Spannung zwischen Schutzleiter und Erde?!

[Charly (charly0)]

Liebes Forum,
Auf unserem neuen Grundstück gibt es eine Halle, zu welcher seit langer 
Zeit eine dicke 4-adrige Leitung aus der Werkstatt führt, welche dort 
jedoch nicht mehr angeschlossen ist. Die alte Installation umfasste 4 
Scheinwerfer und 1 Steckdose.
Ich nahm mich dessen an und verkabelte die Halle. Drei Phasen und ein 
Nullleiter (PEN) kamen in der Halle an. Der Nulleiter ist in der 
Werkstatt an den dortigen Schutzleiter (PE) angeschlossen. Ich nahm an, 
dass der Schutzleiter direkt mit dem Nullleiter des Hausanschlusses 
verbunden ist.
Also trennte ich in der Werkstatt den Nulleiter wieder in den 
Schutzleiter und über einen FI, in den Neutralleiter auf und 
installierte eine neue Steckdose und schloss die 4 bestehende 
Scheinwerfer an. Siehe angehängtem Schaltplan.
Das funktionierte alles soweit auch einwandfrei.
Bis ich, als alles fertig installiert war, an die Hallenwand fasste, 
welche vollständig aus Stahl besteht und aus der alten Installation mit 
einem dicken Kabel geerdet wurde. Diese Erdung funktioniert auch 
einwandfrei (Widerstand zum Schutzleiter gegen Null). Hier spürte ich 
ein starkes Kribbeln in der Hand.
Es stellte sich nun heraus, dass zwischen mir und

dem Schutzleiter,
und damit einhergehend der ganzen Halle,
dem Neutralleiter, welcher von mir installiert wurde
und dem Schutzleiter in der 30m entfernten Werkstatt,

ein Spannung von 1-70V (mit dem Multimeter gemessen) anliegt.
Jedoch nur, wenn die Scheinwerfer angeschaltet sind. Die beiden Kleinen 
verursachen eine Spannung von ca. 5V und die zwei Großen ca. 30V. Und 
wenn sie gemeinsam laufen, dann addieren sich die Spannungen. Die 
Spannung wird auch größer, wenn ich meine Hand auf den Boden (überall in 
Kies verlegtes Kopfsteinpflaster) lege. Und verschwindet, wenn ich z.B. 
auf eine Leiter steige.

Nach langem Kopfzerbrechen, wie eine Spannung zwischen Schutzleiter und 
Erdboden überhaupt entstehen kann, nahm ich mir den Sicherungskasten in 
der Werkstatt vor, welcher von einem Elektriker installiert wurde und 
stellte fest, dass der Schutzleiter gar nicht mit dem Nullleiter vom 
Hausanschluss verbunden war. Zwischen den beiden Leitungen stellte ich 
einen Widerstand von ca. 170Ω fest. Auch in jeder Steckdose, außer in 
der von mir in der Halle Angeschlossene, besteht dieser Widerstand 
zwischen Neutral- und Schutzleiter.
Also schloss ich den Schutzleiter an den Nulleiter (nicht Neutralleiter) 
an und der Widerstand verschwand. Auch die Spannung zwischen 
Schutzleiter und Erdboden, beim Anstellen der Scheinwerfer war nicht 
mehr messbar.

Schön, jetzt hatte ich das Problem also gelöst, ohne die Zusammenhänge 
zu verstehen.
Deshalb frage ich nun euch, ob ihr mir erklären könnt, wie diese 
Spannung entstanden ist.
Zur besseren Verständlichkeit, habe ich auch einen Schaltplan 
angehangen.
Ich freue mich auf eure Antworten!
Viele Grüße
Charly

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Edit

Oder anders, wenn von außen ein TN-C System kommt (angenommen die 
Einspeisung ist das oben links in der Werkstatt), dann halte dieses bis 
zur Halle durch, also den PEN durchverbinden und erst in der Verteilung 
der Halle nochmal auf PE und N aufteilen.

Siehe dazu TN-C-S System.

Oooder wenn es ein TT-System ist, dann brauchst Du an der Halle einen 
besseren Erder, das ist ein altes Problem beim TT-System und wohl der 
Grund dafür, warum neuere Anlagen alle TN-C sind.

[Matthias H. (matthiash)]

Erstmal klären (recherchieren) ob dein Ortsnetz TT ist.
Dann darfst du nämlich daraus kein TN-C(-S) machen.

Nächste Frage die ich mir stelle, wo kommt das Kabel der Werkstatt her?
Ist das direkt nach dem Hausanschluss oder hängt da noch ein Gebäude 
vor?
Dann könnte man dort mal nachsehen ob es schon irgendwo eine 
PEN-PE-Brücke gibt.

Ansonsten, wenn es für mich privat wäre -> Brücke nachrüsten und gut 
ist.
Und was Ben B. schon erwähnt hat, Netzform bis zur Halle beibehalten.

[Stefan K. (stk)]

Lass das von einem guten Elektriker machen!

Ben B. schrieb:
> Oooder wenn es ein TT-System ist, dann brauchst Du an der Halle einen
> besseren Erder, das ist ein altes Problem beim TT-System und wohl der
> Grund dafür, warum neuere Anlagen alle TN-C sind.

