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Stromversorgungen: Ungeerdet versus geerdet

Fortsetzung des Artikels von Teil 1.

Die Vorteile des ungeerdeten Systems (I)

Inhärent sicher

Das IT-System bietet einen inhärenten Schutz vor hohen Berührungsspannungen. Es unterscheidet sich vom TN- oder TT-System hauptsächlich durch eine leitende Verbindung zwischen dem Sternpunkt des Transformators, der das System versorgt, und Erde. Beim geerdeten System ist diese leitenden Verbindung vorhanden, beim ungeerdeten System wird sie weggelassen. Alternativ zum Versorgungstrafo lässt sich ein IT-System auch durch eine Stromquelle herstellen, beispielsweise eine Batterie. Im ungeerdeten System ist die allpolige Absicherung aller aktiven Leiter erforderlich. Gleiches gilt für den N-Leiter (soweit vorhanden). Da auch im Einphasensystem keiner der beiden Leiter geerdet wird, entstehen statt der klassischen „Phase und Null“ zwei unter Spannung stehende Leiter.

ISO685, Bender, Stromversorgung, IT-System Bildquelle: © Bender

Das Isolationsüberwachungsgerät ‘iso685’ dient der Überwachung von ungeerdeten Stromversorgungssystemen (IT-Systemen).

Doch worin liegt nun der große Unterschied in der Wirkung, wenn es in der Ausführung nur einen so kleinen Unterschied gibt?

Berührt ein Mensch bei einem intakten ungeerdeten System einen nicht isolierten stromführenden Leiter oder ein unter Spannung stehendes leitendes Gehäuse, passiert: nichts! Und zwar aus dem Grund, dass Strom nur im Kreis fließen kann und der Kreis ja nicht geschlossen wurde, indem der Sternpunkt des Transformators nicht geerdet ist. Es ist wie bei einem Vogel auf der Hochspannungsleitung – er ist sicher.

Anders beim geerdeten System: Hier wird im Vorhinein ein geschlossener Stromkreis bereitgestellt und gewissermaßen auf den Fehler gewartet. Fasst in diesem Fall ein Mensch an einen stromführenden Leiter oder ein unter Spannung stehendes leitendes Gehäuse, fließt aufgrund der niederohmigen Verbindung zum Versorgungstrafo sofort ein Fehlerstrom über den Menschen. Ohne funktionierende, schnell abschaltende Schutztechnik wäre dies gefährlich. So wird dieser Stromkreis über Sicherungen und Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (auch RCD oder FI-Schalter genannt) abgesichert: im Fehlerfall erfolgt also schnell genug eine Abschaltung, bevor der Mensch nennenswerte Schäden erleidet. Um sicherzustellen, dass dies auch funktioniert, muss die Schutztechnik regelmäßig überprüft werden. So sind zum Beispiel die RCDs in Elektroanlagen alle sechs Monate auf ihre Funktionalität hin zu testen – auch in privaten Haushalten. Aber wie häufig wird dies tatsächlich getan?

Dem IT-System ist also inhärenter Schutz vor hohen Berührungsspannungen inne. Die einzige Ausnahme hierzu bilden AC-Systeme mit sehr großen Netzableitkapazitäten und asymmetrischer Belastung. Gegenmaßnahmen sind hier erstens das Aufteilen in kleinere Subsysteme und zweitens die Messung der Kapazität sowie das Berechnen des maximalen Körperstroms im Fehlerfall, was zum Beispiel mit dem Isolationsüberwachungsgerät „Isometer iso685“ von Bender möglich ist. Natürlich müssen Isolationsfehler auch im IT-System zeitnah beseitigt werden, um das System auf hohem Isolationsniveau zu halten.