EMV-gerechte Errichtung von Niederspannungsanlagen: Planung und Errichtung elektrischer Anlagen nach den Normen der Gruppen 0100 und 0800 des VDE-Vorschriftenwerks
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
VDE-Verl.
2008
|
| Series: | VDE-Schriftenreihe
126 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Klappentext |
| Physical Description: | 368 S. Ill., graph. Darst. 21 cm |
| ISBN: | 9783800729739 |
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Inhalt
Vorwort . 5
1 Bedeutung der EMV . 17
1.1 Einführung . 17
1.2 Rechtliche Bedeutung . 19
1.2.1 EG-Richtlinie und
CE-
Kennzeichnung . 19
1.2.2 EG-Richtlinien und Harmonisierte Normen . 19
1.2.3 EMV-Richtlinie, EMV-Leitfäden und EMV-Gesetz . 20
1.2.4 Auswirkungen für Planer und Errichter elektrischer Anlagen . 22
1.3 Wirtschaftliche Bedeutung. 25
2 Regeln der Technik zur EMV in elektrischen Anlagen . 27
2.1 Einführung . 27
2.2 VDE-Normen. 27
2.3 Kurzbeschreibung der wichtigsten EMV-Normen. 29
2.3.1
DIN
VDE 0100-100 (VDE 0100-100):2002-08 . 29
2.3.2
E DIN IEC
60364-1 (VDE 0100-100):2003-08 (Normentwurf) . . 30
2.3.3
DIN VDE
0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 . 31
2.3.4
DIN VDE
0100-444 (VDE 0100-444): 1999-10 . 32
2.3.5
E DIN IEC 60364-4-44/A2
(VDE 0100-444):2003-04 (Normentwurf). 33
2.3.6
DIN VDE
0100-510 (VDE 0100-510):2007-06 . 35
2.3.7
DIN
V
VDE
V
0100-534
(VDE
V
0100-534): 1999-04 (Vornorm) . 36
2.3.8
DIN VDE
0100-557 (VDE 0100-557).-2007-06 . 36
2.3.9 DINVDE 0100-710 (VDE 0100-710):2002-11 . 37
2.3.10
DIN
VDE 0101 (VDE
0101):2000-01
. 38
2.3.11 Normen der Reihe
DIN
EN 62305-1/-2/-3/-4
(VDE 0185-305-1/-2/-3/-4) (Blitzschutznormen) . 38
2.3.12
DIN
VDE 0298-4 (VDE 0298-4):2003-08 . 39
2.3.13
DIN
EN
50310
(VDE 0800-2-310):2006-10
. 40
2.3.14
DIN
V
VDE
V
0800-2-548
(VDE
V
0800-2-548):1999-10
(Vornorm). 41
2.3.15
DIN
EN
50174-2
(VDE 0800-174-2):2001-09
. 41
2.3.16
DIN
EN
50083
ВЫ.
1
(VDE
0855
ВЫ.
l):2002-01
(informatives Beiblatt). 42
2.3.17 Sonstige Normen zum Thema EMV . 43
2.4 Richtlinien und andere Schriften. 43
2.4.1 Internationales Wörterbuch (IEV) . 43
2.4.2 VdS 2349 (Störungsarme Elektroinstallation). 44
2.4.3 VdS 3501 (Isolationsfehlerschutz in elektrischen Anlagen
mit elektronischen Betriebsmitteln - RCD und
FU)
. 44
2.4.4 VDI 6004 (Schutz der Technischen Gebäudeausrüstung,
Blitz und Überspannung) . 45
3 Begriffe und Definitionen . 47
3.1 Einführung . 47
3.2 Was bedeutet EMV?. 47
3.3 Begriffsbestimmungen. 49
3.4 Abkürzungen aus der Normenreihe VDE 0800. 58
3.4.1 Einführung . 58
3.4.2 CBN . 58
3.4.3 BN, MESH-BN . 59
3.4.4 BRC . 60
3.4.5 SRPP. 60
3.4.6 MET. 61
4 Elektromagnetische Beeinflussung. 63
4.1 Einführung . 63
4.2 Das Beeinflussungsmodell. 63
4.3 Störquelle und Störgröße. 64
4.3.1 Grundsätzliches zu Störquellen. 64
4.3.2 Feldgebundene Störquellen und Störgrößen . 65
4.3.2.1 Elektrisches und magnetisches Feld . 65
4.3.2.2 Bedeutung des elektrischen Feldes für die EMV . 67
4.3.2.3 Bedeutung des magnetischen Feldes für die EMV . 70
4.3.2.3.1 Einführung . 70
4.3.2.3.2 Beeinflussungsfaktor: Strom . 72
4.3.2.3.3 Beeinflussungsfaktor: Magnetisches Feld. 73
4.3.2.3.4 Beeinflussungsfaktor: Frequenz und Stromänderungs¬
geschwindigkeit . 74
4.3.2.3.5 Beeinflussungsfaktor: Induktivität. 76
4.3.2.4 Bedeutung des elektromagnetischen Feldes für die EMV. 81
4.3.3 Leitungsgebundene Störquellen und Störgrößen. 83
4.3.3.1 Einführung . 83
4.3.3.2 Die Spannung als Störgröße bei Berücksichtigung
Ohm'scher Widerstände. 85
4.3.3.3 Die Spannung als Störgröße bei Berücksichtigung
induktiver Widerstände. 88
4.3.3.3.1 Induktiver Widerstand von Mehraderleitungen und -kabeln. 88
4.3.3.3.2 Induktiver Widerstand von Einzelleitern. 90
