Fünf Netzsysteme, vier Orte am Vorfeld Ost: Hier erkennst du jedes Netz an Leitern und Erdung, verfolgst den Fehlerstrom und legst das Netzsystem der Ladehalle mit Begründung fest.
Schritt 3 von 5. Du erkennst die Netzsysteme, verfolgst den Fehlerstromweg, rechnest im TT und im IT und zeichnest den Steckbrief der Ladehalle.
Danach: Rechenwege und Lösungen zu Teil 2
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Wohin der Fehlerstrom fließt, entscheidet, wie groß er wird. Und wie groß er wird, entscheidet, welche Schutzeinrichtung abschalten kann.
Am Ende hast du: Netzsystem-Steckbrief der Ladehalle mit Stromlaufplan und Begründung für das Schutzkonzept
Karte „Vom Ring bis zur Steckdose“: Spannungsebenen, Netzsystem und Schutzeinrichtungen der Ladehalle auf einen Blick. Die Karte steht in der Lektion „Wissensspeicher und Expertenrunde“. Leg sie neben diesen Teil.
Jedes Netzsystem trägt zwei Buchstaben, manche einen Zusatz. Was sie bedeuten, klärst du in Aufgabe 4.1. Die fünf Pläne sind alle gleich aufgebaut: links der Transformator, rechts ein Verbraucher mit Körperschluss an L1.
Alle Aufgaben beziehen sich auf die gegebenen Werte weiter unten. Wo du einen Wert einträgst, schreibst du die Einheit und die Quelle dazu.
Erst du, dann die anderen
Der Container der Baufirma hat keinen Schutzleiter vom Netz. Ob seine Schutzeinrichtung rechtzeitig abschaltet, hängt am Widerstand seines Erders. Den Erderwiderstand gibt dir keiner vor. Wie würdest du vorgehen?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Erder messen. Mit einem Erdungsmessgerät und zwei Sonden im Erdreich. Das Ergebnis ist genau und gehört ins Prüfprotokoll, braucht aber Gerät, Platz für die Sonden und Zeit.
- Schleife messen. Mit dem Installationstester an der Steckdose zwischen L und Schutzleiter. Schnell und ohne Sonden, das Ergebnis enthält aber RA und RB zusammen und liegt deshalb etwas zu hoch, also auf der sicheren Seite.
- Schätzen. Aus Bodenart und Länge des Staberders mit einem Tabellenwert. Gut für die Planung, ersetzt aber keine Messung, weil der Boden nass oder trocken sein kann.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Gegebene Werte: Ladehalle, Container, Leitstand, Halle W2 · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte: Ladehalle, Container, Leitstand, Halle W2
- Ladehalle, Netz
- ab Trafostation V-Ost TN-S, fünf Leiter, zentraler Erdungspunkt in der Trafostation (Anlagendaten B); Zuleitung -W1 85 m (Anlagendaten C)
- Ladegerät, Datenblatt E
- Required protection: circuit breaker C16, residual current device type B, 30 mA (smooth DC fault currents possible); type A permitted only together with RDC-DD 6 mA DC (IEC 62955) · Protection class I
- Ladegeräte-Abgang (Unterrichtswert)
- Schleifenimpedanz an -T11 rund Zs = 0,29 Ω
- Netzstation des Baustromnetzes (Unterrichtswert)
- Betriebserder RB = 2 Ω; der Container hängt nicht an der NSHV V-Ost
- Container der Baufirma (Unterrichtswerte)
- Baustromverteiler mit LS-Schalter -F1 B16, noch ohne RCD · eigener Erder RA = 30 Ω · Bauheizer 230 V, Schutzklasse I
- Leitstand der Vorfeldkontrolle (Unterrichtswerte)
- Trenntransformator -T41 400 V/230 V, Sekundärseite L1 und L2, kein Punkt geerdet · Isolationsüberwachung -P1, Ansprechwert 50 kΩ · Erder RA = 10 Ω · Fehlerstrom beim ersten Fehler rund Id = 0,2 A · Anzeige von -P1 nach dem Fehler 0,5 kΩ
- Halle W2
- vier Leiter mit PEN aus einer älteren Netzstation, Aufteilung in N und PE in der Hauptverteilung HV W2
- Dauernd zulässige Berührungsspannung
- UL = 50 V AC
- Auslösen der LS-Schalter (Tabellenbuch)
- Charakteristik B: magnetisch bei 3 bis 5 · In; Charakteristik C: 5 bis 10 · In. Für die Rechnung gilt der obere Wert.
