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Einhaltung von EMV-Schutzzielen in Niederspannungs-Schaltanlagen

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<strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> <strong>von</strong> <strong>EMV</strong>-<strong>Schutzzielen</strong> <strong>in</strong> <strong>Niederspannungs</strong>-<strong>Schaltanlagen</strong><br />

Die steigende Technisierung <strong>in</strong> Büro, Gewerbe und Industrie und die damit zwangsläufig verbundene höhere Installationsdichte elektrischer<br />

und elektronischer Systeme verlangt Maßnahmen zur <strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> <strong>von</strong> <strong>EMV</strong>-<strong>Schutzzielen</strong>.<br />

Generelle Ausgangslage<br />

Zunehmende elektrische, magnetische und elektromagnetische Bee<strong>in</strong>flussung<br />

Mit dem Vordr<strong>in</strong>gen der Elektronik hat sich die Gesamtheit aller elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Bee<strong>in</strong>flussungen, die<br />

leitungsgebunden oder als elektromagnetische Strahlung e<strong>in</strong> Betriebsmittel erreichen und dieses gegebenenfalls <strong>in</strong> se<strong>in</strong>er Funktion<br />

bee<strong>in</strong>trächtigen kann, wesentlich gesteigert.<br />

<strong>EMV</strong> <strong>in</strong> Haushalt, Büro, Gewerbe und Industrie<br />

Mit steigender Technisierung <strong>in</strong> Haushalt, Büro, Gewerbe und Industrie nimmt zwangsläufig die Installationsdichte elektrischer und<br />

elektronischer Systeme zu, mit möglichen negativen Folgen; es wächst die Gefahr, dass sich e<strong>in</strong>gesetzte Geräte und Systeme mit ihren<br />

elektrischen und magnetischen Feldern gegenseitig stören und bee<strong>in</strong>flussen. Mit dieser Problematik beschäftigt sich die sogenannte<br />

elektromagnetische Verträglichkeit (<strong>EMV</strong>). Diese ist gerade dann <strong>von</strong> großer Bedeutung, wenn elektrisch und elektronisch betriebene<br />

Geräte, Anlagen oder komplexe Systeme <strong>in</strong> großer Zahl e<strong>in</strong>gesetzt werden, wie z.B. <strong>in</strong> der Industrieautomation, <strong>in</strong> Anlagen mit<br />

umfangreicher Informationstechnik oder <strong>in</strong> der Gebäudetechnik.<br />

Merke!<br />

Fehlfunktionen s<strong>in</strong>d im günstigsten Fall nur ärgerlich, <strong>in</strong> Produktionsanlagen und Produktionsprozessen jedoch immer mit<br />

hohen Kosten verbunden!<br />

Beachtung der <strong>EMV</strong> immer wichtiger<br />

Unter der elektromagnetischen Verträglichkeit (<strong>EMV</strong>) versteht man<br />

die Fähigkeit e<strong>in</strong>er elektrischen E<strong>in</strong>richtung <strong>in</strong> ihrer elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren, ohne irgende<strong>in</strong>e<br />

E<strong>in</strong>richtung <strong>in</strong> dieser Umgebung unzulässig elektromagnetisch zu bee<strong>in</strong>flussen.<br />

Geräte, die elektromagnetische Störungen verursachen können oder deren Betrieb durch diese Störungen bee<strong>in</strong>trächtigt werden kann,<br />

müssen so hergestellt werden, dass<br />

e<strong>in</strong> bestimmungsgemäßer Betrieb <strong>von</strong> Funk- und Telekommunikationsgeräten sowie sonstigen Geräten möglich ist; und<br />

die Geräte e<strong>in</strong>e angemessene Festigkeit gegen elektromagnetische Störungen aufweisen, sodass e<strong>in</strong> bestimmungsgemäßer Betrieb<br />

möglich ist.<br />

Sicherstellung der <strong>EMV</strong> notwendig<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen be<strong>in</strong>halten mehr oder weniger zufällige Komb<strong>in</strong>ationen unterschiedlicher Betriebsmittel, jedoch ist der E<strong>in</strong>satz<br />

elektronischer Betriebsmittel <strong>in</strong> <strong>Niederspannungs</strong>anlagen der Energie- und Automatisierungstechnik steigend. Gerade hier wird die<br />

Sicherstellung e<strong>in</strong>er elektromagnetischen Verträglichkeit (<strong>EMV</strong>) immer schwieriger, da sich Störquellen und Störsenken räumlich mehr<br />

und mehr nähern.<br />

Dies trifft <strong>in</strong>sbesondere bei Schaltschränken und -gehäusen zu, da <strong>in</strong> ihnen oft zahlreiche elektrische und elektronische Bauteile platziert<br />

und verdrahtet s<strong>in</strong>d. Ger<strong>in</strong>ge Abstände zwischen den kompakten Betriebsmitteln und den zugehörigen elektrischen Verb<strong>in</strong>dungsleitungen<br />

verursachen hierbei auf unterschiedliche Weise E<strong>in</strong>kopplungen <strong>von</strong> Störungen.<br />

Gesetzliche Grundlagen<br />

Verb<strong>in</strong>dlichkeit <strong>von</strong> Vorschriften und Bestimmungen für die Sicherheit elektrischer Anlagen<br />

Um Leben, Gesundheit und Eigentum se<strong>in</strong>er Bürger zu schützen, hat der Staat mit Beg<strong>in</strong>n der Industrialisierung Gesetze erlassen, welche<br />

die Anwendung <strong>von</strong> Energie und den Gebrauch <strong>von</strong> technischen Arbeitsmitteln sicher machen sollen. Die Notwendigkeit, für die Sicherheit<br />

elektrischer Anlagen und Betriebsmittel zu sorgen, ergibt sich aus zw<strong>in</strong>genden gesetzlichen Vorschriften.<br />

Insbesondere s<strong>in</strong>d hier <strong>von</strong> Bedeutung:<br />

das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG)<br />

das Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG)<br />

die berufsgenossenschaftlichen Vorschriften (BGV)<br />

Unter anderem wird <strong>in</strong> diesen aufgeführten gesetzlichen Vorschriften gefordert, dass h<strong>in</strong>sichtlich der Sicherheit beim<br />

Errichten elektrischer Anlagen,<br />

Herstellen elektrischer Betriebsmittel und<br />

Betrieb elektrischer Anlagen und Betriebsmittel<br />

die allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik zu beachten s<strong>in</strong>d.<br />

Abb. 1: Relevante Gesetze, Vorschriften und Bestimmungen im Überblick


DIN-VDE-Bestimmungen gelten als allgeme<strong>in</strong> anerkannte Regeln der Technik<br />

Für die Sicherheit <strong>in</strong> der Elektrotechnik s<strong>in</strong>d als allgeme<strong>in</strong> anerkannte Regeln der Technik vor allem die Festlegungen <strong>von</strong> Bedeutung, die<br />

<strong>von</strong> der Deutschen Elektrotechnischen Kommission (DKE) im DIN und VDE erarbeitet und als DIN-VDE-Bestimmungen <strong>in</strong> das VDE-<br />

Vorschriftenwerk und gleichzeitig <strong>in</strong> das deutsche Normenwerk aufgenommen werden. Die DKE ist heute als zuständige deutsche Stelle für<br />

die Harmonisierung der elektrotechnischen Normen im Rahmen der Europäischen Union für e<strong>in</strong> elektrotechnisches Normenwerk <strong>von</strong> über<br />

57.000 Seiten mit steigender Tendenz verantwortlich.<br />

Rechtsvorschriften s<strong>in</strong>d <strong>von</strong> besonderer Bedeutung<br />

Neben den oben aufgeführten gesetzlichen Vorschriften s<strong>in</strong>d heute weiterh<strong>in</strong> <strong>von</strong> Bedeutung:<br />

das Zweite Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsrechts zum Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) <strong>in</strong> der gültigen Fassung<br />

vom 07.07.2005<br />

das Gesetz zur Neuordnung der Sicherheit <strong>von</strong> technischen Arbeitsmitteln und Verbraucherprodukten – hier Geräte- und<br />

Produktsicherheitsgesetz (GPSG) – <strong>in</strong> der heute gültigen Fassung vom 01.05.2004<br />

die berufsgenossenschaftliche Vorschrift „BGV A3 – Elektrische Anlagen und Betriebsmittel“ gültig ab 01.04.1979 (UVV VBG 4) <strong>in</strong><br />

der neuen Fassung (BGV A3) vom 01.01.2005<br />

Energiewirtschaftsgesetz (Zweites Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsrechts)<br />

In der Durchführungsverordnung des Energiewirtschaftsgesetzes (DVO) <strong>von</strong> 1935 wurde bereits der quasi rechtsverb<strong>in</strong>dliche Status der DIN-<br />

VDE-Bestimmungen präzisiert:<br />

Energieerzeugungs-, Verteilungs- und Verbrauchsanlagen müssen nach anerkannten Regeln der Technik errichtet werden und<br />

„als solche gelten die Vorschriften des Verbandes Deutscher Elektrotechniker“.<br />

<strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> der allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik<br />

Entsprechend dem Zweiten Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsrechts zum Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) wurden die<br />

Anforderungen an Energieanlagen im Teil 6 <strong>in</strong> § 49 nochmals klar def<strong>in</strong>iert und gefordert (siehe Tab. 1).<br />

Tab. 1: Auszug aus dem Energiewirtschaftsgesetz (§ 49 EnWG)<br />

Teil 6: Sicherheit und Zuverlässigkeit der Energieversorgung<br />

㤠49 Anforderungen an Energieanlagen<br />

Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung<br />

(1) Energieanlagen s<strong>in</strong>d so zu errichten und zu betreiben, dass die technische Sicherheit gewährleistet ist. Dabei s<strong>in</strong>d vorbehaltlich sonstiger<br />

Rechtsvorschriften die allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik zu beachten.<br />

(2) Die <strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> der allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik wird vermutet, wenn bei Anlagen zur Erzeugung, Fortleitung und Abgabe <strong>von</strong><br />

1. Elektrizität die technischen Regeln des Verbandes der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.,<br />

2. Gas die technischen Regeln der Deutschen Vere<strong>in</strong>igung des Gas- und Wasserfaches<br />

e<strong>in</strong>gehalten worden s<strong>in</strong>d.


e<strong>in</strong>gehalten worden s<strong>in</strong>d.<br />

(3) Bei Anlagen oder Bestandteilen <strong>von</strong> Anlagen, die nach den <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em anderen Mitgliedstaat der Europäischen Union oder <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em anderen Vertragsstaat des<br />

Abkommens über den Europäischen Wirtschaftsraum geltenden Regelungen oder Anforderungen rechtsmäßig hergestellt und <strong>in</strong> den Verkehr gebracht wurden<br />

und die gleiche Sicherheit gewährleisten, ist da<strong>von</strong> auszugehen, dass die Anforderungen nach Absatz 1 an die Beschaffenheit der Anlagen erfüllt s<strong>in</strong>d. In<br />

begründeten E<strong>in</strong>zelfällen ist auf Verlangen der nach Landesrecht zuständigen Behörde nachzuweisen, dass die Anforderungen nach Satz 1 erfüllt s<strong>in</strong>d.“<br />

Bemerkenswert im Gesetzestext s<strong>in</strong>d die folgenden Sachverhalte:<br />

Forderung nach <strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> der allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik<br />

Vermutungswirkung<br />

Abweichungen unter bestimmten Voraussetzungen zulässig<br />

weitergehende Anforderungen <strong>in</strong> anderen Gesetzen, z.B. Geräte- und Produktsicherheitsgesetz und Unfallverhütungsvorschriften<br />

(berufsgenossenschaftliche Vorschriften)<br />

Für Elektrofachkräfte ist es wichtig zu wissen, dass die DIN-VDE-Bestimmungen für den Bereich der Elektrotechnik als allgeme<strong>in</strong><br />

anerkannte Regeln der Technik gelten. Wenn also die DIN-VDE-Bestimmungen e<strong>in</strong>gehalten werden, kann somit richtiges, ausreichend<br />

sicherheitstechnisches Handeln seitens der Elektrofachkräfte vermutet werden (Vermutungswirkung).<br />

Gleichwertige Sicherheit ist bei Abweichungen nachzuweisen<br />

Abweichungen <strong>von</strong> den allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik s<strong>in</strong>d zulässig, wenn auf andere Weise die gleiche Sicherheit<br />

gewährleistet wird. Hauptproblem <strong>in</strong> solchen Fällen ist, die gleichwertige Sicherheit zu bestimmen bzw. nachzuweisen. Dies könnte z.B.<br />

durch andere technische Regelwerke und Festlegungen (berufsgenossenschaftliche Vorschriften, VdS-Richtl<strong>in</strong>ien, Herstellerangaben usw.)<br />

und/oder durch zusätzliche Nachweise, Prüfungen oder Gutachten anerkannter Prüfstellen erfolgen.<br />

Der Betreiber und der Planer elektrischer Anlagen wie auch der Hersteller und der Errichter elektrischer Anlagen und zugehöriger<br />

Betriebsmittel (Schaltgeräte und Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen) müssen stets sehr sorgfältig die Entwicklung neuer Bestimmungen beachten,<br />

denn<br />

bei der Rechtsprechung gelten zunächst stets die aktuell gültigen (heute gültigen!) allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der<br />

Technik.<br />

Personen-, Tier- und Sachschutz s<strong>in</strong>d zu gewährleisten<br />

Elektrische Anlagen müssen so ausgeführt und betrieben werden, dass Personen-, Tier- und Sachschutz gewährleistet werden. Um diese<br />

Schutzziele zu erfüllen, s<strong>in</strong>d im Wesentlichen elektrische Betriebsmittel bzw. elektrische Verbraucher vorschriftsmäßig auszuwählen und<br />

zu errichten sowie bestimmungsgemäß zu betreiben. Als wichtigste Grundlage gelten hierbei<br />

die Anforderungen der DIN VDE 0100 – „Errichten <strong>von</strong> <strong>Niederspannungs</strong>anlagen“ sowie<br />

die Anforderungen der DIN EN 50110 (VDE 0105) – „Betrieb <strong>von</strong> elektrischen Anlagen“.<br />

<strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie<br />

In dem 1957 geschlossenen EWG-Vertrag, der seither <strong>in</strong> vielen Punkten geändert oder ergänzt worden ist, heißt es im Artikel 100:<br />

„Der Rat erlässt auf Vorschlag der Kommission Richtl<strong>in</strong>ien für die Angleichung derjenigen Rechts- und Verwaltungsvorschriften der<br />

Mitgliedstaaten, die sich unmittelbar auf Errichten und Funktionieren des geme<strong>in</strong>samen Marktes auswirken.“<br />

Die elf Sicherheitsziele der <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie s<strong>in</strong>d e<strong>in</strong>zuhalten<br />

