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Verwandte Anleitungen für Siemens SENTRON 5SM3 Serie
Inhaltszusammenfassung für Siemens SENTRON 5SM3 Serie
- Seite 1 SENTRON Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen Technik-Fibel...
- Seite 3 Vorwort Ob Schützen, Schalten, Messen oder Überwachen – die Komponenten der Niederspannungs-Energieverteilung von Siemens bieten für alle Anwendungen in der elektrischen Installationstechnik das passende Gerät. Ob für industrielle Anwendungen, Infrastruktur oder Gebäude, sie garantieren ein Höchstmaß an Flexibilität, Komfort und Sicherheit.
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Seite 4: Inhaltsverzeichnis
Inhalt Übersicht Einleitung Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Zusätzlicher Schutz (früher „Schutz bei direktem Berühren”) mit I ≤ 30 mA Δn Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) Brandschutz Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Typen von FI-Schutzschalter 4.1.1 Typ AC 4.1.2 Typ A 4.1.3 Typ F 4.1.4 Typ B 4.1.5 Typ B+ Einteilung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen... - Seite 5 Installations- und Anwendungshinweise Allgemeine Hinweise 5.1.1 Auswahl von Schutzeinrichtungen 5.1.2 Einsatz von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Auswahl der geeigneten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung 5.2.1 Typ A, Typ F oder Typ B bzw. Typ B+? 5.2.2 Welches Schutzziel muss erreicht werden? 5.2.3 Welche Störbeeinflussungen treten auf und wie werden diese beherrscht? 5.2.3.1 Ableitströme 5.2.3.2 Hohe Lastströme...
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Seite 6: Übersicht
Übersicht Übersicht 5SM3 / 5SV FI-Schutzschalter (RCCB) • Typ AC, Typ A und Typ F • I = 16 … 125 A • I = 10 mA … 1 A ∆n • 2-polig (1+N) und 4-polig (3+N) • N-Anschluss links und rechts •... - Seite 7 FI-Block zur Kombination mit 5SM2 LS-Schalter (RC unit) • Zum Anbau an LS-Schalter • Kombinierter Personen- und Leitungsschutz • Typ AC, Typ A und Typ F • I = 0,3 … 100 A • I = 10 mA … 1 A ∆n •...
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Seite 8: Einführung
Einführung Einführung Sicherheit ist beim Umgang mit Elektrizität oberstes Gebot. Jeder Elektrofach- mann muss in dieser Hinsicht besonders gewissenhaft sein und die geforderten Schutzmaßnahmen korrekt anwenden. In Verbraucheranlagen ist dabei den Fehlerstrom-(FI-)Schutzeinrichtungen uneingeschränkt der Vorzug gegenüber alternativen Schutzeinrichtungen zu geben. Über den Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) hinaus bieten FI-Schutz- schalter mit Bemessungsdifferenzströmen bis 30 mA auch den „zusätzlichen Schutz“... -
Seite 9: Zusätzlicher Schutz (Früher „Schutz Bei Direktem Berühren") Mit I
Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Zusätzlicher Schutz (früher „Schutz bei direktem Berühren”) mit I ≤ 30 mA Δn Unter zusätzlichem Schutz versteht man einen Schutz, der wirkt, wenn es durch Versagen des Basis- und/ oder Fehlerschutzes zum direkten Kontakt eines Menschen mit einem betriebsmäßig unter Spannung stehendem aktiven Teil kommt. - Seite 10 Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Der Körperwiderstand ist abhängig vom Stromweg und dem Übergangswider- stand der Haut. Messungen ergaben z. B. ca. 1000 Ω für den Stromweg Hand- Hand oder Hand-Fuß. Unter diesen Annahmen ergibt sich bei einer Berührungs- spannung von 230 V ein gefährlicher Körperstrom von 230 mA. Bild 2 zeigt die Stromstärke/ Einwirkungsdauer-Kurven in Bezug auf die physiologischen Reak- tionen des menschlichen Körpers.
- Seite 11 FI-Schutzeinrichtungen mit einem Bemessungsdifferenzstrom I ≤ 10 mA liegen Δn mit der Auslösekennlinie im Bereich ② unterhalb der Loslassgrenze. Medizinisch schädliche Einwirkungen und Muskelverkrampfungen treten üblicherweise nicht auf (siehe Bild 2). Sie sind damit besonders für sensitive Bereiche wie Badezimmer geeignet.
