Verwandte Anleitungen für Siemens 5SM3
Inhaltszusammenfassung für Siemens 5SM3
- Seite 1 SENTRON Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen Technik-Fibel Anwers for infrastructure and cities.
- Seite 2 Vorwort Ob Schützen, Schalten, Überwachen oder Messen – Niederspannungs-Schutzschalttechnik von Siemens bietet Ihnen für alle Anwendungen in der elektrischen Installationstechnik ein breites Spektrum. Für den Einsatz im Wohnbau genauso wie für den Zweckbau oder für industrielle Anwendungen. Damit haben Sie den gesamten Stromkreis im Griff.
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Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Inhalt 6 Einleitung 1 Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Zusätzlicher Schutz (früher „Schutz bei direktem Berühren”) mit I ≤ 30 mA 7 ∆n Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) Brandschutz 2 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Typen von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 2.1.1 Typ AC 2.1.2 Typ A 2.1.3 Typ F 2.1.4 Typ B 2.1.5... - Seite 4 3 Installations- und Anwendungshinweise Allgemeine Hinweise 3.1.1 Auswahl von Schutzeinrichtungen 3.1.2 Einsatz von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Auswahl der geeigneten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung 38 3.2.1 Typ A, Typ F oder Typ B bzw. Typ B+? 3.2.2 Welches Schutzziel muss erreicht werden? • Zusätzlicher Schutz • Fehlerschutz • Brandschutz 3.2.3 Welche Störbeeinflussungen treten auf und wie werden diese beherrscht?
- Seite 5 Fehlerstrom-Schutzschalter (RCCB) 5SM3 • 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 • SIGRES für erschwerte Umgebungs - bedingungen •...
- Seite 6 FI-Block zur Kombination mit LS-Schalter (RC unit) 5SM2 • 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 • 2-, 3- und 4-polig •...
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Seite 7: Einleitung
Einleitung Sicherheit ist beim Umgang mit Elektrizität oberstes Gebot. Jeder Elektrofachmann muss in dieser Hinsicht besonders gewissenhaft sein und die geforderten Schutzmaßnahmen korrekt anwenden. In Verbraucheranlagen ist dabei den Fehlerstrom-(FI-)Schutzein- richtungen uneingeschränkt der Vorzug gegenüber alternativen Schutzeinrichtungen zu geben. Über den Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) hinaus bieten FI-Schutz einrichtungen mit Bemessungsdifferenzströmen bis 30 mA auch den "zusätzlichen Schutz"... -
Seite 8: Schutz Durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
1 Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Bei Ausführung der Schutzmaßnahme "Automatische Abschaltung der Stromversorgung" mit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung ist die Grundvoraussetzung, dass ein entspre chend geerdeter Schutzleiter an die zu schützenden Anlagenteile und Betriebsmittel geführt ist. Ein Stromfluss über einen Men schen kann dann nur beim Auftreten von zwei Fehlern (zusätzlich zum Isolationsfehler auch Unterbrechung des PE-Leiters) oder beim unbeabsichtigten Berühren aktiver Teile auftreten. - Seite 9 für den Stromweg Hand/Hand oder Hand/Fuß. Unter diesen Annahmen ergibt sich bei einer Berührungsspannung von 230 V ein gefährlicher Körperstrom von 230 mA. Bild 2 zeigt die Stromstärke/ Einwirkungsdauer-Kurven in Bezug auf die physiologischen Reaktionen des menschlichen Körpers. Gefährlich sind Stromstärken und Einwirkungsdauern, die in den Bereich 4 reichen.
- Seite 10 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit einem Bemessungsdifferenz- strom I ≤ 10 mA liegen mit der Auslösekennlinie im Bereich 2 ∆n unterhalb der Loslassgrenze. Medizinisch schädliche Einwirkungen und Muskelverkrampfungen treten üblicherweise nicht auf (s. Bild 2). Sie sind damit besonders für sensitive Bereiche wie Badezimmer geeignet.