Auf Artikel 100 basiert auch die <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie, <strong>in</strong> welcher die elf Sicherheitsziele für nahezu alle elektrischen Betriebsmittel<br />

zur Verwendung <strong>in</strong>nerhalb <strong>von</strong> 50 V bis 1.000 V Wechselstrom bzw. 75 V bis 1.500 V Gleichstrom festgelegt s<strong>in</strong>d. Diese<br />

Sicherheitsziele s<strong>in</strong>d zw<strong>in</strong>gend e<strong>in</strong>zuhalten!<br />

Nur solche Betriebsmittel, die den elf Sicherheitszielen des Anhangs I der <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie entsprechen, dürfen nach Artikel 2<br />

dieser Richtl<strong>in</strong>ie <strong>von</strong> den Herstellern auf den Markt gebracht oder <strong>in</strong> anderer Form an den Endverbraucher oder Endbenutzer abgegeben<br />

werden.<br />

Tab. 2: Die elf Sicherheitsziele für elektrische Betriebsmittel (Anhang I der <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie)<br />

Wichtigste Angaben über die elf Sicherheitsziele für elektrische Betriebsmittel zur Verwendung <strong>in</strong>nerhalb bestimmter Spannungsgrenzen<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>e Bed<strong>in</strong>gungen<br />

„a) Die wesentlichen Merkmale, <strong>von</strong> deren Kenntnis und Beachtung e<strong>in</strong>e bestimmungsmäßige und gefahrlose Verwendung abhängt, s<strong>in</strong>d auf den elektrischen<br />

Betriebsmitteln oder, falls dies nicht möglich ist, auf e<strong>in</strong>em beigegebenen H<strong>in</strong>weis abzugeben.<br />

b) Das Herstellerzeichen oder die Handelsmarke ist deutlich auf den elektrischen Betriebsmitteln oder, wenn dies nicht möglich ist, auf der Verpackung<br />

angebracht.<br />

c) Die elektrischen Betriebsmittel sowie ihre Bestandteile s<strong>in</strong>d so beschaffen, dass sie sicher und ordnungsgemäß verbunden oder angeschlossen werden<br />

können.<br />

d) Die elektrischen Betriebsmittel s<strong>in</strong>d so konzipiert und beschaffen, dass bei bestimmungsmäßiger Verwendung und ordnungsmäßiger Unterhaltung der<br />

Schutz vor den <strong>in</strong> den Abschnitten 2 und 3 aufgeführten Gefahren gewährleistet ist.“<br />

2. Schutz vor Gefahren, die <strong>von</strong> elektrischen Betriebsmitteln ausgehen können<br />

„Technische Maßnahmen s<strong>in</strong>d gemäß Abschnitt 1 vorgesehen, damit:<br />

a) Menschen und Nutztiere angemessen vor den Gefahren e<strong>in</strong>er Verletzung oder anderen Schäden geschützt s<strong>in</strong>d, die durch direkte oder <strong>in</strong>direkte Berührung


verursacht werden können;<br />

b) ke<strong>in</strong>e Temperaturen, Lichtbogen oder Strahlungen entstehen, aus denen sich Gefahren ergeben können;<br />

c) Menschen, Nutztiere und Sachen angemessen vor nicht elektrischen Gefahren geschützt werden, die erfahrungsgemäß <strong>von</strong> elektrischen Betriebsmitteln<br />

ausgehen;<br />

d) die Isolierung den vorgesehenen Beanspruchungen angemessen ist.“<br />

3. Schutz vor Gefahren, die durch äußere E<strong>in</strong>wirkungen auf elektrische Betriebsmittel entstehen können<br />

„Technische Maßnahmen s<strong>in</strong>d gemäß Abschnitt 1 vorgesehen, damit die elektrischen Betriebsmittel:<br />

a) den vorgesehenen mechanischen Beanspruchungen so weit standhalten, dass Menschen, Nutztiere oder Sachen nicht gefährdet werden;<br />

b) unter den vorgesehenen Umgebungsbed<strong>in</strong>gungen den nicht mechanischen E<strong>in</strong>wirkungen soweit standhalten, dass Menschen, Nutztiere oder Sachen nicht<br />

gefährdet werden;<br />

c) bei den vorgesehenen Überlastungen Menschen, Nutztiere oder Sachen <strong>in</strong> ke<strong>in</strong>er Weise gefährden.“<br />

Verantwortung zur <strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> der elf Sicherheitsziele liegt beim Hersteller<br />

Als Hersteller z.B. e<strong>in</strong>er Schaltanlage (Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation) gilt die Firma, welche die Verantwortung für diese Anlage übernimmt, so<br />

Abschnitt 5.1 der VDE 0660 Teil 500 – „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 1: Typgeprüfte und partiell typgeprüfte<br />

Komb<strong>in</strong>ationen“ der deutschen Fassung der entsprechenden Europa-Norm DIN EN 60439-1, welche wiederum mit der <strong>in</strong>ternationalen IEC-<br />

Publikation IEC 439 übere<strong>in</strong>stimmt. Die Europa-Norm DIN EN 60439 ist <strong>in</strong> der Liste der Normen für Produkte, die unter die<br />

<strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie fallen, enthalten.<br />

Damit schließt sich der Kreis:<br />

Die Europäische Union setzt ihre Politik <strong>in</strong> Richtl<strong>in</strong>ien um.<br />

Die Richtl<strong>in</strong>ien, z.B. für den <strong>Schaltanlagen</strong>-Hersteller zutreffend, s<strong>in</strong>d<br />

- die <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie,<br />

- die <strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie sowie<br />

- die Masch<strong>in</strong>en-Richtl<strong>in</strong>ie.<br />

Richtl<strong>in</strong>ien müssen <strong>von</strong> den Mitgliedsstaaten <strong>in</strong> nationales Recht umgewandelt werden.<br />

CE ist das juristische Zeichen des Gesetzes und daher verpflichtend.<br />

Die Erfüllung europäisch harmonisierter Normen führt zur Vermutung der Gesetzes-Konformität.<br />

Damit wird auch die rechtliche Stellung der DIN-VDE-Bestimmungen deutlich:<br />

Ihre Anwendung wird vom Gesetzgeber nicht verlangt, sie ist und bleibt freiwillig.<br />

Richtet sich der Hersteller jedoch danach, so wird da<strong>von</strong> ausgegangen, dass er auch die grundlegenden Sicherheitsanforderungen der<br />

entsprechenden Richtl<strong>in</strong>ien e<strong>in</strong>hält. Voraussetzung ist, dass die zugrunde liegende Norm unter der jeweiligen Liste aufgeführt ist.<br />

<strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie und zugehörige Bestimmungen s<strong>in</strong>d maßgebend<br />

Diese Liste der unter der <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie aufgeführten Normen und Bestimmungen umfasst <strong>in</strong>zwischen über 300<br />

E<strong>in</strong>zelbestimmungen, darunter u.a.:<br />

DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500) – „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 1: Typgeprüfte und partiell typgeprüfte<br />

Komb<strong>in</strong>ationen“<br />

DIN EN 60439-2 (VDE 0660 Teil 502) – „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 2: Besondere Anforderungen an<br />

Schienenverteiler“<br />

DIN EN 60439-3 (VDE 0660 Teil 504) – „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 3: Besondere Anforderungen an<br />

<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen, zu deren Bedienung Laien Zutritt haben – Installationsverteiler“<br />

DIN EN 60439-4 (VDE 0660 Teil 501) – „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 4: Besondere Anforderungen an<br />

Baustromverteiler (BV)“<br />

DIN EN 60439-5 (VDE 0660 Teil 503) – „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 5: Besondere Anforderungen für<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen <strong>in</strong> Energieverteilungsnetzen“<br />

DIN EN 60204-1 (VDE 0113 Teil 1) – „Sicherheit <strong>von</strong> Masch<strong>in</strong>en – Elektrische Ausrüstung <strong>von</strong> Masch<strong>in</strong>en – Teil 1: Allgeme<strong>in</strong>e<br />

Anforderungen“<br />

<strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie<br />

Die Schutzanforderungen gemäß Anhang I der <strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie s<strong>in</strong>d zu berücksichtigen<br />

Entsprechend der <strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie <strong>in</strong> der Neufassung 2004/108/EG vom 01.03.2005 orientieren sich die Anforderungen an den unter Artikel 1<br />

genannten Betriebsmitteln. Diese müssen die <strong>in</strong> Anhang I dieser <strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie aufgeführten grundlegenden Anforderungen erfüllen:<br />

1. Schutzanforderungen<br />

„Betriebsmittel müssen nach dem Stand der Technik so konstruiert und gefertigt se<strong>in</strong>, dass<br />

a) die <strong>von</strong> ihnen verursachten elektromagnetischen Störungen ke<strong>in</strong>en Pegel erreichen, bei dem e<strong>in</strong> bestimmungsgemäßer Betrieb<br />

<strong>von</strong> Funk- und Telekommunikationsgeräten oder anderen Betriebsmitteln nicht möglich ist;<br />

b) sie gegen die bei bestimmungsgemäßem Betrieb zu erwartenden elektromagnetischen Störungen h<strong>in</strong>reichend unempf<strong>in</strong>dlich s<strong>in</strong>d,<br />

um ohne unzumutbare Bee<strong>in</strong>trächtigung bestimmungsgemäß arbeiten zu können.<br />

2. Besondere Anforderungen an ortsfeste Anlagen


2. Besondere Anforderungen an ortsfeste Anlagen<br />

Installation und vorgesehene Verwendung der Komponenten:<br />

Ortsfeste Anlagen s<strong>in</strong>d nach den allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik zu <strong>in</strong>stallieren und im H<strong>in</strong>blick auf die Erfüllung der<br />

Schutzanforderungen des Abschnitts 1 s<strong>in</strong>d die Angaben zur vorgesehenen Verwendung der Komponenten zu berücksichtigen. Diese<br />

allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik s<strong>in</strong>d zu dokumentieren, und der Verantwortliche bzw. die Verantwortlichen halten die<br />

Unterlagen für die zuständigen e<strong>in</strong>zelstaatlichen Behörden zu Kontrollzwecken zur E<strong>in</strong>sicht bereit, solange die ortsfeste Anlage <strong>in</strong><br />

Betrieb ist.<br />

Steigender Anteil elektronischer Betriebsmittel <strong>in</strong> konventionellen <strong>Schaltanlagen</strong><br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen be<strong>in</strong>halten mehr oder weniger zufällige Komb<strong>in</strong>ationen <strong>von</strong> Betriebsmitteln, jedoch ist der E<strong>in</strong>satz<br />

elektronischer Betriebsmittel auch <strong>in</strong> konventionellen <strong>Schaltanlagen</strong> steigend. Diese elektronischen Betriebsmittel können andauernde<br />

elektromagnetische Störungen erzeugen; sie müssen deshalb die speziellen Anforderungen der zutreffenden <strong>EMV</strong>-Produkt- und <strong>EMV</strong>-<br />

Fachgrundnorm erfüllen sowie für die vorgesehene <strong>EMV</strong>-Umgebung geeignet se<strong>in</strong>, die der Hersteller der Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation angibt.<br />

Abb. 2: Schutzmaßnahmen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (<strong>EMV</strong>)<br />

Es ist also zunächst nach DIN EN 60439-1:2005-01 (VDE 0660 Teil 500) zu unterscheiden <strong>in</strong><br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen ohne e<strong>in</strong>gebaute elektronische Betriebsmittel und<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen mit e<strong>in</strong>gebauten elektronischen Betriebsmitteln.<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen ohne e<strong>in</strong>gebaute elektronische Betriebsmittel<br />

Ke<strong>in</strong>e Nachweise erforderlich, sofern ke<strong>in</strong>e elektronischen Betriebsmittel enthalten s<strong>in</strong>d<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen, die ke<strong>in</strong>e elektronischen Betriebsmittel enthalten, s<strong>in</strong>d nicht empf<strong>in</strong>dlich gegen elektromagnetische Störungen,<br />

sodass ke<strong>in</strong>e Störfestigkeitsprüfungen erforderlich s<strong>in</strong>d.<br />

Elektromagnetische Störungen können hier nur bei gelegentlichen Schaltvorgängen erzeugt werden; diese s<strong>in</strong>d jedoch auf<br />

Schaltüberspannungen im Millisekundenbereich begrenzt, deren Größe die Bemessungsstoßspannung der betreffenden Stromkreise<br />

nicht übersteigt. Die Frequenz, Höhe und Auswirkung dieser Störaussendungen s<strong>in</strong>d als Teil der normalen elektromagnetischen Umgebung<br />

<strong>von</strong> <strong>Niederspannungs</strong>-Installationen anzusehen. Die Anforderungen für die elektromagnetische Störaussendung gelten als erfüllt; Nachweise<br />

s<strong>in</strong>d somit nicht erforderlich!<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen mit e<strong>in</strong>gebauten elektronischen Betriebsmitteln<br />

Vorgegebene <strong>EMV</strong>-Prüfanforderungen s<strong>in</strong>d beim E<strong>in</strong>satz elektronischer Betriebsmittel zu beachten<br />

An fertigen Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen brauchen ke<strong>in</strong>e Prüfungen oder Nachweise zur Störfestigkeit und Störaussendung vorgenommen zu<br />

werden, wenn folgende Bed<strong>in</strong>gungen erfüllt s<strong>in</strong>d:<br />

a) Die e<strong>in</strong>gebauten Betriebsmittel s<strong>in</strong>d für die vorgesehene <strong>EMV</strong>-Umgebung vom Hersteller des Betriebsmittels <strong>in</strong> Übere<strong>in</strong>stimmung mit<br />

den zutreffenden <strong>EMV</strong>-Produkt- und <strong>EMV</strong>-Fachgrundnormen vorgesehen.<br />

b) Der <strong>in</strong>terne E<strong>in</strong>bau und die Verdrahtung s<strong>in</strong>d entsprechend den Angaben des Herstellers der Betriebsmittel ausgeführt.<br />

Achtung!<br />

Bauanweisungen bzw. „Anweisungen des Herstellers“ bezüglich<br />

gegenseitiger Bee<strong>in</strong>flussung,<br />

Leitungsart sowie Leitungsanordnung und Leitungsverlegung,<br />

Verwendung abgeschirmter Leitungen bzw. Kabel,<br />

Erdung und Schirmung usw.<br />

beachten (siehe auch nachfolgenden Abschnitt „<strong>EMV</strong>-Schutzmaßnahmen <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>er Schaltanlage“)!<br />

In allen anderen Fällen s<strong>in</strong>d die <strong>EMV</strong>-Anforderungen durch Prüfungen <strong>in</strong> Übere<strong>in</strong>stimmung mit den <strong>EMV</strong>-Prüfanforderungen h<strong>in</strong>sichtlich<br />

der Störfestigkeitsprüfung unter Berücksichtigung des Schärfegrads und<br />

der Störaussendungsprüfung unter Berücksichtigung der Umgebung (A oder B)<br />

nachzuweisen (siehe Abb. 2).


