Allgemeine Info

Die relevanten Netzformen i. d. Niederspannung

TN-Netz
In TN-Systemen ist ein Punkt direkt mit Erde verbunden (Betriebserder) und die Körper der elektrischen Anlage sind über den Schutzleiter mit diesem Punkt verbunden. Der maximal zulässige Gesamterdungswiderstand beträgt 2 Ohm. Zur Überwachung werden in aller Regel Fehlerstrom-Schutzschalter (FI) eingesetzt.

IT-Netz
Das IT-Netz wird entweder von einem anderen Netz über einen Trenntransformator oder eine eigenständige Spannungsquelle, wie Wechselrichter oder Dynawatt-Generator, versorgt.
Die Besonderheit liegt darin, dass kein aktiver Leiter mit der Erde verbunden ist. Daher kann im Falle eines Isolationsfehlers nur ein sehr kleiner Fehlerstrom fließen, der in erster Linie durch die Netz-Ableitkapazität bestimmt wird. Vorgeschaltete Sicherungen sprechen nicht an, so dass der Betrieb auch bei einpoligem Erdschluss (sog. 1. Fehler) aufrecht erhalten werden kann. Bei Auftreten eines 2. Erdschlusses schalten die vorgeschalteten Sicherungen das System ab.

IT-Netz mit Isolationsüberwachung
Die Betriebs-Zuverlässigkeit eines IT-Netzes kann durch den Einsatz eines Isolations-Überwachungsgerätes noch weiter gesteigert werden. Durch kontinuierliche Überwachung wird auch eine schleichende Verschlechterung des Isolationswertes erkannt und gemeldet, bevor es durch einen zweiten Isolationsfehler zu einer unvorhergesehenen Betriebsunterbrechung kommt.
Durch Kombination mit einem Abschaltrelais kann auf Wunsch bereits bei Auftreten des ersten Fehlerfalls abgeschaltet werden.

Funktionsprinzip von Isolations-Überwachungsgeräten
Das Isolations-Überwachungsgerät wird zwischen den aktiven Leitern (Netzleitern) und Erde (Schutzleiter) angeschlossen und überlagert dem Netz eine Messgleichspannung. Kommt es zu einem Isolationsfehler, schließt sich der Messstromkreis und es fließt ein kleiner Messstrom. Die Höhe des Stroms ist proportional zum verbleibenden Isolationswiderstand und wird vom Gerät ausgewertet. Bei Unterschreiten eines voreingestellten Wertes wird der interne Alarm ausgelöst, zusätzlich kann ein Schaltausgang zum Abschalten des Netzes aktiviert werden.

Was beeinflusst den Isolationswiderstand?

Schutzart
Fehlerstromschutzschalter FI
Isolationswächter
Trenntrafo
Funktionsweise
erkennt einen Fehlerstrom zwischen Phase und Nullleiter oder Schutzleiter
misst zwischen Netzleiter und Schutzleiter laufend die Isolationswerte des Netzes
trennt Einspeisenetz und Bordnetz galvanisch und unterbricht somit eine ungewollte Erdverbindung
Reaktion im Alarmfall
Abschaltung des nachgeschalteten Netzes bei Überschreiten des vorgegebenen Wertes; optische Signalisierung des Zustandes
optische und/oder akustische Signalisierung bei Unterschreiten der eingestellten Schwelle, ggf. Abschaltung der Betriebsmittel, falls vorgesehen
keine, Auftreten des ersten Fehlers noch nicht sicherheitsgefährdend
Anwendung
Außeneinspeisung vom geerdeten Hausnetz in Fahrzeugen, Booten, Wohnwagen etc.
ungeerdete (IT-) Netze beim Betrieb aus festeingebauten oder beweglichen Stromerzeugern, Wechselrichtern etc.
Außeneinspeisung von geerdeten Netzen zur Bereitstellung eines ungeerdeten Netzes (IT) im Fahrzeug; Unterbindung von ev. leitungsgebundenen Störungen (Funk- und Übertragungswagen); Verhinderung elektrolytischer Korrosion in Stahl- und Aluyachten
Vorteile
einfach, effizient und kostengünstig; durch Prüftaste auch vorsorgende Wartung möglich
ermöglicht auch mit mehreren Betriebsmitteln einen besonders hohen Schutz im mobilen Einsatz; durch Prüftaste auch vorsorgende Wartung möglich
schafft Unabhängigkeit von Schutzmaßnahmen des Festnetzes, wichtig gerade bei unbekannter Einspeisesituation
Nachteile
nur für geerdete Netze mit intaktem Schutzleiter einsetzbar
Abschaltung im 1. Fehlerfall erfolgt nach betriebspraktischen Gründen u.U. zu früh
relativ schwer und platzintensiv, ohne weitere Absicherung keine (optimale) Schutzmaßnahme