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Seite 12: Fehlerschutz (Schutz Bei Indirektem Berühren)
Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen In der allgemein gültigen Errichtungsnorm für den Schutz gegen elektrischen Schlag DIN VDE 0100-410:2007-06 wird für den zusätzlichen Schutz der Einsatz von FI-Schutzeinrichtungen mit Bemessungsdifferenzstrom ≤ 30mA gefordert für • alle Steckdosen mit einem Bemessungsstrom ≤ 20 A wenn diese für die Benutzung durch Laien und zur allgemeinen Verwendung bestimmt sind. -
Seite 13: Brandschutz
Indirektes Berühren Bild 3: Schutz bei indirektem Berühren: Unter Fehlerschutz versteht man den Kontakt mit einem betriebsmäßig nicht unter Spannung stehenden, elektrisch leitfähigen Teil Brandschutz DIN VDE 0100-482 fordert für „feuergefährdete Betriebsstätten“ Maßnahmen zur Verhütung von Bränden, die durch Isolationsfehler entstehen können. Danach müssen Kabel- und Leitungsanlagen in TN- und TT-Systemen mit Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen mit Bemessungsdifferenzstrom I ≤... -
Seite 14: Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Typen von FI-Schutzschaltern FI-Schutzschalter werden hinsichtlich ihrer Eignung zur Erfassung von unterschied- lichen Fehlerstromformen unterschieden (Tabelle 1). Ordnungsgemäße Funktion der FI-Schutzschalter Strom- Typ AC Typ A Typ F Typ B Typ B+ Auslöse- strom form 0,5 – 1,0 I Δn 0,35 –... - Seite 15 Geeigneter FI-Typ Schaltung Laststrom Fehlerstrom Tabelle 2: Mögliche Fehlerstromformen und geeignete FI-Schutzschalter...
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Seite 16: Typ Ac
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 4.1.1 Typ AC FI-Schutzschalter Typ AC sind lediglich zur Erfassung von sinusförmigen Wechsel- fehlerströmen (s. Stromkreise 1 bis 3 aus Tabelle 1) geeignet. Dieser Gerätetyp ist in Deutschland entsprechend DIN VDE 0100-530 nicht zur Realisierung der Schutzmaßnahme mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen zugelassen und kann kein VDE-Zeichen erhalten. -
Seite 17: Typ B
4.1.5 Typ B+ Für FI-Schutzschalter des Typs B+ gelten die selben Bedingungen wie für Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen des Typs B. Lediglich der Frequenzbereich für die Erfassung von Fehlerströmen gilt für einen erweiterten Bereich bis 20 kHz: Die Auslösung erfolgt innerhalb dieses Frequenzbereiches unterhalb 420 mA. Einteilung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen FI-Schutzeinrichtungen werden entsprechend ihrer unterschiedlichen Ausführung unterteilt (siehe Bild 4). - Seite 18 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen CBRs und MRCDs sind insbesondere für Anwendungen mit höheren Bemessungs- strömen (> 125 A) vorgesehen. • PRCDs sind ortsveränderliche Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen, die z. B. in Stecker oder in Steckdosenleisten integriert sind. • SRCDs nach DIN VDE 0662 sind ortsfeste Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen, die in eine Steckdose eingebaut sind bzw.
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Seite 19: Prinzipieller Aufbau Und Wirkungsweise
Prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise 4.3.1 FI-Schutzschalter Typ A Ein FI-Schutzschalter Typ A besteht im Wesentlichen aus folgenden Funktions- gruppen: • Summenstromwandler zur Fehlerstromerfassung • Auslösekreis mit Bauelementen zur Auswertung und Haltemagnet-Auslöser zur Umwandlung der elektrischen Messgröße in eine mechanische Entklinkung •... - Seite 20 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Die Abschaltung muss entsprechend der Gerätebestimmung DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10) beim Bemessungsdifferenzstrom innerhalb von 300 ms erfolgen. Um eine hohe Zuverlässigkeit in der Geräteschutzfunktion zu erzielen, wird von FI-Schutzschaltern des Typs A und Typs F entsprechend der in Deutschland gültigen Produktnorm verlangt, dass sie in allen Funktionsgruppen (Erfassung, Auswertung, Abschaltung) unabhängig von der Netz- oder Hilfsspannung arbeiten.
