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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
Abschnitt 1 Allgemeine Regeln Erdung und Schutzmaßnahmen für die elektrische Sicherheit. Allgemeine Anforderungen
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regeln für die Installation elektrischer Anlagen (PUE) 1.7.49. Spannungsführende Teile der Elektroinstallation dürfen nicht versehentlich berührt werden, und offene und berührbare leitfähige Teile Dritter dürfen nicht unter Spannung stehen, die sowohl bei normalem Betrieb der Elektroinstallation als auch im Falle eines Stromschlags die Gefahr eines Stromschlags darstellt Isolationsschäden. 1.7.50. Zum Schutz vor elektrischem Schlag im Normalbetrieb müssen folgende Schutzmaßnahmen gegen direktes Berühren einzeln oder in Kombination angewendet werden:
Für zusätzlichen Schutz vor direktem Berühren in Elektroinstallationen mit Spannungen bis zu 1 kV sollten vorbehaltlich der Anforderungen anderer Kapitel der Elektroinstallationsordnung Fehlerstromschutzschalter (RCDs) mit einem Bemessungsfehlerstrom von nicht mehr als 30 mA verwendet werden. 1.7.51. Zum Schutz vor elektrischem Schlag bei Isolationsschäden müssen folgende Schutzmaßnahmen bei indirektem Kontakt einzeln oder in Kombination angewendet werden:
1.7.52. Maßnahmen zum Schutz vor elektrischem Schlag müssen in der elektrischen Anlage oder einem Teil davon oder bei einzelnen elektrischen Empfängern vorgesehen werden und können bei der Herstellung elektrischer Geräte oder bei der Installation der elektrischen Anlage oder in beiden Fällen umgesetzt werden. Der Einsatz von zwei oder mehr Schutzmaßnahmen in einer Elektroinstallation darf sich nicht gegenseitig beeinflussen und die Wirksamkeit der einzelnen Schutzmaßnahmen verringern. 1.7.53. Ein Schutz gegen indirektes Berühren sollte in jedem Fall erfolgen, wenn die Spannung in der Elektroinstallation 50 V AC* und 120 V DC* überschreitet. In Bereichen mit erhöhter Gefahr, besonders gefährlich und bei Installationen im Freien kann ein Schutz gegen indirektes Berühren bei niedrigeren Spannungen erforderlich sein, beispielsweise 25 V Wechselstrom und 60 V Gleichstrom oder 12 V Wechselstrom und 30 V Gleichstrom, vorbehaltlich der Anforderungen der jeweiligen Kapitel des Electrical Code. Ein Schutz gegen direktes Berühren ist nicht erforderlich, wenn sich die elektrischen Betriebsmittel im Bereich der Potenzialausgleichsanlage befinden und die höchste Betriebsspannung 25 V AC bzw. 60 V DC in nicht explosionsgefährdeten Bereichen und 6 V AC bzw. 15 V AC nicht überschreitet In allen Fällen V DC. * Hier und im gesamten Kapitel bedeutet Wechselspannung den Effektivwert der Wechselspannung; Gleichspannung – Gleichspannung oder gleichgerichtete Spannung mit einem Welligkeitsanteil von nicht mehr als 10 % des Effektivwerts. 1.7.54. Zur Erdung elektrischer Anlagen können künstliche und natürliche Erdungsleiter verwendet werden. Wenn bei Verwendung natürlicher Erdungsleiter der Widerstand der Erdungsgeräte bzw. die Berührungsspannung einen akzeptablen Wert aufweist und die normierten Spannungswerte am Erdungsgerät und die zulässigen Stromdichten in natürlichen Erdungsleitern gewährleistet sind, erfolgt die Umsetzung von künstlichen Erdungsleiter in Elektroinstallationen bis 1 kV sind nicht erforderlich. Die Verwendung natürlicher Erdungsleiter als Elemente von Erdungsgeräten darf nicht zu deren Beschädigung führen, wenn durch sie Kurzschlussströme fließen, oder zu einer Störung des Betriebs der Geräte, mit denen sie verbunden sind. 1.7.55. Für die Erdung von räumlich nahe beieinander liegenden elektrischen Anlagen mit