnahmen erfüllt werden:
● räumlich getrennte Anordnung der Leiter;
● Leiter mit einem Mantel aus Isolierstoff, zusätzlich zur Basisisolierung;
● Leiter von Stromkreisen verschiedener Spannung müssen durch eine geerdete
Metallschiene oder eine geerdete metallene Umhüllung getrennt sein;
● mehradrige Kabel, Leitungen oder Leitungsbündel müssen nach der höchsten
vorkommenden Spannung bemessen werden;
● Stecker und Steckdosen von SELV- und PELV-Stromkreisen müssen besonderen
Anforderungen genügen.
4.1.1.3 Anforderungen an SELV-Stromkreise
Aktive Teile von SELV-Stromkreisen dürfen nicht mit Erde oder mit aktiven Teilen
oder mit Schutzleitern anderer Stromkreise verbunden sein.
Die Körper dürfen nicht absichtlich verbunden werden mit:
● Erde oder
● Schutzleitern oder Körpern eines anderen Stromkreises oder
● fremden leitfähigen Teilen.
Wenn die Nennspannung AC 25 V Effektivwert oder DC 60 V überschreitet, muss
ein Schutz gegen direktes Berühren durch folgende Maßnahmen vorgesehen werden:
● Abdeckung oder Umhüllung mindestens nach Schutzarten IP2X oder IPXXB
oder
● eine Isolierung, die einer Prüfspannung von AC 500 V Effektivwert für 1 min
standhält.
Wenn die Nennspannung AC 25 V Effektivwert oder DC 60 V nicht überschreitet,
ist im Allgemeinen ein Schutz gegen direktes Berühren nicht erforderlich.
25