So stehen die Werte in den Anlagendaten, im Datenblatt und in den Angaben des Netzbetriebs. Mit „Unterrichtswert“ gekennzeichnete Werte sind für den Unterricht festgelegt.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Netzsystem-Steckbrief der Ladehalle
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- dem Stromlaufplan vom Transformator -T1 in V-Ost bis zum Ladegerät -T11 mit allen fünf Leitern, Kennzeichen und dem zentralen Erdungspunkt
- dem Fehlerstromweg bei Körperschluss, rot markiert
- der Begründung, was das Netzsystem für das Schutzkonzept bedeutet
- der ausgefüllten Tabelle „Vier Orte, vier Netze“ mit Netzsystem und Schutzeinrichtung je Ort
Zur Dokumentation
Schaltzeichen nach DIN EN 60617, Kennzeichen links neben dem Schaltzeichen, Leiter in der Reihenfolge L1, L2, L3, N, PE. Die Begründung in drei bis fünf Sätzen mit dem Fehlerstrom als Zahl.
Zusammen mit der Lastaufteilung aus Lernangebot 3 und dem Versorgungspfad aus Teil 1 ist das euer Versorgungskonzept. Abgenommen wird es im Kreuzreview durch ein anderes Team, danach von der Projektleitung abgezeichnet (Meilenstein M1).
Aufgabe 4.1
Erkenne die fünf Netzsysteme an Leitern und Erdung:
- Erkläre, was der erste Buchstabe über den Sternpunkt des Transformators sagt.
- Erkläre, was der zweite Buchstabe über die Körper der Verbraucher sagt.
- Erkläre die Zusätze C und S.
- Ordne jedem der Netze A bis E seinen Namen zu.
- Begründe jede Zuordnung mit einem Merkmal aus dem Plan.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Netzsysteme · TN-System · TT-System · IT-System · PEN-Leiter
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 4.2
Verfolge in jedem Netz den Fehlerstrom bei Körperschluss an L1:
- Markiere den Weg des Fehlerstroms in jedem der fünf Pläne rot.
- Beschreibe, wodurch der Fehlerstrom in jedem Netz begrenzt wird.
- Ordne zu, ob der Fehlerstrom groß oder klein ist.
- Nenne für jedes Netz die Schutzeinrichtung, die abschaltet oder meldet.
| Netz | Netzsystem | Weg zurück zum Sternpunkt | groß oder klein | Schutzeinrichtung |
|---|---|---|---|---|
| A | ||||
| B | ||||
| C | ||||
| D | ||||
| E |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Fehlerstrom · Fehlerschleife · Schutz durch automatische Abschaltung · Isolationsüberwachung
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 4.3
Begründe, welches Netzsystem in der Ladehalle liegt:
- Entnimm den Anlagendaten, welches Netzsystem ab der Trafostation V-Ost besteht.
- Zähle die Leiter der Zuleitung -W1 und benenne sie.
- Erkläre die Aufgabe des zentralen Erdungspunkts in der Trafostation.
- Begründe, weshalb N und PE in der UV-LH nicht miteinander verbunden werden dürfen.
