Strom auf dem PE beim FU

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Elt-Onkel
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Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von Elt-Onkel » Samstag 26. Oktober 2019, 19:23

Hallo,

an anderer Stelle wurde die Behauptung aufgestellt, daß bei einem 22 kW FU ein PE-Strom von 1'200 mA 'normal' sei.
(Danfoss FC 202 22 kW mit DU/DT Filter)

Die Behauptung halte ich für kühn.

Daher zwei Fragenkomplexe:

A) Welche Ströme auf dem PE sind (abhängig von der Leistung) normal ?
Ich könnte mir eine Kurve vorstellen:
1 kW - 12 mA
5 kW - 60 mA
10 kW - 120 mA
50 kW - 500 mA
Welche Filter könnte man einsetzen, um die Ströme zu senken ?
Was ist technisch machbar ?

B) Was sagt das VDE-Regelwerk ?



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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von Probator » Samstag 26. Oktober 2019, 21:37

Vielleicht hilft dir das auf die Schnelle etwas weiter, speziell Seite 29 und 31:
https://www.schurter.com/content/downlo ... TER+AG.pdf
A) Welche Ströme auf dem PE sind (abhängig von der Leistung) normal ?
Da können mehrere Faktoren dazwischen liegen, abhängig von Filterqualität, Kabellänge, ...

Ich habe schon 1kW-Umrichter mit über 18mA gemessen, aber auch welche mit <2mA.
B) Was sagt das VDE-Regelwerk ?
Weil du im Bereich Geräteprüfung fragst:
bei mobilen Anwendungen (Geräte mit Stecker) willst du unter der Loslass-Schwelle von 10mA bleiben, wenn dir mal der Schutzleiter abreißt.

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Elt-Onkel
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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von Elt-Onkel » Samstag 26. Oktober 2019, 21:52

Hallo,


den Vortrag habe ich mir angesehen.

O.K., mit Induktivitäten (Drosseln) den kapazitiven Strom im PE senken, ist mir von Prinzip her klar.

Bleiben die Fragen nach den 'üblichen' Größen, und nach dem technisch Machbaren.

Es kann doch nicht sein, alle RCD's rauszuwerfen, weil zufälligerweise 1,2 Ampere über den PE fließen ?




Edit:
Schreibfehler berichtigt

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SPS
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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von SPS » Samstag 26. Oktober 2019, 22:32

Hallo,
ich glaube wir hatten schon mal das Thema. Lösung "Motorleitungen mit symmetrischen Schutzleitern".
https://www.elektropraktiker.de/nachric ... zu-loesen/

Ps. du hast die Ströme über den N geschrieben da war sicher der PE gemeint
1,2 Ampere über den N
https://www.indu-sol.com/produkte/emv/i ... -symflexr/
Mit freundlichem Gruß sps

Funker
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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von Funker » Sonntag 27. Oktober 2019, 12:24

Hallo Elt Onkel,

es gibt da eigentlich international als auch national ganz klare Vorgaben in

Schutz gegen elektrischen Schlag – Gemeinsame Anforderungen für Anlagen und Betriebsmittel
(IEC 64/1918/CD:2014) DIN EN 61140 VDE 0140 - 1

Bemessungsstrom für Stromverbrauchsmittel bei Frequenzen bis 1 kHz
Maximaler Wert des
Schutzleiterstromes
0 < I ≤ 2 A 1 mA
2 A < I ≤ 20 A 0,5 mA/A
20 A < I 10 mA
Die Werte sind Bemessungsströme der Betriebsmittel.

Das Problem an der Sache ist die, daß die Norm "nur" Grundsatznorm für die Normenkomitees ist und abgesehen von der Gültigkeit von
VDE Normen als Schriftstücke eines privaten Vereins daher erst gilt, wenn das in entsprechenden Installations- bzw. Produktnormen aufgenommen wird.

Eingang gefunden hat das bisher nur in zuletzt VDE 0100 - 510 : 2014 - 10 als Anlagennorm im informativen Anhang NA als Informationen zu Abschnitt 516, während für Produktnormen etwas gleichartiges vielfach fehlt, Ausnahme VDE 0701/0702 wo neben den o.g. Werten noch eine
Angabe 1 mA / 1 kW angegeben ist.
Die Produktkomitees werden ermutigt, den jeweils niedrigsten Wert für PE Ströme anzuwenden.