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Seite 21: Siquence Allstromsensitive Fi-Schutzschalter Typ B Und Typ B
Dadurch kann die Feder den Anker von den Polflächen ziehen. Der Anker löst über das Schaltschloss die Trennung der Kontakte aus. Der Wandler muss dabei nur die geringe Energie zur Aufhebung des Halteflusses erzeugen, der über den abfallen- den Anker die Entklinkung des Kraftspeichers im Schaltschloss auslöst, und nicht die hohe Energie für das Öffnen der Kontakte. -
Seite 22: Eigenschaften Und Einsatzgebiete
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Eigenschaften und Einsatzgebiete 4.4.1 FI-Schutzschalter FI-Schutzschalter sind Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen ohne integrierten Schutz bei Überstrom (Überlast und/ oder Kurzschluss). Ihnen muss deshalb für den Überstrom-Schutz jeweils eine entsprechende Überstrom-Schutzeinrich- tung zugeordnet werden. Der zu erwartende Betriebsstrom des Stromkreises kann als Bemessungsgrundlage für den Überlastschutz herangezogen werden. Die Überstrom-Schutzeinrichtung muss nach den Angaben des Herstellers des FI-Schutzschalters ausgewählt werden. -
Seite 23: Fi/Ls-Schalter (Typ Ac, Typ A, Typ F)
4.4.2 FI/LS-Schalter Typ AC , Typ A und Typ F FI/LS-Schalter beinhalten die Fehlerstromerfassung und den Überstromschutz in einem Gerät und ermöglichen damit einen kombinierten Personen-, Brand- und Leitungsschutz. Der Einsatz von FI/LS-Schaltern bietet eine Reihe von Vorteilen: • Zuordnung eines eigenen FI/LS-Schalters für jeden Stromkreis: Bei Abschaltung aufgrund eines Fehlerstroms wird nur der betroffene Strom- kreis getrennt, so wie dies seit Jahren bei Abschaltungen auf Grund eines Überstroms durch den jeweils einem Stromkreis zugeordneten Leitungsschutz-... - Seite 24 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Installation mit einem zentralen FI-Schutzschalter Bild 8 zeigt eine bisher häufig durchgeführte Installation mit einem zentralen FI-Schutzschalter, dem je Außenleiter mehrere Leitungsschutzschalter nach- geschaltet sind. Zähler Bild 8: Installation mit zentralem FI-Schutzschalter und LS-Schaltern für Abzweige Dabei übernimmt der FI-Schutzschalter den Personen- und Brandschutz sowie mit ≤...
- Seite 25 Installation mit FI/LS-Schaltern Das Bild 9 zeigt ein Beispiel für eine Installation, die alle Anforderungen der Errichtungsbestimmungen und Planungsvorgaben umsetzt. kW/h FI-Schutzschalter Bild 9: Beispiel einer Installation mit FI/LS-Schaltern Jeder einzelne Steckdosen-Stromkreis verfügt jetzt über einen eigenen FI/LS- Schalter, der den kompletten Fehler-, Brand- und Leitungsschutz sowie zusätz- lichen Schutz bei direktem Berühren übernimmt.
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Seite 26: Siquence Allstromsensitive Fi-Schutzschalter Typ B Und Typ B
Gleichfehlerströme können durch Vormagnetisierung des Wandlers dazu führen, dass die Schutzfunktionen der FI-Schutzschalter Typ A auch bei Wechsel- fehlerströmen nicht mehr gewährleistet sind. Deshalb führte Siemens als erster Hersteller bereits 1994 den allstromsensitiven FI-Schutzschalter Typ B – auch für glatte Gleichfehlerströme –... - Seite 27 Frequenzgang des SIQUENCE FI-Schutzschalters Typ B 10.000 1.000 1.000 10.000 Frequenz (Hz) Hinweis: Die dargestellten Kurven stellen typische Verläufe dar. Abweichungen bis zu den normativen Grenzwerten sind möglich. Bild 10: Auslösestrom Typ B in Abhängigkeit von der Frequenz Für den Schutz gegen elektrisch gezündete Brände in Folge von Erdfehlerströmen haben sich FI-Schutzschalter mit einem Bemessungsdifferenzstrom von maximal 300 mA bewährt.
- Seite 28 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Die Auslegung des Frequenzganges der SIQUENCE FI-Schutzschalter Typ B trägt diesen Randbedingungen Rechnung und stellt einen guten Kompromiss zwischen Brandschutz und Betriebssicherheit dar. Da betriebsmäßig vorhandene kapazitive Ableitströme in ihrem Einfluss auf die FI-Auslösung deutlich begrenzt werden, erweitern sich die Einsatzmöglichkeiten. Wird entsprechend DIN VDE 0100-482 „Brandschutz bei besonderen Risiken oder Gefahren“...
- Seite 29 Frequenzgang des SIQUENCE FI-Schutzschalters Typ B+ 10.000 10000 Auslösewerte für Bemessungsfehlerstrom 30 mA Auslösewerte für Bemessungsfehlerstrom 300 mA Obergrenze nach DIN VDE 0664-400 und DIN VDE 0664-401 für 30 mA Obergrenze nach DIN VDE 0664-400 und DIN VDE 0664-401 für 300 mA 1.000 1000 1000...