E<strong>in</strong>satz <strong>von</strong> Betriebsmitteln mit CE-Kennzeichen bevorzugen<br />

Für e<strong>in</strong>en <strong>EMV</strong>-gerechten Schaltschrankaufbau sollte die ausschließliche Verwendung <strong>von</strong> Baugruppen und Geräten mit CE-Kennzeichen<br />

<strong>von</strong> ausschlaggebender Bedeutung se<strong>in</strong>.<br />

Das „CE-Zeichen“ besche<strong>in</strong>igt unter anderem e<strong>in</strong>e <strong>EMV</strong>-Prüfung.<br />

Damit ist gewährleistet, dass diese Geräte <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em normalen <strong>EMV</strong>-Umfeld e<strong>in</strong> angemessenes Störfestigkeitsniveau aufweisen und ohne<br />

Bee<strong>in</strong>trächtigungen betrieben werden können. Hierbei bedürfen Anlagen, die erst am Betriebsort zusammengesetzt werden, ke<strong>in</strong>er weiteren<br />

Besche<strong>in</strong>igung e<strong>in</strong>er zuständigen Stelle, ke<strong>in</strong>er Baumusterbesche<strong>in</strong>igung und auch ke<strong>in</strong>er separaten Konformitätserklärung.<br />

E<strong>in</strong>e Anlage wird als Komb<strong>in</strong>ation <strong>von</strong> Baugruppen, Geräten und Systemen e<strong>in</strong>schließlich zugehöriger Verdrahtung (Zusammenschaltung)<br />

zu e<strong>in</strong>em bestimmten Zweck an e<strong>in</strong>em gegebenen Ort def<strong>in</strong>iert.<br />

Konformitätserklärung und CE-Kennzeichnung<br />

Seit dem 01.01.1997 dürfen elektrische Betriebsmittel – <strong>von</strong> der Baugruppe oder vom Schalter bis zur kompletten Schaltanlage – nur noch<br />

<strong>in</strong> Verkehr gebracht werden, wenn sie der zugehörigen Richtl<strong>in</strong>ie entsprechen und mit der CE-Kennzeichnung versehen s<strong>in</strong>d; das CE-<br />

Zeichen ist das juristische Zeichen der Erfüllung des Gesetzes.<br />

CE-Kennzeichnung besche<strong>in</strong>igt Konformität mit den EG-Richtl<strong>in</strong>ien<br />

Das CE-Kennzeichen besche<strong>in</strong>igt die Konformität e<strong>in</strong>es Erzeugnisses mit allen dieses Produkt betreffenden EG-Richtl<strong>in</strong>ien, seien es e<strong>in</strong>e<br />

oder mehrere. Hierbei relevant s<strong>in</strong>d:<br />

die <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie, welche die Gefährdungen durch den elektrischen Strom zum Gegenstand hat,<br />

die <strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie, welche die Wechselwirkungen auf der Basis <strong>von</strong> elektrischen und elektromagnetischen Wellen oder<br />

Leitungswellen beschreibt, sowie<br />

die Masch<strong>in</strong>en-Richtl<strong>in</strong>ie für alle Anordnungen, bei denen durch bewegliche Teile oder Gegebenheiten e<strong>in</strong>e Gefährdung entstehen<br />

kann,<br />

deren <strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> mit der CE-Kennzeichnung dokumentiert wird.<br />

Beachtung der Bestimmungen, Bauanweisungen und zugehörige Kennzeichnung<br />

Besonders zu beachten s<strong>in</strong>d ...<br />

bei der Projektierung:<br />

die Beachtung und <strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> zugehöriger Normen und Bestimmungen.<br />

bei der Geräteauswahl:<br />

die auf den e<strong>in</strong>zelnen elektrischen und elektronischen Betriebsmitteln vorhandene CE-Kennzeichnung, welche dokumentiert, dass das<br />

Betriebsmittel die jeweils relevanten Richtl<strong>in</strong>ien erfüllt.<br />

bei der Montage, Verdrahtung und Errichtung:<br />

die Beachtung zugehöriger Bauanweisungen der Betriebsmittelhersteller.<br />

Unter Berücksichtigung dieser genannten E<strong>in</strong>zelheiten kann damit der Hersteller die nachstehend beschriebene Richtl<strong>in</strong>ienkonformität mit<br />

e<strong>in</strong>er Konformitätserklärung und zugehöriger CE-Kennzeichnung besche<strong>in</strong>igen.<br />

Konformitäts-Bewertungsverfahren<br />

Konformitäts-Nachweis unter Berücksichtigung zugehöriger Richtl<strong>in</strong>ien<br />

Für den Nachweis der Übere<strong>in</strong>stimmung e<strong>in</strong>es Produkts mit der bzw. den Richtl<strong>in</strong>ien wurden im Konformitäts-Bewertungsverfahren nach<br />

93/465/EWG vom 22.07.1993 sogenannte Module festgelegt, welche die besonderen Prüfschritte zur CE-Kennzeichnung im E<strong>in</strong>zelnen<br />

festlegen.<br />

Unter Berücksichtigung der für die <strong>Niederspannungs</strong>anlagen der Energie- und Automatisierungstechnik zu beachtenden<br />

<strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie (2006/95/EG vom 12.12.2006 – Titel: NS-RL (1. GSGV)),<br />

<strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie (2004/108/EG vom 01.03.2005 – Titel: <strong>EMV</strong>-RL (<strong>EMV</strong>-Gesetz)),<br />

Masch<strong>in</strong>en-Richtl<strong>in</strong>ie (1998/37/EG und 2006/42/EG vom 09.06.2006, letztere verb<strong>in</strong>dlich ab 28.12.2009 – Titel: M-RL (9. GSGV,<br />

Masch<strong>in</strong>enverordnung))<br />

wird entsprechend e<strong>in</strong>er Checkliste für den zu liefernden Gegenstand (Schaltanlage / Verteilersystem / Steuerungsanlage) das<br />

Konformitäts-Bewertungsverfahren anhand durchzuführender Überprüfungen bzw. Kontrollen absolviert.<br />

Vorlage technischer Unterlagen und Dokumentationen durch den Hersteller<br />

Neben der Zuordnung des Produkts zu e<strong>in</strong>er der zugehörigen gültigen europäischen Normen (EN-Norm) oder nationalen Bestimmungen<br />

(VDE-Bestimmung) steht das<br />

Erstellen der technischen Unterlagen bzw. der technischen Dokumentationen<br />

zum Nachweis, dass die grundlegenden Anforderungen der Richtl<strong>in</strong>ien <strong>von</strong> diesem Produkt (z.B. Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation oder<br />

Steuerungsanlage) erfüllt werden, im Vordergrund.<br />

Dokumentations-Aufbewahrungspflicht des Herstellers


Diese <strong>in</strong> der Checkliste aufgeführten Unterlagen und Dokumentationen des Herstellers s<strong>in</strong>d bereitzustellen und zehn Jahre nach<br />

Herstellung des letzten Produkts aufzubewahren.<br />

Checkliste zur Durchführung des Konformitäts-Bewertungsverfahrens<br />

Im Folgenden wird die Checkliste zur Durchführung des Konformitäts-Bewertungsverfahrens am Beispiel e<strong>in</strong>er <strong>Niederspannungs</strong>-<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation aufgezeigt. Es gilt zu beachten (d.h. Übere<strong>in</strong>stimmung ist zu prüfen nach DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil<br />

500):2005-01, Abschn. 7.10):<br />

1. Teil A: <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie (2006/95/EG), rechtsverb<strong>in</strong>dlich für alle elektrischen Betriebsmittel und Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen<br />

und gegebenenfalls<br />

Teil B: <strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie (2004/108/EG), rechtsverb<strong>in</strong>dlich für alle elektrischen Betriebsmittel soweit zutreffend.<br />

Am Beispiel nach Teil A zur <strong>Niederspannungs</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie<br />

Nach Teil A der Checkliste muss seitens des Herstellers beachtet werden:<br />

1. Zuordnung des Produkts zu e<strong>in</strong>er der folgenden gültigen europäischen oder nationalen Normen:<br />

- DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500) „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 1: Typgeprüfte und partiell typgeprüfte<br />

Komb<strong>in</strong>ationen“<br />

oder/und zusätzlich<br />

- DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) „Sicherheit <strong>von</strong> Masch<strong>in</strong>en – Elektrische Ausrüstung <strong>von</strong> Masch<strong>in</strong>en – Teil 1: Allgeme<strong>in</strong>e<br />

Anforderungen“<br />

oder andere.<br />

2. Erstellen der technischen Unterlagen<br />

Zum Nachweis, dass die grundlegenden Anforderungen der Richtl<strong>in</strong>ien vom Produkt erfüllt werden, s<strong>in</strong>d folgende Unterlagen<br />

bereitzuhalten und zehn Jahre nach der Herstellung des letzten Produkts aufzubewahren:<br />

- Listen oder andere Dokumentationen des Systemherstellers, die <strong>in</strong>sbesondere folgende Angaben enthalten:<br />

- Name und Anschrift des Herstellers sowie Typenbezeichnung des Erzeugnisses<br />

- zutreffende Norm, EN-Norm bzw. VDE-Bestimmung<br />

- Beschreibung des Erzeugnisses<br />

- Bauanweisung zur Montage und Sicherstellung, dass alle Anforderungen der Norm e<strong>in</strong>gehalten werden<br />

3. Ausstellen der Konformitätserklärung durch E<strong>in</strong>tragung <strong>von</strong>:<br />

- Name und Anschrift des Herstellers<br />

- zutreffende Norm, EN-Norm bzw. VDE-Bestimmung<br />

- Anbr<strong>in</strong>gungsdatum der CE-Kennzeichnung<br />

- Datum und Unterschrift des Herstellers<br />

- Aufbewahrung mit den technischen Unterlagen gemäß Ziffer 2<br />

4. Anbr<strong>in</strong>gung der CE-Kennzeichnung:<br />

- sichtbare Anbr<strong>in</strong>gung der CE-Kennzeichnung, z.B. durch Aufkleber „CE“ (genormtes Symbol, siehe Abb. 3), ggf. <strong>in</strong> Verb<strong>in</strong>dung mit<br />

der Herstellerkennzeichnung entsprechend zugehöriger Norm<br />

Abb. 3: Muster des genormten CE-Zeichens<br />

Am Beispiel nach Teil B mit Ergänzung zur <strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie<br />

Nach Teil B der Checkliste muss seitens des Herstellers beachtet werden:<br />

1. Zuordnung des Produkts zur gültigen europäischen Norm (EN-Norm)<br />

- DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500):2005-01 „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 1: Typgeprüfte und partiell<br />

typgeprüfte Komb<strong>in</strong>ationen“, Abschn. 7.10<br />

2. Ergänzung der technischen Unterlagen <strong>von</strong> Teil A Ziffer 2 durch<br />

- Herstellerunterlagen (z.B. Montage- und Installationsh<strong>in</strong>weise) für alle elektronischen E<strong>in</strong>baugeräte und Geräte, die elektronische<br />

Baugruppen enthalten.<br />

Insbesondere die Vorgaben h<strong>in</strong>sichtlich der <strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> <strong>von</strong> Abständen zu anderen Geräten oder Stromschienen sowie der<br />

Ausführung der Verdrahtung, z.B. mit Abschirmung, Verlegung auf Abstand, max. Länge, Kabele<strong>in</strong>führung und<br />

Schirmungsanforderungen usw., müssen e<strong>in</strong>gehalten werden;<br />

- ggf. Konformitätserklärung des Geräteherstellers, mit der die Übere<strong>in</strong>stimmung des Produkts mit den Anforderungen der <strong>EMV</strong>-<br />

Richtl<strong>in</strong>ie bestätigt wird.<br />

E<strong>in</strong> H<strong>in</strong>weis <strong>in</strong> den Begleitunterlagen ist gleichwertig und entsprechend aufzubewahren.<br />

Falls e<strong>in</strong>e der genannten Bestätigungen nicht vorliegt, muss die Schaltanlage <strong>in</strong> ihrer Gesamtheit entsprechend oben genannter Norm<br />

DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500):2005-01, Abschn. 8.2.8 und Anhang H bzgl. ihrer <strong>EMV</strong>-Verträglichkeit <strong>von</strong> e<strong>in</strong>er akkreditierten<br />

Stelle geprüft und zertifiziert werden.<br />

3. Ergänzung der Konformitätserklärung durch E<strong>in</strong>tragung


- der unter Ziffer 1 genannten Norm und<br />

- der <strong>EMV</strong>-Richtl<strong>in</strong>ie 2004/108/EG.<br />

Konformitätserklärung des Herstellers entsprechend EN 45014<br />

Die damit vom Hersteller auszustellende Konformitätserklärung be<strong>in</strong>haltet:<br />

Name,<br />

zutreffende EN-Norm bzw. VDE-Bestimmung,<br />

Anbr<strong>in</strong>gungsdatum der CE-Kennzeichnung sowie<br />

Datum und Unterschrift des Herstellers<br />

und wird mit den technischen Unterlagen zusammen aufbewahrt.<br />

Abb. 4: Muster e<strong>in</strong>er Konformitätserklärung<br />

Die editierbare Vorlage f<strong>in</strong>den Sie hier:<br />

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Zusätzlich s<strong>in</strong>d bei Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen mit e<strong>in</strong>gebauten elektronischen Betriebsmitteln (nach Teil B)<br />

die Konformitätserklärung des Betriebsmittel-Herstellers, mit der die Übere<strong>in</strong>stimmung des Produkts mit den Anforderungen der <strong>EMV</strong>-<br />

Richtl<strong>in</strong>ie bestätigt wird sowie<br />

ggf. die zugehörigen Begleitunterlagen, wie Bauanweisungen usw. h<strong>in</strong>sichtlich gegenseitiger Bee<strong>in</strong>flussung, Verwendung abgeschirmter<br />

Kabel, Schirmung sowie weitere Details<br />

gleichwertig beizufügen und entsprechend aufzubewahren.<br />

Am Beispiel e<strong>in</strong>er Schaltanlage für e<strong>in</strong>e Masch<strong>in</strong>e entsprechend der Masch<strong>in</strong>en-Richtl<strong>in</strong>ie<br />

Die Anwendung harmonisierter Normen und Bestimmungen, die unter die EG-Masch<strong>in</strong>en-Richtl<strong>in</strong>ie fallen, lässt die begründete Vermutung<br />

der Konformität mit den „Grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen bei Konzipierung und Bau <strong>von</strong> Masch<strong>in</strong>en, Anhang I<br />

zur Masch<strong>in</strong>enrichtl<strong>in</strong>ie“ zu (siehe 9. GPSGV vom 12.05.1993, zuletzt geändert am 23.12.2004).<br />