In 516 steht, daß Schutzleiterströme so beeinflußt werden sollen, daß bestimmungsgemäßer Betrieb möglich ist und daß der Betreiber möglichst nur
BM einsetzen soll, für die Angaben zu PE Strömen existieren und diese gering genug sind.
Es wird darauf verwiesen, daß beim Fehlen von Werten des Herstellers aber die o.g. Werte aus VDE 0140 - 1 herangezogen werden sollen.

In sofern sind Deine Vorschläge, wenn auch besser als gar nichts, sehr hoch.
Ich sehe das ganze einmal zuerst unter dem Blickpunkt des Brandschutzes, Hintergrund RCD 300 mA als zusätzliche Schutzmaßnahme, mit Auslösung
ab 50 %, d.h. 150 mA bzw. Grenzwert für Anpassung der Anlagen an dieses Kriterium in VDE 0100 - 530 von 2011 bisher benannt 0,4 facher Wertdes Idn des RCD, d.h. 120 mA bzw. mit aktueller Ausgabe 2018 verschärft auf 0,3, d.h. 90 mA.

Darauf aufbauen kann man ein lineare Kennlinie für jede Anlage bis 90 kW = 90 mA machen. Das entspräche dann einem Bemessungstrom von ca.
150 A DS und mit dem 0,5 mA / 1 A Last dann ca. 75 mA zulässiger PE Strom, d.h. Kabelquerschnitte von 4 1/2 x 70 qmm.

Mit diesen Richtwerten sollte man eigentlich 80 % bis 90 % aller Endstromkreise bewerten können und sollte versuchen durch entsprechende
Maßnahmen, angefangen beim TN - S Netz ab Trafo, ZEP, sinnvolle Abstände und Abschirmungen diese Werte zu unterschreiten.
Damit wäre dann für diese Anlagen eine recht solide Aussage zur Brandsicherheit der gesamten Anlage und letztendlich auch zur Elektrosicherheit
gegen elektrischen Schlag möglich und könnte dann gemäß VDE 0105 - 100 solche Überwachungen auch automatisieren und damit nicht vorhandenes
Personal sparen.
VDE 0100 - 410 behauptet ja, daß im Fehlerfall die PE Ströme im TN - Netz PE Ströme weit über 5 x idn bezogen auf den 30 mA FI fließen.

In der Praxis betreue ich Anlagen z.B. Klärwerke mit 630 KVA Anschlußleistung, wo an den Hauptabgängen Belüftungsgebläse bei Lastbetrieb mittlerweile Differenzströme unter 200 mA im genannten Bereich 0,5 mA / 1 A erreicht werden.
Bei einem von mir betreuten Kraftwerk von 15 MW in Brandenburg habe ich gemeinsam mit dem Betreiber von ursprünglichen Werten im mittleren zweistelligen Amperebereich. Den PE Strom an der Hauptsammelschiene des Eigenbedarfs (1000 kVA) auf ebenfalls unter 1 A optimiert, sehe aber in meiner Hausaufgabe für den Betreiber noch Luft nach unten.


Im Elektro.net Portal des DE bzw. DE 20 / 2019 S. 26 ff hat ein Autor der Rubrik Praxisprobleme eine "Expertenantwort" zu dem Thema gegeben.
https://www.elektro.net/praxisprobleme/ ... tzleitern/

Es wird dort angeben unter "Wer steht für Ströme auf dem Schutzleiter in Verantwortung ?", daß dieses der Planer, Errichter und gegebenfalls der Betreiber sei, vor allem wegen der falschen Auswahl der BM.
Andererseits wird dort die Meinung vertreten, "Da der Schutzleiter einen definierten Strompfad für Fehlerströme darstellt, ist er demnach … kein aktiver Leiter. Die Frage nach einem zulässigen Strom im Schutzleiter (eines Verteilerstromkreises) erübrigt sich somit."
"Fazit zu Schutzleiterströmen in ortsfesten elektrischen Anlagen - Auf Schutzleiter fließen keine betrieblichen Ströme, ego gibt es auch keine Vorgaben über zulässige Betriebsströme (in Verteilerstromkreisen).