Nicht überall sind alle neuen Anlagen TN-C.
Ein TT-System braucht auch keinen besonders guten Erder, es gibt ja 
einen FI.
Was nötig ist ist ein ordentlicher Potentialausgleich der natürlich auch 
Metallwände einschließt.

Als mein Haus gebaut wurde war die örtliche Netzform TT. Irgendwann 
wurde das umgestell auf TN-C ohne das im Haus etwas geändert werden 
musste. Ich hab jetzt halt ein lokales TT-Netz.

[Udo K. (udok)]

Charly schrieb:
> Deshalb frage ich nun euch, ob ihr mir erklären könnt, wie diese
> Spannung entstanden ist.

Die entsteht durch kapazitive Kopplung zwischen Leitungen, die 
nebeneinander verlegt sind.  Wenn eine Leitung nirgendwo angeschlossen 
ist (hochohmig), und die zweiten Leitung daneben 230 Volt hat, dann hast 
du einen Spannungsteiler mit Kapazitäten.  Manche DMM haben einen 
speziellen niederohmigen Modus, um sowas zu detektieren. Die 170 Ohm 
sind aber suspekt. Entweder ist die Leitung verbunden oder nicht, etwas 
dazwischen ist seltsam.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

> Die 170 Ohm sind aber suspekt. Entweder ist die Leitung
> verbunden oder nicht, etwas dazwischen ist seltsam.
Oder er misst den Erdungswiderstand seiner (TT-?) Erder, der nicht 
besonders berauschend ist.

Die RCDs im TT-Netz finde ich sind nur eine Krücke, die einen schlechten 
Anlagenerder ausgleichen möchte. Normalerweise soll der Anlagenerder gut 
genug sein, damit ein Erdschluss die vorgelagerte 
Überstrom-Schutzeinrichtung in kürzester Zeit auslöst.

[Sven L. (sven_rvbg)]

Ben B. schrieb:
> Die RCDs im TT-Netz finde ich sind nur eine Krücke, die einen schlechten
> Anlagenerder ausgleichen möchte. Normalerweise soll der Anlagenerder gut
> genug sein, damit ein Erdschluss die vorgelagerte
> Überstrom-Schutzeinrichtung in kürzester Zeit auslöst.
Da man die Güte seiner Erder nur schlecht beeinflussen und nicht 
garantieren kann, ist im TT schon immer eine RCD vorgeschrieben, um die 
geforderten Abschaltzeiten einhalten zu können. Was daran einen Krücke 
sein soll, verstehe ich nicht. Allgemein hat man mit RCD einen 
wesentlich besseren Schutz, da im Fehlerfall keine hohen Ströme fließen 
müssen und so der Fehler viel früher abgeschaltet wird, was ggf. 
Folgeschäden verhindert.

[H. H. (hhinz)]

Sven L. schrieb:
> Was daran einen Krücke
> sein soll, verstehe ich nicht.

Was der Bauer nicht kennt....

TT ist hier die völlig normale Netzform, lediglich manche Industrie hat 
intern TN.

[Charly (charly0)]

Vielen Dank für die vielen Antworten.
So langsam erkenne ich meinen Denkfehler.

Matthias H. schrieb:
> Erstmal klären (recherchieren) ob dein Ortsnetz TT ist.
> Dann darfst du nämlich daraus kein TN-C(-S) machen.
Das werde ich auf jeden Fall klären.
Ich dachte man dürfte aus einem TN-Netz kein TT-Netz machen.
Worin liegt das Problem aus dem TT-Ortsnetz ein internes TN-S System zum 
machen?

Ben B. schrieb:
> Oder er misst den Erdungswiderstand seiner (TT-?) Erder, der nicht
> besonders berauschend ist.
Angenommen, dass bisher hier alles im TT-System installiert wurde. Was 
für einen Wert hätte ich dann eigentlich zwischen dem Schutz- & 
Neutralleiter messen sollen?

Einen schönen Sonntag!
Charly

[Felix B. (felixb_0954)]

Hallo Carly

Der N des FI von der Halle gehört nicht auf den PE (Erde) sondern auf 
den N der Zuleitung von der Werkstatt. Hier kommt es zu einer 
Sternpunkverschiebung,
je nach Verbraucher. Bitte sofort abschalten.

[Charly (charly0)]

Felix B. schrieb:
> Bitte sofort abschalten.
Keine Sorge. Dauerhaft ans Netz nehme ich die Halle erst, wenn ein 
Elektriker darüber geschaut hat.

Im Anhang befindet sich der neue Schaltplan mit den getrennten Erdern in 
Halle und Werkstatt. Wie Ben B. schrieb wurde die Netzform bis zur Halle 
beibehalten. Unser Ortsnetz ist TT.

An beiden Orten messe ich nun 170Ω zwischen PE und N.
Liegt dieser Wert im Normalbereich oder ist er untypisch.

Viele Grüße
Charly

[Andreas M. (elektronenbremser)]

Dein Multimeter liefert zu wenig Strom für eine aussagekräftige Messung!