4.3.3.3.3 Auswirkung des induktiven Widerstands bei verschiedenen
Stromänderungsgeschwindigkeiten bzw. Frequenzen. 91
4.3.3.4
Transiente
Überspannungen. 93
4.3.3.4.1 Einführung . 93
4.3.3.4.2 Auswirkungen von Überspannungen durch Schaltvorgänge. 93
4.3.3.4.3 Überspannungen durch Blitzschlag. 97
4.3.3.4.4 Auswirkungen von Überspannungen durch Blitzschlag . 103
4.3.3.4.5 Überspannungskategorien . 107
4.3.3.4.6 Beurteilung des Überspannungsrisikos . 109
4.3.4 Besonderheiten bei Oberschwingungen. 111
4.3.4.1 Einführung . 111
4.3.4.2 Oberschwingungen als Störgröße. 116
4.3.4.2.1 Die Ausbreitung der Störung. 116
4.3.4.2.2 Das Drehfeld der Oberschwingungen . 117
4.3.4.2.3 Die Blindleistung der Oberschwingung. 118
4.3.4.2.4 Auswirkungen von zwischenharmonischen Oberschwingungen . 123
4.3.4.3 Störquellen, die Oberschwingungen erzeugen. 124
4.3.4.3.1 Einführung . 124
4.3.4.3.2 Gleichrichtung . 124
4.3.4.3.3 Frequenzumrichter. 126
4.3.4.3.4 Phasenanschnittssteuerung/Dimmen . 129
4.3.4.3.5 Magnetisierungsvorgänge. 130
4.3.4.4 Besondere Begriffe beim Thema Oberschwingungen. 131
4.3.4.4.1 Einführung . 131
4.3.4.4.2 Scheitelfaktor/Crestfaktor
ξ
. 132
4.3.4.4.3 Gesamt-Oberschwingungsstrom /0 . 133
4.3.4.4.4 Klirrfaktor und der Oberschwingungsgehalt
к
. 133
4.3.4.4.5 Grundschwingungsgehalt
g
. 134
4.3.4.4.6 Verzemmgsfaktor
d
und der THD-Weit. 135
4.3.4.5 Auswirkungen von Oberschwingungen. 135
4.3.4.5.1 Einführung . 135
4.3.4.5.2 Transformatoren. 136
4.3.4.5.3 Drehende Maschinen. 136
4.3.4.5.4 Leistungsschalter . 136
4.3.4.5.5 Blindleistungsverluste . 137
4.3.4.5.3 Stromverdrängung (Skineffekt). 137
4.3.4.5.6 Neutralleiterüberlastung. 138
4.3.4.5.7 Kompensationsanlagen. 141
4.3.4.5.8 Messgeräte . 142
4.3.4.5.9 Störstrahlungen. 143
4.4 Störsenke . 143
4.5 Kopplungen . 145
4.5.1 Einleitung. 145
4.5.2 Galvanische Kopplung. 146
4.5.3 Kapazitive Kopplung . 147
4.5.4 Induktive Kopplung . 148
4.5.5 Strahlungskopplung. 150
5 Maßnahmen gegen elektromagnetische Beeinflussung . 151
5.1 Einführung. 151
5.2 Das Netzsystem . 152
5.2.1 Darstellung der Netzsysteme. 152
5.2.2 Das TN-System . 154
5.2.2.1 Die Verträglichkeit des TN-Systems bezüglich der EMV. 154
5.2.2.2 Der PEN-Leiter . 155
5.2.2.2.1 Aussagen zum PEN-Leiters in den Normen . 155
5.2.2.2.2 Der Hausanschlusskasten (HAK). 156
5.2.2.2.3 Die Einspeisung der Niederspannungs-Hauptverteilung (NHV) . 159
5.2.2.2.4 Probleme bei bestehenden Gebäuden mit PEN-Leiter . 161
5.2.2.2.5 Gebäudeverbindende Kabel und Leitungen im TN-C-System . 164
5.2.3 Das TT-System. 166
5.2.4 Das IT-System . 169
5.2.5 Erdung des Netzsystems . 169
5.2.5.1 Einführung . 169
5.2.5.2 Die gemeinsame Erdungsanlage . 169
5.2.5.3 Die Erdung. 171
5.2.5.3.1 Einführung . 171
5.2.5.3.2
Fundamenterder
. 171
5.3 Potentialausgleich. 177
5.3.1 Der Potentialausgleich nach
DIN VDE
0100-410 und-540. 177
5.3.1.1 Einführung . 177
5.3.1.2 Der Schutzpotentialausgleich. 179
5.3.1.3 Der zusätzliche Schutzpotentialausgleich . 181
5.3.2 Die kombinierte Potentialausgleichsanlage (CBN) nach
VDE 0800-2-310 . 183
5.3.2.1 Einführung . 183
5.3.2.2 Gebäudeeinführung . 184
5.3.2.3 Leitfähige Rohr- und Kanalsysteme. 187
5.3.2.4 Metallene Gebäudekonstruktionen. 188
5.3.2.5 Kabelträgersysteme . 190
5.3.2.6 Funktions-Potentialausgleichsleiter. 193
5.3.2.7 Potentialausgleichsverbindungen. 195
5.3.2.8 Maschenförmiger und sternförmiger Potentialausgleich. 198
5.3.2.8.1 Das Potentialausgleichs-Netzwerk. 198
5.3.2.8.2 Vergleich zwischen maschen- und sternförmigen
Potentialausgleich. 200
5.3.3 Potentialausgleichsringleiter/Erdungssammelleiter (BRC). 202
5.3.4
Mesh-BN
. 204
5.3.5
Systembezugspotentialebene (SRPP)
. 205
5.3.6 Verschiedene Potentialausgleichsmaßnahmen
im selben Gebäude. 208