Die richtige Auswahl der Betriebsmittel ist e<strong>in</strong>e wesentliche Voraussetzung, um die grundlegenden Anforderungen nach Anhang I Teil 1.2<br />

zur EG-Masch<strong>in</strong>enrichtl<strong>in</strong>ie zu erfüllen, <strong>in</strong>sbesondere um die nötige Sicherheit und Zuverlässigkeit <strong>von</strong> Steuerungen zu erzielen. Die<br />

Auswahlkriterien s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> dieser Bestimmung aufgelistet. Ferner f<strong>in</strong>den sich <strong>in</strong> den e<strong>in</strong>zelnen Produktnormen für Betriebsmittel<br />

entsprechende Aussagen zu Zweckbestimmung und E<strong>in</strong>satzgrenzen:<br />

1. Zuordnung des Produkts zu e<strong>in</strong>er der gültigen europäischen oder nationalen Normen<br />

- DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) „Sicherheit <strong>von</strong> Masch<strong>in</strong>en – Elektrische Ausrüstung <strong>von</strong> Masch<strong>in</strong>en – Teil 1: Allgeme<strong>in</strong>e<br />

Anforderungen“<br />

und zusätzlich<br />

- DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500) „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Teil 1: Typgeprüfte und partiell typgeprüfte<br />

Komb<strong>in</strong>ationen“<br />

und gegebenenfalls<br />

DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500) „Anhang H: Elektromagnetische Verträglichkeit (<strong>EMV</strong>)“<br />

2. Erstellen der technischen Dokumentationen (wie zuvor beschrieben)<br />

3. Ausstellen der Konformitätserklärung (wie zuvor beschrieben) auf der Grundlage des Prüf- und Besche<strong>in</strong>igungsverfahrens<br />

4. Anbr<strong>in</strong>gung der CE-Kennzeichnung<br />

Im S<strong>in</strong>ne der Masch<strong>in</strong>en-Richtl<strong>in</strong>ie ist e<strong>in</strong>e Masch<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>e Gesamtheit <strong>von</strong> mite<strong>in</strong>ander verbundenen Teilen oder Vorrichtungen, <strong>von</strong><br />

denen m<strong>in</strong>destens e<strong>in</strong>es beweglich ist, sowie gegebenenfalls <strong>von</strong> Betätigungsgeräten, Steuer- und Energiekreisen usw., die für e<strong>in</strong>e<br />

bestimmte Anwendung, wie die Verarbeitung, die Behandlung, die Fortbewegung und die Aufbereitung e<strong>in</strong>es Werkstoffs<br />

zusammengefügt s<strong>in</strong>d. Kennzeichnungspflichtig im S<strong>in</strong>ne dieser Richtl<strong>in</strong>ie ist also die Masch<strong>in</strong>e als Ganzes, nicht der Schaltschrank<br />

oder die Betätigungse<strong>in</strong>richtung oder dergleichen. Die <strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> der Masch<strong>in</strong>en-Richtl<strong>in</strong>ie wird mit der CE-Kennzeichnung für die<br />

Gesamte<strong>in</strong>richtung dokumentiert.<br />

Konformitäts-Bewertungsverfahren zeigt geforderten Sicherheitsstandard auf<br />

Mit dem Konformitäts-Bewertungsverfahren wird sichergestellt, dass <strong>Niederspannungs</strong>anlagen der Energie- und Automatisierungstechnik<br />

entsprechend dem geforderten Sicherheitsstandard ausgeführt s<strong>in</strong>d. Durch die Anbr<strong>in</strong>gung der CE-Kennzeichnung als juristisches Zeichen<br />

wird die Erfüllung des Gesetzes und se<strong>in</strong>er zugehörigen Ausführungsbestimmungen bestätigt und dokumentiert.<br />

Typenschild als Rechtsgrundlage<br />

Zusammenfassend s<strong>in</strong>d nachstehend nochmals die Verhältnisse zwischen gesetzlicher und normativer Ebene dargestellt.<br />

Abb. 5: Gesetzliche und normative Grundlage zur Kennzeichnung mittels Typenschild am Beispiel e<strong>in</strong>es <strong>Niederspannungs</strong>-<br />

Schaltgeräts<br />

Neben der Kennzeichnung des Erzeugnisses mit dem CE-Zeichen entsprechend der EG-Richtl<strong>in</strong>ie ist auf der Grundlage der zugehörigen<br />

Bestimmung bzw. EN-Norm die Kennzeichnung des Produkts durch e<strong>in</strong> Typenschild erforderlich.<br />

Produktkennzeichnung durch den Hersteller auf dem Typenschild<br />

S<strong>in</strong>nvoll ist hierbei e<strong>in</strong>e Komb<strong>in</strong>ation der CE-Kennzeichnung mit der Herstellerkennzeichnung nach zugehöriger europäischer Norm (EN-


S<strong>in</strong>nvoll ist hierbei e<strong>in</strong>e Komb<strong>in</strong>ation der CE-Kennzeichnung mit der Herstellerkennzeichnung nach zugehöriger europäischer Norm (EN-<br />

Norm) und die Anbr<strong>in</strong>gung an sichtbarer Stelle, <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Schaltanlage ggf. auch nach Öffnen der Tür auf der Tür-Innenseite.<br />

Jedes Betriebsmittel bzw. Schaltgerät oder jede Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation muss mit e<strong>in</strong>er oder mehreren Aufschriften dauerhaft so versehen<br />

se<strong>in</strong>, dass diese <strong>in</strong> betriebsbereitem Zustand lesbar s<strong>in</strong>d. Die Angaben müssen der zugehörigen EN-Norm entsprechend m<strong>in</strong>destens<br />

Folgendes enthalten:<br />

Namen des Herstellers;<br />

(Als Hersteller gilt die Firma, die die Verantwortung für das betriebsfertige Betriebsmittel übernimmt; bei e<strong>in</strong>er Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation<br />

der Hersteller, der die Typenprüfung absolviert hat.)<br />

ergänzend den Namen des Herstellers (<strong>Schaltanlagen</strong>bauer), der die Stückprüfung durchgeführt hat;<br />

Typenbezeichnung oder Auftragsnummer oder e<strong>in</strong> anderes Kennzeichen, aufgrund dessen die notwendigen Informationen vom Hersteller<br />

angefordert werden können;<br />

zugehörige Ausführungsbestimmung (EN-Norm bzw. VDE-Bestimmung).<br />

Abb. 6: Muster e<strong>in</strong>es Typenschilds mit entsprechenden Aufschriften (Beispiel für e<strong>in</strong>e <strong>Niederspannungs</strong>-<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation)<br />

Weitere Angaben gemäß zugehöriger Norm müssen, soweit zutreffend, entweder als Aufschriften oder <strong>in</strong> den zugehörigen Unterlagen des<br />

<strong>Schaltanlagen</strong>herstellers aufgeführt se<strong>in</strong>, z.B. die Angaben zur Schutzart, Schutzklasse usw.<br />

Typenschild und CE-Kennzeichen dokumentieren den Sicherheitsstandard<br />

In diesem Zusammenhang sei darauf h<strong>in</strong>gewiesen, dass mit der Konformitätserklärung als Sicherheitsnachweis entsprechend der Norm,<br />

hier zur Schaltanlage/Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation nach DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500), Abschn. 8 „Prüfungen zum Nachweis der<br />

Kenndaten“, der zugehörige Prüfbericht gehört. Dieser Prüfbericht besteht aus<br />

Typprüfbericht des System-Herstellers oder e<strong>in</strong>er akkreditierten Prüfstelle und<br />

Stückprüfprotokoll des <strong>Schaltanlagen</strong>-Herstellers.<br />

Beim Typprüfbericht handelt es sich entweder um e<strong>in</strong>e<br />

typgeprüfte Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation (TSK), welche e<strong>in</strong>e vollständige Prüfung be<strong>in</strong>haltet, oder<br />

partiell typgeprüfte Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation (PTSK), welche den Nachweis der Typprüfungen durch Extrapolation oder<br />

Analogieschlüsse <strong>von</strong> TSKs erbr<strong>in</strong>gt und den H<strong>in</strong>weis auf typgeprüfte Baugruppen enthält.<br />

Nur wenn alle geforderten Nachweise und Prüfungen e<strong>in</strong>deutig erbracht wurden, handelt es sich um e<strong>in</strong>e typgeprüfte<br />

Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation (TSK) oder e<strong>in</strong>e partiell typgeprüfte Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation (PTSK), die damit den zugehörigen Bau- und<br />

Ausführungsbestimmungen der Norm entspricht.<br />

Diese Ausführung wird vom Hersteller der <strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation auf dem Typenschild und <strong>in</strong> den zugehörigen<br />

Unterlagen sowie zusätzlich mit dem CE-Kennzeichen dokumentiert. Die Angaben des Herstellers s<strong>in</strong>d damit verb<strong>in</strong>dlich!<br />

Prüfung vor Inbetriebnahme durch den Errichter unabd<strong>in</strong>gbar<br />

Zusätzlich ist der Errichter nach DIN VDE 0100-610 vor der ersten Inbetriebnahme neu errichteter, erweiterter, geänderter oder reparierter<br />

elektrischer Anlagen verpflichtet, die Anlagen bzw. die <strong>in</strong>frage kommenden Anlagenteile auf e<strong>in</strong>wandfreie Funktion zu überprüfen und<br />

festzustellen, ob die allgeme<strong>in</strong> anerkannten Regeln der Technik, <strong>in</strong>sbesondere die VDE-Bestimmungen e<strong>in</strong>gehalten werden. Zur<br />

Beweissicherung ist e<strong>in</strong> entsprechendes Prüfprotokoll für elektrische Anlagen (Muster siehe Kap. 6.2.7 Abb. 1 sowie Kap. 6.4.6 Abb. 1)<br />

anzufertigen.<br />

Sämtliche technischen Unterlagen müssen für zuständige Behörden bereitgehalten werden. Zuständige Behörden s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> der Regel die<br />

Ämter für Arbeitssicherheit und Umwelttechnik (Gewerbeaufsichtsämter).<br />

Zukünftig werden hier – bed<strong>in</strong>gt durch das hohe Gefährdungspotenzial – verstärkt die Prüfprotokolle der Hersteller bzw. Errichter<br />

(Elektrohandwerksbetriebe) mit denen der Betreiber verglichen (<strong>E<strong>in</strong>haltung</strong> des technischen Zustands der Anlagen und der Fristen zur<br />

Prüfung), <strong>in</strong>sbesondere auch die Zuordnung <strong>von</strong> Geräten und Systemen zu e<strong>in</strong>zelnen Normen; hier speziell also die<br />

technischen Dokumentationen,<br />

Konformitätserklärung und<br />

CE-Kennzeichnung.<br />

Potenzielle Störfelder und deren Auswirkungen


Elektromagnetische Störquellen (Sender)<br />

Jedes Schaltgerät, jede Schaltanlage und jedes Verteilersystem ist e<strong>in</strong>e potenzielle Störquelle. Jede Spannung verursacht elektrische<br />

Felder und überall dort, wo Ströme fließen, entstehen magnetische Felder.<br />

Elektronische Betriebsmittel als Störquellen verursachen Funktionsstörungen <strong>in</strong> Anlagen<br />

Für die Industrie- und Gebäudeautomation s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> diesem Zusammenhang <strong>in</strong> erster L<strong>in</strong>ie oberschw<strong>in</strong>gungserzeugende elektrische<br />

Verbraucher, wie thyristorgesteuerte Antriebe, Entladungslampen, leerlaufende Transformatoren und Motoren, Gleichrichter, Wechselrichter,<br />

Frequenzumrichter, USV-Anlagen, Zündanlagen und Schweißgeräte zu nennen – Geräte also, die mit hohen Frequenzen und<br />

Spannungsspitzen arbeiten. Letztere entstehen im Übrigen bei jedem Abschalten <strong>von</strong> Induktivitäten wie bei leerlaufenden Transformatoren<br />

und Motoren oder bei Standard-Schaltgeräten. E<strong>in</strong> 24-V-Relais zum Beispiel kann beim Abschalten e<strong>in</strong>e Störspannung <strong>von</strong> bis zu 800 V<br />

erzeugen.<br />

Typische Störquellen im niederfrequenten Bereich s<strong>in</strong>d vor allem auch die Magnetfelder der Netzfrequenz bzw. deren Oberwellen. Sie<br />

durchdr<strong>in</strong>gen dünne, elektrisch leitfähige Schichten und werden am besten mithilfe <strong>von</strong> hochpermeablen, magnetischen Materialien<br />

geschirmt. In der <strong>in</strong>dustriellen Praxis s<strong>in</strong>d „wackelnde“ Monitorbilder die erkennbaren Störungen <strong>von</strong> starken Magnetfeldern <strong>in</strong> der<br />

Umgebung <strong>von</strong> Hochspannungsleitungen, Umspannstationen sowie im Bahnstrombereich.<br />

Auch Schalthandlungen an elektromechanischen Schaltgeräten, an Last- und Leistungsschaltern, Schaltschützen etc., wie auch<br />

Schaltnetzteile, Frequenzumrichter, Schweißgeräte und Ähnliches zählen zu den typischen Störquellen; aber auch Sender, Funk- und<br />

Personenrufanlagen, Handys usw. gehören dazu.<br />

Überspannungen und elektromagnetische Bee<strong>in</strong>flussungen<br />

Geme<strong>in</strong>t s<strong>in</strong>d transiente Überspannungen; diese werden gefährlich, wenn sie den <strong>in</strong> DIN EN 60664-1 (VDE 0110 Teil 1):2003-11 festgelegten<br />

Isolationspegel übersteigen. Kritisch s<strong>in</strong>d vor allem Luftstrecken und elektronische Betriebsmittel. Für den Pegel bestimmend ist hier neben<br />

der Bemessungsspannung die Überspannungskategorie <strong>von</strong> Betriebsmitteln, womit das Stehvermögen gegen transiente Überspannungen<br />

dargestellt wird; für elektronische E<strong>in</strong>richtungen ist meist die Überspannungskategorie III ausreichend. E<strong>in</strong>e Auswahlempfehlung für<br />

Überspannungskategorien zeigt die Tabelle <strong>in</strong> Abbildung 12.<br />

Transiente Überspannungen, ausgelöst durch Schaltgeräte, die der Reihe nach DIN EN 60947 entsprechen, verursachen nach bisheriger<br />