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Seite 11: Fehlerschutz (Schutz Bei Indirektem Berühren)
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 12: Brandschutz
Bild 3: Fehlerschutz in TN-System 1.3 Brandschutz DIN VDE 0100-482 fordert für „feuergefährdete Betriebs s tätten“ Maßnahmen zur Verhütung von Bränden, die durch Isolations fehler entstehen können. Danach müssen Kabel- und Leitungsanlagen in TN- und TT-Systemen mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit Bemessungsdifferenzstrom I ≤... -
Seite 13: Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
2 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 2.1 Typen von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen werden hinsichtlich ihrer Eignung zur Erfassung von unterschiedlichen Fehlerstrom formen unter- schie den (Bild 4). Stromform Ordungsgemäße Funktion von Auslösestrom FI-Schutzeinrichtung des Typs AC A F B • • • • • ... - Seite 14 Tabelle 1: Mögliche Fehlerstromformen und ge eignete Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen...
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Seite 15: Typ Ac
2.1.1 Typ AC Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Typ AC sind lediglich zur Erfas- sung von sinusförmigen Wechselfehlerströmen (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 FI-Schutzeinrichtung zugelassen und kann kein VDE-Zeichen erhalten. -
Seite 17: Typ B
2.1.4 Typ B Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Typ B dienen, neben der Erfassung der Fehlerstromformen des Typs F, auch zur Erfassung von glatten Gleichfehlerströmen. Die Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen dieses Typs sind für den Einsatz im Drehstromsystem mit 50/60 Hz, aber nicht in Gleichspannungssystemen oder bei von 50/60 Hz abweichenden Frequenzen, wie auf der Ausgangsseite von Frequenzumrichtern, geeignet. - Seite 18 den Leitungsschutzschalter aus, der die Kontakte öffnet und den Stromkreis trennt. RCCBs und RCBOs sind bezüglich der Auslösebedingungen für wechsel- und pulsierende Fehlerströme (Typ A) in Deutschland und in den meisten europäischen Ländern für die Schutzmaßnahme mit Abschal tung nur in netzspannungsunabhängiger Ausführung zuge las sen.
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Seite 19: Prinzipieller Aufbau Und Wirkungsweise
2.3 Prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise 2.3.1 FI-Schutzschalter Typ A Ein Fehlerstrom-Schutzschalter Typ A besteht im Wesentlichen aus folgenden Funktionsgruppen: – Summenstromwandler zur Fehlerstromerfassung – Auslösekreis mit Bauelementen zur Auswertung und Haltemagnet-Auslöser zur Umwandlung der elektrischen Messgröße in eine mechanische Entklinkung – Schaltschloss mit Kontakten Anmerkung: Der konstruktive Aufbau der FI-Schutzschalter des Typs AC und Typs F sind bis auf die Ausführung des Auslösekreises mit denen des Typs A identisch. - Seite 20 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 Fehlerstrom-Schutzschaltern des Typs A und Typs F entsprechend der in Deutschland gültigen Produktnorm verlangt, dass sie in allen Funktions-gruppen (Erfassung, Auswertung, Abschaltung) unabhängig von der Netz- oder Hilfsspannung arbeiten.
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Seite 21: Siquence Allstromsensitive Fi-Schutzschalter
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 abfallenden Anker die Entklinkung des Kraftspeichers im Schaltschloss auslöst, und nicht die hohe Energie für das Öffnen der Kontakte. Die Funktionsfähigkeit der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung lässt sich über die bei jedem Gerät vorhandene Prüftaste kontrollieren. -
Seite 22: Eigenschaften Und Einsatzgebiete
2.4 Eigenschaften und Einsatzgebiete 2.4.1 F I-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-Schutzeinrichtung zugeordnet werden. Der zu erwartende Betriebsstrom des Stromkreises kann als Bemessungsgrundlage für den Überlastschutz herangezogen werden. -
Seite 23: Installation Mit Einem Zentralen Fi-Schutzschalter