5.3.7 Blitzschutz-Potentialausgleich. 208
5.3.7.1 Einführung . 208
5.3.7.2 Einbeziehung von leitfähigen Teilen, die in das Gebäude
eingeführt werden. 211
5.3.7.3 Einbeziehung von leitfähigen Teilen innerhalb des Gebäudes . 211
5.3.7.4 Einbeziehung von aktiven Teilen der elektrischen Anlage . 212
5.4 Leitungsverlegung . 218
5.4.1 Grundsätzliche Anorderangen. 218
5.4.2 Geschützte Verlegung. 219
5.4.3 Sternförmige Energieversorgung. 219
5.4.4 Geeignete Leiteranordnung . 220
5.4.5 Verlegeabstände . 222
5.4.5.1 Einleitung. 222
5.4.5.2 Mindestabstände nach VDE 0800-174-2. 224
5.4.6 Vermeidung von Schleifen. 227
5.4.6.1 Einführung . 227
5.4.6.2 Vermeidung von Störungen durch zusätzliche
Potentialausgleichsverbindungen. 229
5.4.6.3 Vermeidung von Störungen durch besondere Leitungsführung . 230
5.4.6.4 Vermeidung von Störungen durch besonders geschirmte
Kabel und Leitungen . 230
5.5 Schirmung gegen Störfelder. 232
5.5.1 Einführung . 232
5.5.2 Niederfrequente elektrische Felder (Nahfeldbedingungen). 235
5.5.3 Magnetische Felder mit niedrigen und höheren Frequenzen. 237
5.5.3.1 Einführung . 237
5.5.3.2 Magnetostatische Schirmung. 238
5.5.3.3 Wirbelstromschirmung. 240
5.5.4 Hochfrequente magnetische und elektrische Felder . 244
5.5.4.1 Einführung . 244
5.5.4.2 Kabelschirmung bei hohen Frequenzen. 245
Gebäude- und Raumschirmung bei hohen Frequenzen. 248
Besonderheiten bei der Kabelschirmung. 248
Schirmanschluss. 248
Verlegung von geschirmten Kabeln. 253
Besonderheiten bei Kabeln im Außenbereich. 254
Einführung. 254
Kabel mit stromtragfähigem Schirm. 254
Kabel in besonderen Schirmrohren oder -kanälen. 256
Verlegung in besonderen Kabelkanälen. 256
Verdrillte Leitungen. 256
Bewertung von Kabelschirmen . 258
Besonderheiten bei der Raum- oder Gebäudeschirmung . 258
Einführung . 258
Raum- und Gebäudeschirmung nach Gesichtspunkten der EMV . 260
Berücksichtigung des Blitzschutzes nach VDE 0185-305. 264
Filtermaßnahmen bei Oberschwingungen. 266
Einführung. 266
Arten und Auswahl von Filtern . 270
Montage von Filtern. 274
Ausführung des Schaltschranks. 278
Einleitung. 278
Vorbereitende Überlegungen . 279
Auswahl und Montage. 280
Aufteilung des Schaltschranks in Zonen. 280
Sammelschienenaufbau und -anordung. 283
Schutzklasse und Potentialausgleichsverbindungen . 283
Leitungsverlegung . 284
Schirmung des Schaltschranks. 287
Überspannungsschutz und schaltbedingte Störfelder . 288
Aufstellung des Schaltschranks. 291
Einzelmaßnahmen . 292
Besonderheiten bei Frequenzumrichterantrieben. 292
Einleitung. 292
Zwei grundsätzliche Anforderungen bei
Frequenzumrichterantrieben. 296
Potentialausgleich, Leitungsverlegung und Schirmung. 297
Filterung. 298
Primäre Filter. 298
Sekundäre Filter. 300
5.8.1.4.1.1 Einführung . 300
5.8.1.4.1.2 Sinusfilter. 301
5.8.1.4.1.3 dM/dr-Filter. 302
5.8.1.4.1.4 Sonstige Filter . 303
5.8.2 Besonderheiten bei USV-Anlagen. 304
5.8.3 Besonderheiten bei bestehenden Gebäuden mit TN-C-Systemen . 306
5.8.3.1 Alternative Möglichkeiten. 306
Umwandlung eines TN-C-Systems in ein TN-S-System. 306
Überwachung eines sauberen TN-S-Systems . 307
Vorbeugung von Korrosionen . 310
Wie entsteht Korrosion?. 310
Einführung . 310
Chemische Korrosion. 310
Elektrochemische Korrosion . 311
Korrosion durch Konzentrationselemente. 313
Korrosion in Erdungssystemen . 314
Vermeidung von Korrosion . 316
Planung und Dokumentation . 319
Einführung. 319
Die Planung in Phasen. 320
Einführung. 320
Die Entwurfsplanung. 320
Die Ausführungs- oder Detailplanung. 321
Die Bauphase. 323
Die Dokumentation . 326
Einführung. 326
Darstellung des Gesamtkonzeptes. 327
6.3.3
Kabellisten
. 327
6.3.4 Stromlaufpläne. 327
6.3.5 Netzpläne der Energieverteilung . 327
6.3.6 Fundamenterderpläne. 327