Erfahrung ke<strong>in</strong>e Schalt- und Überspannungen, die e<strong>in</strong>e höhere Beanspruchung als Blitzüberspannungen darstellen; daher s<strong>in</strong>d hier<br />

vorzugsweise Blitzüberspannungen zu betrachten.<br />

Elektromagnetische Störsenken (Empfänger)<br />

Jedes Betriebsmittel <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>er <strong>Niederspannungs</strong>anlage bzw. e<strong>in</strong>er zugehörigen Schalt-, Steuerungs- oder Verteileranlage stellt e<strong>in</strong>e<br />

Störsenke bzw. e<strong>in</strong>en Störungsempfänger dar.<br />

In klassischer, konventioneller Steuerungstechnik mit Relais, Schützen usw. kann <strong>von</strong> e<strong>in</strong>er absoluten Immunität gegenüber extern<br />

e<strong>in</strong>gestrahlten Feldern und e<strong>in</strong>gekoppelten Leitungsstörungen ausgegangen werden. Die zugehörigen Betriebsmittel besitzen e<strong>in</strong>e hohe<br />

Störfestigkeit.<br />

Typische Störsenken s<strong>in</strong>d Prozessrechner und Steuerungen <strong>in</strong> Mikroprozessor-Technik<br />

Sobald jedoch zur Steuerung der Anlage moderne Prozessrechner oder Steuerungen <strong>in</strong> Mikroprozessor-Technik e<strong>in</strong>gesetzt werden, ist die<br />

Anordnung störbar. Dies gilt auch für <strong>in</strong>terne Störer (Beispiel: Frequenzumrichter stört Sensore<strong>in</strong>gang), also sogenannte „In-System-<br />

Probleme“, die spätestens bei der Inbetriebnahme erkannt werden. Auch Funkempfangsanlagen, Messgeräte usw. reagieren empf<strong>in</strong>dlich<br />

auf Störemissionen.<br />

Kopplung <strong>von</strong> Störgrößen (Übertragungswege)<br />

Leitungen bilden den Hauptangriffspunkt e<strong>in</strong>er Kopplung <strong>von</strong> Störgrößen im Anlagenbereich. Störquellen und Störsenken können<br />

galvanisch, <strong>in</strong>duktiv, kapazitiv oder elektromagnetisch mite<strong>in</strong>ander gekoppelt se<strong>in</strong>. Mögliche Übertragungswege s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> erster L<strong>in</strong>ie alle an<br />

die Betriebsmittel angeschlossenen Leitungen, daneben der umgebende freie Raum.<br />

Das elektromagnetische Feld e<strong>in</strong>es stromdurchflossenen Leiters, vor allem aber auch zugehörige Baugruppen und Geräte, können<br />

benachbarte Komponenten <strong>in</strong> ihrer Funktion bee<strong>in</strong>trächtigen.<br />

Entstörmaßnahmen bereits <strong>in</strong> der Planungsphase def<strong>in</strong>ieren!<br />

Werden elektromagnetische Bee<strong>in</strong>flussungen bekannt, so s<strong>in</strong>d zugehörige Entstörmaßnahmen erforderlich – und hier sollte man an der<br />

Störquelle mit e<strong>in</strong>er Realisierung beg<strong>in</strong>nen, z.B. bei leitungsgebundenen Störungen <strong>in</strong> die Zuleitung des störungsverursachenden<br />

Betriebsmittels entsprechende Filter oder Kondensatoren e<strong>in</strong>bauen (siehe auch Abschnitt „Filter und Überspannungsschutz“ <strong>in</strong> diesem<br />

Kapitel).<br />

Grundsätzlich bieten sich zur Realisierung elektromagnetisch verträglicher Systeme vier verschiedene übergeordnete <strong>EMV</strong>-<br />

Schutzmaßnahmen an:<br />

1. räumliche Trennung <strong>von</strong> Störquellen und Störsenken (Zonen-Aufbau)<br />

2. Gehäuse-, Geräte- und Leitungs-Schirmung<br />

3. Massung, Erdung und Schutzpotenzialausgleich<br />

4. Filter und Überspannungsschutz<br />

Zusätzliche Bestimmungen beachten!<br />

Des Weiteren s<strong>in</strong>d zusätzliche Bestimmungen zu beachten, u.a.<br />

für E<strong>in</strong>richtungen der Informationstechnik die Maßnahmen nach DIN EN 50310-2-310 (VDE 0800-2-310), z.B. Schirmung,<br />

Schutzpotenzialausgleich, Filter, <strong>in</strong>duktionsarme kurze Verb<strong>in</strong>dungen (siehe auch DIN V VDE V 0800-2-548, hier Erdung und<br />

Schutzpotenzialausgleich für Anlagen der Informationstechnik);


für <strong>Niederspannungs</strong>-<strong>Schaltanlagen</strong> <strong>in</strong> Komb<strong>in</strong>ation mit elektronischen Betriebsmitteln die Anforderungen nach DIN EN 50178 (VDE<br />

0160);<br />

für SPS-Steuerungen die Anforderungen nach DIN EN 61131-2 (VDE 0411 Teil 500).<br />

<strong>EMV</strong>-Schutzmaßnahmen <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>er Schaltanlage<br />

Räumliche Trennung <strong>von</strong> Störquellen und Störsenken<br />

Die kostengünstigste Entstörmaßnahme ist e<strong>in</strong>e räumliche Trennung <strong>von</strong> Störquellen und Störsenken, vorausgesetzt sie wird bereits<br />

während der Planung berücksichtigt. In e<strong>in</strong>em ersten Schritt sollten die e<strong>in</strong>zubauenden Geräte h<strong>in</strong>sichtlich ihrer Frequenz sowie Strom- und<br />

Spannungspegel untersucht und die ermittelten Daten <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Liste festgehalten werden.<br />

Entkopplungsmaßnahmen berücksichtigen!<br />

Ausgehend <strong>von</strong> den ermittelten Daten kommen für Geräte <strong>in</strong> Abhängigkeit ihrer Frequenz folgende Entkopplungsmaßnahmen <strong>in</strong>frage:<br />

bis zu 10 MHz räumliche Trennung<br />

über 10 MHz räumliche Trennung und Schirmung<br />

über 1 GHz <strong>EMV</strong>-geschirmte Gehäuse<br />

Leistungsstarke Geräte sollten immer räumlich <strong>von</strong> Mess-, Steuerungs- und Regelungskomponenten getrennt angeordnet werden.<br />

<strong>EMV</strong>-gerechter Schaltschrankaufbau durch Zonen-E<strong>in</strong>teilung<br />

S<strong>in</strong>nvoll ist es, die zum E<strong>in</strong>satz kommenden Geräte und Baugruppen h<strong>in</strong>sichtlich der <strong>EMV</strong>-Verträglichkeit zu bewerten sowie den<br />

Schaltschrank <strong>in</strong> <strong>EMV</strong>-Zonen e<strong>in</strong>zuteilen und die Betriebsmittel diesen zuzuordnen. Die Zonen s<strong>in</strong>d räumlich zu trennen, am besten durch<br />

Metall-Gehäuse oder <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>es Schaltschranks durch geerdete Trennbleche. An den Schnittstellen der Zonen s<strong>in</strong>d gegebenenfalls<br />

Filter e<strong>in</strong>zusetzen.<br />

Die Aufteilung <strong>in</strong> Zonen gemäß Abbildung 7 könnte wie nachstehend aussehen:<br />

Zone A ist dem Netzanschluss des Schaltschranks e<strong>in</strong>schließlich Filter vorbehalten.<br />

Zone B be<strong>in</strong>haltet die Netzdrossel und die Störquellen, z.B. Frequenzumrichter, Bremse<strong>in</strong>heit und das Schütz.<br />

Zone C ist mit Steuertransformator sowie den Störsenken Steuerung und Sensorik bestückt.<br />

Zone D bildet die Schnittstelle der Signal- und Steuerleitungen zur Peripherie und verlangt e<strong>in</strong>en bestimmten Störfestigkeitspegel.<br />

Zone E umfasst den Drehstrommotor und die Motorzuleitung.<br />

Abb. 7: <strong>EMV</strong>-gerechter Schaltschrankaufbau mit Zonen-E<strong>in</strong>teilung (Quelle: D<strong>EMV</strong>T)


Gehäuse-, Geräte- und Leitungs-Schirmung<br />

Abschirmungen sollen das E<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gen <strong>von</strong> Störfeldern <strong>in</strong> Bauste<strong>in</strong>e, Baugruppen, Geräte und Kabel, Räume und Gebäude sowie das<br />

Austreten solcher Felder aus elektrischen und elektronischen Betriebsmitteln verh<strong>in</strong>dern.<br />

Schirmungsmaßnahmen verh<strong>in</strong>dern das E<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gen <strong>von</strong> Störfeldern<br />

Da auf die Schirmung treffende elektromagnetische Felder Spannungen <strong>in</strong>duzieren, können die darauf fließenden Ströme ihrerseits Felder<br />

bilden, die dem Primärfeld entgegenwirken und es schwächen.<br />

Die Wirksamkeit der Abschirmung hängt im Wesentlichen <strong>von</strong> der Frequenz des Felds, der Leitfähigkeit, Permeabilität, Wandstärke und<br />

Geometrie der jeweiligen Abschirmung ab. Schirmungsmaßnahmen s<strong>in</strong>d stets frequenzbezogen; niederfrequente Felder s<strong>in</strong>d<br />

gegebenenfalls anders zu handhaben als hochfrequente. Als Materialien zur Abschirmung elektrischer und magnetischer Felder im höheren<br />

Frequenzbereich sowie bei elektrischen Feldern auch im niederen Frequenzbereich werden vorzugsweise Kupfer und Alum<strong>in</strong>ium verwendet,<br />

da hier die Impedanz der Schirmfläche besonders niedrig ist.<br />

Zur Abschirmung <strong>von</strong> magnetischen Feldern im niederen Frequenzbereich müssen Stahlblech und hochpermeables Material verwendet<br />

werden, welche die Feldl<strong>in</strong>ien des magnetischen Felds ablenken können. Ist der Schirm magnetisch gesättigt, geht die Schirmwirkung<br />

völlig verloren. Man benötigt also viel Material, um niederfrequente elektromagnetische Felder ablenken zu können und muss somit e<strong>in</strong>en<br />

relativ hohen Aufwand betreiben.<br />

E<strong>in</strong>satz <strong>von</strong> Betriebsmitteln mit CE-Kennzeichnung bevorzugen<br />

Auf jeden Fall sollte stets auf e<strong>in</strong>e ausschließliche Verwendung <strong>von</strong> Geräten, die das CE-Zeichen tragen und somit den nationalen und<br />

<strong>in</strong>ternationalen Normen entsprechen, geachtet werden; das schließt e<strong>in</strong>e <strong>EMV</strong>-konforme Schirmung e<strong>in</strong>. Hierbei sollte die Schirmung leicht<br />

an e<strong>in</strong>e Haupterdungsschiene (früher: Potenzialausgleichsschiene) anzuschließen se<strong>in</strong> und jedes Gerät e<strong>in</strong>e lackfreie metallische<br />

Kontaktfläche besitzen, die e<strong>in</strong>e gute Verb<strong>in</strong>dung gewährleistet.<br />

Oft genug ist alle<strong>in</strong> e<strong>in</strong> stahlblechgekapselter Schaltschrank bzw. Stahlblech-Gehäuse ausreichend, um die gewünschten <strong>EMV</strong>-Schutzziele<br />

zu erreichen. Hierbei handelt es sich um e<strong>in</strong>e breitbandig wirksame Maßnahme, die unabhängig <strong>von</strong> der im Gehäuse be<strong>in</strong>halteten<br />

Elektronik e<strong>in</strong>setzbar ist.<br />

Diese „Basis-Schirmwirkung“ verlangt zusätzliche Schutzpotenzialausgleichsverb<strong>in</strong>dungen an den Türen, Deckeln, abnehmbaren<br />

Verkleidungen oder ähnlichen Gehäuseteilen. E<strong>in</strong>e Verbesserung der Schirmwirkung lässt sich durch e<strong>in</strong>en optimalen<br />

Schutzpotenzialausgleich der Schaltschrankoberflächen (siehe Abb. 8) erreichen; dabei werden alle Kapselungsteile mehrfach<br />

untere<strong>in</strong>ander verbunden.<br />

Abb. 8: Optimierter Schutzpotenzialausgleich an Schaltschrankverkleidungen (Quelle: D<strong>EMV</strong>T)<br />

Schirmungsmaßnahmen an Schranköffnungen besonders beachten<br />

In vielen Fällen ist die Schirmungswirkung durch vorhandene Öffnungen an Tür- und Verkleidungsfugen, Lüftungskiemungen,<br />

Kabele<strong>in</strong>führungen, Sichtfenstern und dergleichen stark e<strong>in</strong>geschränkt. Hier hilft es, leitende Dichtungen bei den abnehmbaren Schrankund<br />

Gehäuse-Teilen e<strong>in</strong>zusetzen und Sichtfenster oder weitere Öffnungen mit HF-Gittern zu versehen.<br />

Kritisch s<strong>in</strong>d Lüftungsöffnungen (Kiemenflansche) zur Abfuhr der <strong>in</strong>neren Schaltschrank-Verlustleistung (Erwärmung) und der damit


Kritisch s<strong>in</strong>d Lüftungsöffnungen (Kiemenflansche) zur Abfuhr der <strong>in</strong>neren Schaltschrank-Verlustleistung (Erwärmung) und der damit<br />

erforderlichen Schirmungsmaßnahmen.<br />

Abb. 9: Maßnahmen zur Schaltschrankschirmung (Quelle: RITTAL-Werke)<br />

D<strong>EMV</strong>T-Leitfaden bietet Grundlagen zur Bemessung <strong>von</strong> Schirmungsmaßnahmen<br />

Die Deutsche Gesellschaft für <strong>EMV</strong>-Technologie e.V. bietet hierzu <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em relativ kurzen Leitfaden e<strong>in</strong>fache Näherungsformeln an, anhand<br />

welcher sich mit e<strong>in</strong>fachen Messverfahren und etwas physikalisch-technischem Grundlagenwissen zugehörige Berechnungen bzw.<br />

Bemessungen erforderlicher Öffnungen, wie Lüftungsquerschnitte etc., <strong>in</strong> Abhängigkeit <strong>von</strong> der Frequenz und der jeweiligen Materialdicke<br />

ermitteln lassen.<br />

Gehäuse- und Geräte-Schirmungsmaßnahmen <strong>in</strong> der Zusammenfassung<br />

Zusammenfassend eignen sich folgende Gehäuse- und Geräte-Schirmungsmaßnahmen:<br />

Schutzpotenzialausgleich über geeignete Schienen herstellen.<br />

Netzfilter und Überspannungsschutz an der E<strong>in</strong>trittsstelle großzügig kontaktieren.<br />