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Seite 30: Siquence Allstromsensitive Fi/Ls-Schalter Typ B Und Typ B
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Bemessungsdifferenz- Maximal zulässiger Erdungswiderstand strom bei Berührungsspannung 50 V 25 V 30 mA 120 Ω 60 Ω 300 mA 60 Ω * 8 Ω * 500 mA 10 Ω 5 Ω * Für Typ B+ darf der Wert bis zu 120 Ω bei 50 V und 60 Ω bei 25 V betragen Tabelle 3: Empfohlene maximale Erdungswiderstände für SIQUENCE FI-Schutz- schalter Typ B und Typ B+ 4.4.4 SIQUENCE allstromsensitive FI/LS-Schalter... -
Seite 31: Fi-Blöcke Für Den Anbau An Leitungsschutzschalter
4.4.5 FI-Blöcke für den Anbau an Leitungsschutzschalter FI-Blöcke (RC units) sind zum Anbau an Leitungsschutzschalter nach DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20), Anhang G geeignet. Diese FI-Blöcke können vom Kunden mit einem dafür vorgesehenen Leitungsschutzschalter zusammengebaut werden und bilden danach die gleiche Funktionalität wie die fabrikfertigen FI/LS-Schalter (RCBOs). -
Seite 32: Typ K Superresistent
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen die Einspeiserichtung (von unten) zu beachten. Damit wird sichergestellt, dass auch hierbei die Beheizung erfolgen kann. Die Schutzfunktion des FI-Schutzschal- ters ist dabei weiterhin entsprechend der Produktnorm absolut netzspannungs- unabhängig. 4.4.7 Typ superresistent Betriebsmäßige Ableitströme und Fehlerströme können nicht unterschieden werden. - Seite 33 1.000 300 mA Δn 30 mA Δn 30 mA Δn 1.000 / mA Δ Bild 12: Abschaltzeit t in Abhängigkeit des Auslösestromes I Δ Bild 12 zeigt die Auslösebereiche der unterschiedlichen Ausführungen von FI-Schutzschaltern. Es ist deutlich sichtbar, dass die Auslösebereiche der Stan- dardausführung und der superresistenten Ausführung bezüglich Maximalwert identisch sind, nur der Minimalwert ist beim Typ angehoben.
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Seite 34: Typ S Selektiv
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 4.4.8 Typ selektiv Um bei der Reihenschaltung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen im Fehler- fall eine selektive Abschaltung zu erreichen, müssen die Geräte sowohl im Bemessungsdifferenzstrom I als auch in der Auslösezeit gestaffelt sein. Die un- Δn terschiedlichen zulässigen Ausschaltzeiten der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen können dem Bild 13 entnommen werden. -
Seite 35: Ausführungen Für 50 Bis 400 Hz
4.4.9 Ausführungen für 50 bis 400 Hz Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind aufgrund ihres Funktionsprinzips in ihrer Standardausführung auf den maximalen Wirkungsgrad im 50Hz-Netz ausgelegt. Auch die Gerätebestimmungen und Auslösebedingungen beziehen sich auf diese Frequenz. Mit steigender Frequenz nimmt die Empfindlichkeit üblicherweise ab. Um für Anwendungsfälle in Netzen bis 400 Hz (z. -
Seite 36: Zusatzkomponenten Für Fi-Schutzschalter
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Zusatzkomponenten für FI-Schutzschalter 4.5.1 Fernantrieb (RC) Favorisierte Einsatzfälle für Fernantriebe sind räumlich ausgedehnte oder nicht ständig besetzte Betriebsstätten, wie z. B. Kläranlagen oder Funkstationen sowie automatisierte Anlagen für das Energie- und Betriebsmanagement. Der Einsatz des Fernantriebs erlaubt dem Anwender einen direkten und unmit- telbaren Zugriff auf die Anlage auch an entlegenen oder schwer zugänglichen Orten. -
Seite 37: Hilfsschalter
4.5.2 Hilfsschalter Hilfsstromschalter sind üblicherweise nachträglich vom Kunden an den FI-Schutz- schalter anbaubar. Sie dienen dazu, den Schaltzustand des Schutzschalters zu melden. Hierfür gibt es unterschiedliche Versionen (1 Schließer/1 Öffner; 2 Öffner; 2 Schließer). 4.5.3 Weitere Zusatzkomponenten Je nach Ausführung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung sind folgende Zusatz- komponenten nachträglich frei anbaubar: •... -
Seite 38: Installations- Und Anwendungshinweise
Installations- und Anwendungshinweise Installations- und Anwendungshinweise Allgemeine Hinweise 5.1.1 Auswahl von Schutzeinrichtungen Bei der Schutzmaßnahme „Automatische Abschaltung der Stromversorgung“ nach DIN VDE 0100-410 sind für den Fehlerschutz bei der Auswahl der geeigneten Schutzeinrichtung abhängig vom Netzsystem die Abschaltbedingungen zu be- achten. - Seite 39 Auf Basis dieser Kenntnisse sind die geeigneten Schutzeinrichtungen auszu- wählen. Tabelle 5 gibt hier eine Übersicht. TN-System TT-System 230 V 230 V Abschaltströme ≥ von Über- strom- Schutzein- Schutzein- richtung Die notwendigen Abschalt- richtungen LS-Schalter ströme I von Überstrom- zur Sicher- ≥...