6.3.7 Potentialausgleichspläne . 328
6.3.8 Dachaufsicht. 328
6.3.9 Kabeltrassenpläne. 329
6.3.10 Besondere Kabelpläne. 329
6.3.11 Kennzeichnungen. 330
6.3.12 Prüfbericht . 331
6.3.13 Sonstige Listen. 333
7 Prüfung elektrischer Anlage unter Berücksichtigung
der EMV . 335
7.1 Einführung . 335
7.2 Messgeräte . 335
7.2.1 Strommessungen . 335
7.2.2 Feldmessungen. 336
7.2.3 Netzanalysen . 337
7.2.4 Sonstige Messgeräte und Zubehör. 339
7.3 Die Erst- und die Wiederholungsprüfung . 340
7.3.1 Einführung . 340
7.3.2 Sichtprüfung. 341
7.3.3 Messungen . 342
7.3.3.1 Feldmessungen. 342
7.3.3.2 Strommessungen . 343
7.3.3.2.1 Ströme in aktiven Leitern. 343
7.3.3.2.2 Ströme in nicht aktiven Leitern. 344
7.3.3.2.3 Differenzstrommessungen in Verteileranlagen. 344
7.3.3.2.3.1 Messung im Einspeisebereich . 344
7.3.3.2.3.2 Messungen in Abgängen . 346
7.3.3.2.3.3 Messung der Endstromkreise. 346
7.3.3.3 Netzanalyse . 347
8 Literatur . 351
8.1 Normen. 351
8.2 Richtlinien/Leitfäden. 355
8.3 Fachliteratur. 356
Stichwortverzeichnis . 359
Zum Buch
Bücher, die sich mit der elektrischen Instal¬
lation von Gebäuden befassen, kommen
heutzutage kaum mehr um das Thema
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
herum. Trotzdem ist vielfach festzustellen,
dass
sich die damit verbundenen sachli¬
chen Inhalte in der Praxis kaum durchzu¬
setzen scheinen. Vielfach herrscht die An¬
sicht vor,
dass EMV
nur Experten wirklich
interessiert und nur bei besonders kom¬
plizierten Zweckbauten mit extremer infor¬
mationstechnischer Nutzung zu berück¬
sichtigen ist.
Tatsache ist jedoch,
dass
elektrische Anla¬
gen in der heutigen Zeit nur unter Berück¬
sichtigung einer informationstechnischen
Nutzung geplant und errichtet werden kön¬
nen. Aus diesem Grund sind in den letzten
Jahren zahlreiche VDE-Normen herausge¬
geben worden, die eine umfassendere -
weil die EMV einschließende - Sicht der Er¬
richtung elektrischer Anlagen beschreiben.
Leider sind viele dieser Normen in der
Normenreihe VDE 0800 zu finden, mit de¬
nen der Planer bzw. Errichter elektrischer
Energieanlagen oft nicht ausreichend ver¬
traut ¡st. Dadurch entsteht in Bezug auf
die EMV in Gebäuden eine zunehmende
Diskrepanz zwischen Anspruch und Wirk¬
lichkeit. Werden informationstechnische
Einrichtungen in einem Gebäude errichtet,
sind die elektrischen Energieanlagen häu¬
fig bereits fertig installiert und entspre¬
chen nicht in allen Punkten den Anforde¬
rungen, die an solche Einrichtungen zu
stellen sind.
I II
II IMI
I IIII
Hill
III I
VERLAG
Dieses Buch versucht, die Texte der Nor¬
menreihen VDE 0100 und VDE 0800 in
Bezug auf die EMV darzustellen. Die ent¬
sprechenden Abschnitte behandeln die zu
berücksichtigenden Normen und zeigen
praktisch umsetzbare Wege auf, wie die
beiden Normenwelten VDE 0100 und VDE
0800 zusammengeführt werden können.
Dabei geht es nicht um das maximal Mög¬
liche, sondern um das ökonomisch sinn¬
volle Maß der Berücksichtigung der EMV.
Interessentenkreis
Das Buch richtet sich an Planer und Errich¬
ter elektrischer Anlagen sowie an solche,
die in elektrischen Anlagen prüfend tätig
sind. Verantwortliche und Fachleute in
• Elektrobetrieben (Installationsbetriebe)
• Planungsbüros (Fachplaner)
• Instandhaltungsabteilungen von industri¬
ellen Betrieben (Elektrowerkstatt)
• Sachverständigenbüros (Überwachungs¬
und Prüforganisationen usw.)
• Aus- und Fortbildungsmaßnahmen im
Bereich EMV (Teilnehmer)
finden hier ein Nachschlagewerk vor, das
zu Einzelthemen, aber auch zu ganzen
Themenkomplexen, reichhaltige Informa¬
tionen für die praktische Arbeit liefert.
Aber auch in der Ausbildung in beruflichen
Schulen sowie bei der Meister-, Techniker¬
und Ingenieurausbildung wird das Buch
eine wertvolle Hilfe sein.
