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.

Lageplan Vorfeld Ost als Schema von oben, Norden oben. Oben die Abstellpositionen der Flugzeuge. Links die Trafostation V-Ost mit den Transformatoren -T1 und -T2, 10 kV/0,4 kV, und der NSHV V-Ost. Von Abgang -Q24 führt die Zuleitung -W1, 85 m, fünf Leiter L1, L2, L3, N, PE, zur Unterverteilung UV-LH an der Westwand der neuen Ladehalle; die Ladeplätze 1 bis 6 liegen innen an der Nordwand, das Sektionaltor in der Südwand. Rechts oben der Container der Baufirma, versorgt aus dem Baustromnetz mit eigener Netzstation, mit vier Leitern ohne Schutzleiter und eigenem Erder. Darunter die Werkstatt der Bodenverkehrsdienste aus Lernfeld 1. Unten der Leitstand der Vorfeldkontrolle mit Trenntransformator -T41 und Isolationsüberwachung, versorgt aus der NSHV V-Ost, und die Halle W2 aus Lernfeld 3, versorgt über vier Leiter mit PEN aus einer älteren Netzstation. Welches Netzsystem an welchem Ort liegt, ist nicht eingetragen.Vorfeld Ost: Welches Netz liegt wo?Lageplan als Schema von oben, Norden oben · UnterrichtswerteVorfeld Ost, Abstellpositionen der FlugzeugeNTrafostation V-Ost2 × 1.250 kVA, 10 kV/0,4 kV, Dyn510-kV-Ring-T1-T2NSHV V-OstSektionaltor123456Ladeplätze 1 bis 6 an der Nordwand,Ladegeräte -T11 bis -T16UV-LHLadehalle LH, 40 m × 24 mWerkbänke, Hebebühne,Kompressor, Sektionaltor-Q24-W1, 85 m5Container der Baufirma4 Leiter: L1, L2, L3, N,kein PEKörper am eigenen ErderRA = 30 ΩWerkstatt der Boden-verkehrsdienste, LF 1Leitstand der Vorfeldkontrolle-T41 TrenntransformatorSekundärseite: kein Punkt geerdet-P1 IsolationsüberwachungAnsprechwert 50 kΩHalle W2 mit Tor 4, aus Lernfeld 3HV W24 Leiter: L1, L2, L3, PENin HV W2 aufgeteiltin N und PEaus einer älteren Netzstationaus dem Baustromnetz,eigene NetzstationNetzsystem?Netzsystem?Netzsystem?Netzsystem?
Die vier Orte dieses Lernangebots im Lageplan Vorfeld Ost: Ladehalle mit Zuleitung -W1 aus der NSHV V-Ost, Container der Baufirma mit eigenem Erder, Leitstand der Vorfeldkontrolle mit Trenntransformator und Isolationsüberwachung, Halle W2 mit vier Leitern und PEN aus einer älteren Netzstation. Welches Netzsystem wo liegt, findest du in den Aufgaben 4.3 bis 4.8 heraus. Unterrichtswerte. Eigene Darstellung für den Unterricht.

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

Netz A: Schaltplan vom Transformator bis zum Körper eines Verbrauchers mit Körperschluss an L1. Der Sternpunkt ist über einen Erder geerdet. Vier Leiter mit N, kein Schutzleiter vom Transformator. Der Körper liegt an einem eigenen Erder beim Verbraucher. Der Fehlerstromweg ist nicht eingezeichnet.Netz AWoran erkennst du das Netzsystem? Wo fließt der Fehlerstrom?Transformator, SekundärseiteL1L2L3NRBBetriebserderKörperRAKörperschluss an L1
Netz A: Sekundärwicklung des Transformators in Stern, der Sternpunkt ist über einen Erder geerdet. Vier Leiter L1, L2, L3 und N, kein Schutzleiter vom Transformator. Der Körper des Verbrauchers liegt an einem eigenen Erder. Körperschluss an L1, Fehlerstromweg nicht eingezeichnet. Eigene Darstellung für den Unterricht.
Netz B: Schaltplan vom Transformator bis zum Körper eines Verbrauchers mit Körperschluss an L1. Der Sternpunkt ist geerdet. Zuerst vier Leiter, an einer Stelle wird der grün-gelbe vierte Leiter geerdet und in N und Schutzleiter aufgeteilt. Der Körper liegt am Schutzleiter. Der Fehlerstromweg ist nicht eingezeichnet.Netz BWoran erkennst du das Netzsystem? Wo fließt der Fehlerstrom?Transformator, SekundärseiteL1L2L3PENNPEAufteilungPEN in N und PEKörperKörperschluss an L1
Netz B: Sternpunkt geerdet. Zuerst vier Leiter, der vierte grün-gelb. An einer Stelle wird er geerdet und in N und Schutzleiter aufgeteilt. Der Körper liegt am Schutzleiter. Körperschluss an L1, Fehlerstromweg nicht eingezeichnet. Eigene Darstellung für den Unterricht.
Netz C: Schaltplan vom Transformator bis zum Körper eines Verbrauchers mit Körperschluss an L1. Der Sternpunkt ist nicht geerdet, eine Isolationsüberwachung liegt zwischen Netz und Erde. Drei Außenleiter, Ableitkapazitäten der Leitungen gegen Erde. Der Körper liegt an einem eigenen Erder. Der Fehlerstromweg ist nicht eingezeichnet.Netz CWoran erkennst du das Netzsystem? Wo fließt der Fehlerstrom?Transformator, SekundärseiteL1L2L3Sternpunktnicht geerdetIsolations-überwachungAbleitkapazitätender LeitungenKörperRAKörperschluss an L1
Netz C: Sternpunkt nicht geerdet, zwischen Netz und Erde liegt eine Isolationsüberwachung. Drei Außenleiter, eingezeichnet die Ableitkapazitäten der Leitungen gegen Erde. Der Körper liegt an einem eigenen Erder. Körperschluss an L1, Fehlerstromweg nicht eingezeichnet. Eigene Darstellung für den Unterricht.
Netz D: Schaltplan vom Transformator bis zum Körper eines Verbrauchers mit Körperschluss an L1. Der Sternpunkt ist geerdet. Fünf Leiter, N blau und Schutzleiter grün-gelb getrennt ab dem Transformator. Der Körper liegt am Schutzleiter. Der Fehlerstromweg ist nicht eingezeichnet.Netz DWoran erkennst du das Netzsystem? Wo fließt der Fehlerstrom?Transformator, SekundärseiteL1L2L3NPEKörperKörperschluss an L1
Netz D: Sternpunkt geerdet. Fünf Leiter L1, L2, L3, N und Schutzleiter, getrennt ab dem Transformator. Der Körper liegt am Schutzleiter. Körperschluss an L1, Fehlerstromweg nicht eingezeichnet. Eigene Darstellung für den Unterricht.
Netz E: Schaltplan vom Transformator bis zum Körper eines Verbrauchers mit Körperschluss an L1. Der Sternpunkt ist geerdet. Vier Leiter, der vierte grün-gelb, Körper und Verbraucher hängen an ihm. Der Fehlerstromweg ist nicht eingezeichnet.Netz EWoran erkennst du das Netzsystem? Wo fließt der Fehlerstrom?Transformator, SekundärseiteL1L2L3PENKörperKörperschluss an L1
Netz E: Sternpunkt geerdet. Vier Leiter, der vierte grün-gelb; Verbraucher und Körper hängen beide an ihm. Körperschluss an L1, Fehlerstromweg nicht eingezeichnet. Eigene Darstellung für den Unterricht.

