Hallo Leute,
ich habe mal eine Frage an euch: Was für einen Sinn macht es, wenn wir
unsere Stromkreise (ich spreche jetzt von der Stromversorgung "der
Elektrizitätswerke") erden?
Bei Generatoren hat man ja oft ungeerdete IT-Netze mit Iso-Wächter. Und
in Labors ab und an genauso IT-Netze mit Trenntrafos.
Wenn ich es richtig verstanden habe, dann kann ich den "Außenleiter"
eines IT-Netzes sorglos in der Hand halten, ohne einen Schlag zu
bekommen, da es ja keine Verbindung über Erde gibt.
Was sind also die Vorteile eines TN-C (bei mir z.B. zu Hause) gegenüber
eines ungeerdeten IT-Netzes?
Ich hoffe ich liege nicht falsch...
Ich bin der Meinung, das deine Antwort bereits in der Fragestellung
liegt.
Für das IT Netz benötigst du deinen ISO Wächter.
Beispiel im Krankenhaus. Wenn ein Versorger einen Kurzschluß hat darf es
nicht passieren das die übrigen Geräte ausfallen.
Beim Netzt daheim willst du einen Kurzschluß erkennen und zwar schnell.
Daher Abschaltung über Fehlerstrom
Ausgedehnte IT-Netze mit Wechselstrom gehen leider nicht weil die
Leitungen gegen Erde wie ein Kondensator wirken und somit eh kapazitiv
"geerdet" werden. Dann lieber gleich richtig erden, dann sind zumindest
die Potentiale festgezogen und schweben nicht überall irgendwie mehr
oder eher weniger frei rum.
Karl T. schrieb:> Wenn ich es richtig verstanden habe, dann kann ich den "Außenleiter"> eines IT-Netzes sorglos in der Hand halten, ohne einen Schlag zu> bekommen, da es ja keine Verbindung über Erde gibt.
wenn aber dein Nachbar gleichzeitig den anderen Außenleiter berührt,
seid ihr beide tot.
Ein isoliertes Netz hat nur bei kleiner Ausdehnung einen Sinn.
Karl T. schrieb:> Bei Generatoren hat man ja oft ungeerdete IT-Netze mit Iso-Wächter. Und> in Labors ab und an genauso IT-Netze mit Trenntrafos.>> Wenn ich es richtig verstanden habe, dann kann ich den "Außenleiter"> eines IT-Netzes sorglos in der Hand halten, ohne einen Schlag zu> bekommen, da es ja keine Verbindung über Erde gibt.
Das stimmt, aber das sind kleine abgeschlossene Einheiten. Denk mal
anders rum: Gegeben sei ein Speisetrafo mit sekundär 3P 400V +
Sternpunkt N'.
Alle 4 Trafoausgänge sind isoliert gegen Erde. Das Potential "schwimmt"
sozusagen. Die Gehäuse ("Körper") der Betriebs/Verbrauchsmittel sind
geerdet. Das ist die Definition eines IT Systems ( Erdbezug
Trafo-sternpunkt = I; Erdbezug Körper = T). Gehen wir jetzt mal davon
aus, daß dieser Speisetrafo 50 Häuser mit je 20 solchen Verbrauchern
speist. Wenn auch nur bei einem einzigen dieser 1000 Verbraucher ein
ERD-(nicht Kurz! -)schluss zwischen Außenleiter und geerdetem Gehäuse
entsteht, ist es in allen 50 Häusern zwar aus mit dem gefahrlosen
Anfassen eines Außenleiters, aber die Stromversorgung funktioniert ja
noch. Also wird der ISO Wächter ignoriert *(1). Kommt aber jetzt noch
ein zweiter Erdschluss hinzu, fließt ein Kurzschlußstrom vielleicht
zwischen z.B. Haus 02 und Haus 47 (immer noch im obigen Beispiel). Viel
Spaß bei der Fehlersuche.
Abhilfe wäre nur mit einem separaten Speisetrafo pro Haus möglich (womit
sich das Spiel im Kleinen wiederholt..). Zudem müßte der Trafo genügend
Strom liefern können, um eine vorgelagerte Schutzeinrichtung im Falle
eines KURZ- (nicht ERD)schlusses in der vorgeschrieben Zeit
abzuschalten.
Das würde erhebliche Kosten verursachen und keiner würde so einen
Klopper im Haus wollen...
