Schleifenimpedanz

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Die Schleifenimpedanz (engl. loop impedance) ist die Summe aller Impedanzen einer geschlossenen Strombahn, die bei einem Isolationsfehler in einem elektrischen Betriebsmittel (Körperschluss) vom Fehlerstrom durchflossen wird. Die Fehlerstromschleife zur Ermittlung der Schleifenimpedanz besteht aus:

Messgerät zur Schleifenimpedanzmessung in Niederspannungsanlagen
Einfacheres Messgerät zur Schleifenimpedanzmessung in Niederspannungsanlagen

Nach der Errichtung einer Niederspannungsanlage ist unter anderem eine Messung der Schleifenimpedanz mit Netzfrequenz zur Kontrolle der Einhaltung der Abschaltbedingungen durchzuführen. Diese Messung nach DIN VDE 0100-600:2008-06 ist insbesondere gefordert, wenn der Schutz bei indirektem Berühren durch automatische Abschaltung mittels Überstromschutzeinrichtungen erfolgt. Die Messergebnisse sind in Prüfprotokollen schriftlich festzuhalten und dem Betreiber der Anlage auszuhändigen.

Höchstzulässige Schleifenimpedanz im TN-System[Bearbeiten]

Im TN-System wird die höchstzulässige Schleifenimpedanz Zs zur Gewährleistung des Schutzes durch automatische Abschaltung der Stromversorgung bei einem Körperschluss wie folgt berechnet[1]:

Z_s \le \frac {U_0}{I_a}

Der gemessene Wert der Fehlerschleifenimpedanz darf höchstens 2/3 des oben angegebenen Werts Z_s betragen[2], da die Impedanzmessung lediglich bei kleinen Stromstärken bei Raumtemperatur durchgeführt wird, während im Fehlerfall ein hoher Strom den Leiter erwärmt und dadurch die Impedanz erhöht wird.

  • U_0 - Nennwechselspannung (Effektivwert) gegen Erde (Sternpunkt).
  • I_a - Abschaltstrom, der das automatische Ausschalten der jeweiligen Schutzeinrichtung innerhalb bestimmter Zeit bewirkt.[3] Bei Verwendung von Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCD-Schalter) entspricht I_a dem Bemessungsdifferenzstrom I_\Delta{N} des zum Einsatz kommenden Fehlerstromschutzschalters.

Höchstzulässige Schleifenimpedanz im IT-System[Bearbeiten]

Im IT-System, bei denen die elektrischen Betriebsmittel untereinander mit einem geerdeten Schutzleiter verbunden sind, ist die höchstzulässige Schleifenimpedanz für die automatische Abschaltung der Stromversorgung bei einem Doppelfehler wie folgt zu berechnen: Zs \le \frac {U_0}{2I_a}

  • U - Nennwechselspannung (Effektivwert) zwischen den Außenleitern. In IT-Systemen mit einem Neutralleiter ist anstelle U die Spannung U_0 zwischen Außenleiter und Neutralleiter zu verwenden.
  • I_a - Abschaltstrom, der das automatische Ausschalten der jeweiligen Schutzeinrichtung innerhalb der nach DIN VDE 0100-410:2007-06 (Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 4-41: Schutzmaßnahmen - Schutz gegen elektrischen Schlag) geforderten Zeit bewirkt.

RS Messung.png

Messgeräte[Bearbeiten]

Die Schleifenimpedanzmessungen dürfen nur mit dafür vorgesehenen Messgeräten nach DIN EN 61 557-3 (VDE 0413 Teil 3)[4] durchgeführt werden. Häufig beinhalten diese speziellen Messgeräte weitere wichtige Messfunktionen, wie z. B. die Isolationswiderstands-, Erdungswiderstands- oder Netzinnenwiderstandsmessung. Da sie für zahlreiche Messungen im Sicherheitsbereich zugelassen sind, kosten sie häufig weit über tausend Euro.

Es gibt viele Arten von Messgeräten der diversen Hersteller. Besonderheiten und wichtige Kriterien für die passende Wahl:

  • Tragbare Ausführung für den mobilen Einsatz
  • ausreichend hoher Messstrom - abhängig von der zu messenden Anlage
  • Messung in 2-Leiter - oder 4-Leitermethode
  • Messung während des laufenden Betriebs der Anlage
  • direkte Berechnung des zu erwartenden Kurzschlussstromes

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. DIN VDE 0100-410:2007-06, Abschnitt 411.4.4
  2. DIN VDE 0100-600:2008-06 Errichten von Niederspannungsanlagen - Teil 6: Prüfungen, Abschnitt: C.61.3.6.2 Messung der Fehlerschleifenimpedanz: Berücksichtigung des Anstiegs der Leiterwiderstände bei steigender Temperatur (Seite 32)
  3. DIN VDE 0100-410:2007-06 Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 4-41: Schutzmaßnahmen - Schutz gegen elektrischen Schlag
  4. DIN EN 61557-3 VDE 0413-3:2008-02 Elektrische Sicherheit in Niederspannungsnetzen bis AC 1000 V und DC 1500 V – Geräte zum Prüfen, Messen oder Überwachen von Schutzmaßnahmen; Teil 3: Schleifenwiderstand