Schutzleitungssystem

Schutzleitungssystem war die frühere Bezeichnung für eine Schutzmaßnahme, die auch heute noch als IT-System mit Isolationsüberwachung im IT-Netz angewendet wird. Da sie im öffentlichen Stromnetz nicht angewendet werden darf, ist sie auch weniger bekannt als andere Schutzmaßnahmen.

Grundlagen

Im IT-Netz sind neben den Schutzmaßnahmen wie sie in TN-Netzen und TT-Netzen zugelassen sind auch Schutzmaßnahmen mit Isolationsüberwachungseinrichtungen zugelassen. Bei dieser Schutzmaßnahme erfolgt der Schutz im Fehlerfall durch Meldung. Eine zu hohe Berührungsspannung wird durch einen Potentialausgleich aller Anlagenteile vermieden.

Aufbau und Funktion

IT-System mit Isolationsüberwachung

Grundvoraussetzung für diese Schutzmaßnahme ist, dass die Anlage, in der diese Schutzmaßnahme eingebaut wird, von einem eigenen Trafo versorgt wird. Das bedeutet, dass sie dadurch vom übrigen Netz isoliert ist. Alle elektrisch leitfähigen Teile werden elektrisch verbunden und geerdet. Dieser Potentialausgleich verhindert gefährlich hohe Berührungsspannungen. Bei einem einfachen Fehlerfall erfolgt eine Meldung über den Fehlerzustand der Anlage. Da im einfachen Fehlerfall keine zu hohe Berührungsspannung gegen Erde entsteht, kann die Anlage gefahrlos weiterbetrieben werden und eingeleitete Arbeitsprozesse können noch abgeschlossen werden. Damit im Doppelfehlerfall keine zu hohe Berührungsspannung auftritt, muss bei einem zweiten Fehler die Anlage automatisch abgeschaltet werden. Damit es nicht zu einer Abschaltung kommen kann, muss der erste Fehler unverzüglich beseitigt werden.

Voraussetzungen

IT-System ohne Neutralleiter

Um diese Schutzmaßnahme im IT-Netz durchzuführen müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:

• eigene Stromversorgung über separaten Transformator oder Generator
• Sternpunkt des Stromerzeugers darf nicht niederohmig geerdet werden
• Zur Vermeidung von Potentialverschiebungen der Außenleiter gegen Erde ist eine hochohmige Erdung des Sternpunktes zulässig.
• Erdung aller Körper und Verbindung einzeln oder gruppenweise mit dem Schutzleiter
• Einbeziehung fremder leitfähiger Teile in die Erdungsmaßnahme ist eine Ermessensfrage des Errichters der Anlage

Funktionsprüfung

Der Isolationszustand der Anlage gegen Erde wird laufend festgestellt, wobei die Überwachungseinrichtung die niederohmige Verbindung eines Außenleiter mit Erdpotential als Fehler erkennt. Eine niederohmige Verbindung besteht dann, wenn der Isolationswiderstand der Anlage unter einen bestimmten Grenzwert fällt. Dieser Fehlerfall wird optisch oder akustisch angezeigt. Dabei ist zu beachten, dass bei einem Erdschluss die Spannung der anderen beiden Außenleiter gegen Erde der Spannung zwischen den Außenleitern entspricht.

Da ein erster Fehler schnellstmöglich zu eliminieren ist, die manuelle Suche nach der Fehlerursache teilweise sehr lange dauern kann, sind hierbei Isolationsfehler-Suchsysteme vorteilhaft.

Mögliche Einsatzbereiche

Diese Schutzmaßnahme ist nach Norm nur in begrenzten Anlagen zulässig. Nachfolgend sind mögliche Einsatzbereiche dieser Schutzmaßnahme zusammengestellt.

Wenn in Industriebetrieben aufwändige Prozesse laufen, bei denen eine sofortige Unterbrechung der Stromversorgung zu möglichen Gefährdungen für die Beschäftigten, die Umwelt oder die Betriebsmittel führen können oder zu einem unverhältnismäßig hohen wirtschaftlichen Schaden führen würde, kann diese Schutzmaßnahme angewandt werden. Hierbei kann die Anlage im Fehlerfall noch in einen definierten Zustand gebracht werden, anschließend kann der Fehler beseitigt werden.

In Krankenhäusern wird beispielsweise auch diese Schutzmaßnahme in medizinisch genutzten Räumen verwendet, bei denen auch im Fehlerfall eine Fortsetzung der Behandlung erforderlich ist. Bei dieser Schutzmaßnahme erfolgt durch eine Überwachungseinrichtung eine Meldung, dass ein Fehler vorhanden ist. In diesem Fall kann beispiels die laufende Operation zu Ende geführt werden und der Fehler anschließend abgestellt werden. Gleiches gilt für den Bereich Intensivstation. Im Fehlerfall kann die Versorgung aufrechterhalten werden und die Fehlerbeseitigung oder die Verlegung des Patienten eingeleitet werden.

Weiterhin findet diese Schutzmaßnahme in Bergwerken ihre Anwendung. Hierbei steht die Aufrechterhaltung der Energieversorgung in Vordergrund. Beispielsweise kann bei ein Isolationsfehler bei der Beleuchtung oder bei Schutz- und Sicherungseinrichtungen der Fehler gemeldet und abgestellt werden, ohne dass diese im Fehlerfall sofort abgeschaltet wird.

Damit die Betriebsfähigkeit von wichtigen elektrischen Betriebsmitteln oder von Navigations- und Steuereinrichtung bei einem Isolationsfehler nicht sofort ausfällt, kann bei Schiffen ebenfalls die Isolationsüberwachung eingesetzt werden. Auch hier liegt die Priorität auf der Meldung des Fehlers bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Betriebsfunktion.

Siehe auch

• Potentialsteuerung

Normen

• IEC 60364-3/VDE 0100 Teil 310 Schutzmaßnahme gegen indirektes Berühren mit Abschaltung oder Meldung
• IEC 60364-4-1/VDE 0100 Teil 410 Schutzeinrichtung und Abschaltbedingungen
• IEC 60364-7-710/VDE 0100 Teil 710 Elektrische Sicherheit in medizinisch genutzten Bereichen

Literatur

• A. Senner: Fachkunde Elektrotechnik. 4.Auflage. Europa–Lehrmittel. Willing, Wuppertal-Barmen 1964, 1965.
• Gerhard Kiefer: VDE 0100 und die Praxis. 1. Auflage. VDE-Verlag, Berlin/Offenbach 1984. ISBN 3-8007-1359-4
• Wolfgang Hofheinz: Schutztechnik mit Isolationsüberwachung. VDE-Schriftenreihe „Normen verständlich“. Bd 114. 2. Auflage. VDE-Verlag, Berlin/Offenbach 2007. ISBN 3-8007-3026-X

Weblinks

• Schutzeinrichtung und Abschaltbedingungen