In einer geerdeten Anlage (TN- System) hingegen löst der erste
Erdschluss eines Betriebs/Verbrauchsmittels die vorgeschaltete
Schutzeinrichtung aus. Somit ist der Abschnitt zwar stromlos, aber
dadurch niemand unmittelbar gefährdet. Der Gesamtwiderstand aller
parallelgeschalteter Betriebserder muß allerdings niederohmig genug
sein, damit durch einen Erdschlußstrom am (gemeinsamen) PEN - d.h. an
allen leitfähigen Gehäusen der Verbraucher - nirgends mehr als 50V
Berührspannung entstehen kann. (siehe "Spannungswaage", bzw.
"Potentialsteuerung").
* (1) Der Isowächter kann in diesem Gedankenexperiment nur melden, daß
irgendwo ein Isolationsfehler vorliegt. Ob das im eigenen Haus ist oder
ganz am Ende der Straße d.h. abseits vom eigenen Einflußbereich, ist
zunächst nicht zu ermitteln.
ups, schon wieder lang geworden. Naja.. auf jeden Fall: =^..^= RRR!
Karl T. schrieb:> Wenn ich es richtig verstanden habe, dann kann ich den "Außenleiter"> eines IT-Netzes sorglos in der Hand halten, ohne einen Schlag zu> bekommen, da es ja keine Verbindung über Erde gibt.>
Mach das bloß nicht! Du weißt nie, ob du der einzige bist, der grade im
gleichen Moment erdet. Eben deshalb wird generell schon mit Absicht ein
Ende am Trafo im Sternpunkt geerdet, damit falls irgendwo ein Erdschluß
entsteht, sofort auch eine Sicherung oder FI fällt. Erdschluß ==
Kurzschluß hier.
Mitteleuropäische Verhältnisse:
Niederspannungsnetz: Starr geerdet bei der Umspannstelle in deiner
Straße/Wohnblock etc. In dem Trafo ist Sekundärseitig eine
Sternschaltung mit ausgeführtem Sternpunkt. Der ist dann der N-Leiter.
Gleichzeitig ist er dort auch in die Erde gebuddelt, also der Erdpunkt.
Den N-leiter brauchst du um die Last zwischen den Häusern gleichmässig
zu verteilen, aber diese Ströme fließen nicht über die physikalische
Erde. Ist die Last in der Straße gut verteilt, fließt auch Richtung
Trafo fast kein Strom im N-leiter. Wenn also in deinem Haus ein L-leiter
im Gerät glavanischen Kontakt mit dem Gehäuse bekommt, wird dieser
Fehler sofort erkannt und abgeschaltet. Also das ganze ist zur
kostengünstigen Fehlererkennung und Behebung, und für den Personenschutz
gut.
Mittelspannungsnetz und Hochspannungsnetz, Spannungen bis 110kV:
Meistens keine starre Erdung, sondern gelöschter Betrieb. Das heißt,
beide Enden der Leitungen enden in Trafos, es gibt keinen N-leiter, bei
Kabel nur eine Schirmung, die aber geerdet ist. Einer der Trafos hat
eine Sternschaltung, der andere eine Delta. An den Sternpunkt wird eine
Spule Richtung Erde gebunden (Verstellbare Petersen Spule). Wenn jetzt
Bob der Baumeister mit dem Bagger da mal reingräbt ins Kabel, und nur
einen Leiter beschädigt, so, daß das Seil mit dem Schirm in Verbindung
kommt,gibt es einen Erdschluß. Das ist aber noch kein Kurzschluß, da
durch die Induktivität der Spule der meiste Erdschlußstrom fließt. Der
Reststrom über die Fehlerstelle reicht nicht aus, um den Lichtbogen zu
erhalten, und deshalb erlischt er, wenn es eine Freileitung ist. Wenn
Kabel, dann nicht, da der Fehler nicht behoben wird. Die Leitung wird
nicht abgeschaltet, das Gebiet wird noch lange Zeit versorgt, und die
Fehlerstelle kann durch die Einsatztrupps gesucht und gefunden werden.
Meistens passiert aber auch, daß durch die Spannungserhöhung an den noch
heilen Leitern an anderer Stelle noch ein Erdschluß entsteht, und
dadurch dann aber schon ein richtiger Kurzer entsteht. Das ist nicht
mehr lustig den zu finden.
HS ab 220kV: Der Lösch- oder Reststrom ist so groß, daß es keine
vernünftige Lösung mehr dafür gibt, und deshalb wird starr geerdet, und
Erdschluß == Kurzschluß, und die Leistungsschalter schalten ab.
Im Grunde genommen wäre ein isoliertes Netz besser, hätte der Gedanke
nicht einen kleinen Pferdefuß.
Es bringt nichts, wenn sich die Isolation nicht aufrecht halten lässt.
Halte mal den guten, alten und immer noch in Betrieb befindlichen
Prüfschraubenzieher (den mit der Glimmlampe), an den N-Leiter der
abgeschalteten Lampe.