elektronischer Betriebsmittel, wie z.B. bei Netzteilen, nicht zu unzulässigen Werten addieren und den Auslösewert des FI-Schutzschalters überschreiten. – Die Planung wird vereinfacht, da eine Berücksichtigung von Gleichzeitigkeitsfaktoren wie bei der Belastung von Fehlerstrom- Schutzschaltern nicht erforderlich ist. Der FI/LS-Schalter schützt sich selbst vor Überlast. -
Seite 24: Installation Mit Fi/Ls-Schaltern
Dabei übernimmt der FI-Schutzschalter den Personen- und Brandschutz sowie mit I ≤ 30 mA auch den für bestimmte ∆n Stromkreise (z.B. Badezimmer) geforderten zusätzlichen Schutz bei direktem Berühren. Der Leitungsschutzschalter verhindert Schäden durch Überlast oder Kurzschluss. Das Auslösen des FI-Schutzschalters aufgrund eines Erdschlusses in einem der nach geschalteten Stromkreise führt dazu, dass auch alle anderen, selbst die fehlerfreien Stromkreise, spannungsfrei geschaltet werden. -
Seite 25: Siquence Allstromsensitive Fi-Schutzschalter
Vormagnetisierung des Wandlers dazu führen, dass die Schutzfunktionen der FI-Schutzeinrichtungen Typ A auch bei Wechselfehlerströmen nicht mehr gewährleistet sind. Deshalb führte Siemens als erster Hersteller bereits 1994 den allstromsensitiven Fehlerstrom-Schutzschalter Typ B – auch für glatte Gleichfehlerströme – ein. Seitdem kann die geforderte Fehlerstrom- Schutzschalttechnik in vielen Anwendungen, bei denen glatte Gleichfehlerströme auftreten, angewendet werden. - Seite 26 Anwendungen verwendet werden, sind diese grundsätzlich auch für den Einsatz unter erschwerten Umgebungsbedingungen wie unsere SIGRES-Version (s. Abschnitt 2.4.6) ausgelegt. Bei elektronischen Betriebsmitteln können, wie zum Beispiel auf der Abgangsseite eines Frequenzumrichters (siehe auch Abschnitt 3.3.2), neben den beschriebenen Fehlerstromformen auch Wechselfehlerströme unterschiedlichster Frequenzen entstehen.
- Seite 27 Für den Schutz gegen elektrisch gezündete Brände in Folge von Erdfehlerströmen haben sich Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit einem Bemessungsdifferenzstrom von maximal 300 mA bewährt. Dies leitet sich aus der Annahme ab, dass für die Entstehung eines Brandes ca. 70 W ausreichen können. Die Auslösewerte der SIQUENCE allstromsensitiven FI-Schutzschalter Typ B steigen bei höheren Frequenzen an.
- Seite 28 Frequenzgang des SIQUENCE allstromsensitiven FI-Schutzschalters Typ B+ 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 1000 1000 10000 Frequenz (Hz) Bild 12: Auslösestrom Typ B+ in Abhängigkeit von der Frequenz Hinweis: Die dargestellten Kurven stellen typische Verläufe dar.
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Seite 29: Siquence Allstromsensitive Fi/Ls-Schalter
2.4.4 S IQUENCE allstromsensitive FI/LS-Schalter Typ B und Typ B+ Das Erfassungsprinzip der SIQUENCE allstromsensitiven FI/LS-Schal ter Typ B ist identisch mit dem der SIQUENCE allstrom- sensitiven FI-Schutzschalter und arbeitet entsprechend der in Deutschland gül tigen Vorschrift VDE 0664-200 (Typ B) bzw. DIN V VDE V 0664-210 (Typ B+) bezüglich der Anforderungen für Typ A netzspannungsunabhängig. -
Seite 30: Sigres-Fi-Schutzschalter (Für Erschwerte Umgebungsbedingungen)
(Bemessungsdifferenzstrom, unverzögert oder selektiv) und LS-Ausführung (Bemessungsstrom, Charakteristik, Schaltvermögen) – Gerätekombination bietet alle Vorteile eines FI/LS-Schalters bezüglich Personen-, Brand- und Leitungsschutz 2.4.6 S IGRES-FI-Schutzschalter (für erschwerte Umgebungs b edingungen) Beim Einsatz von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in erschwerten Umgebungen mit erhöhter Schadgasbeanspruchung, wie z. B. –... - Seite 31 Zur Vermeidung dieser Abschaltungen empfiehlt sich der Einsatz von superresistenten Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen. Sie sind dazu in ihrem Abschaltverhalten kurzzeitverzögert und als Typ K gekennzeichnet. Die Produktnorm DIN EN 61008-1 (FI-Schutzschalter) und DIN EN 61009-1 (FI/LS-Schalter) kennen nur zwei Ausführungen: – Standard –...