Ungeschirmte Signalleitungen über leitend mit der Gehäuse-E<strong>in</strong>trittsstelle verbundene Filterdurchführungen <strong>in</strong> das Gehäuse e<strong>in</strong>führen.<br />

Geschirmte Leitungen über spezielle <strong>EMV</strong>-Verschraubungen e<strong>in</strong>führen.<br />

Gegebenenfalls „Gehäuse im Gehäuse“ zur gegenseitigen Abschottung e<strong>in</strong>setzen.<br />

Öffnungen <strong>in</strong> Abhängigkeit <strong>von</strong> der Frequenz und der Materialdicke bemessen.<br />

Leitungsschirmung und Leitungsverlegung<br />

Die zuvor erläuterte Zonenaufteilung des Schaltschranks gilt <strong>in</strong> gleichem Maße für die Verdrahtung. Die Verdrahtung ist aufzuteilen <strong>in</strong><br />

Bereiche für Netzkabel, Motor- und Signal- bzw. Steuerleitungen, Leitungen für Magnetventile sowie Sensor- und Busleitungen.<br />

Netzleitungen sollten wegen ihrer hohen Störaussendung zu Signalleitungen e<strong>in</strong>en M<strong>in</strong>destabstand <strong>von</strong> 20 cm e<strong>in</strong>halten und <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em<br />

eigenen Kabelkanal verlegt werden. Erlaubt das Platzangebot ke<strong>in</strong>e großzügige Aufteilung, so ist das zusätzliche Abschirmen durch<br />

Bleche erforderlich.<br />

Regeln zur Leitungsverlegung<br />

Grundsätzlich sollten folgende Regeln zur Leitungsverlegung beachtet werden:<br />

Störbehaftete bzw. störempf<strong>in</strong>dliche Leitungen möglichst mit großem räumlichem Abstand verlegen; <strong>in</strong> „heiße“ und „kalte“ Klassen<br />

e<strong>in</strong>teilen und räumlich trennen.<br />

Die Störfestigkeit erhöht sich, wenn Leitungen dicht am Massepotenzial geführt werden.<br />

H<strong>in</strong>- und Rückleitung benachbart führen und verdrillen.<br />

Rückleitung <strong>von</strong> Steuer- und Signalkreisen nie über Gehäuse oder andere Konstruktionsteile führen.<br />

Reservekabel s<strong>in</strong>d auf m<strong>in</strong>destens e<strong>in</strong>er Seite zu erden.<br />

Lange Leitungen gekürzt oder an störunempf<strong>in</strong>dlichen Stellen verlegen (es könnten sonst leicht zusätzliche Koppelstellen entstehen).<br />

Bei sehr hohen Leiterquerschnitten s<strong>in</strong>d, anstelle <strong>von</strong> geschirmten Kabeln, möglichst geschirmte E<strong>in</strong>zeladern zu verlegen.<br />

Leiter oder Kabel, die Signale verschiedener Klassen führen, müssen sich im rechten W<strong>in</strong>kel kreuzen, <strong>in</strong>sbesondere wenn es sich um<br />

empf<strong>in</strong>dliche und störbehaftete Signale handelt (siehe Abb. 10).<br />

Abb. 10: Verlegung <strong>von</strong> störaussendenden und -empf<strong>in</strong>dlichen Leitungen (Quelle: RITTAL-Werke)


Empfohlene Leitungsschirmung zur Störfeldunterdrückung e<strong>in</strong>halten<br />

Nicht nur bei e<strong>in</strong>gebauten Geräten und dem Schaltschrank selbst, sondern auch bei Kabeln und Leitungen gilt es, eventuelle Störfelder zu<br />

unterdrücken. Auch hier ist die wichtigste und auch am häufigsten angewandte Methode die Schirmung. Die <strong>in</strong> der Praxis verwendeten<br />

Leitungsschirme bestehen <strong>in</strong> der Regel aus nichtmagnetischen Materialien wie Kupfer oder Alum<strong>in</strong>ium. Sie s<strong>in</strong>d meistens aus zwei<br />

gegenläufig <strong>in</strong> sich verwobene Drahtgeflechte aufgebaut. Die Qualität des Schirms def<strong>in</strong>iert sich durch die Dichte und Stärke des Geflechts.<br />

Wenn der Hersteller ke<strong>in</strong>e andere Empfehlung angibt, sollten<br />

Schirme <strong>von</strong> analogen Signalleitungen nur e<strong>in</strong>seitig,<br />

Schirme digitaler Signalleitungen dagegen beidseitig angeschlossen werden und<br />

das Auflegen der Schirme großflächig<br />

erfolgen.<br />

Es empfiehlt sich die Verwendung spezieller Erdungsschellen, -klemmen und -verschraubungen. Wichtig ist bei allen geschirmten<br />

Leitungen, dass die Schirmung nicht unterbrochen wird.<br />

Ungeschirmte Zwischenstücke s<strong>in</strong>d <strong>EMV</strong>-Lecks und können die Schirmwirkung gänzlich aufheben!<br />

<strong>EMV</strong>-gerechte Kabelverschraubungen e<strong>in</strong>setzen<br />

<strong>EMV</strong>-gerechte geschirmte Leitungen gibt es heute nahezu für jeden Anwendungsfall. Passende Verschraubungen drücken das<br />

Abschirmgeflecht mit dem Kunststoffe<strong>in</strong>satz auf den Verschraubungsboden und garantieren unter allen Betriebsbed<strong>in</strong>gungen e<strong>in</strong>e gute<br />

Kontaktierung. Schützen lassen sich die Leitungen außerdem durch Kabelschutzschläuche. So können PVC-Schläuche mit<br />

feuerverz<strong>in</strong>ktem Stahlgeflecht hohe <strong>EMV</strong>-Sicherheit bieten; sie widerstehen gleichzeitig glühenden Metallteilen, was unter anderem beim<br />

E<strong>in</strong>satz an Schweißrobotern <strong>von</strong> Bedeutung ist (siehe weitere E<strong>in</strong>zelheiten unten).<br />

Besonders bei Kommunikationsleitungen mit beidseitig aufgelegten Schirmverb<strong>in</strong>dungen können Schutzpotenzialausgleichströme zu<br />

erheblichen Störe<strong>in</strong>flüssen durch Masseschleifen führen. Bei größeren Anlagen ist es daher ratsam, zwischen den e<strong>in</strong>zelnen<br />

Schaltschränken Erdpotenzialleitungen e<strong>in</strong>zuplanen, um Erdausgleichströme zu unterb<strong>in</strong>den.<br />

Optimale Leitungsschirmung<br />

Regeln für e<strong>in</strong>e optimale Leitungsschirmung s<strong>in</strong>d u.a.:<br />

Schirmungen nach Herstellerangaben der Geräte e<strong>in</strong>- bzw. beidseitig oder mehrfach auflegen.<br />

Schirmunterbrechungen, beispielsweise bei Klemmen, Schaltern und Schützen, möglichst niederimpedant und großflächig<br />

überbrücken.<br />

Signalleitungen mit Doppelschirm und verdrillt e<strong>in</strong>setzen (die Dämpfung steigt <strong>von</strong> etwa 30 dB bei E<strong>in</strong>fachschirmung auf 60 dB bei<br />

Doppelschirmung und auf ca. 75 dB bei zusätzlichem Verdrillen).<br />

Bei schwierigen <strong>EMV</strong>-Umgebungen Schirmung mit Metallschutzschlauch bevorzugen.<br />

Für den E<strong>in</strong>satz <strong>in</strong> extrem <strong>EMV</strong>-belasteten Umgebungen (z.B. Schweißmasch<strong>in</strong>en oder andere Lichtbogenerzeuger, Galvanikanlagen<br />

mit extrem hohen Strömen usw.) besteht die e<strong>in</strong>zige Lösung <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Komplettschirmung aller Leitungen mit metallischen Rohren oder<br />

Metallschutzschläuchen – bekannt s<strong>in</strong>d hier die Panzerschläuche (Metallschutzschläuche); hier wird neben e<strong>in</strong>em mechanischen<br />

Schutz zusätzlich e<strong>in</strong> solider <strong>EMV</strong>-Schutz gewährleistet.<br />

Massung, Erdung und Schutzpotenzialausgleich<br />

Potenzialunterschiede zwischen verschiedenen Anlagenteilen können dazu führen, dass störende Ausgleichsströme fließen. Deshalb ist im<br />

Schaltschrank e<strong>in</strong> ordnungsgemäßer Schutzpotenzialausgleich unerlässlich, wobei alle leitfähigen Gehäuseteile, Geräte und Baugruppen-<br />

Gehäuse maschenförmig mite<strong>in</strong>ander zu verb<strong>in</strong>den s<strong>in</strong>d.<br />

Optimalen Schutzpotenzialausgleich realisieren!<br />

Als Schutzpotenzialausgleich-Sammelschiene bietet sich die metallisch blanke Montageplatte an. Schutzpotenzialausgleichsleiter sollten<br />

so kurz wie möglich se<strong>in</strong> und e<strong>in</strong>en Querschnitt <strong>von</strong> m<strong>in</strong>destens 6 mm², besser 16 mm² haben. Beim Anschluss an Geräte- und


so kurz wie möglich se<strong>in</strong> und e<strong>in</strong>en Querschnitt <strong>von</strong> m<strong>in</strong>destens 6 mm², besser 16 mm² haben. Beim Anschluss an Geräte- und<br />

Gehäuseteile ist auf e<strong>in</strong>e großflächige, korrosionsgeschützte Kontaktherstellung zu achten, was <strong>in</strong> lackierten oder beschichteten<br />

Schränken und Gehäusen oftmals nur mit erheblichem Arbeitsaufwand zu bewerkstelligen ist.<br />

D<strong>EMV</strong>T-Empfehlungen zum Schutzpotenzialausgleich<br />

Die wichtigsten Empfehlungen des D<strong>EMV</strong>T-Leitfadens zum Schutzpotenzialausgleich s<strong>in</strong>d:<br />

E<strong>in</strong>deutigen zentralen Erdungspunkt def<strong>in</strong>ieren.<br />

Metallene blanke Montageplatten als Schutzpotenzialausgleichs-Sammelschiene nutzen.<br />

Sämtliche Metallteile erden.<br />

Erdungsverb<strong>in</strong>dungen mit e<strong>in</strong>em M<strong>in</strong>destquerschnitt <strong>von</strong> 16 mm² e<strong>in</strong>setzen (auch für bewegliche Teile wie Türen, Deckel, Verkleidungen<br />

usw.).<br />

Der genannte Leitfaden nennt als Anwendungsbeispiel e<strong>in</strong>e Anlage mit e<strong>in</strong>em Frequenzumrichter und e<strong>in</strong>er SPS-Steuerung, die e<strong>in</strong><br />

unterschiedliches Erdpotenzial aufweisen (siehe Abb. 7). Hier können elektrische Ausgleichsströme fließen, die das gesamte System<br />

stören. Dazu gibt der Leitfaden folgende Empfehlungen:<br />

Anbr<strong>in</strong>gen e<strong>in</strong>es Schutzpotenzialausgleichsleiters parallel zur Steuerleitung mit e<strong>in</strong>em M<strong>in</strong>destquerschnitt <strong>von</strong> 16 mm².<br />

Relais- und Schützschaltungen für <strong>in</strong>duktive oder kapazitive Lasten mit Entstörgliedern entsprechend Abbildung 11 ausrüsten.<br />

Merke!<br />

Je besser der Schutzpotenzialausgleich <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Anlage ausgeführt ist, desto ger<strong>in</strong>ger ist die Gefahr <strong>von</strong> Störungen durch<br />

Potenzialschwankungen und daraus resultierenden Strömen!<br />

Filter und Überspannungsschutz<br />

E<strong>in</strong>e weitere wichtige Maßnahme im Rahmen e<strong>in</strong>es <strong>EMV</strong>-gerechten Schaltschrankaufbaus ist der E<strong>in</strong>satz <strong>von</strong> Filtern. Es handelt sich<br />

dabei um Bauste<strong>in</strong>e zur Dämpfung <strong>von</strong> Störgrößen. Ihrem Zweck entsprechend können sie sowohl an der Störquelle als auch an e<strong>in</strong>er<br />

Störsenke e<strong>in</strong>gesetzt werden. Im ersten Fall reduzieren sie das Aussenden <strong>von</strong> Störungen, im zweiten erhöhen sie die Störfestigkeit.<br />

E<strong>in</strong>satz passiver Filter zur Dämpfung vorhandener Störgrößen<br />

In der Regel werden passive Filter (siehe Abb. 11) verwendet, die aus passiven Bauelementen bestehen. Aktive Filter, die e<strong>in</strong>e eigene<br />

Stromversorgung benötigen, werden <strong>in</strong> Stromversorgungsnetzen kaum verwendet. Filter s<strong>in</strong>d möglichst nahe am Gerät zu montieren und<br />

auf der Netz- sowie Geräteseite mit dem Schutzleiter zu verb<strong>in</strong>den.<br />

Im Fehlerfall, bei e<strong>in</strong>em Phasenausfall oder e<strong>in</strong>er auftretenden Schieflast, können sehr hohe Ableitströme fließen. DIN EN 50178 (VDE<br />

0160) fordert für solche Fälle e<strong>in</strong>en Schutzleiter mit e<strong>in</strong>em Querschnitt <strong>von</strong> m<strong>in</strong>destens 10 mm². Alternativ besteht die Möglichkeit, den<br />

Schutzleiter auf Unterbrechung zu überwachen oder e<strong>in</strong>en zweiten Schutzleiter zusätzlich zu verlegen. Da es sich bei den Ableitströmen<br />

um hochfrequente Störgrößen handelt, müssen die Erdungsmaßnahmen niederohmig, großflächig und auf dem kürzesten Weg zum<br />

Erdpotenzial durchgeführt werden.<br />

Je nach Impedanz der Störquelle sowie der E<strong>in</strong>gangsimpedanz der Störsenke stehen verschiedene Filterschaltungen zur Auswahl.<br />

Abb. 11: E<strong>in</strong>satz <strong>von</strong> Filtern (Quelle: D<strong>EMV</strong>T)


Schutz zur Begrenzung transienter Spannungen (Überspannungen)<br />

Überspannungen können elektrische und elektronische Geräte, Anlagen und Systeme zerstören. Dabei ist zu beachten, dass solche<br />

Überspannungen nur selten <strong>von</strong> Blitze<strong>in</strong>schlägen erzeugt werden, sondern vor allem <strong>von</strong> Schaltvorgängen oder elektrostatischen<br />

Entladungen. Sie treten nur für den Bruchteil e<strong>in</strong>er Sekunde auf, weshalb man sie auch transiente (vorübergehende) Spannungen<br />

nennt.<br />

Aufgrund der Gefahren, die <strong>von</strong> transienten Spannungen für elektrische und elektronische Baugruppen ausgehen, gehört zu e<strong>in</strong>em <strong>EMV</strong>gerechten<br />