unterschiedlichen Zwecken und Spannungen sollte grundsätzlich eine gemeinsame Erdungseinrichtung verwendet werden. Ein Erdungsgerät, das zur Erdung elektrischer Anlagen gleichen oder unterschiedlichen Zwecks und mit gleicher Spannung verwendet wird, muss alle Anforderungen an die Erdung dieser elektrischen Anlagen erfüllen: Schutz von Personen vor Stromschlägen bei beschädigter Isolierung, Betriebsbedingungen von Netzen, Schutz elektrischer Geräte vor Überspannung, usw. während der gesamten Betriebszeit. Zunächst müssen die Anforderungen an die Schutzerdung erfüllt sein. Erdungseinrichtungen zur Schutzerdung elektrischer Anlagen von Gebäuden und Bauwerken sowie zum Blitzschutz der Kategorien 2 und 3 dieser Gebäude und Bauwerke sollten in der Regel gemeinsam sein. Bei der Installation eines separaten (unabhängigen) Erdungssystems zur Arbeitserdung unter den Betriebsbedingungen von Informations- oder anderen störempfindlichen Geräten müssen besondere Maßnahmen zum Schutz vor elektrischem Schlag getroffen werden, um den gleichzeitigen Kontakt mit Teilen zu verhindern, die einer gefährlichen Potenzialdifferenz ausgesetzt sein können wenn die Isolierung beschädigt ist. Um Erdungsgeräte verschiedener Elektroinstallationen zu einem gemeinsamen Erdungsgerät zusammenzufassen, können natürliche und künstliche Erdungsleiter verwendet werden. Ihre Anzahl muss mindestens zwei betragen. 1.7.56. Die erforderlichen Werte der Berührungsspannung und des Widerstands von Erdungsgeräten, wenn von ihnen Erdschlussströme und Ableitströme fließen, müssen zu jeder Jahreszeit unter ungünstigsten Bedingungen gewährleistet sein. Bei der Bestimmung des Widerstands von Erdungsgeräten müssen künstliche und natürliche Erdungsleiter berücksichtigt werden. Bei der Bestimmung des spezifischen Widerstands der Erde sollte als berechneter Wert der saisonale Wert verwendet werden, der den ungünstigsten Bedingungen entspricht. Erdungsgeräte müssen mechanisch stark, thermisch und dynamisch beständig gegen Erdschlussströme sein. 1.7.57. Elektroinstallationen mit Spannungen bis zu 1 kV in Wohn-, öffentlichen und Industriegebäuden sowie Außenanlagen sollten grundsätzlich von einer Quelle mit fest geerdetem Neutralleiter im TN-System gespeist werden. Zum Schutz vor Stromschlägen durch indirekten Kontakt in solchen Elektroinstallationen muss eine automatische Stromabschaltung gemäß 1.7.78 - 1.7.79 durchgeführt werden. Anforderungen für die Auswahl von TN-C-, TN-S- und TN-CS-Systemen für bestimmte Elektroinstallationen sind in den entsprechenden Kapiteln der Regeln aufgeführt. 1.7.58. Die Stromversorgung elektrischer Anlagen mit einer Spannung bis zu 1 kV Wechselstrom aus einer Quelle mit isoliertem Neutralleiter über das IT-System sollte in der Regel dann erfolgen, wenn die Stromversorgung beim ersten Fehler zur Erde oder zum Öffnen leitfähiger Teile nicht unterbrochen wird mit dem Potenzialausgleichssystem verbunden. In solchen Elektroinstallationen muss zum Schutz vor indirektem Berühren beim ersten Erdschluss eine Schutzerdung in Kombination mit einer Netzisolationsüberwachung durchgeführt oder ein FI-Schutzschalter mit einem Bemessungsfehlerstrom von maximal 30 mA verwendet werden. Im Falle eines Doppelerdschlusses muss die automatische Stromversorgung gemäß 1.7.81 abgeschaltet werden. 1.7.59. Die Stromversorgung elektrischer Anlagen mit einer Spannung von bis zu 1 kV aus einer Quelle mit fest geerdetem Neutralleiter und mit Erdung freiliegender leitfähiger Teile mithilfe einer Erdungselektrode, die nicht mit dem Neutralleiter verbunden ist (TT-System), ist nur in Fällen zulässig, in denen die elektrischen Sicherheitsbedingungen in der TN-System kann nicht gewährleistet werden. Zum Schutz vor indirektem Kontakt in solchen Elektroinstallationen muss der Strom automatisch mit der obligatorischen Verwendung eines FI-Schutzschalters abgeschaltet werden. In diesem Fall muss folgende Bedingung erfüllt sein:
