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keber
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Hallo!
Basierend auf den vorangegangenen Überlegungen zu verschiedenen Netzformen, habe ich mir nochmal Gedanken gemacht bezüglich des Verhaltens bei einem Kurzschluß zwischen Phase und Schutzleiter.
Nehmen wir mal ein klassisches TN-System.
Die entsprechenden Schaltbilder spare ich mir jetzt, da ich versuche, alles so zu beschreiben, daß es nachvollziehbar ist.
Am besten einfach mal „mitmalen“.
Wir haben also ein TN-System.
Am Anfang die Quelle (Trafo) mit 230V, dann die Leitungsimpedanz der Phase mit z.B. 0,22 Ohm, dann die Leitung zum Verbraucher mit 0,2 Ohm. Alles schön in Reihe.
Vom Verbraucher weg haben wir den Schutzleiter mit einem Leiterwiderstand von 0,2 Ohm, dann kommt ja die Verbindung zum PEN, der mit einem Widerstand von 0,22 Ohm zurück zum Trafo führt. Auch alles in Reihe.
An der Quelle (Trafo), dort wo der PEN ankommt, haben wir eine Betriebserdung Rb mit 2 Ohm.
An der Stelle, wo PE und PEN sich treffen, haben wir einen Anlagenerder Ra mit z.B. 5 Ohm.
Die beiden Erder, die über das Erdreich miteinander verbunden sind, kann man als zwei in Reihe geschaltete Widerstände betrachten, die parallel zum Widerstand des PEN hängen.
Alles in etwa so:
230V---------R phase------------------R leitung-----------------oL
|
----------------R pen--------------------R pe-----------------------oPE
| |
----------------Rb + Ra------
Nun tritt ein Erdschluß zwischen L und PE auf.
R pen und den paralleln Widerstand (Rb + Ra) können wir zusammenfassen zu:
0,213 Ohm.
Insgesamt fließt also ein Ik von 230V / (0,22 + 0,2 + 0,2 + 0,213) Ohm = 276A.
Durch den PE am fehlerhaften Gerät fließt der komplette, der sich an der Potischiene aufteilt.
An L des Verbrauchers stellt sich bei diesem Strom eine Spannung von 114V ein (Spannungsfall-Geschichte).
Durch den Widerstand der PE-Leitung fallen nochmal 276A * 0,22 Ohm = 60,72V ab.
Damit ergibt sich die Berührungsspannung an den anderen Schutzleitern und der Potischiene.
114 – 60,72V = 53,28V.
Durch den Parallelzweig von Erdern und PEN teilt sich der Ik auf, entsprechend der jeweiligen Widerstände.
Durch unseren PEN mit 0,22 Ohm fließt mehr als durch den Erderzweig mit 7 Ohm. Logisch!
Heißt: Von 276A gehen 8,67 durch die Erder zurück zum Trafo-Sternpunkt, 267,3 A fließen durch den PEN direkt zum Sternpunkt.
Nun nehmen wir mal ein TT-System.
Hier entfällt der PEN-Zweig komplett, da er keine Verbindung zum PE der Anlage hat.
Man halt also nur:
230V-----------R phase-----------------R leitung------------------oL
|
------------------Rb + Ra + R pe------------------------------------oPE
Hier fließt nun ein Ik von 230V / (0,22 + 0,2 + 0,2 + 5 + 2) Ohm = 30,2A
Die Phase des Verbrauchers hat nun eine Spannung von 217,3V.
Am PE entsteht nochmals ein Spannugsfall von 30,2A * 0,2 Ohm= 6,04V
Die 30,2 A müssen durch die Potischiene und verursachen dort einen Spannungsfall von
30,2A * 5 Ohm = 150V.
Die Berührungsspannung beträgt demnach 150V.
Wenn ein FI vorgeschaltet ist, so wird dieser natürlich auslösen, vorausgesetzt, es ist ein 0,03er Typ.
Nur reduziert dieser nicht den Ik auf 30mA, wie oft unterschwellig angenommen!
Er schaltet nur in 0,2 s ab, weil eben ein Fehlerstrom > als der Nennfehlerstrom fließt!
Was aber, wenn der FI nicht abschaltet, weil er einen Defekt hat?
7-10% aller FI, die jährlich geprüft werden, sind fehlerhaft und lösen nicht aus!
Es ist also nicht immer so, daß im TT niedrigere Ub entstehen!
Oder habe ich da einen Fehler?