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Seite 40: Einsatz Von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
Installations- und Anwendungshinweise 5.1.2 Einsatz von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen lassen sich mit allen anderen Schutzeinrichtun- gen kombinieren. In einer bestehenden Anlage mit einer anderen Schutzmaß- nahme kann für diese Anlage oder Anlagenteile der Fehlerstromschutz trotzdem angewandt werden. Praktisch jede vorhandene Schutzmaßnahme lässt sich ohne größeren Aufwand auf den Fehlerstromschutz umstellen. - Seite 41 Wenn einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung für den zusätzlichen Schutz (Bemes- sungsdifferenzstrom ≤ 30 mA) eine weitere Fehlerstrom-Schutzeinrichtung für andere Schutzaufgaben (Fehlerschutz, Brandschutz) vorgeschaltet ist, muss diese ein selektives Abschaltverhalten (z. B. Typ ) haben. Wie die Tabelle 5 zeigt, erfüllen FI-Schutzeinrichtungen in Standard- und selektiver Ausführung die maximal zulässigen Abschaltzeiten in beiden Netzsystemen.
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Seite 42: Auswahl Der Geeigneten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
Installations- und Anwendungshinweise Auswahl der geeigneten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung Das Bild 15 unterstützt bei der Auswahl der geeigneten FI-Schutzeinrichtung: Auswahl- Bauform kriterium kriterium RCCB RCBO RC unit (FI-Schutz- (FI/LS- (FI-Block) schalter) Schalter) Betriebsmittel, Schaltung nach Tabelle 1 Ausführung Netz, Betriebsmittel, Umgebungsbedingungen SIGRES 500 V 50-400 Hz Polzahl Betriebsmittel Bemessungsdifferenzstrom I... -
Seite 43: Typ A, Typ F Oder Typ B Bzw. Typ B
Nachstehend wird auf einzelne Themen detailliert eingegangen. 5.2.1 Typ A, Typ F oder Typ B bzw. Typ B+? Die Auswahl des für die Anwendung geeigneten Typs der Fehlerstrom-Schutz- einrichtung erfolgt nach Tabelle 2 (entsprechend DIN EN 50178/VDE 0160 „Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln“ bzw. nach DIN VDE 0100-530). -
Seite 44: Welche Störbeeinflussungen Treten Auf Und Wie Werden Diese Beherrscht
Installations- und Anwendungshinweise Für höhere Frequenzen als 100 Hz ist der Schutz bei indirektem Berühren unter Beachtung des Frequenzganges des FI-Schutzschalters, der maximal zulässigen Berührungsspannung (z. B. 50 V), der maßgeblichen Frequenzanteile des Fehler- stromes und des daraus zu bestimmenden zulässigen Erdungswiderstandes (siehe auch Abschnitt 4.4.3) zu realisieren. -
Seite 45: Hohe Lastströme
Für einen problemlosen Betrieb von FI-Schutzschaltern im praktischen Einsatz sollte der stationäre Ableitstrom ≤ 0,3 * I sein. Δn • Dynamische Ableitströme Bei dynamischen Ableitströmen handelt es sich um kurzzeitig auftretende Ströme gegen Erde/PE-Leiter. Insbesondere beim Schalten von Geräten mit Filterbeschaltungen treten diese Ableitströme im Bereich von wenigen μs bis in den ms-Bereich auf. -
Seite 46: Überspannungen Und Stoßstrombelastung
Installations- und Anwendungshinweise 5.2.3.3 Überspannungen und Stoßstrombelastung Bei Gewittern können atmosphärische Überspannungen in Form von Wander- wellen über das Versorgungsnetz in die Installation einer Anlage eindringen und dabei Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen ungewollt auslösen. Zur Vermeidung dieser unerwünschten Abschaltungen werden unsere Fehlerstrom-Schutzein- richtungen einer Prüfung mit der genormten Stromform 8/20 μs (s. Bild 16) unter- zogen. -
Seite 47: Besonderheiten Beim Einsatz Von Siquence Allstromsensitiven Fi-Schutzschaltern (Typ B Und Typ B+)
Besonderheiten beim Einsatz von SIQUENCE allstromsensitiven FI-Schutzschaltern (Typ B und Typ B+) 5.3.1 Anwendungsfälle Beispiele für Anwendungsfälle, in denen auch glatte Gleichfehlerströme entstehen können, sind: • Frequenzumrichter mit Drehstrom-Anschluss • Medizinische Geräte wie Röntgengeräte oder CT-Anlagen • Photovoltaik- oder USV-Anlagen •... - Seite 48 Installations- und Anwendungshinweise Fehlerorte im Bereich 1 (vor dem FU) Zwischen der FI-Schutzeinrichtung und Frequenzumrichter treten netzfrequente Wechselfehlerströme auf (s. Bild 18). Diese rein sinusförmigen 50Hz-Fehlerströme beherrschen alle FI-Schutzschalter (Typ AC, A, F und B). Bei Erreichen des Auslöse- wertes im Bereich 0,5 bis 1 I erfolgt Abschaltung des gefährdeten Bereichs.
