TN-System

Ein TN-System (frz. Terre Neutre) ist eine bestimmte Realisierungsart eines Niederspannungsnetzes zur elektrischen Stromversorgung in der Elektrotechnik.

Allgemeines

Im Gegensatz zu einem IT-System ist in einem TN-System wie in einem TT-System der Sternpunkt auf Unterspannungseite des speisenden Transformators geerdet. Im Unterschied zu einem TT-System wird in einem TN-System eine Nullung (Erdung) an diesem Sternpunkt durchgeführt.

Nach der Ausführung des Schutzleiters werden TN-Systeme unterschieden in TN-C-Systeme, TN-C-S-Systeme und TN-S-Systeme.

Erdschlüsse in TN-Netzen führen bei ausreichender Niederohmigkeit zu Erdschlussströmen, die die vorgeschaltete Sicherung zum Ansprechen bringen. Hochohmige Erdschlüsse dagegen erzeugen einen Erdschlussstrom, der die Sicherung nicht unbedingt zum Ansprechen bringt. Diese Erdströme, auch Fehlerströme genannt, sind besonders gefährlich, da sie zu Stromunfällen oder zu Anlagenbränden führen können.

Aus diesem Grund ist zur Erkennung eines Erdschlusses eine empfindliche Überwachung erforderlich, die mit einer Fehlerstromüberwachungseinrichtung in Form von Fehlerstromschutzschaltern (FI-Schalter bzw. RCD) erfolgt.

TN-C-System

Ein TN-C-System

In einem TN-C-System (frz. Terre Neutre Combiné) wird ein PEN-Leiter eingesetzt, der gleichzeitig Schutzleiter (PE) und Neutralleiter (N) ist.

Weil über einen Neutralleiter bei ungleichmäßiger Belastung der Außenleiter Strom fließt, besteht zwischen den an einen PEN-Leiter angeschlossenen leitfähigen Gehäusen von Betriebsmitteln und der Erde in der Regel eine Spannung, die sich nach dem ohmschen Gesetz aus dem Widerstand des Leiters ergibt.

Wenn ein PEN-Leiter in einer Installation unterbrochen wird, liegt an den leitfähigen Gehäusen der nach der Unterbrechungsstelle angeschlossenen Geräte – bedingt durch die Verbindung vom Außenleiter zum PEN-Leiter im Gerät – die volle Außenleiterspannung gegen Erde an, also bis zu 230 V. Ein TN-C-System in Haushalten, wie vor Jahrzehnten noch häufig installiert, stellt eine potentielle Unfallquelle dar.

Ein TN-C-System ist nur noch bei Leitern mit einem Querschnitt von mindestens 10 mm² Kupfer oder 16 mm² Aluminium zulässig. Die Beschränkung wurde festgelegt, um die Wahrscheinlichkeit eines unterbrochenen PEN-Leiters gering zu halten. Für Altinstallationen mit geringerem Querschnitt besteht kein Bestandsschutz.

Im TN-C-Netz können weiterhin keine Fehlerstromschutzschalter eingesetzt werden, da für deren korrekte Funktion prinzipbedingt ein vom Erdungsleiter getrennter Neutralleiter erforderlich ist.

TN-C-S-System

Ein TN-C-S-System

Ein TN-C-S-System (frz. Terre Neutre Combiné Séparé) ist vom Transformator aus zunächst wie ein TN-C-System aufgebaut. An einem bestimmten Punkt, spätestens ab der Stelle, an der der geforderte Mindestquerschnitt des PEN-Leiters (q > 10 mm²) unterschritten werden soll, wird der PEN-Leiter in Neutral- und Schutzleiter aufgeteilt. Diese werden separat weitergeführt und dürfen im weiteren Leitungsverlauf nicht mehr zusammengeführt werden.

Dieses System ist bei Gebäudeversorgungen in Deutschland weit verbreitet. Die Auftrennung des PEN-Leiters in Neutral- und Schutzleiter findet zumeist im Hausanschlusskasten statt. In Bereichen, in denen Schutzleiter und Neutralleiter getrennt geführt sind, wird laut gültiger VDE der Einbau eines Fehlerstromschutzschalters gefordert.

Den PEN-Leiter erst an Schukosteckdosen in einen Neutralleiter und einen Schutzleiter aufzuteilen, indem er an den Schutzkontakt und einen der beiden anderen Kontakte angeschlossen wird, ist seit Jahrzehnten in Neuinstallationen nicht mehr zulässig, in der Bundesrepublik Deutschland seit dem Erscheinen von DIN VDE 0100 im Mai 1973. Aus Sicherheitsgründen sollten auch bestehende Anlagen nach Möglichkeit auf getrennte Schutz- und Neutralleiter umgerüstet werden. Seit 1997 gilt die VDE 0100 Teil 600, die eine "regelmäßige Überprüfung der Anlage und Prüfung gegen die aktuellen Bestimmungen" vorsieht. Bei Versäumnis der Umrüstung kann daher gegebenenfalls eine Schadenersatzpflicht abgeleitet werden bzw. bestehender Versicherungsschutz kann erlöschen.

TN-S-System

TN-S-System

In einem TN-S-System (frz. Terre Neutre Séparé) sind separate Neutralleiter und Schutzleiter vom Transformator bis zu den Verbrauchsmitteln geführt.

Ein TN-S-System ist sicherer als andere TN-Systeme. Die Probleme, die dort aus einem unterbrochenen PEN-Leiter resultieren können, treten hier nicht auf, die Schutzmaßnahme ist immer gewährleistet. Der Einsatz ist jedoch nicht sehr häufig und erfolgt vorwiegend in größeren gewerblichen Anlagen, die üblicherweise mit Mittelspannung versorgt werden und mit eigenen Transformatoren ausgestattet sind. Auch ältere Stadt- und Vorstadthäuser in Großbritannien werden häufig per TN-S-System versorgt. Der Übergang von einem TN-C- zu einem TN-S-System wird mit einem blauen Kabel signalisiert.

Erdung in TN-Systemen

Beim möglichen Erdschluss eines Außenleiters können andere Leiter wie PEN- und PE-Leiter eine Spannung gegen Erde annehmen, welche die zulässige Berührungsspannung von 50 V übersteigt. Um diese Spannungsüberhöhung zu verhindern, wird durch mehrere Erder, also Betriebserder (RB) am Netztransformator und Anlagenerder (RA) in den Verbraucheranlagen, der Gesamterdungswiderstand im Niederspannungsnetz verkleinert. Alle Erder bilden zusammen an der Potenzialausgleichschiene eine Parallelschaltung.

Normen

• DIN VDE 0100-100:2009-06
• IEC 60364-1:2005-11

Literatur

• Gerhard Kiefer: VDE 0100 und die Praxis. 13. Auflage. VDE-Verlag GmbH, Berlin/Offenbach 2009, ISBN 978-3-8007-3130-5.
• Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9.
• Werner Hörmann, Bernd Schröder: Schutz gegen elektrischen Schlag in Niederspannungsanlagen – Kommentar der DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06. VDE-Schriftenreihe Band 140, VDE-Verlag, Berlin 2010, ISBN 978-3-8007-3190-9.