Schaltschrankaufbau neben den genannten Schirmungs- und Filtermaßnahmen e<strong>in</strong> angepasster Überspannungsschutz.<br />

E<strong>in</strong>satz <strong>von</strong> Überspannungs-Schutzgeräten empfohlen<br />

Überspannungs-Schutzgeräte werden e<strong>in</strong>geteilt nach ihrer Anwendung. Dabei charakterisiert der Schutzpegel die Fähigkeit e<strong>in</strong>es<br />

Überspannungs-Schutzgeräts, Überspannungen auf e<strong>in</strong>en Restpegel zu begrenzen. Dieser Schutzpegel bestimmt beim E<strong>in</strong>satz <strong>in</strong><br />

energietechnischen Netzen den E<strong>in</strong>satzort h<strong>in</strong>sichtlich der Überspannungskategorie nach DIN EN 60664-1 (VDE 0110 Teil 1).<br />

Abb. 12: Auswahlempfehlung für Überspannungskategorien nach DIN EN 60664-1 (VDE 0110 Teil 1)


Zur Auswahl stehen Schutzgeräte, die üblicherweise den Bereichen Grob-, Mittel- und Fe<strong>in</strong>schutz zugerechnet werden. Diese älteren<br />

Bezeichnungen abgestufter Schutzbereiche s<strong>in</strong>d zwar immer noch geläufig, wurden aber <strong>in</strong> die DIN EN 61643 nicht mehr aufgenommen.<br />

In der Norm DIN EN 61643-11:2007-08 (VDE 0675-6-11) s<strong>in</strong>d die Überspannungs-Schutzgeräte für den E<strong>in</strong>satz <strong>in</strong> <strong>Niederspannungs</strong>anlagen<br />

<strong>in</strong> folgende Klassen e<strong>in</strong>geteilt:<br />

Überspannungs-Schutzgeräte vom Typ 1 (Blitzstromableiter) s<strong>in</strong>d erforderlich, um die sehr hohen Ströme abzuleiten, die bei e<strong>in</strong>em<br />

Blitze<strong>in</strong>schlag auftreten. Sie werden <strong>in</strong> der E<strong>in</strong>speisung der Elektro<strong>in</strong>stallation e<strong>in</strong>gesetzt.<br />

Abb. 13: Blitzstromableiter SPD-Typ 1 – DEHNventil: Blitzstromableiter l<strong>in</strong>ks und dessen Anwendung rechts (Quelle: DEHN +<br />

SÖHNE)<br />

Überspannungs-Schutzgeräte vom Typ 2 (Überspannungsableiter) bilden die zweite Schutzstufe, die e<strong>in</strong>e niedrigere<br />

Bemessungs-Stoßspannung aufweist und dem Schutz der festen Elektro<strong>in</strong>stallation dient.


Abb. 14: Überspannungsableiter SPD-Typ 2 – DEHNguard: Überspannungsableiter l<strong>in</strong>ks und dessen Anwendung rechts<br />

(Quelle: DEHN + SÖHNE)<br />

Überspannungs-Schutzgeräte vom Typ 3 begrenzen Überspannungen auf e<strong>in</strong> für das zu schützende Betriebsmittel zulässiges<br />

Maß.<br />

Abb. 15: Endgeräteschutz SPD-Typ 3 – DEHNflex: Endgeräteschutz l<strong>in</strong>ks und dessen Anwendung rechts (Quelle: DEHN +<br />

SÖHNE)<br />

Überspannungsableiter zum E<strong>in</strong>satz <strong>in</strong> <strong>in</strong>formationstechnischen Netzen<br />

Bei Überspannungs-Schutzgeräten zum E<strong>in</strong>satz <strong>in</strong> <strong>in</strong>formationstechnischen Netzen ist der Schutzpegel an die Störfestigkeit der zu<br />

schützenden Betriebsmittel gemäß DIN EN 61643-21:2002-03 (VDE 0845 Teil 3-1) anzupassen. Hierzu werden Überspannungsableiter für<br />

die Montage auf Hutschiene, für e<strong>in</strong>e LSA-Plus-Technik, für die 19-Zoll-Technik, für unterschiedliche Anschlusstechniken <strong>in</strong> RJ-, BT-Jack-,<br />

Koax-, D-SUB- und weitere Klemmentechniken angeboten.<br />

<strong>EMV</strong>-gerechter Aufbau e<strong>in</strong>es optimalen Netzsystems (TN-S-System)<br />

Vielfach unterschätzt werden Ströme auf den Schutz- und Schutzpotenzialausgleichsleitern sowie auf fremden leitfähigen<br />

Rohr<strong>in</strong>stallationen (z.B. <strong>in</strong> Gas-, Wasser- und Heizungssystemen).<br />

Merke!<br />

E<strong>in</strong>e verPENnte Installation stellt e<strong>in</strong>e tickende Zeitbombe dar!<br />

Maßnahmen zum Schutz vor schädlichen E<strong>in</strong>kopplungen<br />

Zur Realisierung e<strong>in</strong>er elektromagnetischen Verträglichkeit <strong>in</strong> elektrischen <strong>Niederspannungs</strong>anlagen gibt es e<strong>in</strong>e Reihe <strong>von</strong> technischen<br />

Möglichkeiten. Von besonderer Bedeutung s<strong>in</strong>d neben der<br />

Vermeidung oder Verr<strong>in</strong>gerung <strong>von</strong> Störquellen und Leiterschleifen<br />

zusätzlich<br />

Schutzpotenzialausgleichsmaßnahmen, <strong>in</strong> denen möglichst alle elektrisch leitfähigen Gebäudeteile (Bewehrungen) und<br />

Gebäude<strong>in</strong>stallationen (Rohrleitungen) gut mite<strong>in</strong>ander und mit der Erdungsanlage verbunden werden; und<br />

Realisierung e<strong>in</strong>es TN-S-Stromversorgungssystems (Fünfleiter-Systems), bei dem der Neutralleiter die Aufgabe des<br />

Betriebsstromrückleiters übernimmt.<br />

Konsequente Separierung <strong>von</strong> Neutralleiter und Schutzleiter dr<strong>in</strong>gend empfohlen<br />

TN-C-Systeme (Vierleiter-Systeme) s<strong>in</strong>d für e<strong>in</strong> wirksames <strong>EMV</strong>-Konzept ungeeignet. Der <strong>EMV</strong>-Schutz erfordert die konsequente


TN-C-Systeme (Vierleiter-Systeme) s<strong>in</strong>d für e<strong>in</strong> wirksames <strong>EMV</strong>-Konzept ungeeignet. Der <strong>EMV</strong>-Schutz erfordert die konsequente<br />

Separierung <strong>von</strong> Neutralleiter und Schutzleiter. Nur so werden die Betriebsströme vom Schutzleiter ferngehalten und damit die <strong>EMV</strong>schädlichen<br />

E<strong>in</strong>kopplungen vermieden.<br />

Zusätzliche Differenzstromüberwachung durch RCMs am zentralen Erdungspunkt<br />

Um auch während des Betriebs auf Dauer e<strong>in</strong> re<strong>in</strong>es TN-S-System zu gewährleisten, sollte es mittels Fehlerstrom-Schutze<strong>in</strong>richtung, bei<br />

größeren Anlagenströmen mit FI-Relais oder Differenzstrom-Überwachungsgeräten (RCMs), kontrolliert werden. Praktische Erfahrungen<br />

zeigen die Notwendigkeit hierzu, da oft bei Nachrüstungen oder Anlagenveränderungen (Umnutzungen oder Erweiterungen) Verb<strong>in</strong>dungen<br />

zwischen Neutral- und Schutzleiter hergestellt werden, z.B. durch das Vertauschen <strong>von</strong> Neutral- und Schutzleiter bei Geräteanschlüssen.<br />

Fehlerstrom-Schutze<strong>in</strong>richtungen, FI-Relais oder Differenzstrom-Überwachungsgeräte registrieren solche Fehlschaltungen und lösen aus<br />

oder melden den Fehler.<br />

Abb. 16: Beispiel e<strong>in</strong>es <strong>EMV</strong>-gerechten TN-S-Systems (Quelle: WÜBA Versicherungs-AG)<br />

Abbildung 16 zeigt, wie im TN-S-System mit separat geführtem PE-Leiter (Schutzleiter) der Neutralleiterstrom im isolierten Neutralleiter<br />

bleibt und zum Sternpunkt der Stromquelle zurückfließt, ohne andere E<strong>in</strong>richtungen zu bee<strong>in</strong>flussen.<br />

Abb. 17: Beispiel e<strong>in</strong>es <strong>EMV</strong>-unfreundlichen TN-C-Systems (Quelle: WÜBA Versicherungs-AG)<br />

Abbildung 17 zeigt wie beim TN-C-System e<strong>in</strong> Teil des Neutralleiterstroms über den PEN-Leiter fließt. Andere Teilströme (abhängig vom<br />

Widerstand der Strompfade) fließen über die Gebäudekonstruktion zur Stromquelle zurück. Die so entstehenden Streuströme, und auch<br />

der Spannungsabfall auf dem PEN-Leiter, können elektrische Betriebsmittel, zum Beispiel Betriebsmittel der Informationstechnik, negativ<br />

bee<strong>in</strong>flussen.<br />

Es wird deshalb empfohlen, <strong>in</strong> umfangreichen Gebäudeanlagen das TN-S-System anzuwenden und zu überwachen. Neuere DIN-VDE-<br />

Bestimmungen wie DIN IEC 60364-4-44/A2:2003-04 (E VDE 0100 Teil 444) sowie DIN VDE 0100-540:2007-06 empfehlen aus den


Bestimmungen wie DIN IEC 60364-4-44/A2:2003-04 (E VDE 0100 Teil 444) sowie DIN VDE 0100-540:2007-06 empfehlen aus den<br />

genannten Gründen ausdrücklich das TN-S-System.<br />

Dimensionierung <strong>von</strong> Neutralleitern <strong>in</strong> <strong>Niederspannungs</strong>-<strong>Schaltanlagen</strong><br />

Die Dimensionierung <strong>von</strong> Neutralleitern <strong>in</strong> <strong>Niederspannungs</strong>-<strong>Schaltanlagen</strong> erfolgt nach DIN VDE 0100-520:2003-06 und dem Entwurf DIN<br />

IEC EN 60364-5-52:2004-07 (E VDE 0100 Teil 520).<br />

Merke!<br />

Der Neutralleiterquerschnitt sollte immer dem Außenleiterquerschnitt entsprechen!<br />

Früher wurden überwiegend l<strong>in</strong>eare Verbraucher, deren Stromverlauf s<strong>in</strong>usförmig ist, zu gleichen Teilen auf die drei Phasen verteilt, sodass<br />

e<strong>in</strong> symmetrisches Netz vorhanden war. Die drei Ströme addieren sich dann im Neutralleiter bei dreiphasigem Betrieb zu null.<br />

Heute werden durch den immer größer werdenden Anteil der Elektronik <strong>in</strong> den Verbrauchern, speziell bei Massenprodukten wie Leuchten<br />

mit elektronischen Vorschaltgeräten, Fernsehgeräten, Computern usw., kapazitiv geglättete Netzgeräte e<strong>in</strong>gesetzt.<br />

Asymmetrische Belastungen im Drehstromnetz führen zu Ausgleichsströmen im Neutralleiter<br />

Die zunehmende Anzahl <strong>von</strong> Wechselstromverbrauchern <strong>in</strong> Büro und Industrie führt bei ungünstiger Aufteilung der Verbraucheranschlüsse<br />

und bei zeitlich unterschiedlicher Nutzung der Betriebsmittel zu e<strong>in</strong>er asymmetrischen Belastung im Drehstromnetz mit der Folge e<strong>in</strong>es<br />

Ausgleichsstroms im Neutralleiter. Dabei werden Abweichungen der Netzspannung <strong>von</strong> der S<strong>in</strong>usform, u.a. durch Oberschw<strong>in</strong>gungen,<br />

charakterisiert.<br />

Oberschw<strong>in</strong>gungen überlagern die Grundschw<strong>in</strong>gung (Netzfrequenz, z.B. 50 Hz) und s<strong>in</strong>d das ganzzahlige Vielfache e<strong>in</strong>er<br />

Grundschw<strong>in</strong>gung. Insbesondere die dritten bis 15. Oberschw<strong>in</strong>gungen („Harmonische“) erzeugen hohe Ströme je Phase, die sich selbst<br />

bei symmetrischer Lastverteilung nicht aufheben, sondern im Neutralleiter addieren und diesen somit zusätzlich belasten.<br />

Möglichkeit der Neutralleiterüberlastung<br />

Überlastung des Neutralleiters führt zur Überhitzung und ggf. zur Unterbrechung. Messungen haben ergeben, dass der Neutralleiterstrom<br />

auf über 100 Prozent des Phasenstroms ansteigen kann. Der Dimensionierung des Neutralleiters muss also mehr Beachtung zukommen.<br />

Gefahren für elektrische E<strong>in</strong>richtungen<br />

Durch e<strong>in</strong>e mögliche Überlastung des Neutralleiters, resultierend aus den Unsymmetrieströmen und h<strong>in</strong>zukommenden<br />

Oberschw<strong>in</strong>gungsströmen entstehen Gefahren für elektrische E<strong>in</strong>richtungen, u.a. bei ...<br />

Kabel und Leitungen:<br />

- Überhitzung des Neutralleiters<br />

- Brandgefahr<br />

- Gefahr der Unterbrechung des Neutralleiters mit stark s<strong>in</strong>kender bzw. steigender Phasenspannung<br />

(dadurch s<strong>in</strong>d angeschlossene Geräte gefährdet)<br />

- größere Leistungsverluste<br />

- Erzeugen <strong>von</strong> starken Magnetfeldern, die Störungen verursachen können<br />

Transformatoren:<br />

- größere Leistungsverluste<br />

- Überlastung des Sternpunkts<br />

- Resonanzrisiko<br />

- höhere Geräuschpegel<br />

Kondensatoren (besonders empf<strong>in</strong>dlich gegen Oberwellen):<br />

- größere Leistungsverluste<br />

- Resonanzrisiko<br />

- kürzere Betriebsdauer<br />

Potenzielle Gefahren für die elektrischen E<strong>in</strong>richtungen s<strong>in</strong>d somit auf Rückwirkungen <strong>von</strong> Betriebsmitteln mit nicht s<strong>in</strong>usförmigen Strömen<br />

zurückzuführen. Hierzu zählen im Wesentlichen:<br />

elektrische Betriebsmittel, bei denen die nicht s<strong>in</strong>usförmigen Ströme durch leistungselektronische Komponenten hervorgerufen werden,<br />

wie z.B. bei Stromrichtern, Stromrichterantrieben, Netzgeräten, Dimmern, Fernsehgeräten u.a.;<br />

elektrische Betriebsmittel, die <strong>von</strong> sich aus e<strong>in</strong>e nicht l<strong>in</strong>eare Strom-Spannungs-Charakteristik aufweisen, wie z.B. bei Mittelfrequenz-<br />