Jeder, der sich mit den Themen dieses
Buchs in seiner praktischen Arbeit ausein¬
andersetzen
muss,
findet hier eine Fülle
von Anregungen und Hinweisen. |
| adam_txt |
Inhalt
Vorwort . 5
1 Bedeutung der EMV . 17
1.1 Einführung . 17
1.2 Rechtliche Bedeutung . 19
1.2.1 EG-Richtlinie und
CE-
Kennzeichnung . 19
1.2.2 EG-Richtlinien und Harmonisierte Normen . 19
1.2.3 EMV-Richtlinie, EMV-Leitfäden und EMV-Gesetz . 20
1.2.4 Auswirkungen für Planer und Errichter elektrischer Anlagen . 22
1.3 Wirtschaftliche Bedeutung. 25
2 Regeln der Technik zur EMV in elektrischen Anlagen . 27
2.1 Einführung . 27
2.2 VDE-Normen. 27
2.3 Kurzbeschreibung der wichtigsten EMV-Normen. 29
2.3.1
DIN
VDE 0100-100 (VDE 0100-100):2002-08 . 29
2.3.2
E DIN IEC
60364-1 (VDE 0100-100):2003-08 (Normentwurf) . . 30
2.3.3
DIN VDE
0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 . 31
2.3.4
DIN VDE
0100-444 (VDE 0100-444): 1999-10 . 32
2.3.5
E DIN IEC 60364-4-44/A2
(VDE 0100-444):2003-04 (Normentwurf). 33
2.3.6
DIN VDE
0100-510 (VDE 0100-510):2007-06 . 35
2.3.7
DIN
V
VDE
V
0100-534
(VDE
V
0100-534): 1999-04 (Vornorm) . 36
2.3.8
DIN VDE
0100-557 (VDE 0100-557).-2007-06 . 36
2.3.9 DINVDE 0100-710 (VDE 0100-710):2002-11 . 37
2.3.10
DIN
VDE 0101 (VDE
0101):2000-01
. 38
2.3.11 Normen der Reihe
DIN
EN 62305-1/-2/-3/-4
(VDE 0185-305-1/-2/-3/-4) (Blitzschutznormen) . 38
2.3.12
DIN
VDE 0298-4 (VDE 0298-4):2003-08 . 39
2.3.13
DIN
EN
50310
(VDE 0800-2-310):2006-10
. 40
2.3.14
DIN
V
VDE
V
0800-2-548
(VDE
V
0800-2-548):1999-10
(Vornorm). 41
2.3.15
DIN
EN
50174-2
(VDE 0800-174-2):2001-09
. 41
2.3.16
DIN
EN
50083
ВЫ.
1
(VDE
0855
ВЫ.
l):2002-01
(informatives Beiblatt). 42
2.3.17 Sonstige Normen zum Thema EMV . 43
2.4 Richtlinien und andere Schriften. 43
2.4.1 Internationales Wörterbuch (IEV) . 43
2.4.2 VdS 2349 (Störungsarme Elektroinstallation). 44
2.4.3 VdS 3501 (Isolationsfehlerschutz in elektrischen Anlagen
mit elektronischen Betriebsmitteln - RCD und
FU)
. 44
2.4.4 VDI 6004 (Schutz der Technischen Gebäudeausrüstung,
Blitz und Überspannung) . 45
3 Begriffe und Definitionen . 47
3.1 Einführung . 47
3.2 Was bedeutet EMV?. 47
3.3 Begriffsbestimmungen. 49
3.4 Abkürzungen aus der Normenreihe VDE 0800. 58
3.4.1 Einführung . 58
3.4.2 CBN . 58
3.4.3 BN, MESH-BN . 59
3.4.4 BRC . 60
3.4.5 SRPP. 60
3.4.6 MET. 61
4 Elektromagnetische Beeinflussung. 63
4.1 Einführung . 63
4.2 Das Beeinflussungsmodell. 63
4.3 Störquelle und Störgröße. 64
4.3.1 Grundsätzliches zu Störquellen. 64
4.3.2 Feldgebundene Störquellen und Störgrößen . 65
4.3.2.1 Elektrisches und magnetisches Feld . 65
4.3.2.2 Bedeutung des elektrischen Feldes für die EMV . 67
4.3.2.3 Bedeutung des magnetischen Feldes für die EMV . 70
4.3.2.3.1 Einführung . 70
4.3.2.3.2 Beeinflussungsfaktor: Strom . 72
4.3.2.3.3 Beeinflussungsfaktor: Magnetisches Feld. 73
4.3.2.3.4 Beeinflussungsfaktor: Frequenz und Stromänderungs¬
geschwindigkeit . 74
4.3.2.3.5 Beeinflussungsfaktor: Induktivität. 76
4.3.2.4 Bedeutung des elektromagnetischen Feldes für die EMV. 81
4.3.3 Leitungsgebundene Störquellen und Störgrößen. 83
4.3.3.1 Einführung . 83
4.3.3.2 Die Spannung als Störgröße bei Berücksichtigung
Ohm'scher Widerstände. 85
4.3.3.3 Die Spannung als Störgröße bei Berücksichtigung
induktiver Widerstände. 88
4.3.3.3.1 Induktiver Widerstand von Mehraderleitungen und -kabeln. 88
4.3.3.3.2 Induktiver Widerstand von Einzelleitern. 90
4.3.3.3.3 Auswirkung des induktiven Widerstands bei verschiedenen
Stromänderungsgeschwindigkeiten bzw. Frequenzen. 91
4.3.3.4
Transiente
Überspannungen. 93
4.3.3.4.1 Einführung . 93
4.3.3.4.2 Auswirkungen von Überspannungen durch Schaltvorgänge. 93
4.3.3.4.3 Überspannungen durch Blitzschlag. 97
4.3.3.4.4 Auswirkungen von Überspannungen durch Blitzschlag . 103