Basierend auf den vorangegangenen Überlegungen zu verschiedenen Netzformen, habe ich mir nochmal Gedanken gemacht bezüglich des Verhaltens bei einem Kurzschluß zwischen Phase und Schutzleiter.
Nehmen wir mal ein klassisches TN-System.
Die entsprechenden Schaltbilder spare ich mir jetzt, da ich versuche, alles so zu beschreiben, daß es nachvollziehbar ist.
Am besten einfach mal „mitmalen“.
Wir haben also ein TN-System.
Am Anfang die Quelle (Trafo) mit 230V, dann die Leitungsimpedanz der Phase mit z.B. 0,22 Ohm, dann die Leitung zum Verbraucher mit 0,2 Ohm. Alles schön in Reihe.
Vom Verbraucher weg haben wir den Schutzleiter mit einem Leiterwiderstand von 0,2 Ohm, dann kommt ja die Verbindung zum PEN, der mit einem Widerstand von 0,22 Ohm zurück zum Trafo führt. Auch alles in Reihe.
An der Quelle (Trafo), dort wo der PEN ankommt, haben wir eine Betriebserdung Rb mit 2 Ohm.
An der Stelle, wo PE und PEN sich treffen, haben wir einen Anlagenerder Ra mit z.B. 5 Ohm.
Die beiden Erder, die über das Erdreich miteinander verbunden sind, kann man als zwei in Reihe geschaltete Widerstände betrachten, die parallel zum Widerstand des PEN hängen.
Alles in etwa so:
230V---------R phase------------------R leitung-----------------oL
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----------------R pen--------------------R pe-----------------------oPE
| |
----------------Rb + Ra------
Nun tritt ein Erdschluß zwischen L und PE auf.
R pen und den paralleln Widerstand (Rb + Ra) können wir zusammenfassen zu:
0,213 Ohm.
Insgesamt fließt also ein Ik von 230V / (0,22 + 0,2 + 0,2 + 0,213) Ohm = 276A.
Durch den PE am fehlerhaften Gerät fließt der komplette, der sich an der Potischiene aufteilt.
An L des Verbrauchers stellt sich bei diesem Strom eine Spannung von 114V ein (Spannungsfall-Geschichte).
Durch den Widerstand der PE-Leitung fallen nochmal 276A * 0,22 Ohm = 60,72V ab.
Damit ergibt sich die Berührungsspannung an den anderen Schutzleitern und der Potischiene.
114 – 60,72V = 53,28V.
Durch den Parallelzweig von Erdern und PEN teilt sich der Ik auf, entsprechend der jeweiligen Widerstände.
Durch unseren PEN mit 0,22 Ohm fließt mehr als durch den Erderzweig mit 7 Ohm. Logisch!
Heißt: Von 276A gehen 8,67 durch die Erder zurück zum Trafo-Sternpunkt, 267,3 A fließen durch den PEN direkt zum Sternpunkt.
Nun nehmen wir mal ein TT-System.
Hier entfällt der PEN-Zweig komplett, da er keine Verbindung zum PE der Anlage hat.
Man halt also nur:
230V-----------R phase-----------------R leitung------------------oL
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------------------Rb + Ra + R pe------------------------------------oPE
Hier fließt nun ein Ik von 230V / (0,22 + 0,2 + 0,2 + 5 + 2) Ohm = 30,2A
Die Phase des Verbrauchers hat nun eine Spannung von 217,3V.
Am PE entsteht nochmals ein Spannugsfall von 30,2A * 0,2 Ohm= 6,04V
Die 30,2 A müssen durch die Potischiene und verursachen dort einen Spannungsfall von
30,2A * 5 Ohm = 150V.
Die Berührungsspannung beträgt demnach 150V.
Wenn ein FI vorgeschaltet ist, so wird dieser natürlich auslösen, vorausgesetzt, es ist ein 0,03er Typ.
Nur reduziert dieser nicht den Ik auf 30mA, wie oft unterschwellig angenommen!
Er schaltet nur in 0,2 s ab, weil eben ein Fehlerstrom > als der Nennfehlerstrom fließt!
Was aber, wenn der FI nicht abschaltet, weil er einen Defekt hat?
7-10% aller FI, die jährlich geprüft werden, sind fehlerhaft und lösen nicht aus!
Es ist also nicht immer so, daß im TT niedrigere Ub entstehen!
Oder habe ich da einen Fehler?