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Seite 32: Typ S , Selektiv
diese FI-Schutzeinrichtung erreicht. Die Geräte dürfen unein- geschränkt für alle in den Errichtungsbestimmungen geforderten Schutzmaßnahmen mit Abschaltung eingesetzt werden. Die Anlage bleibt von unerwünschten Abschaltungen verschont – die Anlagenverfügbarkeit wird deutlich erhöht. 2.4.8 Typ S , selektiv Um bei der Reihenschaltung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen im Fehlerfall eine selektive Abschaltung zu erreichen, müssen die Geräte sowohl im Bemessungsdifferenzstrom I als auch in der Aus-... -
Seite 33: Ausführungen Für 50 Bis 400 Hz
2.4.9 Ausführungen für 50 bis 400 Hz Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind aufgrund ihres Funktions- prinzips in ihrer Standardausführung auf den maximalen Wir kungs- grad im 50/60-Hz-Netz ausgelegt. Auch die Gerätebestim mungen und Auslösebedingungen beziehen sich auf diese Frequenz. Mit steigender Frequenz nimmt die Empfindlichkeit üblicherweise ab. Um für Anwendungsfälle in Netzen bis 400 Hz (z. B. Industrie) einen wirksamen Fehlerstromschutz realisieren zu können, sind entsprechend geeignete Geräte zu verwenden. -
Seite 34: Zusatzkomponenten Für Fehlerstrom-Schutzschalter
2.5 Zusatzkomponenten für Fehlerstrom-Schutzschalter 2.5.1 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 Betriebsmana ge ment. Der Einsatz des Fernantriebs erlaubt dem Anwender einen direk ten und unmittelbaren Zugriff auf die Anlage auch an entlegenen oder schwer zugänglichen Orten. -
Seite 35: Installations- Und Anwendungshinweise
3 Installations- und Anwendungshinweise 3.1 Allgemeine Hinweise 3.1.1 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 beachten. Tabelle 3 stellt die entsprechenden Kenngrößen für die Abschaltbedingungen zusammen. Tabelle 3: Kenngrößen für die Abschaltbedingungen im TN-System und im TT-System mit Nennspannungen 230/400V a.c. -
Seite 36: Einsatz Von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
Tabelle 4: Auswahl der Schutzeinrichtungen im TN-System und im TT-System mit Nennspannungen 230/400V a.c. 3.1.2 Einsatz von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen lassen sich mit allen anderen Schutzeinrichtungen kombinieren. In einer bestehenden Anlage mit einer anderen Schutzmaßnahme 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 37 zum Erfüllen dieser beiden Schutzziele eine Aufteilung auf unterschiedliche Geräte. Um eine möglichst hohe Verfügbarkeit und Betriebssicherheit zu erzielen, ist auf eine sinnvolle Aufteilung der Stromkreise auf mehrere Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen zu achten. Diese Forderungen sind in unterschiedlichen Schriften gestellt: – Nach DIN VDE 0100-300 (VDE 0100-300):1996-01 müssen die Stromkreise aufgeteilt werden, um Gefahren zu vermeiden, die Folgen von Fehlern zu begrenzen, Kontrolle, Prüfung und Instandhaltung zu erleichtern und Gefahren zu berücksichtigen,...
- Seite 38 Wie die Tabelle 4 zeigt, erfüllen FI-Schutzeinrichtungen in Standard- und selektiver Ausführung die maximal zulässigen Abschaltzeiten in beiden Netzsystemen. In Deutschland sind beim Einsatz von Fehlerstrom-Schutzein- richtungen für Fehlerschutz, Brandschutz und entsprechend DIN VDE 0100-530 für den zusätzlichen Schutz folgende Punkte zu beachten: Allpolige Abschaltung aller aktiven Leiter, d.