4.3.3.4.5 Überspannungskategorien . 107
4.3.3.4.6 Beurteilung des Überspannungsrisikos . 109
4.3.4 Besonderheiten bei Oberschwingungen. 111
4.3.4.1 Einführung . 111
4.3.4.2 Oberschwingungen als Störgröße. 116
4.3.4.2.1 Die Ausbreitung der Störung. 116
4.3.4.2.2 Das Drehfeld der Oberschwingungen . 117
4.3.4.2.3 Die Blindleistung der Oberschwingung. 118
4.3.4.2.4 Auswirkungen von zwischenharmonischen Oberschwingungen . 123
4.3.4.3 Störquellen, die Oberschwingungen erzeugen. 124
4.3.4.3.1 Einführung . 124
4.3.4.3.2 Gleichrichtung . 124
4.3.4.3.3 Frequenzumrichter. 126
4.3.4.3.4 Phasenanschnittssteuerung/Dimmen . 129
4.3.4.3.5 Magnetisierungsvorgänge. 130
4.3.4.4 Besondere Begriffe beim Thema Oberschwingungen. 131
4.3.4.4.1 Einführung . 131
4.3.4.4.2 Scheitelfaktor/Crestfaktor
ξ
. 132
4.3.4.4.3 Gesamt-Oberschwingungsstrom /0 . 133
4.3.4.4.4 Klirrfaktor und der Oberschwingungsgehalt
к
. 133
4.3.4.4.5 Grundschwingungsgehalt
g
. 134
4.3.4.4.6 Verzemmgsfaktor
d
und der THD-Weit. 135
4.3.4.5 Auswirkungen von Oberschwingungen. 135
4.3.4.5.1 Einführung . 135
4.3.4.5.2 Transformatoren. 136
4.3.4.5.3 Drehende Maschinen. 136
4.3.4.5.4 Leistungsschalter . 136
4.3.4.5.5 Blindleistungsverluste . 137
4.3.4.5.3 Stromverdrängung (Skineffekt). 137
4.3.4.5.6 Neutralleiterüberlastung. 138
4.3.4.5.7 Kompensationsanlagen. 141
4.3.4.5.8 Messgeräte . 142
4.3.4.5.9 Störstrahlungen. 143
4.4 Störsenke . 143
4.5 Kopplungen . 145
4.5.1 Einleitung. 145
4.5.2 Galvanische Kopplung. 146
4.5.3 Kapazitive Kopplung . 147
4.5.4 Induktive Kopplung . 148
4.5.5 Strahlungskopplung. 150
5 Maßnahmen gegen elektromagnetische Beeinflussung . 151
5.1 Einführung. 151
5.2 Das Netzsystem . 152
5.2.1 Darstellung der Netzsysteme. 152
5.2.2 Das TN-System . 154
5.2.2.1 Die Verträglichkeit des TN-Systems bezüglich der EMV. 154
5.2.2.2 Der PEN-Leiter . 155
5.2.2.2.1 Aussagen zum PEN-Leiters in den Normen . 155
5.2.2.2.2 Der Hausanschlusskasten (HAK). 156
5.2.2.2.3 Die Einspeisung der Niederspannungs-Hauptverteilung (NHV) . 159
5.2.2.2.4 Probleme bei bestehenden Gebäuden mit PEN-Leiter . 161
5.2.2.2.5 Gebäudeverbindende Kabel und Leitungen im TN-C-System . 164
5.2.3 Das TT-System. 166
5.2.4 Das IT-System . 169
5.2.5 Erdung des Netzsystems . 169
5.2.5.1 Einführung . 169
5.2.5.2 Die gemeinsame Erdungsanlage . 169
5.2.5.3 Die Erdung. 171
5.2.5.3.1 Einführung . 171
5.2.5.3.2
Fundamenterder
. 171
5.3 Potentialausgleich. 177
5.3.1 Der Potentialausgleich nach
DIN VDE
0100-410 und-540. 177
5.3.1.1 Einführung . 177
5.3.1.2 Der Schutzpotentialausgleich. 179
5.3.1.3 Der zusätzliche Schutzpotentialausgleich . 181
5.3.2 Die kombinierte Potentialausgleichsanlage (CBN) nach
VDE 0800-2-310 . 183
5.3.2.1 Einführung . 183
5.3.2.2 Gebäudeeinführung . 184
5.3.2.3 Leitfähige Rohr- und Kanalsysteme. 187
5.3.2.4 Metallene Gebäudekonstruktionen. 188
5.3.2.5 Kabelträgersysteme . 190
5.3.2.6 Funktions-Potentialausgleichsleiter. 193
5.3.2.7 Potentialausgleichsverbindungen. 195
5.3.2.8 Maschenförmiger und sternförmiger Potentialausgleich. 198
5.3.2.8.1 Das Potentialausgleichs-Netzwerk. 198
5.3.2.8.2 Vergleich zwischen maschen- und sternförmigen
Potentialausgleich. 200
5.3.3 Potentialausgleichsringleiter/Erdungssammelleiter (BRC). 202
5.3.4
Mesh-BN
. 204
5.3.5
Systembezugspotentialebene (SRPP)
. 205
5.3.6 Verschiedene Potentialausgleichsmaßnahmen
im selben Gebäude. 208
5.3.7 Blitzschutz-Potentialausgleich. 208
5.3.7.1 Einführung . 208
5.3.7.2 Einbeziehung von leitfähigen Teilen, die in das Gebäude
eingeführt werden. 211
5.3.7.3 Einbeziehung von leitfähigen Teilen innerhalb des Gebäudes . 211
5.3.7.4 Einbeziehung von aktiven Teilen der elektrischen Anlage . 212
5.4 Leitungsverlegung . 218