- Erkläre, weshalb ein TN-S-System für die Ladegeräte mit ihrer Elektronik günstiger ist als ein TN-C-System.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: TN-S-System · zentraler Erdungspunkt · EMV · Neutralleiter
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 4.4
Beurteile das Netz der Halle W2:
- Beschreibe, wo in der Halle W2 der PEN in N und PE aufgeteilt wird.
- Erkläre, was an den Körpern der Halle geschieht, wenn der PEN vor der Aufteilung unterbrochen ist und Verbraucher eingeschaltet sind.
- Nenne den Mindestquerschnitt eines PEN aus Kupfer.
- Begründe, weshalb N und PE nach der Aufteilung nicht wieder verbunden werden dürfen.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: TN-C-S-System · PEN-Leiter · Aufteilungspunkt · Schutzleiterquerschnitt
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 4.5
Berechne, was beim Körperschluss am Bauheizer im Container geschieht:
- Zeichne den Fehlerstromweg in den Plan ein.
- Berechne den Fehlerstrom.
- Berechne die Berührungsspannung am Körper gegen Erde.
- Prüfe, ob der LS-Schalter -F1 B16 abschaltet.
- Prüfe, ob eine RCD mit 30 mA die Bedingung RA · IΔn ≤ 50 V einhält.
- Begründe, weshalb im TT-System eine RCD nötig ist.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: TT-System · Erderwiderstand · Berührungsspannung · Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 4.6
Beurteile den ersten Fehler im Leitstand der Vorfeldkontrolle:
- Zeichne den Weg des Fehlerstroms beim ersten Fehler ein.
- Berechne die Berührungsspannung am Gehäuse.
- Prüfe die Bedingung RA · Id ≤ 50 V.
- Erkläre, weshalb nichts abschaltet und was die Isolationsüberwachung tut.
- Beschreibe, was bei einem zweiten Fehler an L2 geschieht.
- Begründe, weshalb der Leitstand ein IT-System hat.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: IT-System · Isolationsüberwachung · Ableitstrom · Doppelfehler
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 4.7
Vergleiche den Fehlerstrom in der Ladehalle mit dem im Container:
- Berechne den Fehlerstrom beim Körperschluss an einem Ladegerät mit Zs = 0,29 Ω.
- Prüfe, ob der LS-Schalter C16 des Ladegeräts dabei sofort abschaltet.
- Vergleiche mit deinem Ergebnis aus dem Container.
- Prüfe deine Schätzung aus der Auftragslektion.
- Beurteile mit dem Datenblatt, ob die Ladegeräte zusätzlich eine RCD brauchen.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Schleifenimpedanz · Abschaltbedingung · Auslösekennlinie · Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 4.8
Erstelle den Netzsystem-Steckbrief der Ladehalle:
- Zeichne den Stromlaufplan vom Transformator -T1 in V-Ost bis zum Ladegerät -T11 mit allen fünf Leitern.
- Trage den zentralen Erdungspunkt, -Q24, -W1, -F11 und -F31 mit Kennzeichen ein.
- Markiere den Fehlerstromweg bei Körperschluss an L1 rot.
- Begründe in drei bis fünf Sätzen, was das Netzsystem für das Schutzkonzept in Teil 3 bedeutet.
- Trage für die vier Orte Netzsystem und Schutzeinrichtung in die Tabelle ein.
| Ort | Netzsystem | Was schützt dort? |
|---|---|---|
| Ladehalle LH | ||
| Container der Baufirma | ||
| Leitstand der Vorfeldkontrolle | ||
| Halle W2 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Stromlaufplan · Schaltzeichen · TN-S-System · Kennzeichnung von Betriebsmitteln
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Die Lage ändert sich
Die Baufirma will ihren Container vier Wochen lang über ein Kabel an eine CEE-Steckdose 16 A der Ladehalle anschließen, statt an ihren Baustromverteiler.
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Prüfe, welches Netzsystem der Container dann hat.
- Entscheide, was mit dem eigenen Erder des Containers geschieht.
- Begründe, welche Schutzeinrichtung den Anschluss sichert.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.