Realitätsferner kann man als "Fachexperte" aus dem Bereich der bekannten Hersteller wohl kaum antworten.

Funker
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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von Funker » Montag 28. Oktober 2019, 08:44

Zur Frage 2 Punkt A was man machen kann kopiere ich mal meine Diskussion aus dem "Elektro.net" hier herüber.

Ein paar Hinweise was man alles machen kann finden sich auf dem Plakat verpennte Installation.
http://www.verpennte-installation.de/Plakat%202015.pdf

Dazu gehören auch sinnvolles Überdenken von Normenaussagen oder auch von VdS z.B. VdS 3501.
Der PEN sollte immer isoliert aufgebaut sein Der PE in Schaltschränken sollte auch immer isoliert aufgebaut sein jeweils nur einmal mit dem Gehäuse einer ganzen Schrankreihe verbunden werden, auch bei mehreren Einspeisungen.
Anstelle von vielfach intern in FU eingebauten dreiphasen-Filtern sollten diese wenn möglich deaktiviert und dafür externe Vierleiterfilter eingesetzt werden, z.B. wie oben beschrieben bei USV Betrieb.
Bei USV Betrieb sollten je nach Betriebsart immer der zugehörige N, d.h. vierpolig mit geschaltet werden. N und PE sollten nicht allein ohne die Phasenleiter über längere Strecken bei kurzem Abstand parallel geführt werden,
in dem Fall N auf Abstand vom PE alten, je nach Last ab > 30 cm.
Bei Verwendung von Stromschienen sollten EMV arme Systeme verwendet werden mit z.B. Reihenfolge PE,L1,N,L2,N,L3,PE o.ä.
siehe auch Dürr, Bernd: IT-Räume und Rechenzentren planen und betreiben – Handbuch der baulichen Maßnahmen und Technischen Gebäudeausrüstung, 2., überarbeitete und erweiterte Auflage Erkrath: Verlag Bau+Technik GmbH, 2018, ISBN 978-3-7640-0626-6 eISBN 978-3-7640-0735-5

Wenn man solche Dinge von vornherein ab der Planung berücksichtigt und errichtet, lassen sich die PE Ströme entsprechend senken.

ThomasR
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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von ThomasR » Dienstag 29. Oktober 2019, 11:58

Die Frage ist doch: welche Frequenzen werden betrachtet?

Wir haben erst kürzlich im Betrieb massenhaft "B" RCD's verbaut. Im Resultat haben wir nun gelegentliche Auslösungen durch Geräte die seltsame Ströme auf dem PE hervorrufen. Diese wurden von den "A" RCD nicht erkannt und alles war "in Ordnung". Nun werden aber auch die Oberwellen bis 2kHz erfasst und da geht bei einigen elektronischen Geräten (meist mit Umrichtern jeder Art) die Post ab. Bei 150Hz wurden schon 120mA auf dem PE beobachtet die gleichzeitig einen gewöhnlichen "A" RCD 0,03A nicht ansprechen ließen!

Da unsere Ingenieure ständig neues "Zeugs" anschleppen, halten wir nun einige Ableitstromkompensatoren von EPA vor. Sonst bliebe nur der Festanschluß......

DBY656
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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von DBY656 » Dienstag 29. Oktober 2019, 18:53

Hallo zusammen,

die Ursache dafür liegt an der mangelnden Bereitschaft einen separaten FE-Anschluß (Funktionserdung) für die EMV-Ableitung zu integrieren. Alternativ könnte über den Neutralleiter abgeleitet werden.

Idealerweise wäre in den FU's ein richtig funktionierender aktiver Oberwellenfilter integriert, dieser kostet aber Geld und reduziert somit den Gewinn.