wobei Ia der Betriebsstrom der Schutzeinrichtung ist; Ra ist der Gesamtwiderstand des Erdungsleiters und des Erdungsleiters, wenn ein RCD zum Schutz mehrerer elektrischer Empfänger verwendet wird – der Erdungsleiter des am weitesten entfernten elektrischen Empfängers. 1.7.60. Bei Verwendung der Schutzabschaltautomatik ist ein Basis-Potenzialausgleich nach 1.7.82 und ggf. ein zusätzliches Potenzialausgleichssystem nach 1.7.83 vorzusehen. 1.7.61. Bei Verwendung des TN-Systems wird empfohlen, die PE- und PEN-Leiter am Eingang der Elektroinstallationen von Gebäuden sowie an anderen zugänglichen Stellen erneut zu erden. Zur Neuerdung sollte zunächst die natürliche Erdung verwendet werden. Der Widerstand der Wiedererdungselektrode ist nicht genormt. In großen und mehrstöckigen Gebäuden übernimmt der Potenzialausgleich durch den Anschluss des neutralen Schutzleiters an die Haupterdungsschiene eine ähnliche Funktion. Die Neuerdung elektrischer Anlagen mit Spannungen bis 1 kV, die über Freileitungen mit Strom versorgt werden, muss gemäß 1.7.102 – 1.7.103 durchgeführt werden. 1.7.62. Erfüllt die automatische Abschaltzeit nicht die Bedingungen von 1.7.78 - 1.7.79 für das TN-System und 1.7.81 für das IT-System, so kann ein indirekter Berührungsschutz für einzelne Teile der Elektroinstallation oder einzelne elektrische Empfänger erfolgen erfolgt durch doppelte oder verstärkte Isolierung (Elektrogeräte der Klasse II), Kleinspannung (Elektrogeräte der Klasse III), elektrische Trennung von Stromkreisen, Isolierung (nicht leitender) Räume, Zonen, Bereiche. 1.7.63. Ein IT-System mit einer Spannung bis 1 kV, das über einen Transformator an ein Netz mit einer Spannung über 1 kV angeschlossen ist, muss durch eine Durchschlagsicherung vor der Gefahr geschützt werden, die durch eine Beschädigung der Isolierung zwischen Hoch- und Niederspannungswicklung entsteht Der Transformator. Auf der Niederspannungsseite jedes Transformators muss im Neutralleiter oder in der Phase eine Schmelzsicherung installiert werden. 1.7.64. In Elektroinstallationen mit Spannungen über 1 kV und isoliertem Neutralleiter muss zum Schutz vor Stromschlägen eine Schutzerdung freiliegender leitfähiger Teile durchgeführt werden. Solche Elektroinstallationen müssen in der Lage sein, Erdschlüsse schnell zu erkennen. In den Fällen, in denen dies aus Sicherheitsgründen erforderlich ist (bei Versorgungsleitungen für mobile Umspannwerke und Maschinen, beim Torfabbau usw.), muss im gesamten elektrisch angeschlossenen Netz ein Erdschlussschutz mit Auslösewirkung installiert werden. 1.7.65. In Elektroinstallationen mit Spannungen über 1 kV und einem effektiv geerdeten Neutralleiter muss zum Schutz vor Stromschlägen eine Schutzerdung freiliegender leitfähiger Teile durchgeführt werden. 1.7.66. Die Schutzerdung im TN-System und die Schutzerdung im IT-System elektrischer Geräte, die auf Freileitungsstützen installiert sind (Leistungs- und Messtransformatoren, Trennschalter, Sicherungen, Kondensatoren und andere Geräte), müssen gemäß den in den entsprechenden Kapiteln angegebenen Anforderungen durchgeführt werden des PUE sowie in diesem Kapitel. Der Widerstand der Erdungsvorrichtung des Freileitungsträgers, auf dem die elektrische Ausrüstung installiert ist, muss den Anforderungen des Kapitels entsprechen. 2.4 und 2.5.
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