5.4.1 Grundsätzliche Anorderangen. 218
5.4.2 Geschützte Verlegung. 219
5.4.3 Sternförmige Energieversorgung. 219
5.4.4 Geeignete Leiteranordnung . 220
5.4.5 Verlegeabstände . 222
5.4.5.1 Einleitung. 222
5.4.5.2 Mindestabstände nach VDE 0800-174-2. 224
5.4.6 Vermeidung von Schleifen. 227
5.4.6.1 Einführung . 227
5.4.6.2 Vermeidung von Störungen durch zusätzliche
Potentialausgleichsverbindungen. 229
5.4.6.3 Vermeidung von Störungen durch besondere Leitungsführung . 230
5.4.6.4 Vermeidung von Störungen durch besonders geschirmte
Kabel und Leitungen . 230
5.5 Schirmung gegen Störfelder. 232
5.5.1 Einführung . 232
5.5.2 Niederfrequente elektrische Felder (Nahfeldbedingungen). 235
5.5.3 Magnetische Felder mit niedrigen und höheren Frequenzen. 237
5.5.3.1 Einführung . 237
5.5.3.2 Magnetostatische Schirmung. 238
5.5.3.3 Wirbelstromschirmung. 240
5.5.4 Hochfrequente magnetische und elektrische Felder . 244
5.5.4.1 Einführung . 244
5.5.4.2 Kabelschirmung bei hohen Frequenzen. 245
Gebäude- und Raumschirmung bei hohen Frequenzen. 248
Besonderheiten bei der Kabelschirmung. 248
Schirmanschluss. 248
Verlegung von geschirmten Kabeln. 253
Besonderheiten bei Kabeln im Außenbereich. 254
Einführung. 254
Kabel mit stromtragfähigem Schirm. 254
Kabel in besonderen Schirmrohren oder -kanälen. 256
Verlegung in besonderen Kabelkanälen. 256
Verdrillte Leitungen. 256
Bewertung von Kabelschirmen . 258
Besonderheiten bei der Raum- oder Gebäudeschirmung . 258
Einführung . 258
Raum- und Gebäudeschirmung nach Gesichtspunkten der EMV . 260
Berücksichtigung des Blitzschutzes nach VDE 0185-305. 264
Filtermaßnahmen bei Oberschwingungen. 266
Einführung. 266
Arten und Auswahl von Filtern . 270
Montage von Filtern. 274
Ausführung des Schaltschranks. 278
Einleitung. 278
Vorbereitende Überlegungen . 279
Auswahl und Montage. 280
Aufteilung des Schaltschranks in Zonen. 280
Sammelschienenaufbau und -anordung. 283
Schutzklasse und Potentialausgleichsverbindungen . 283
Leitungsverlegung . 284
Schirmung des Schaltschranks. 287
Überspannungsschutz und schaltbedingte Störfelder . 288
Aufstellung des Schaltschranks. 291
Einzelmaßnahmen . 292
Besonderheiten bei Frequenzumrichterantrieben. 292
Einleitung. 292
Zwei grundsätzliche Anforderungen bei
Frequenzumrichterantrieben. 296
Potentialausgleich, Leitungsverlegung und Schirmung. 297
Filterung. 298
Primäre Filter. 298
Sekundäre Filter. 300
5.8.1.4.1.1 Einführung . 300
5.8.1.4.1.2 Sinusfilter. 301
5.8.1.4.1.3 dM/dr-Filter. 302
5.8.1.4.1.4 Sonstige Filter . 303
5.8.2 Besonderheiten bei USV-Anlagen. 304
5.8.3 Besonderheiten bei bestehenden Gebäuden mit TN-C-Systemen . 306
5.8.3.1 Alternative Möglichkeiten. 306
Umwandlung eines TN-C-Systems in ein TN-S-System. 306
Überwachung eines sauberen TN-S-Systems . 307
Vorbeugung von Korrosionen . 310
Wie entsteht Korrosion?. 310
Einführung . 310
Chemische Korrosion. 310
Elektrochemische Korrosion . 311
Korrosion durch Konzentrationselemente. 313
Korrosion in Erdungssystemen . 314
Vermeidung von Korrosion . 316
Planung und Dokumentation . 319
Einführung. 319
Die Planung in Phasen. 320
Einführung. 320
Die Entwurfsplanung. 320
Die Ausführungs- oder Detailplanung. 321
Die Bauphase. 323
Die Dokumentation . 326
Einführung. 326
Darstellung des Gesamtkonzeptes. 327
6.3.3
Kabellisten
. 327
6.3.4 Stromlaufpläne. 327
6.3.5 Netzpläne der Energieverteilung . 327
6.3.6 Fundamenterderpläne. 327
6.3.7 Potentialausgleichspläne . 328
6.3.8 Dachaufsicht. 328
6.3.9 Kabeltrassenpläne. 329
6.3.10 Besondere Kabelpläne. 329
6.3.11 Kennzeichnungen. 330
6.3.12 Prüfbericht . 331
6.3.13 Sonstige Listen. 333
7 Prüfung elektrischer Anlage unter Berücksichtigung
der EMV . 335
7.1 Einführung . 335
7.2 Messgeräte . 335