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Seite 39: Auswahl Der Geeigneten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
3.2 A uswahl der geeigneten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung Das Bild 16 unterstützt bei der Auswahl der geeigneten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung. Bauform Auswahl- kriterium RCCB RCBO RC unit FI-Schutzschalter FI/LS-Schalter FI-Block Betriebsmittel, Schaltung nach Tabelle 1 Ausführung Netz, Betriebsmittel, Umgebungsbed. SIGRES 500 V 50-400 Hz Polzahl Betriebsmittel Bemessungsdifferenzstrom I Errichtungs- ∆n Schutzziel bestimmung... -
Seite 40: Typ A, Typ F Oder Typ B Bzw. Typ B
Nachstehend wird auf einzelne Themen detailliert eingegangen. 3.2.1 Typ A, Typ F oder Typ B bzw. Typ B+? Die Auswahl des für die Anwendung geeigneten Typs der Fehler- strom-Schutzeinrichtung erfolgt nach Tabelle 1 (entsprechend DIN EN 50178/VDE 0160 „Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln“ bzw. nach DIN VDE 0100-530 Abschnitt 531.3.1). Bei direkt am Drehstromnetz betriebenen elektronischen Betriebs- mitteln (z. -
Seite 41: Brandschutz
Schutzschalters, der maximal zulässigen Berührungsspannung (z. B. 50 V), der maßgeblichen Frequenzanteile des Fehlerstromes und des daraus zu bestimmenden zulässigen Erdungswiderstandes (siehe auch Abschnitt 2.4.3) zu realisieren. Brandschutz mit Bemessungsdifferenzstrom I ≤ 300 mA: ● ∆n In Anlagen – mit besonderem Brandrisiko (feuergefährdete Betriebsstätten), –... -
Seite 42: Welche Störbeeinflussungen Treten Auf Und Wie Werden Diese Beherrscht
3.2.3 W elche Störbeeinflussungen treten auf und wie werden diese beherrscht? 3.2.3.1 Ableitströme Unter Ableitströmen versteht man Ströme, die zur Erde abfließen, ohne dass ein Isolationsfehler vorliegt. Sie können als statische oder dynamische Ableitströme auftreten und bei Überschreitung des Auslösewertes den FI-Schutzschalter zum Abschalten veranlassen. Sie sind deshalb bei der Auswahl des Bemessungsdifferenzstromes I ∆n des FI-Schutzschalters zu berücksichtigen und erforderlichen falls so zu minimieren, dass das gewünschte Schutzziel zu erreichen ist. -
Seite 43: Hohe Lastströme
Der Spitzenwert des dynamischen Ableitstromes ist oszillosko- pisch im PE-Leiter zu ermitteln. Dabei ist auf eine isolierte Aufstellung der Betriebsmittel zu achten, so dass der gesamte Ableitstrom über den Messpfad zurückfließen kann. Um ungewünschte Auslösungen in diesen Anwendungsfällen zu vermeiden, wird der Einsatz von superresistenten FI-Schutz- einrichtungen (Typ K ) empfohlen. -
Seite 44: Besonderheiten Beim Einsatz Von Siquence Allstromsensitiven Fi-Schutzeinrichtungen
Die Stoßstromfestigkeit der einzelnen Gerätereihen betragen: – unverzögert mindestens 1 kA – Typ F und superresistenter Typ K mindestens 3 kA – selektiv (Typ S ) mindestens 5 kA Mit diesen Werten ist bereits bei der Standardausführung eine hohe Sicherheit gegen Fehlauslösungen gegeben und die Anwen- dung der Schutzmaßnahme auch mit Bemessungsströmen von 30 mA sogar für sensible Verbraucherstromkreise (z. -
Seite 45: Fehlerströme An Unterschiedlichen Fehlerorten Am Beispiel Eines Frequenzumrichters (Fu)
3.3.2 F ehlerströme an unterschiedlichen Fehlerorten am Beispiel eines Frequenzumrichters (FU) Als typisches Beispiel eines Betriebsmittels, bei dem je nach Fehlerort unterschiedliche Fehlerstromformen auftreten können, soll ein Frequenzumrichter (FU) betrachtet werden (s. Bild 18). Bild 18: Stromkreis mit SIQUENCE allstromsensitiven FI-Schutzschalter und Frequenzumrichter Fehlerorte im Bereich 1 (vor dem FU) Zwischen der FI-Schutzeinrichtung und Frequenzumrichter treten netzfrequente Wechselfehlerströme auf (s. -