Schon allein dieses Phänomen multipliziert mit x,5 Km ist genauso gut
wie eine leitende Verbindung.
Karl T. schrieb:> Wieso erden wir unsere Stromkreise?
Im wesentlichen, damit nicht auf einer Ader 10230V und auf der anderen
10000V liegen.
Das könnte nämlich bei einem mit keinen anderen Potential verbundenes
System passieren, bevor es jede Isolation durchschlägt.
Neben der Erdung einer Ader (N) so daß die andere die volle Spannung
besitzt (230Vrms), gibt es auch Systeme, bei denen die Mitte geerdet
ist, und -127V~ und +127V an der Steckdose liegen (dort gibt es als
bealastbare Spannung nur 230V Wechselspannung, bei uns hat man lieber
400V Drehstrom).
> wenn aber dein Nachbar gleichzeitig den anderen Außenleiter berührt,> seid ihr beide tot.
Der Widerstand = RMensch + RSchuhe + RFußboden + RRasen + ... + wird
doch sicher riesig sein?!
Okay, sagen wir einfach mal, dass bei mir in der Straße mit 100 Häusern
alle Häuser ein IT-Netz haben. Ich würde sagen, dass die
Wahrscheinlichkeit größer ist, dass eine Person an den Außenleiter
fasst, als dass zwei Personen gleichzeitig den Außenleiter und
Neutralleiter berühren.
Außerdem könnte man mit einem RCD überwachen, ob der Strom, der aus dem
Hausanschluss rausfließt, auch über ihn zurückkehrt. Obwohl ich bisher
noch nie einen Generator fürs IT-Netz mit RCD gesehen habe.
Schocki-Mocki schrieb:> Der Widerstand = RMensch + RSchuhe + RFußboden + RRasen + ... + wird> doch sicher riesig sein?!
Ja, das kommt so auf ~1-2 kΩ. Bei 400 VAC wird schon nix passieren ;)
ETHSwich schrieb:> Michael Köhler schrieb:>> Ja, das kommt so auf ~1-2 kΩ. Bei 400 VAC wird schon nix passieren ;)>> =163mA>> Das dürfe ordentlich kribbeln ;-)
Weichei! :D
Karl T. schrieb:> Okay, sagen wir einfach mal, dass bei mir in der Straße mit 100 Häusern> alle Häuser ein IT-Netz haben.
Also L1 und L2 = 230V ohne Verbindung zur Erde. Interessante
Vorstellung. Zunächst mal sind da die 'gesammelten Leitungskapazitäten'
von 100 Häusern mit 1000 und mehr Metern Leitung, bei denen die
Kapazitäten recht symmetrisch gegen Erde verteilt sein dürften. L1 und
L2 haben dadurch jeweils 115V gegen Erde; im Idealfall. Nicht
niederohmig, aber auch nicht hochohmig. Und man bekommt beim Anfassen
von L1 oder L2 mit 115 V eine gewischt; mehr oder weniger. Bei Geräten
mit Metallgehäuse muss das Gehäuse natürlich mit PE verbunden sein,
sonst würde im Fehlerfall das Gehäuse 115V Spannung führen.
07:15 Haus Nr. 67
Lieschen M. kippt aus versehen eine Tasse Kaffee in ihren Toaster. Der
Kaffee legt sich zwischen L2 und Gehäuse schlafen. Das gibt einen
gewissen Schluss. L2-PE hat jetzt 15V und L1-PE 200V. Auch in allen
anderen 99 Häusern.
08:44 Haus Nr. 77
Horst E. kommt von Ikea und montiert im Wohnzimmer seine neue
Deckenlampe. Er weiss natürlich, wie es geht und klemmt L1 mit auf PE.
In allen anderen Häusern hat jetzt L2=230V und L1=0V. Der Kaffee in Haus
Nr.67 bekommt jetzt 230V und fängt an zu stinken und kokelt vor sich
hin. Leider hat Lieschen M. bereits das Haus verlassen.
12:30 Haus Nr. 14
Tim B. will eine Glühlampe wechseln. Mit dem Lichtschalter schaltet er
L1 ab. Und bekommt an der Fassung mit 230V eine gewischt. Verdammt. Da
hat doch wieder jemand rumgepfuscht. Dem werde ich einen Denkzettel
verpassen. Un brückt mit einem Draht L2 und PE. Jetzt ist in Haus Nr.77
L1 auf PE und in Haus Nr.14 L2 auf PE. Das knallt. Kurzschluss. In
beiden Häusern fliegt die jeweilige Sicherung raus. Der Kaffee in Haus
Nr. 67 hat wieder 15V und das kokeln hört wieder auf. Gerade rechtzeitig
vor einem Brand.