7.2.1 Strommessungen . 335
7.2.2 Feldmessungen. 336
7.2.3 Netzanalysen . 337
7.2.4 Sonstige Messgeräte und Zubehör. 339
7.3 Die Erst- und die Wiederholungsprüfung . 340
7.3.1 Einführung . 340
7.3.2 Sichtprüfung. 341
7.3.3 Messungen . 342
7.3.3.1 Feldmessungen. 342
7.3.3.2 Strommessungen . 343
7.3.3.2.1 Ströme in aktiven Leitern. 343
7.3.3.2.2 Ströme in nicht aktiven Leitern. 344
7.3.3.2.3 Differenzstrommessungen in Verteileranlagen. 344
7.3.3.2.3.1 Messung im Einspeisebereich . 344
7.3.3.2.3.2 Messungen in Abgängen . 346
7.3.3.2.3.3 Messung der Endstromkreise. 346
7.3.3.3 Netzanalyse . 347
8 Literatur . 351
8.1 Normen. 351
8.2 Richtlinien/Leitfäden. 355
8.3 Fachliteratur. 356
Stichwortverzeichnis . 359
Zum Buch
Bücher, die sich mit der elektrischen Instal¬
lation von Gebäuden befassen, kommen
heutzutage kaum mehr um das Thema
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
herum. Trotzdem ist vielfach festzustellen,
dass
sich die damit verbundenen sachli¬
chen Inhalte in der Praxis kaum durchzu¬
setzen scheinen. Vielfach herrscht die An¬
sicht vor,
dass EMV
nur Experten wirklich
interessiert und nur bei besonders kom¬
plizierten Zweckbauten mit extremer infor¬
mationstechnischer Nutzung zu berück¬
sichtigen ist.
Tatsache ist jedoch,
dass
elektrische Anla¬
gen in der heutigen Zeit nur unter Berück¬
sichtigung einer informationstechnischen
Nutzung geplant und errichtet werden kön¬
nen. Aus diesem Grund sind in den letzten
Jahren zahlreiche VDE-Normen herausge¬
geben worden, die eine umfassendere -
weil die EMV einschließende - Sicht der Er¬
richtung elektrischer Anlagen beschreiben.
Leider sind viele dieser Normen in der
Normenreihe VDE 0800 zu finden, mit de¬
nen der Planer bzw. Errichter elektrischer
Energieanlagen oft nicht ausreichend ver¬
traut ¡st. Dadurch entsteht in Bezug auf
die EMV in Gebäuden eine zunehmende
Diskrepanz zwischen Anspruch und Wirk¬
lichkeit. Werden informationstechnische
Einrichtungen in einem Gebäude errichtet,
sind die elektrischen Energieanlagen häu¬
fig bereits fertig installiert und entspre¬
chen nicht in allen Punkten den Anforde¬
rungen, die an solche Einrichtungen zu
stellen sind.
I II
II IMI
I IIII
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III I
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Dieses Buch versucht, die Texte der Nor¬
menreihen VDE 0100 und VDE 0800 in
Bezug auf die EMV darzustellen. Die ent¬
sprechenden Abschnitte behandeln die zu
berücksichtigenden Normen und zeigen
praktisch umsetzbare Wege auf, wie die
beiden Normenwelten VDE 0100 und VDE
0800 zusammengeführt werden können.
Dabei geht es nicht um das maximal Mög¬
liche, sondern um das ökonomisch sinn¬
volle Maß der Berücksichtigung der EMV.
Interessentenkreis
Das Buch richtet sich an Planer und Errich¬
ter elektrischer Anlagen sowie an solche,
die in elektrischen Anlagen prüfend tätig
sind. Verantwortliche und Fachleute in
• Elektrobetrieben (Installationsbetriebe)
• Planungsbüros (Fachplaner)
• Instandhaltungsabteilungen von industri¬
ellen Betrieben (Elektrowerkstatt)
• Sachverständigenbüros (Überwachungs¬
und Prüforganisationen usw.)
• Aus- und Fortbildungsmaßnahmen im
Bereich EMV (Teilnehmer)
finden hier ein Nachschlagewerk vor, das
zu Einzelthemen, aber auch zu ganzen
Themenkomplexen, reichhaltige Informa¬
tionen für die praktische Arbeit liefert.
Aber auch in der Ausbildung in beruflichen
Schulen sowie bei der Meister-, Techniker¬
und Ingenieurausbildung wird das Buch
eine wertvolle Hilfe sein.
Jeder, der sich mit den Themen dieses
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andersetzen
muss,
findet hier eine Fülle
von Anregungen und Hinweisen. |
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