- Seite 49 FI-Schutzschalter des Typs AC, A und F können in diesen Fällen keinen Schutz bieten. Es erfolgt keine Abschaltung, da der Gleichfehlerstrom keine zeitliche Ver- änderung der Induktion in dem Wandler der nach dem Induktionsprinzip arbeiten- den FI-Schutzschalter bewirkt. Ein glatter Gleichfehlerstrom (oder Ableitstrom) in Folge eines schleichenden Isolationsfehlers führt zu einer Vormagnetisierung des Wandlermaterials der FI-Schutzeinrichtung Typ AC, A und F.
- Seite 50 Installations- und Anwendungshinweise Fehlerorte im Bereich 3 (nach dem FU) Auf der Abgangsseite des Frequenzumrichters bis zum Motor treten von der Netz- frequenz und Sinusform abweichende Wechselfehlerströme auf. Es handelt sich hierbei um ein Frequenzgemisch mit unterschiedlichen Anteilen der einzelnen Frequenzen (s.
- Seite 51 Bild 22 zeigt beispielhaft die einzelnen Frequenzanteile, die über einen Fehler- widerstand von 1 kΩ im Bereich des Fehlerorts 3 (s. Bild 21) fl ießen. Mit steigender Motorfrequenz nimmt der Anteil der Taktfrequenz am Gesamt- fehlerstrom ab, der Anteil der Motorfrequenz zu. Dieses Verhalten ist repräsentativ für Frequenzumrichter in unterschiedlichen Ausführungen.
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Seite 52: Projektierung
Installations- und Anwendungshinweise 5.3.3 Projektierung Allstromsensitive FI-Schutzschalter des Typs B bzw. Typs B+ müssen eingesetzt werden, wenn bei Betrieb von elektronischen Betriebsmitteln im Fehlerfall auch glatte oder nahezu glatte Gleichfehlerströme entstehen können (Eingangsstrom- kreise Nr. 8 bis 13 aus Tabelle 2). FI-Schutzschalter des Typs AC, A oder F dürfen in diesen Fällen nicht für die Reali- sierung der Schutzmaßnahme verwendet werden, da diese durch die möglichen glatten Gleichfehlerströme in ihrer Auslösefunktion so beeinträchtigt werden... -
Seite 53: Ursachen Für Zu Hohe Ableitströme Und Möglichkeiten Zur Reduzierung
5.3.4 Ursachen für zu hohe Ableitströme und Möglichkeiten zur Reduzierung Ursachen von Ableitströmen Auswirkungen EMV-(Eingangs-)Filterkapazitäten zwischen hohe dynamische und Außenleiter und PE-Leiter statische Ableitströme Leitungskapazitäten vorwiegend statische Ableitströme Ein- und Ausschaltungssymmetrien hohe dynamische Ableitströme möglich Summierung von Ableitströmen durch hohe dynamische und Anschluss mehrerer Verbraucher statische Ableitströme (insbesondere Frequenzumrichter) - Seite 54 Installations- und Anwendungshinweise • Vorhandenen Leitungsschirm entsprechend den Herstellerangaben des Frequenzumrichters anschließen. • Verzicht auf den Einsatz handbetätigter Schaltgeräte für das betriebsmäßige Schalten, damit Ein- und Ausschaltungssymmetrien zeitlich eng begrenzt bleiben. • Verwendung von allpoligen Schützen oder Schaltgeräten mit Sprungschaltwerk. •...
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Seite 55: Back-Up-Schutz
Back-up-Schutz Je nach Netzsystem und Anlagenkonfiguration können Kurzschluss und Fehler- ströme bis zu mehreren hundert Ampere betragen. So fließt beispielsweise bei einem Isolationsfehler gegen den geerdeten Körper eines elektrischen Betriebs- mittels bei entsprechend geringem Widerstand ein kurzschlussartiger Strom über die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung. Die Kontakte, die sich dabei gerade öffnen, müssen dieser Beanspruchung standhalten. - Seite 56 In Fällen in denen kein Sicherungsnennstrom genannt ist, gilt in Deutschland automatisch ein Mindestwert von 63 A. Für den bedingten Bemessungskurz- schlussstrom ist ein Mindestwert von 6 kA gefordert. Bei SFehlerstrom-Schutzeinrichtungen von Siemens werden keine unterschied- lichen Angaben für Bemessungsschaltvermögen und Bemessungsfehlerschalt- vermögen, sowie für bedingten Bemessungskurzschlussstrom und bedingten Bemessungsfehlerkurzschlussstrom gemacht.