Seite 46: Fehlerorte Im Bereich 2 (Innerhalb Des Fu)
Fehlerorte im Bereich 2 (innerhalb des FU) Innerhalb des FU (zwischen Eingangsgleichrichter und Ausgangs- elektronik, d. h. im Gleichstromzwischenkreis) treten nahezu glatte Gleichfehlerströme auf (s. Bild 20). Bei Verwendung einer allstrom- sensitiven FI-Schutzeinrichtung Typ B erfolgt im Bereich 0,5 bis zuverlässige Abschaltung. ∆n Bild 20: Fehlerstromform am Fehlerort 2 FI-Schutzeinrichtung des Typs AC, A und F können in diesen Fällen keinen Schutz bieten. -
Seite 47: Fehlerorte Im Bereich 3 (Nach Dem Fu)
Erst weit höhere Wechselfehlerströme würden zum Erreichen der notwendigen Signalhöhe führen. Dies zeigt, dass eine FI-Schutzeinrichtung des Typs AC, A oder F bei einem gleichzeitig auftretenden, rein sinusförmigen Fehlerstrom, der sonst problemlos abgeschaltet wird, nicht mehr auslösen kann. Die gewünschte Schutzwirkung der FI-Schutzeinrichtung ist damit nicht gegeben. -
Seite 48: Frequenzanteile Im Fehlerstrom Eines Frequenzumrichters
FI-Schutzschalter des Typs AC, A und F sind entsprechend der Produktnorm nur für die Erfassung von Fehlerströmen mit 50/60 Hz ausgelegt. Der Auslösewert steigt deshalb für höhere Frequenzanteile des Fehlerstromes undefiniert an. Die gewollte Schutzwirkung ist dann meist nicht mehr gegeben. Für FI-Schutzschalter des Typs B sind Auslösebedingungen für Frequenzen bis 2 kHz definiert. -
Seite 49: Projektierung
3.3.3 Projektierung Allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 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 (Eingangsstromkreise Nr. 8 bis 13 aus Tabelle 1). Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen des Typs AC, A oder F dürfen in diesen Fällen nicht für die Realisierung der Schutzmaßnahme verwendet werden, da diese durch die möglichen glatten Gleichfehlerströme in ihrer Auslösefunktion so beeinträchtigt... -
Seite 50: Ursachen Für Zu Hohe Ableitströme Und Möglichkeiten Zur Reduzierung
3.3.4 U rsachen für zu hohe Ableitströme und Möglichkeiten zur Reduzierung Ursache von Ableitströmen Auswirkungen EMV-(Eingangs-)Filterkapazitäten hohe dynamische und zwischen 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) an einem FI-Schutzschalter Taktfrequenz von Frequenzumrichtern statische Ableitströme... - Seite 51 Abhilfemaßnahmen Einsatz ableitstromarmer Filter. Klärung mit dem Umrichterhersteller, ob Filter mit niedrigerem Entstörgrad (Klasse B bzw. C3/C4 statt Klasse A bzw. C1) oder Verzicht auf EMV-Eingangsfilter möglich ist, z. B. wenn die Verwendung von ausgangsseitigem Sinusfilter oder du/dt-Filter oder Motordrosseln möglich ist. Leitungslängen minimieren (mit der Länge der Leitung nimmt entsprechend des Kapazitätsbelages pro Meter die Gesamtkapazität und damit der gegen PE abfließende Ableitstrom zu –...
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Seite 52: Back-Up-Schutz
3.4 B ack-up-Schutz Je nach Netzsystem und Anlagenkonfiguration können Kurzschluss- und Fehlerströme bis zu mehreren hundert Ampere betragen. So fließt beispielsweise bei einem Isolationsfehler gegen den geerdeten Körper eines elektrischen Betriebsmittels bei entsprechend geringem Widerstand ein kurzschlussartiger Strom über die Fehlerstrom- Schutzeinrichtung. - Seite 53 In Fällen in denen kein Sicherungsnennstrom genannt ist, gilt in Deutschland automatisch ein Mindestwert von 63 A. Für den bedingten Bemessungskurzschlussstrom ist ein Mindestwert von 6 kA gefordert. Bei Siemens-Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen werden keine unterschiedlichen Angaben für Bemessungsschaltvermögen und Bemessungsfehlerschaltvermögen, sowie für bedingten Bemessungskurzschlussstrom und bedingten Bemessungsfehlerkurzschlussstrom gemacht.