18:30 Haus Nr. 42
Karl T. sitzt in seinem Hobbykeller. Er arbeitet natürlich mit einem
Trenntransformator. Ausgang 230V ohne Erdbezug. Er fasst abwechselnd an
der Sekundärseite die eine und dann die andere Strippe an. Und spürt
nichts. "Gut, dass das in unserer Straße genau so gemacht wird. Da ist
alles gefahrlos und keiner bekommt einen Stromschlag."
Angenommen, die 230V sind nicht geerdet. Nun schlägt irgendwo ein Blitz
ein (soll schon vorgekommen sein) und lädt die Leitung auf 100.000V auf.
Da kein Gerät auf 100.000V Isolation ausgelegt sein wird, sterben die
Geräte massenweise.
Und wenn gerade ein Mensch das Gerät anfaßt, hat er eben Pech.
Z.B. eine Person mit Kopfhörer an der Stereoanlage hört zum letzten mal
was.
Deshalb heißt es ja auch Schutzerde und nicht Unsinnerde.
@PEN
>Was passiert wenn ich ihn berühre?
Die Aussage eines Prüfschraubenziehers ist mehrdeutig.
Er glimmt schon, wenn Leitungen ein paar gemeinsame Meter haben. Er
glimmt aber auch wenn der Schalter eingeschaltet ist. Im ersten Falle
kannst Du den Draht berühren im anderen Fall: Finger weg. Bitte nicht
ausprobieren.
Ich habe das Beispiel gewählt, um aufzuzeigen, dass ein paar gemeinsame
Meter ausreichen, um über die ganz normale (und intakte) Isolierung,
Spannung im Nachbarleiter auftreten zu lassen. Rechnest Du jetzt dieses
Verhalten auf ein ausgewachsenes Netz (viele Meter bis Kilometer) hoch,
addierst noch ein paar Uhraltleitungen hinzu, so kann man schnell
gefährliche Spannungen erreichen.
> Ja, das kommt so auf ~1-2 kΩ. Bei 400 VAC wird schon nix passieren ;)
1-2k von meiner Hand über den Fußboden bis zur Hand des Herrn
Nachbarn???
Selbst wenn ich zwei Prüfspitzen direkt in beide Hände nehme, kommen
viel mehr raus.
Schocki-Mocki schrieb:> Selbst wenn ich zwei Prüfspitzen direkt in beide Hände nehme, kommen> viel mehr raus.
Ja, das solltest du nochmal üben. Ich denke nämlich nicht, dass dein
Multimeter eine Prüfspannung von 400 V anlegt.
> Ja, das solltest du nochmal üben. Ich denke nämlich nicht, dass dein> Multimeter eine Prüfspannung von 400 V anlegt.
Besitzt ein Mensch Varistor-Eigenschaften? Kann ja gut sein, aber sowas
ist mir nicht bekannt. Ich gehe mal davon aus, dass der Widerstand
unabhängig von der angelegten Spannung ist.
Ferner ging es gar nicht um den Widerstand Mensch --> Erde (der mag ja
noch verhältnismäßig klein sein), sondern um den Spezialfall von weiter
oben, wo der Strom durch eine Person fließt, dann über den Boden zum
Herrn Nachbarn und durch dessen Körper, woraufhin beide tot umfallen.
Der Strom muss dabei ja diverse mehr oder weinige nichtleitende
Schichten überbrücken...
Schocki-Mocki schrieb:> Besitzt ein Mensch Varistor-Eigenschaften?
Ja, so ähnlich, wenn der hochohmige Hautwiderstand "durchschlägt" liegt
der "niederohmige" Körperwiderstand im Stromkreis.
nehmt mein Beispiel doch nicht so wörtlich. Ich wollte damit nur
grundsätzlich die Problematik zeigen, dass ein isoliertes nur bei einem
einzelnen Fehler eine gewisse Sicherheit bietet. Sobald ein zweiter
Fehler auftritt, ist es mit der Sicherheit vorbei.
Deshalb darf an einen Trenntrafo auch nur ein einzelner Verbraucher
angeschlossen werden. Zumindest in den Fällen, in denen ein Trenntrafo
vorgeschrieben ist.
Es ist richtig, dass das Berühren von Netzspannung nicht zwangsläufig
zum sofortigen Tod führt. Solange man auf einem gut isolierenden
Untergrund steht, alles schön trocken ist und man nur mit einer Hand die
Spannung berührt, passiert normalerweise nichts. Erst wenn Feuchtigkeit
ins Spiel kommt oder man mit der anderen Hand den Neutral- oder
Schutzleiter berührt, wird es richtig gefährlich.
Ausprobieren sollte man es trotzdem nicht.
