Grundlagen der drei Netzformen – Erdung, Schutzleiter und Fehlerschutz im Vergleich.
Das Netzsystem beschreibt, wie der Transformator-Sternpunkt geerdet ist und wie der Schutzleiter geführt wird. Die Wahl des Netzsystems beeinflusst entscheidend die Fehlerschutzmaßnahmen.
In Deutschland sind TN-C-S (Wohngebäude) und TT (ländliche Gebiete) am häufigsten. IT-Systeme kommen in sicherheitskritischen Bereichen zum Einsatz.
| System | Sternpunkt | Schutzleiter | Typisches Anwendungsgebiet |
|---|---|---|---|
| TN | Geerdet | Vom Speisepunkt | Städtische Netze, Europa |
| TT | Geerdet | Örtliche Erdung | Ländliche Gebiete, Frankreich |
| IT | Isoliert oder hochohmig | Örtliche Erdung | Krankenhäuser, Industrie |
| 1. Buchstabe | Bedeutung (Speisepunkterdung) |
|---|---|
| T | Terra = direkte Erdung |
| I | Isoliert (keine/hochohmige Erdung) |
| 2. Buchstabe | Bedeutung (Erdung der Körper) |
|---|---|
| T | Terra = Erdung über örtlichen Erder |
| N | Neutral = Erdung über Speisepunkt |
PEN = Kombinierter Neutral- und Schutzleiter
Merkmale:
PE und N durchgehend getrennt = Höchste Sicherheit
Merkmale:
Vor HAK: TN-C (EVU) | Ab HAK: TN-S (Kundenanlage)
Merkmale:
Bei Körperschluss:
Abschaltbedingung:
Z_s × I_a ≤ U_0
Z_s = Schleifenimpedanz
I_a = Auslösestrom des Schutzorgans
U_0 = Nennspannung gegen Erde (230 V)
Klicken zum KopierenMerkmale:
Bei Körperschluss:
Abschaltbedingung:
R_A × I_Δn ≤ 50 V
R_A = Erdungswiderstand Anlage
I_Δn = Bemessungsdifferenzstrom RCD
Beispiel: R_A = 100 Ω, I_Δn = 0,03 A
→ 100 Ω × 0,03 A = 3 V < 50 V ✓
Klicken zum KopierenMerkmale:
| Bereich | Grund |
|---|---|
| OP-Säle | Kein Stromausfall bei 1. Fehler |
| Intensivstationen | Patientensicherheit |
| Dauerbetrieb-Industrie | Keine ungeplanten Stillstände |
| Bergbau | Besondere Gefahren |
1. Fehler: Meldung durch Isolationsüberwachung 2. Fehler: Abschaltung wie TN/TT erforderlich
Aufgabe
Wie erkenne ich ob TN-C-S oder TT vorliegt?
Lösung
TN-C-S: PEN-Aufteilung am HAK. TT: Separater Erder ohne N-PE-Verbindung.
Aufgabe
Anlagenerder R_A = 50 Ω. Welcher RCD ist mindestens erforderlich?
Lösung
RCD 30 mA (für Personenschutz), erfüllt auch Abschaltbedingung.
DIN VDE 0100-410: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag
DIN VDE 0100-100: Begriffe und allgemeine Anforderungen
DIN VDE 0100-540: Erdung und Schutzleiter
Wichtige Festlegungen:
Netzsysteme – Zusammenfassung:
| System | Sternpunkt | PE-Führung | Fehlerschutz |
|---|---|---|---|
| TN | Geerdet | Vom Trafo | Überstromschutz |
| TT | Geerdet | Lokaler Erder | RCD Pflicht |
| IT | Isoliert | Lokaler Erder | IMD + 2. Fehler |
TN-Varianten:
Abschaltbedingung TN: Z_s × I_a ≤ U_0 Abschaltbedingung TT: R_A × I_Δn ≤ 50 V
Wenn nach der Aufteilung N und PE wieder verbunden würden, entstünde eine Parallelschaltung für den Neutralleiterstrom. Bei Unterbrechung des N-Leiters würde der gesamte Betriebsstrom über den PE fließen, was zu gefährlichen Berührungsspannungen an Gehäusen führen kann. Daher: Ab dem Aufteilungspunkt müssen N und PE dauerhaft getrennt bleiben.
Theoretisch reicht im TN-System der Überstromschutz für den Fehlerschutz aus. ABER: Nach VDE 0100-410 ist für alle Steckdosenstromkreise bis 32 A ein RCD ≤ 30 mA Pflicht – unabhängig vom Netzsystem! Der RCD bietet zusätzlichen Schutz bei kleinen Fehlerströmen, die den LS nicht auslösen würden.
Das IT-System wird dort eingesetzt, wo ein Stromausfall gefährlich wäre: Operationssäle (Patient am Netz), Intensivstationen, Prozessanlagen mit Dauerbetrieb. Der erste Erdschluss führt nicht zur Abschaltung, sondern nur zur Warnung. So bleibt Zeit, den Fehler planmäßig zu beheben. Ein zweiter Fehler führt dann zur Abschaltung.