- Seite 54 Grenzwerte des Fehlerstrom-Schutzschalters festlegen. Auf Basis der auf Fehlerstrom-Schutzschaltern genannten maximal zulässigen Kurzschlussvorsicherung nach Tabelle 5 lässt sich der Bemessungsstrom der zugeordneten Überstrom-Schutzeinrichtung bestimmen. Es sind dabei die nachstehenden Maximalwerte für Fehlerstrom-Schutzschalter der Baureihe 5SM3 einzuhalten: max. zul. Kurzschluss- maximum max. vorsicherung I²t-Wert...
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Seite 55: Schutz Vor Thermischer Überlastung
3.5 S chutz vor thermischer Überlastung Der Schutz vor thermischer Überlastung des FI-Schutzschalters muss primär durch sorgfältige Planung der Verbraucherstromkreise nach dem FISchutzschalter unter Beachtung von Herstellerangaben erfolgen. DIN VDE 0100-530 erlaubt in einer Anmerkung, dass der zu erwartende Betriebsstrom als Bemessungsgrundlage zur Vermeidung der Überlastung des Fehlerstrom-Schutzschalters herangezogen werden kann, wenn die Angaben des Herstellers zu Bemessungsstrom und Art der Überstrom-Schutzeinrichtung... -
Seite 56: Fehlersuche
3.6 Fehlersuche Sollte eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung auslösen, so lässt sich die Fehlersuche in einem ersten Schritt entsprechend dem nachstehenden Diagramm (Bild 25) vornehmen. Bei unveränderter Anlage FI-Schutz- schalter wieder einschalten FI-Schutzschalter hat ausgelöst; Isolationsfehler in der Anlage Vorübergehende Störung. Anlage und Verbraucher Läßt sich der einer Isolationsprüfung Fl-Schutzschalter... -
Seite 57: Ableitstrommessung
3.7 Ableitstrommessung Wenn durch nicht fachgerechte Anlagenprojektierung, d. h. auf- grund einer hohen Anzahl an elektrischen Verbrauchern, eine Häufung der betriebsmäßigen Ableitströme auftritt oder elektrische Verbraucher mit hohen Ableitströmen eingesetzt sind, kann je nach Betriebszustand der elektrischen Anlage der Auslöse strom der vorgeschalteten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung über schritten werden. -
Seite 58: Fehlerstrom-Schutzschalter 4-Polig In Einem 3-Poligen Netz
3.8 F ehlerstrom-Schutzschalter 4-polig in einem 3-poligen Netz Die Fehlerstrom-Schutzschalter in 4-poliger (3+N)-Ausführung können auch 3-polig betrieben 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 Funk tion des Prüfstromkreises sicherzustellen, muss eine Brücke zwischen den Klemmen 3 und N angebracht werden (dies ist in den Betriebsanleitungen beschrieben). - Seite 59 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. Die Funktionsweise der Differenzstrom-Überwachungsgeräte ist die Gleiche, wie auch bei den Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen. Der Summenstromwandler erfasst alle zur Stromführung benötigten Leiter, also ggf.
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Seite 60: Ausblick
RCM als zusätzlicher Brandschutz Entsprechend DIN VDE 0100-530 können RCMs, gekoppelt mit einem Schaltgerät mit Trennfunktion, als Alternative zum Brand- schutz 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 61: Anhang
Anhang A.1 B egriffe 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 62 ■ Körper (eines elektrischen Betriebsmittels) Berührbares, leitfähiges Teil eines elektrischen Betriebs- mittels, 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.
- Seite 63 ■ Differenzstrom Summe der Momentanwerte von Strömen, die an einer Stelle der elektrischen Anlage durch alle aktiven Leiter eines Stromkreises fließen. Bei Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen nach den Normen der Reihe DIN VDE 0664 (VDE 0664) wird der Differenzstrom mit „Fehlerstrom“ bezeichnet. ■ Betriebsstrom Strom, den der Stromkreis in ungestörtem Betrieb führen soll.