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

Container der Baufirma im TT-System, vereinfacht mit einem Außenleiter: Transformator der Netzstation, Sternpunkt über den Betriebserder R B = 2 Ohm geerdet. Außenleiter L1 über den LS-Schalter -F1 B16 im Baustromverteiler zum Bauheizer im Container, N zurück; L2 und L3 sind nicht gezeichnet. Das Gehäuse des Bauheizers liegt über den Schutzleiter am eigenen Erder R A = 30 Ohm. Körperschluss an L1. Die Werte sind Unterrichtswerte. Der Fehlerstromweg ist nicht eingezeichnet.Container der BaufirmaKörperschluss am Bauheizer · UnterrichtswerteNetzstation des BaustromnetzesL1NL2 und L3 sind nicht gezeichnet.RB = 2 ΩBetriebserderBaustromverteilerI>-F1B16ohne RCDContainerBauheizerRA = 30 ΩKörperschluss an L1
Container der Baufirma, vereinfacht mit einem Außenleiter: Netzstation des Baustromnetzes mit Sternpunkt über den Betriebserder RB = 2 Ω geerdet, Außenleiter L1 über den LS-Schalter -F1 B16 im Baustromverteiler zum Bauheizer im Container, N zurück. Das Gehäuse liegt über den Schutzleiter am eigenen Erder RA = 30 Ω. Körperschluss an L1. Unterrichtswerte. Eigene Darstellung für den Unterricht.

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

Leitstand der Vorfeldkontrolle im IT-System: Trenntransformator -T41 400 V/230 V, auf der Sekundärseite zwei Leiter L1 und L2 mit 230 V, kein Punkt geerdet. Ableitkapazitäten der Leitungen gegen Erde. Isolationsüberwachung -P1 zwischen den Leitern und Erde, Ansprechwert 50 kOhm. Bildschirmplatz, sein Gehäuse liegt am Schutzleiter, der Schutzleiter am Erder des Leitstands R A = 10 Ohm. Erster Fehler: Körperschluss an L1. Unterrichtswerte. Der Fehlerstromweg ist nicht eingezeichnet.Leitstand der Vorfeldkontrolleerster Fehler: Körperschluss am Bildschirmplatz · Unterrichtswerteaus NSHV V-Ost, 400 V-T41Trenntransformator400 V/230 VL1L2230 V zwischen L1 und L2, kein Leiter geerdetAbleitkapazitätengegen ErdeIsolationsüberwachungAnsprechwert 50 kΩ-P1RA = 10 ΩErder desLeitstandsPEBildschirmplatzerster Fehler an L1
Leitstand der Vorfeldkontrolle: Trenntransformator -T41 400 V/230 V, Sekundärseite mit L1 und L2, kein Punkt geerdet. Ableitkapazitäten der Leitungen gegen Erde. Isolationsüberwachung -P1 zwischen den Leitern und dem Schutzleiter, Ansprechwert 50 kΩ. Bildschirmplatz, sein Gehäuse am Schutzleiter, der Schutzleiter am Erder des Leitstands RA = 10 Ω. Erster Fehler: Körperschluss an L1. Unterrichtswerte. Eigene Darstellung für den Unterricht.

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.

ZurückWeiter