[Rainer D. (rainer4x4)]

Charly schrieb:
> An beiden Orten messe ich nun 170Ω zwischen PE und N.
Wer misst, misst Mist!
Eine Messung des Erdungswiderstandes geht anders. Relativ einfach sind 
Dreileiter- oder Vierleitermessungen , zB:
https://www.tml-shop.de/blog/erdungsmessung-und-erdungspruefung

[Rainer W. (rawi)]

Charly schrieb:
> Es stellte sich nun heraus, dass zwischen mir und
> ...
> ein Spannung von 1-70V (mit dem Multimeter gemessen) anliegt.

Das sagt erstmal recht wenig. Ein Multimeter kann dir sonst etwas 
erzählen.
Welche Quellimpedanz besitzt diese Spannung, d.h. was passiert, wenn du 
sie (definiert) belastest?

[Carypt C. (carypt)]

interessantes Problem.

Der Widerstand der Erde (gemessen von Dir zwischen N-leiter nach 
Umspannwerk-erder und über Erdverbindung zurück zum Betriebserder) muß 
halt einen ausreichenden Fehlerstrom ermöglichen können damit der 
Fi-schalter auch ausgelöst werden kann. Deine 170R erlauben bei 230V 
1,35A Fehlerstrom. Aber man rechnet laut Wiki von der maximalen 
Berührungsspannung (Kleinspannung neu) ausgehend mit dem geforderten 
Fi-auslösestrom den Mindest-erdeverbindungs-widerstand. Es wäre ja fast 
möglich auch einen 300mA Fi zu beteiben.

https://de.wikipedia.org/wiki/Fehlerstrom-Schutzschalter#Fehlerschutz

[Thomas S. (thommi)]

Charly schrieb:
> Im Anhang befindet sich der neue Schaltplan mit den getrennten Erdern in
> Halle und Werkstatt.

...und der ist aber mal vorbildlich sauber gezeichnet.

[Stefan K. (stk)]

Carypt C. schrieb:
> Deine 170R erlauben bei 230V
> 1,35A Fehlerstrom.

Die 170R sind, wie schon in den drei Beiträgen vor deinem angemerkt, 
Zufallswerte. Im TT-Netz hat man gerne mal mehrere Volt zwischen PE und 
N. Mein Multimeter zeigt bei einfacher direkter Widerstandsmessung 
zwischen N und PE teils negative Werte an. Eine Erhöhung des Messstroms 
ist nur begrenzt möglich weil sonst der FI auslöst, bei einem 30mA FI 
sollte man klar unter 15mA bleiben.
Ohne geeignete Messgeräte und/oder Messverfahren kommt man nicht auf 
verlässlicher Werte mit den man weiterrechnen kann und landet bei GIGO.

[Karl B. (gustav)]

Vielleicht liegt in der Nähe ein Tank mit kathodischem Korrosionsschutz.
Der verfälscht Dir den Messwert. So kommt bestimmt der "Negativwert" 
zustande.
Zitat:
"... Eine externe Stromquelle wird an den zu schützenden Metalltank 
angeschlossen. Anoden, die aus einem weniger edlen Metall bestehen, 
werden in der Umgebung des Tanks platziert..."
/Zitat
Quelle:
https://www.neovac.ch/de/sichere-anlagen/leckschutz-werterhaltung/kathodenschutz

ciao
gustav

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Das Problem mit den Erdleiterströmen haben TN-C Netze noch etwas stärker 
als (fehlerlose) TT-Netze - nur, daß man es bei TT lokal deutlich 
stärker merkt als bei TN-C.

[Martin S. (mmaddin)]

Matthias H. schrieb:
> Netzform bis zur Halle beibehalten.

Vorher Netzform mal grundsätzliche klären, egal was dort vorhanden 
ist....ggf:

https://hager.com/de/service/downloads/zaehlerplatzlisten-wandleranlagenlisten

Erder einmessen:

https://www.tml-shop.de/blog/erdungsmessung-und-erdungspruefung

(Auszug hier im Anhang)

3-Leiter-Erdungsmessung

Aber es gilt ganz besonders dabei auch, wer viel misst,

Rainer D. schrieb:
> misst Mist!

[Rainer W. (rawi)]

Stefan K. schrieb:
> Mein Multimeter zeigt bei einfacher direkter Widerstandsmessung
> zwischen N und PE teils negative Werte an.

Das heißt nur, dass der Messstrom deines Multimeters nicht der einzige 
Strom ist, der dort fließt.

[Esmu P. (Firma: privat) (max707)]

Charly schrieb:
> Liebes Forum,
...
> Zur besseren Verständlichkeit, habe ich auch einen Schaltplan
> angehangen.
> Ich freue mich auf eure Antworten!
> Viele Grüße
> Charly

Hallo, TO. Ist es dir nicht möglich auf dem dreckigen Papier die 
Schaltung so aufzuzeichnen ohne diese total überflüssigen Knicke in den 
Leitungen?

[Esmu P. (Firma: privat) (max707)]

>
> Aber es gilt ganz besonders dabei auch, wer viel misst,
>
> Rainer D. schrieb:
>> misst Mist!

"der misst Mist"