- Seite 64 2. B uchstabe = Erdungsverhältnisse der Körper der elektrischen Anlage T Körper direkt geerdet, unabhängig von der etwa bestehenden Erdung eines Punktes der Stromquelle N Körper direkt mit dem Betriebserder verbunden (in Wechselspannungsnetzen ist der geerdete Punkt im Allgemeinen der Sternpunkt) Weitere Buchstaben = Anordnung des Neutralleiters und des Schutzleiters im TN-System S Neutralleiter- und Schutzleiterfunktion durch getrennte Leiter C Neutralleiter- und Schutzleiterfunktion kombiniert in einem Leiter (PEN-Leiter)
- Seite 65 Bild A2: TN-C-S-System Bild A3: TN-C-System Zulässige Schutzmaßnahmen in TN-Systemen: – Überstrom-Schutzeinrichtungen – Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (allerdings nicht im TN-C-System)
- Seite 66 A.2.2 T T-System Alle Körper, die durch die gleiche Schutzeinrichtung ge schützt sind, müssen durch Schutzleiter an einen gemein- samen Erder angeschlossen werden (s. Bild A4). Bild A4: TT-System Zulässige Schutzmaßnahmen: – Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen – Überstrom-Schutzeinrichtungen Um die Abschaltbedingungen zu erfüllen, ergeben sich bei der Verwendung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in Abhängigkeit des Bemessungsdifferenzstromes unterschied- liche maximal zulässige Erdungswiderstände für Typ AC und...
- Seite 67 A.2.3 IT-System In IT-Systemen (s. Bild A5) müssen die aktiven Teile ent weder gegen Erde isoliert sein oder über eine ausreichend hohe Impedanz verfügen. Die Körper sind einzeln, gruppen weise oder in Gesamtheit zu erden. Bild A5: IT-System Zulässige Schutzmaßnahmen: – Isolationsüberwachungseinrichtungen –...
- Seite 68 A.2.4 Zusammenfassung Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen können in allen Netz- systemen (TN-, TT-, IT-System) eines Wechsel- oder Dreh- stromnetzes eingesetzt werden (s. Bild A6). Dabei sind Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen den weiteren zuge- lassenen Schutzeinrichtungen in ihrer Schutzwirkung über legen, da sie neben dem Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) bei Verwendung von Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen mit I ≤...
- Seite 69 A.3 B egriffe und Definitionen für die Angabe des Schaltver- mögens – Bemessungsschaltvermögen I des FI-Schutzschalters (DIN EN 61008-1): Unbeeinflusster Effektivwert des Kurzschlussstromes, den der Fehlerstrom-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-Kurzschlussschalt- vermögens.
- Seite 70 A.4 E rrichtungsbestimmungen für Installationsanlagen mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Bestimmung Anwendungsbereich Geforderter Empfohlene Siemens FI-Schutzeinrichtung (DIN VDE ... [mA] ∆n (Mögliche Art des Differenzstromes des oder BGI ...) Betriebsmittels berücksichtigen) SIQUENCE Typ A Typ F SIGRES Typ B / Typ B+ 0100-410 Schutz gegen elektrischen 30 ... 500 Schlag Steckdosen bis 20 A, 10 ... 30...
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Seite 71: Abbildungs- Und Tabellen Verzeichnis
Abbildungs- und Tabellen Verzeichnis Seite 7, Bild 1: Zusätzlicher Schutz: Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit ≤ 30 mA im TN-System ∆n Seite 8, Bild 2: Wirkungsbereiche von Wechselstrom 50/60 Hz auf den Menschen Seite 11, Bild 3: Fehlerschutz in TN-System Seite 12, Bild 4: Einteilung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in unterschiedliche Typen mit Auslösebereichen Seite 13, Tabelle 1: Mögliche Fehlerstromformen und ge eignete Fehler- strom-Schutzeinrichtungen... - Seite 72 Seite 46, Bild 21: Vormagnetisierung durch Gleichfehlerstrom Seite 46, Bild 22: Fehlerstromform am Fehlerort 3 Seite 47, Bild 23: Frequenzanteile des Fehlerstromes am Beispiel eines Frequenzumrichters Seite 48, Bild 24: Projektierungsbeispiel mit FI-Schutzeinrichtungen des Typs A und B Seite 51, Tabelle 5: Bemessungsschaltvermögen und max. zulässige Kurzschluss-Vorsicherungen Seite 55, Bild 25: Ablaufdiagramm zur Fehlersuche...
- Seite 74 Dritte für deren Zwecke die Rechte zutreffen bzw. sich durch Weiterent-wick- der Inhaber verletzen kann. lung der Produkte ändern können. Die © Siemens AG 2012 gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Ver- tragsabschluss ausdrücklich vereinbart werden.