Dimensionierung der Hauptschutzleiter

Apr 14, 2024

Für die Schutzmaßnahme „Automatische Netzabschaltung“ (Automatic Disconnection of Supply, ADS) sind Hauptschutzausgleichsleiter erforderlich, um fremde leitende Teile, wie z. B. metallische Wasser- und Gasleitungen, mit der Haupterdungsklemme zu verbinden. Durch die korrekte Verbindung einer elektrischen Anlage wird sichergestellt, dass bei einem Erdschluss alle freiliegenden leitenden Teile und fremden leitenden Teile auf das gleiche Potenzial gebracht werden, wodurch das Risiko eines Stromschlags begrenzt wird.

Gelegentlich kann es bei Auftragnehmern zu Unklarheiten über die Mindestdimensionierung der Hauptschutzleiter kommen, die für die unterschiedlichen bestehenden Erdungssysteme erforderlich sind.

Die Dimensionierung des Hauptschutzleiters hängt von einer Reihe von Faktoren ab, unter anderem von der Art des Erdungssystems (TT, TN-S, TN-CS usw.) und dem verwendeten Leitermaterial.

Hauptschutzleiter dürfen nicht mit Erdungsleitern oder Stromkreisschutzleitern verwechselt werden. Ihre Funktionen sind recht unterschiedlich, und obwohl sie aufgrund von Größe und Farbe gleich erscheinen mögen, sind die Größenanforderungen recht unterschiedlich. Tatsächlich schließt die Verordnung 543.1.1 die Dimensionierung von Schutzleitern ausdrücklich von den Anforderungen für die Dimensionierung aller anderen Schutzleiter aus. Ziel dieses Artikels ist es, die spezifischen Anforderungen an die Dimensionierung der Hauptschutzleiter zu berücksichtigen.

Für Installationen, die von einer Nicht-PME-Versorgung gespeist werden, wie z. B. einem TN-S- oder TT-Erdungssystem, verlangt Verordnung 544.1.1, dass die Hauptschutzleiter eine Querschnittsfläche (csa) von mindestens der Hälfte des für die Erdung erforderlichen Querschnitts haben Leiter und nicht weniger als 6 mm2, muss jedoch nicht mehr als 25 mm2 betragen, wenn der Leiter aus Kupfer oder, wenn er aus einem anderen Metall besteht, aus einem CSA mit gleichwertiger Leitfähigkeit besteht.

Das bedeutet beispielsweise, dass Außenleiter von 4 mm2, 6 mm2 und 10 mm2 einen Hauptschutzpotentialausgleichsleiter mit einem Mindest-CSA von 6 mm2 erfordern würden. Bei Kupferleitern ist keine weitere Berechnung erforderlich. Die folgende Tabelle zeigt die korrekte Dimensionierung der Hauptschutzleiter für TN-S- und TT-Erdungssysteme

Wenn beispielsweise das Zählerende (der Außenleiter) einen Querschnitt von 25 mm2 hat, muss die Mindestgröße für den Hauptschutzleiter (Kupfer) 10 mm2 betragen.

Die Bestimmung der Größe der Hauptschutzleiter in einem TN-CS-System ist in vielerlei Hinsicht viel einfacher. Für Installationen mit PME-Versorgung verlangt die Vorschrift 544.1.1, dass die Hauptschutzleiter entsprechend dem Kupferäquivalent-CSA des Versorgungsneutralleiters und nicht des Außenleiters dimensioniert werden müssen. Diese Mindestwerte sind in Tabelle 54.8 der BS 7671 zu finden. Der Auftragnehmer muss daher lediglich aus der Tabelle ablesen. Wenn beispielsweise das Zählerende (diesmal der Neutralleiter) einen Querschnitt von 25 mm2 hat, muss die Mindestgröße für den Hauptschutzleiter (Kupfer) 10 mm2 betragen.

Ein in Verordnung 544.1.1 verwendeter Ausdruck ist „äquivalenter Leitwert“. Als Potentialausgleichsleiter dürfen auch andere Leiter als Kupfer verwendet werden. Alle anderen verwendbaren Materialien weisen jedoch eine schlechtere Leitfähigkeit auf. Es stellt sich daher die Frage, wie der äquivalente Leitwert ermittelt werden kann. Gemäß IET Guidance Note 8 werden die Anforderungen an die „äquivalente Leitfähigkeit“ erfüllt, wenn der csa (Sm) nicht kleiner ist als der in der Gleichung angegebene Wert.

Wo:

SMist der minimal erforderliche CSA für den Schutzpotentialausgleichsleiter (in einem anderen Metall als Kupfer)

SCist der Mindest-CSA, der für einen Kupfer-Schutzleiter erforderlich ist

PMist der spezifische Widerstand des Metalls, aus dem der Hauptverbindungsleiter besteht

PCist der spezifische Widerstand von Kupfer

Dies würde beispielsweise typischerweise bedeuten, dass der minimale CSA für einen Hauptschutzleiter aus Stahl, bei dem das Verhältnis Pm/Pc 8,5 beträgt, das 8,5-fache desjenigen von Kupfer betragen müsste, und für einen Aluminiumleiter, bei dem das Verhältnis 1,68 beträgt, das Minimum csa müsste das 1,68-fache von Kupfer betragen. Wenn zum Beispiel das eingehende Zählerende für eine Elektroinstallation mit einem TN-S-Erdungssystem (Außenleiter) 25 mm2 groß wäre und der Hauptschutzausgleichsleiter aus Stahl wäre, müsste der Mindest-CSA von Stahl 8,5 x 10 betragen 85 mm2 betragen. Dies liegt daran, dass der Mindest-CSA des Hauptschutzleiters aus Kupfer 10 mm2 beträgt. Der Installateur sollte immer vorsichtig sein, wenn er die Stahldrahtbewehrung eines Kabels als Hauptschutzleiter verwendet. Die Bewehrung ist im Allgemeinen groß genug, um als Schutzleiter für den Stromkreis verwendet zu werden, ist jedoch selten groß genug, um als schützender Potentialausgleichsleiter zu dienen.

Weitere Anleitungen und Veröffentlichungen finden Sie auf der ELECSA-Website. Informationen zu den ELECSA Domestic Installers-Programmen finden Sie unter www.elecsa.co.uk

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