Gruß Markus

Funker
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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von Funker » Dienstag 29. Oktober 2019, 21:18

von ThomasR » 29 Okt 2019 11:58
Wir haben erst kürzlich im Betrieb massenhaft "B" RCD's verbaut. Im Resultat haben wir nun gelegentliche Auslösungen durch Geräte die seltsame Ströme auf dem PE hervorrufen. Diese wurden von den "A" RCD nicht erkannt und alles war "in Ordnung". Nun werden aber auch die Oberwellen bis 2kHz erfasst und da geht bei einigen elektronischen Geräten (meist mit Umrichtern jeder Art) die Post ab. Bei 150Hz wurden schon 120mA auf dem PE beobachtet die gleichzeitig einen gewöhnlichen "A" RCD 0,03A nicht ansprechen ließen!
Das ist doch einmal ein schönes Beispiel für "Übernormung teilweise aus dem Bauch heraus".
Als Ausgangspunkt der Normung gibt es grundsätzlich die zwei Betrachtungsweisen Personenschutz (z.B. auf RCD bezogen mit RCD <=30mA) und
Brandschutz / Sachschutz (anlog 300 mA).
Grundsätzlich würde im TN - Netz mit SK 1 Geräten, durchgängiger PE bis an das Gerät der LS 16 A oder kleiner reichen, da dort die geforderten
Abschaltzeiten sowohl für L - N Fehler ausschließlich und auch für L - PE Fehler erreicht werden.
Der RCD für Personenschutz wurde zuerst für davon abweichende Konstellationen z.B. TT - Netz oder besondere Bedingungen mit höheren Gefährdungen eingeführt Wasser, Krankenhäuser, Experimentierstände, Handgeräte mit Baustellenhintergrund u.a..
Der zusätzliche Schutz für alle Dosen allgemein ergab sich vor allem aus der Unbedarftheit vieler Menschen.
Wer den Schutz für diese Fälle richtig anwenden will braucht LS/RCD für jedes derartig betriebene Endgerät und keine Gruppen RCD.
Dann beschränkt sich der Ausfall auf das eine Endgerät und nicht auf eine ganze Gruppe. A RCD sollten wohl bis 4 mA Gleichstrom resistent sein und
müssen dann nicht unbedingt durch "B" ersetzt werden.

Bei dreiphasigen Geräten, die zumeist nicht in der Hand gehalten werden, steht wohl eher als Zusatzschutz der Brandschutz im Vordergrund.
Dazu reichen dann RCD 300 mA auch als [S] und B Typ für FU Betrieb. Dann sollten bei Einhaltung obiger Anforderungen 0,5 mA / 1 A Last oder
1 mA / 1 kW Last der Spielraum sowohl für den Brandschutz als auch für den Personenschutz größerer Maschinen ausreichend sein.
Daher auch die Anforderung in VDE 0100 - 510 als End-Betriebsmittel solche mit niedrigen Ableitströmen auszuwählen, die diese Bedingungen angeben und einhalten. Das muß man als Betreiber den Geräteherstellern jeden Tag ins Hausaufgabenheft schreiben.

Interessant sind übrigens nicht die PE Ströme, sondern die Differenzströme der Anlage oder des Betriebsmittels.
Wenn durch parallele Führung des separaten PE parallel zum N oder anderen Leiters bei dessen hoher Strombelastung und ungünstige niederohmige
PE Schleifenbildung aus induzierten Spannungen im Millivoltbereich Ströme im Amperebereich werden hat das mit der Anlagensicherheit nur insoweit
etwas zu tun als das man dann den PE - Strom nicht mehr als Indikator für die Anlagen Sicherheit heranziehen kann, sondern dann auf die
Differenzstrommessung angewiesen ist.
Schlechter sind dagegen die kapazitiven Kopplungen durch lange Leitungen bei höheren Frequenzen oder durch direkte große Filterkapazitäten
gegen den PE - Leiter oder FPE, da diese sich direkt auf den Differenzstrom auswirken. Das muß man schon unterscheiden.

ThomasR
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Re: Strom auf dem PE beim FU

Beitrag von ThomasR » Donnerstag 31. Oktober 2019, 13:00

Unser Laden betreibt in großem Umfang Forschung und Entwicklung. Dafür werden gelegentlich Geräte angeschafft, über die der deutsche Elektriker nur den Kopf schütteln kann (siehe auch meinen Beitrag zu der US Maschine in Deutschland). Das sind aber durchaus auch handgeführte Drehstromgeräte mit bis zu 32A Anschlußwert. Und die treffen dann auf die "B" RCD's, die wir genau für/gegen solche Experimente eingebaut haben.

Zuletzt war da ein recht kompakter Umformer, der zum HF Induktionsschweißen dienen sollte. Der hat vielleicht einen Dreck auf den Leitungen produziert 8o 8o

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