(e) a n w e n d u n g s r i c h t l i n i e

8.2 Netze mit hochohmig isoliertem Sternpunkt und
Erdschluss-Abschaltung
Die temporären Überspannungen sind gleich hoch wie die im
Abschnitt 8.1. Die frühzeitige Abschaltung des Erdschlusses
ermöglicht jedoch eine Verkleinerung von Uc
um den Faktor T.
Erfolgt beispielsweise die Erdschlussabschaltung nach höchstens
t = 10 s, dann ergibt sich mit Hilfe von Bild 7 die Reduktion T = 1,26.
Uc
>
Um
-----
T
für Ableiter zwischen Phase und Erde.
Um
Uc
> ----------- für Ableiter zwischen dem
T * √3
Transformator-Sternpunkt und Erde.
8.3 Netze mit niederohmiger Sternpunkterdung (C e < 1,4)
In solchen Netzen sind mindestens so viele Transformatoren im
Sternpunkt niederohmig geerdet, dass bei Erdschlüssen die
Phasenspannung im ganzen Netz nie über 1,4 p.u. ansteigt
(Erdfehlerfaktor Ce < 1,4). Daher ist UTOV < 1,4 * U m / √3. Es darf
angenommen werden, dass die Abschaltzeit des Erdschlusses
höchstens t=3sbeträgt. Daraus folgt (zum Beispiel für den
Ableiter MWK) T = 1,28, so dass gilt:
U
c
1,4 * Um
1,1 * Um
> ------------- = ------------- für Ableiter
1,28 * √3 √3 zwischen Phase und Erde.
Die Spannung an den Sternpunkten der nicht geerdeten
Transformatoren erreicht höchstens U = 0,4 * U :
TOV
Uc
>
0,4 * Um
---------- = 0,32 * Um
für Ableiter zwischen
1,28 Transformator-Sternpunkt
und Erde.
8.4 Netze mit niederohmig geerdeten Sternpunkten,
aber nicht überall Ce < 1,4
Für Ableiter in der Nähe des im Sternpunkt geerdeten
Transformators kann Uc
entsprechend Abschnitt 8.3 gewählt
werden, da hier Ce
< 1,4 zutrifft.
Sind die Ableiter aber einige km vom Transformator entfernt, z.B.
bei einem entfernten Übergang von einer Freileitung zu einem
Kabel, dann ist Vorsicht geboten. Ist der Boden ausgetrocknet oder
besteht er aus Fels, so ist der Untergrund relativ hochohmig. Dies
kann dazu führen, dass die Phasenspannung am Ort des Ableiters
in die Nähe von Um
kommt, weshalb in diesem Fall zu empfehlen
ist: Um
Uc
> -------- für Ableiter zwischen Phase und Erde
T
Im allgemeinen wird die Erdschlussüberwachung den Erdschluss
rasch abschalten (t < 3 s): also T = 1,28 (für den Ableiter MWK).
Unter extrem schlechten Erdungsbedingungen, wie z.B in
Wüstenregionen, fliesst unter Umständen beim entfernten
Erdschluss nur ein geringer Kurzschlussstrom. Wird dieser durch
die Überwachung nicht erfasst, so unterbleibt die Ausschaltung.
Die Ableiter in der Nähe des Erdschlusses sind für längere Zeit mit
Umbelastet, weshalb hier Uc > Umzu wählen ist.
Zur Erinnerung: befinden sich die Ableiter im eben beschriebenen
Netz beim Transformator mit niederohmig geerdetem Sternpunkt,
so ist Uc
> 1,4 * U m/ 1,28 * √3 zulässig. Es empfiehlt sich, die
Erdanschlüsse der Ableiter mit dem Transformator-Kessel
galvanisch zu verbinden und diese Verbindungen möglichst kurz
zu gestalten.
m
8.5 Netze mit niederohmiger Sternpunkterdung und C e > 1,4
Dies betrifft Netze, welche mit einer Impedanz geerdet sind, damit
der Kurzschlusstrom auf beispielsweise 2 kA begrenzt wird. Im
Erdschlussfall steigt die Spannung in den "gesunden" Phasen auf
U m. Bei ohmscher Sternpunkterdung kann die Spannung auch 5%
höher als Um
sein. Ist die Ausschaltzeit des Erdschlusses
höchstens t = 10 s, dann ergibt sich mit T = 1,26 (für den MWK):
1,05 * Um
Uc
> -------------- = 0,84 U m.
T
8.6 Ableiter zwischen den Phasen (Neptunschaltung)
In speziellen Fällen wie z.B. beim Transformator von
Lichtbogenofenanlagen treten Schaltüberspannungen auf, welche
durch die Ableiter zwischen Phase und Erde nur ungenügend
begrenzt werden. Hier sind Ableiter zwischen den Phasen
einzusetzen:
U > U für Ableiter zwischen den Phasen.
Der Ableiterschutz besteht dann aus 6 Ableitern, 3 zwischen den
Phasen und 3 zwischen Phase und Erde.
Bild 9 zeigt als Abwandlung davon eine Ableiterschaltung, welche
wegen der Anordnung der Ableiter Neptunschaltung genannt wird.
Sie besteht aus 4 gleichen Ableitern. Zwischen Phase und Erde
sowie zwischen den Phasen sind jeweils 2 Ableiter in Serie
geschaltet. Diese Anordnung liefert daher einen Überspannungsschutz
sowohl zwischen Phase und Erde als auch zwischen den
Phasen. Sie hat aber einen wesentlichen Nachteil gegenüber der
oben beschriebenen Anordnung mit 6 Ableitern. Bei einem
Erdschluss z.B. in der Phase des Ableiters A1 sind die Ableiter A1
und A4 parallel geschaltet. Da sich die Ableiter bei
Dauerbetriebsspannung kapazitiv verhalten, bilden alle 4 Ableiter
zusammen ein unsymmetrisches kapazitives System.
Dies hat zur Folge, dass die Spannung an den Ableitern A2 und A3
den Wert 0,667 * U erreicht. Alle 4 Ableiter müssen daher für
U
c
c
m
> 0,667 * U
m
m
ausgelegt werden. Das Schutzniveau dieser Schaltung, bei der
immer zwei Ableiter in Serie liegen, entspricht also dem von
Ableitern mit Uc>
1,334 * U m. Bei der Anordnung mit 6 Ableitern
reicht dagegen Uc
> Um
aus. Das Schutzniveau bei der
Neptunschaltung ist also 33 % höher als bei der Anordnung mit 6
Ableitern.
Bild 9
Uc>
Um
T
Uc>
Um
A1
a) b)
Überspannungsschutz zwischen Phase und Erde
und zwischen den Phasen
T:
a):
b):
A1, A2, A3, A4
A2
A4
A3
Transformator
Ableiterschutz mit 6 Ableitern
Neptunschaltung
vier gleiche Ableiter mit U c> 0.667 x Um
T
Uc>
0,667 x Um
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