Schleifenimpedanz

Die Schleifenimpedanz (engl. loop impedance) ist die Summe aller Impedanzen einer geschlossenen Strombahn, die bei einem Isolationsfehler in einem elektrischen Betriebsmittel (Körperschluss) vom Fehlerstrom durchflossen wird. Die Fehlerstromschleife zur Ermittlung der Schleifenimpedanz besteht aus:

Messgerät zur Schleifenimpedanzmessung in Niederspannungsanlagen

Einfacheres Messgerät zur Schleifenimpedanzmessung in Niederspannungsanlagen

• der Stromquelle (z. B. Transformator) unter Berücksichtigung des Innenwiderstandes.
• dem ungeerdeten aktiven Leiter (Außenleiter), in IT-Systemen auch dem Neutralleiter, von der Stromquelle bis zur Fehlerstelle.
• dem Rückleiter zur Stromquelle. In TN-Systemen ist der Rückleiter immer der geerdete Schutzleiter, in TN-C Systemen der PEN-Leiter mit seinen Parallelverbindungen über die Erdungsanlage (z. B. Fundamenterder) bzw. über das Potentialausgleichssystem. In TT-Systemen sind die elektrischen Betriebsmittel mittels Schutzerdungsleiter unmittelbar geerdet, oder mit dem Anlagenerder der Verbraucheranlage verbunden.

Im TN-System wird die höchstzulässige Schleifenimpedanz Zs zur Gewährleistung des Schutzes durch automatische Abschaltung der Stromversorgung bei einem Körperschluss wie folgt berechnet:

$Zs \le \frac {U_0}{I_a}$

Als Sicherheit wird die Formel mit 2/3 multipliziert. Damit ist gewährleistet, dass der RCD sicher auslöst.

• U₀ - Nennwechselspannung (Effektivwert) gegen Erde (Sternpunkt).
• I_a - Abschaltstrom, der das automatische Ausschalten der jeweiligen Schutzeinrichtung innerhalb bestimmter Zeit bewirkt.^[1] Bei Verwendung von Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCD) entspricht I_a dem Bemessungsdifferenzstrom I_ΔN des zum Einsatz kommenden RCD.

Im IT-System, bei denen die elektrischen Betriebsmittel untereinander mit einem geerdeten Schutzleiter verbunden sind, ist die höchstzulässige Schleifenimpedanz für die automatische Abschaltung der Stromversorgung bei einem Doppelfehler wie folgt zu berechnen: $Zs \le \frac {U_0}{2I_a}$

• U - Nennwechselspannung (Effektivwert) zwischen den Außenleitern. In IT-Systemen mit einem Neutralleiter ist anstelle U die Spannung U₀ zwischen Außenleiter und Neutralleiter zu verwenden.
• I_a - Abschaltstrom, der das automatische Ausschalten der jeweiligen Schutzeinrichtung innerhalb der nach DIN VDE 0100-410:2007-06 (Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannung bis 1000V; Schutzmaßnahmen; Schutz gegen elektrischen Schlag) geforderten Zeit bewirkt.

Nach der Errichtung einer Niederspannungsanlage ist unter anderem eine Messung der Schleifenimpedanz mit Netzfrequenz zur Kontrolle der Einhaltung der Abschaltbedingungen durchzuführen. Diese Messung nach DIN VDE 0100-600:2008-06 ist insbesondere gefordert, wenn der Schutz bei indirektem Berühren durch automatische Abschaltung mittels Überstromschutzeinrichtungen erfolgt. Die Messergebnisse sind in Prüfprotokollen schriftlich festzuhalten und dem Betreiber der Anlage auszuhändigen.
Die Schleifenimpedanzmessungen dürfen nur mit dafür vorgesehenen Messgeräten nach DIN EN 61 557-3 (VDE 0413 Teil 3) durchgeführt werden. Häufig beinhalten diese speziellen Messgeräte weitere wichtige Messfunktionen, wie z. B. die Isolationswiderstands-, Erdungswiderstands- oder Netzinnenwiderstandsmessung. Da sie für zahlreiche Messungen im Sicherheitsbereich zugelassen sind, kosten sie häufig weit über Tausend Euro.

Messgeräte

Es gibt viele Arten von Messgeräten der diversen Hersteller. Besonderheiten und wichtige Kriterien für die passende Wahl:

• Tragbare Ausführung für den mobilen Einsatz
• ausreichend hoher Messstrom - abhängig von der zu messenden Anlage
• Messung in 2 Leiter - oder 4 Leitermethode
• Messung im laufenden Betrieb der Anlage
• direkte Berechnung des zu erwartenden Kurzschlussstromes

Einzelnachweise

1. ↑ DIN VDE 0100-410:2007-06: Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannung bis 1000 V; Schutzmaßnahmen; Schutz gegen elektrischen Schlag)