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Seite 57: Schutz Vor Thermischer Überlastung
Das Bemessungsschaltvermögen von FI/LS-Schaltern gegenüber FI-Schutzschaltern ist deutlich höher, da die Kurzschlussabschaltung durch den LS-Teil übernommen wird, der speziell für den Kurzschlussschutz vorgesehen ist. Reicht dieses Eigen- schaltvermögen nicht aus, so ist auch hier entsprechend der Herstellerangaben gegebenenfalls ein Back-up-Schutz vorzusehen. Schutz vor thermischer Überlastung Der Schutz vor thermischer Überlastung des FI-Schutzschalters muss primär durch sorgfältige Planung der Verbraucherstromkreise nach dem FI-Schutzschalters unter... -
Seite 58: Fehlersuche
Installations- und Anwendungshinweise Fehlersuche Sollte eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung auslösen, so lässt sich die Fehlersuche in einem ersten Schritt entsprechend dem nachstehenden Diagramm (Bild 24) vornehmen. Bei unveränderter Anlage FI-Schutzschalter wieder einschalten FI-Schutzschalter hat ausgelöst; Isolationsfehler in der Anlage Läßt sich der FI-Schutz- Vorübergehende schalter einschalten? Störung. -
Seite 59: Fi-Schutzschalter 4-Polig In Einem 3-Poligen Netz
Differenzstrom-Überwachungsgeräte (RCM) FI-Schutzschalter 4-polig in einem 3-poligen Netz Die FI-Schutzschalter in 4-poliger (3+N)-Ausführung können auch 3-polig be- trieben werden. Der 3-polige Anschluss muss an den Klemmen 1, 3, 5 und 2, 4, 6 erfolgen. Die Gerätefunktion ist dadurch nicht beeinträchtigt. Um die Funktion des Prüf- stromkreises sicherzustellen, muss eine Brücke zwischen den Klemmen 3 und N angebracht werden (dies ist in den Betriebsanleitungen beschrieben). - Seite 60 Differenzstrom-Überwachungsgeräte (RCM) Durch die permanente Überwachung der Differenzströme können Fehler schon vor Ansprechen der Schutzeinrichtung erkannt und gemeldet werden. Dadurch kann eine plötzliche Anlagen-Abschaltung oft vermieden werden. Differenz- strom-Überwachungsgeräte werden daher vorwiegend in Anlagen eingesetzt, in denen im Fehlerfall eine Meldung, jedoch keine Abschaltung erfolgen soll. Zusätzlich gilt die Differenzstrom-Überwachung in elektrischen Anlagen als eine Maßnahme der vorbeugenden Instandhaltung.
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Seite 61: Ausblick
Ausblick RCM als zusätzlicher Brandschutz Entsprechend DIN VDE 0100-530 können RCMs, gekoppelt mit einem Schaltgerät mit Trennfunktion, als Alternative zum Brandschutz eingesetzt werden, wenn Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) zum Brandschutz nicht eingesetzt werden können, weil z. B. der Betriebsstrom des zu schützenden Stromkreises größer ist als der größte Bemessungsstrom von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs). -
Seite 62: Quellenangaben
Quellenangaben 8. Quellenangaben Bei der Erstellung dieser Technik-Fibel wurden unter anderem die folgende Quellen verwendet und können auch für weitere Informationen genutzt werden: – DIN 18015-1:2013-09 – DIN 18015-2:2000-08 – DIN EN 50178 (DIN VDE 0160) – DIN EN 60947-2 (VDE 0660-101) –... -
Seite 63: Anhang
Anhang Anhang Begriffe und Definitionen (entsprechend DIN VDE 0100-200) Außenleiter (Symbol L1, L2, L3) Leiter, die Stromquellen mit Verbrauchsmitteln verbinden, aber nicht vom Mittel- oder Sternpunkt ausgehen. Neutralleiter (Symbol N) Mit dem Mittelpunkt bzw. Sternpunkt verbundener Leiter, der geeignet ist, zur Übertragung elektrischer Energie beizutragen. - Seite 64 Anhang Körper (eines elektrischen Betriebsmittels) Berührbares, leitfähiges Teil eines elektrischen Betriebsmittels, das normalerweise nicht unter Spannung steht, das jedoch im Fehlerfall unter Spannung stehen kann. Elektrischer Schlag Pathophysiologischer Effekt, der durch einen elektrischen Strom ausgelöst wird, der den menschlichen Körper oder den Körper eines Tieres durchfließt. Zusätzlicher Schutz Ergänzende Maßnahme zum Verringern von Gefahren für Personen und Nutztiere, die sich bei Unwirksamkeit des Basisschutzes und/oder des Fehlerschutzes ergeben...
- Seite 65 Betriebsstrom Strom, den der Stromkreis in ungestörtem Betrieb führen soll. Erde Leitfähiges Erdreich, dessen elektrisches Potenzial an jedem Punkt vereinbarungs- gemäß gleich null gesetzt wird. Erder Leitfähiges Teil oder mehrere leitfähige Teile, die in gutem Kontakt mit Erde sind und mit dieser eine elektrische Verbindung bilden. Gesamterdungswiderstand Widerstand zwischen der Haupterdungsklemme/-schiene und Erde.
- Seite 66 Anhang A.2.1 TN-System Alle Körper der Anlage müssen mit dem geerdeten Punkt des speisenden Netzes, der am oder in der Nähe des zugehörigen Transformators oder Generators geerdet sein muss, durch Schutzleiter verbunden sein. Die Bilder A1, A2, A3 zeigen die unterschiedlichen Ausführungen des TN-Systems.
- Seite 67 Bild A3: TN-C-System Zulässige Schutzmaßnahmen in TN-Systemen: • Überstrom-Schutzeinrichtungen • Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (allerdings nicht im TN-C-System) A.2.2 TT-System Alle Körper, die durch die gleiche Schutzeinrichtung geschützt sind, müssen durch Schutzleiter an einen gemeinsamen Erder angeschlossen werden (s. Bild A4). Bild A4: TT-System...
- Seite 68 Anhang Zulässige Schutzmaßnahmen: • Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen • Überstrom-Schutzeinrichtungen Um die Abschaltbedingungen zu erfüllen, ergeben sich bei der Verwendung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in Abhängigkeit des Bemessungsdifferenz- stromes unterschiedliche maximal zulässige Erdungswiderstände (s. Tabelle A1). Bemessungsdifferenz- Max. zulässiger Erdungswiderstand bei einer strom I max. zulässigen Berührungsspannung von Δn 50 V 25 V...
- Seite 69 A.2.3 IT-System In IT-Systemen (s. Bild A5) müssen die aktiven Teile entweder gegen Erde isoliert sein oder über eine ausreichend hohe Impedanz verfügen. Die Körper sind einzeln, gruppenweise oder in Gesamtheit zu erden. Bild A5: IT-System Zulässige Schutzmaßnahmen: • Isolationsüberwachungseinrichtungen •...
- Seite 70 Anhang A.2.4 Zusammenfassung Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen können in allen Netzsystemen (TN-, TT-, IT-System) eines Wechsel- oder Drehstromnetzes eingesetzt werden (s. Bild A6). Dabei sind Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen den weiteren zugelassenen Schutz- einrichtungen in ihrer Schutzwirkung überlegen, da sie neben dem Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) bei Verwendung von Fehlerstrom-Schutzeinrich- tungen mit I ≤...
- Seite 71 Begriffe und Definitionen für die Angabe des Schaltvermögens Bemessungsschaltvermögen I des FI-Schutzschalters (DIN EN 61008-1): Unbeeinflusster Effektivwert des Kurzschlussstromes, den der FI-Schutzschalter unter festgelegten Bedingungen einschalten, führen und ausschalten kann. Bemessungsschaltvermögen I des FI/LS-Schalters (DIN EN 61009-1): Bemessungsschaltvermögen eines FI/LS-Schalters ist der vom Hersteller bestimmte Wert des Grenz-Kurzschlussschaltvermögens.
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Seite 72: Errichtungsbestimmungen Für Installationsanlagen Mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
Anhang Errichtungsbestimmungen für Installationsanlagen mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Bestimmung Anwendungsbereich Geforderter Empfohlene Siemens FI-Schutz- (DIN VDE ... [mA] einrichtung Δn oder BGI ...) (Mögliche Art des Differenzstromes des Betriebsmittels berücksichtigen) Typ A Typ F SIQUENCE SIGRES Typ B/ B+ 0100-410 Schutz gegen elek- 30 ... - Seite 73 Bestimmung Anwendungsbereich Geforderter Empfohlene Siemens FI-Schutz- (DIN VDE ... [mA] einrichtung Δn oder BGI ...) (Mögliche Art des Differenzstromes des Betriebsmittels berücksichtigen) Typ A Typ F SIQUENCE SIGRES Typ B/ B+ 0100-710 Medizinische genutzte Bereiche im TN-S-System 10 ... 30 oder je nach Anwendungs- ≤...
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Seite 74: Abbildungs- Und Tabellenverzeichnis
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis Abbildungs- und Tabellenverzeichnis Seite 9 Bild 1: Schutz bei direktem Berühren: Zusätzlicher Schutz bedeutet direkter Kontakt mit einem betriebsmäßig unter Spannung stehenden aktiven Teil Seite 10 Bild 2: Wirkungsbereiche von Wechselstrom 50/60 Hz auf den Menschen Seite 13 Bild 3: Schutz bei indirektem Berühren: Unter Fehlerschutz versteht man den Kontakt mit einem betriebsmäßig... - Seite 75 Seite 46 Bild 16: Form des Stoßstromes 8/20 μs Seite 47 Bild 17: Stromkreis mit SIQUENCE FI-Schutzschalter und Frequenzumrichter Seite 48 Bild 18: Fehlerstromform am Fehlerort 1 Bild 19: Fehlerstromform am Fehlerort 2 Seite 49 Bild 20: Vormagnetisierung durch Gleichfehlerstrom Seite 50 Bild 21: Fehlerstromform am Fehlerort 3...
- Seite 76 Dispostelle 25601 • 0616 • 4.0 Gedruckt in Deutschland Änderungen vorbehalten. Die Informationen in diesem Dokument enthalten allgemeine Beschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im Einzelfall nicht immer vorliegen. Die gewünschten Leistungs- merkmale sind daher im Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen. © Siemens AG 2016 www.siemens.de/fehlerstromschutz...