Induktions- und Lichtbogenöfen, Gasentladungslampen, Drosseln, Kle<strong>in</strong>transformatoren<br />

Oberschw<strong>in</strong>gungsströme führen zur Überhitzung und Zerstörung<br />

Oberschw<strong>in</strong>gungsströme erzeugen an den Impedanzen der Versorgungsnetze Oberschw<strong>in</strong>gungsspannungen, die sich der s<strong>in</strong>usförmigen<br />

50-Hz-Netzspannung überlagern. Der entstehende Überstrom kann zusammen mit den höheren Frequenzen der Oberschw<strong>in</strong>gungen zu<br />

e<strong>in</strong>er Überhitzung und damit zur Zerstörung <strong>von</strong> Transformatoren, Verteileranlagen und auch der angeschlossenen Verbraucher selbst<br />

führen. Sie s<strong>in</strong>d an den Anschlusspunkten aller am Netz betriebenen Geräte messbar und bewirken e<strong>in</strong>e zusätzliche Beanspruchung der<br />

angeschlossenen Betriebsmittel.<br />

Die bisherige Bestimmung, nach welcher der Neutralleiter > 16 mm² nur 50 Prozent des Außenleiterquerschnitts betragen muss, kann sich<br />

nach diesen Erfahrungen nicht aufrechterhalten lassen.<br />

Neutralleiterbelastung erfordert vollen Neutralleiterquerschnitt


Insbesondere die <strong>EMV</strong> wird durch diese Neutralleiterbelastung gefährdet und wirkt sich somit auf die <strong>EMV</strong>-Eigenschaften der<br />

Gesamtanlage aus. Bei hohen Belastungen des Neutralleiters können Potenzialdifferenzen, vagabundierende Ströme und ähnliche<br />

Ersche<strong>in</strong>ungen auftreten, welche elektronische Geräte, die mit sehr ger<strong>in</strong>gen Spannungen und Strömen arbeiten, ungünstig bee<strong>in</strong>flussen.<br />

Die Vermeidung <strong>von</strong> vagabundierenden Strömen durch e<strong>in</strong> TN-S-System mit vollem Neutralleiterquerschnitt trägt mit dazu bei, solche<br />

Entwicklungen zu verh<strong>in</strong>dern. E<strong>in</strong> gleichmäßig belastetes Kabel hat darüber h<strong>in</strong>aus e<strong>in</strong> ger<strong>in</strong>geres 50-Hz-Magnetfeld, wodurch die<br />

Bee<strong>in</strong>flussung <strong>von</strong> elektronischen E<strong>in</strong>richtungen ebenfalls verm<strong>in</strong>dert werden kann.<br />

Auch bei Sammelschienen-Systemen ist es wichtig, dass der N-Leiter grundsätzlich im Bereich der Außenleiter geführt wird und damit<br />

selbst bei asymmetrischen Belastungsverhältnissen die elektromagnetische Feldwirkung auf e<strong>in</strong> M<strong>in</strong>imum reduziert wird. Entsprechende<br />

Festlegungen werden <strong>in</strong> DIN EN 60364-5-52 (VDE 0100 Teil 520) getroffen.<br />

<strong>EMV</strong>-gerechte Änderung e<strong>in</strong>es TN-C-Systems <strong>in</strong> e<strong>in</strong> TN-S-System<br />

Die Änderung e<strong>in</strong>es bestehenden TN-C-Systems <strong>in</strong> e<strong>in</strong> <strong>EMV</strong>-gerechtes TN-S-System kann durch folgende Maßnahmen realisiert werden:<br />

1. Entfernen der Metallbrücken zwischen der PEN-Schiene und dem Gehäuse (Körper) der Schutzklasse I und Verlegen der PEN-Schiene<br />

isoliert gegen das Gehäuse!<br />

- Im ganzen Gebäude darf es beim Mehrfach-Transformatorbetrieb nur e<strong>in</strong>e Verb<strong>in</strong>dung zwischen der PEN- und der PE-Schiene bzw.<br />

zwischen der N- und der PE-Schiene bei E<strong>in</strong>-Transformatorbetrieb geben, und diese Verb<strong>in</strong>dung ist ausschließlich <strong>in</strong> der<br />

<strong>Niederspannungs</strong>-Hauptverteilung (an ke<strong>in</strong>er anderen Stelle) auszuführen.<br />

2. Durchführen e<strong>in</strong>er Isolations-Widerstandsmessung. Die Messwerte müssen ≥ 1 MΩ betragen (jeden Leiter gegen jeden Leiter und jeden<br />

Leiter gegen Körper messen).<br />

- Bei entsprechenden Werten s<strong>in</strong>d nun L1, L2, L3, N und der Körper als PE gegeben.<br />

3. Prüfung des Körpers als PE<br />

- Ermittlung der maximalen Stromtragfähigkeit <strong>in</strong>nerhalb <strong>von</strong> 5 Sek. beim Hersteller<br />

- Ermittlung des maximalen e<strong>in</strong>poligen Fehlerstroms <strong>in</strong>nerhalb <strong>von</strong> 5 Sek. (L1, L2 oder L3 gegen PE)<br />

- Fehlerstrom-Tragfähigkeit <strong>von</strong> MNS-Feldern (Fabrikat ABB) beträgt z.B. 10.000 A<br />

- Der Körper e<strong>in</strong>er Schaltanlage bzw. e<strong>in</strong>es Verteilersystems darf ersatzweise als PE-Schiene genutzt werden. Betriebsströme z.B.<br />

e<strong>in</strong>es PEN-Leiters (Fehler- und Betriebsstrom) benötigen immer e<strong>in</strong>e Schiene <strong>in</strong>nerhalb der Schaltanlage bzw. des<br />

Verteilersystems.<br />

4. Entsprechend der Vorgabe s<strong>in</strong>d die <strong>Niederspannungs</strong>-Hauptverteilungsschienen (siehe Abb. 18) umzurüsten und die<br />

Neutralleiterschiene des Stromschienensystems an die PEN- bzw. N-Schiene der <strong>Niederspannungs</strong>-Hauptverteilung (NHV)<br />

anzuschließen. Der Körper wird an die PE-Schiene <strong>in</strong>nerhalb der NHV angeschlossen.<br />

5. Am Trafo wird die Neutralleiter-Stromschiene an die Neutralleiterklemme (ehemals Mp-Klemme) angeschlossen. Der Körper<br />

(Stromschienengehäuse) wird entsprechend Abbildung 18 mit dem Transformatordeckel (PE-Klemme), dem Transformatorgehäuse und<br />

den Transformator-Fahrschienen verbunden.<br />

- Die Brücke <strong>von</strong> der Transformator-N(Mp)-Klemme zum Transformatorkörper muss entfernt werden!<br />

Die <strong>in</strong> diesem Zusammenhang zugehörigen Bestimmungen s<strong>in</strong>d:<br />

DIN VDE 0100-300:1996-01<br />

DIN VDE 0100-410:2007-06<br />

DIN VDE 0100-444:1999-10 und E DIN IEC 60364-4-44/A2:2003-04 (VDE 0100 Teil 444)<br />

DIN VDE 0100-540:2007-06<br />

DIN VDE 0105-100:2005-06<br />

DIN EN 60439-1:2005-01 (VDE 0660 Teil 500)<br />

Zum Messen des Isolationswiderstands der <strong>von</strong> der <strong>Niederspannungs</strong>-Hauptverteilung abgehenden Kabel und Leitungen muss die Brücke<br />

zwischen PEN-Schiene und PE-Schiene entfernt werden. Nach der Messung ist diese Brücke wieder e<strong>in</strong>zulegen, anderenfalls s<strong>in</strong>d alle<br />

Betriebsmittel ohne Schutz!<br />

Achtung!<br />

Der Querschnitt der PEN-Leiter muss wegen vorhandener Oberwellen bzw. Oberschw<strong>in</strong>gungen m<strong>in</strong>destens so stark se<strong>in</strong> wie<br />

der zugehörige Außenleiter.<br />

Abb. 18: Beispiel e<strong>in</strong>es <strong>EMV</strong>-freundlichen TN-C-S-Systems


Abbildung 19 stellt den Schutzpotenzialausgleich mit e<strong>in</strong>em Fundamenterder, <strong>in</strong> Verb<strong>in</strong>dung mit e<strong>in</strong>er Hochspannungsschutz- und<br />

<strong>Niederspannungs</strong>betriebserde dar. Die Abbildung gilt nur für abnehmereigene Umspannstationen zur rentablen Vere<strong>in</strong>heitlichung der<br />

<strong>Niederspannungs</strong>betriebserde (16 mm2 Cu), der Hochspannungsschutzerde (16 mm2 Cu) und des Schutzpotenzialausgleichs mit max. 25<br />

mm2 Cu und be<strong>in</strong>haltet e<strong>in</strong> <strong>EMV</strong>-gerechtes Netz (siehe u.a. DIN VDE 0101:2000-01, Abschnitt 8.5.3). Nach DIN VDE 0100-410 Abschnitt<br />

411.4.1 ist für den Verteilungsnetzbetreiber die Bed<strong>in</strong>gung<br />

RB/RE ≤ 50 V / (U0 – 50 V)<br />

„Spannungswaage“ e<strong>in</strong>zuhalten.<br />

Abb. 19: Beispiel e<strong>in</strong>es <strong>EMV</strong>-gerechten TN-S-Systems<br />

1 Flachstahl 30 x 3,5 mm oder Rundstahl 10 mm<br />

2 NYY-J 1 x 25 mm2 Cu oder m<strong>in</strong>destens 30 x 3,5 Fe mm2 verz<strong>in</strong>kt. Kennzeichnung an den Enden grün-gelb oder PE<br />

oder<br />

3 PEN m<strong>in</strong>destens so stark wie Außenleiter<br />

4 Erdung des/der Hochspannungsendverschlusses/-verschlüsse 16 mm2 Cu. Bef<strong>in</strong>det sich die Hochspannungsschaltanlage <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em anderen<br />

entfernten Gebäude, Endverschluss nur <strong>in</strong> der Hochspannungsschaltanlage erden.<br />

Bedeutung e<strong>in</strong>es zentralen Erdungspunkts<br />

Insbesondere bei signifikanter Informationstechnik im gleichen Gebäude – siehe hierzu auch DIN EN 50174-2 (VDE 0800 Teil 174-2) und<br />

DIN EN 50310 (VDE 0800 Teil 2-310) – besteht die Forderung zur Ausführung e<strong>in</strong>es TN-S-Systems ab der <strong>Niederspannungs</strong>-<br />

Hauptverteilung, die dem E<strong>in</strong>speisepunkt oder bei kommerziellen Netzen dem/den Transformator(en) bzw. dem/den Stromerzeuger(n)


Hauptverteilung, die dem E<strong>in</strong>speisepunkt oder bei kommerziellen Netzen dem/den Transformator(en) bzw. dem/den Stromerzeuger(n)<br />

folgen. Solche Forderungen enthält z.B. DIN VDE 0100-710:2002-11. Damit lassen sich die Anforderungen bezüglich der <strong>EMV</strong> <strong>von</strong> Datenund<br />

Kommunikationstechnik <strong>in</strong> der Regel erfüllen. Auf der Ebene der E<strong>in</strong>speisungen gilt e<strong>in</strong> TN-C-System als akzeptabel.<br />

Aufbau e<strong>in</strong>es TN-S-Systems ab dem zentralen Erdungspunkt<br />

Die sogenannte zentrale Erdung <strong>von</strong> Stromversorgungen <strong>in</strong> Gebäuden führt bei entsprechendem Aufbau praktisch zu e<strong>in</strong>em TN-S-System<br />

ab der zentralen Erdung.<br />

H<strong>in</strong>ter der Forderung nach e<strong>in</strong>em TN-S-System steht der Grundgedanke, e<strong>in</strong>e weiträumige Streuung des Betriebsstroms<br />

(Unsymmetriestroms) <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Gebäude über leitfähige Konstruktionsteile zu unterb<strong>in</strong>den. Diese Streuung erfolgt z.B. über die Armierung<br />

im Beton oder über leitfähige Rohre. E<strong>in</strong> weiterer Gedanke des TN-S-Systems besteht im Aufbau e<strong>in</strong>es nicht mit Betriebsströmen<br />

belasteten Schutzleiters (PE-Leiters) im gesamten Gebäude.<br />

Das Ziel beim Aufbau der elektrischen Anlage muss also se<strong>in</strong>, die Sternpunkte der Transformatoren und Stromerzeuger nur noch an e<strong>in</strong>em<br />

Punkt mit dem Erder zu verb<strong>in</strong>den. Das schließt e<strong>in</strong>, dass auch die Neutralleiter ke<strong>in</strong>e weitere Verb<strong>in</strong>dung mehr mit Erde oder den<br />

Schutzleitern haben dürfen.<br />

<strong>EMV</strong>-gerechtes Netzsystem bei Mehrfache<strong>in</strong>speisung<br />

Um e<strong>in</strong> <strong>EMV</strong>-gerechtes TN-Netzsystem bei Mehrfache<strong>in</strong>speisung zu realisieren, bleibt nur die zentrale Erdung. Hier wird allerd<strong>in</strong>gs im<br />

Verteiler neben der isoliert aufgebauten PEN-Schiene zusätzlich e<strong>in</strong>e PE-Schiene benötigt. Abbildung 20 zeigt e<strong>in</strong>e Schaltung für<br />

„mediz<strong>in</strong>isch genutzte Bereiche“ mit e<strong>in</strong>em vollständigen Erdungssystem.<br />

Zentraler Erdungspunkt <strong>in</strong> Transformatornähe<br />

Die zentrale Erdung sollte wegen der notwendigen Berücksichtigung hochspannungsseitiger E<strong>in</strong>flüsse unbed<strong>in</strong>gt <strong>in</strong> Transformatornähe<br />

erfolgen. Hierbei müssen alle Verb<strong>in</strong>dungen zur Haupterdungsschiene und <strong>von</strong> dort zum Fundamenterder möglichst kurz und mit<br />

ausreichendem Querschnitt ausgeführt werden. Der Weg, den die Betriebsströme bei Fehlern im Verteilungsnetz nehmen, führt ohne jede<br />

Aufteilung immer zum Sternpunkt der Stromquelle. Die Fehlerströme teilen sich, wie bereits erläutert, sowohl über die PE-Leiter als auch<br />

über fremde leitfähige Teile (e<strong>in</strong>schließlich des Banderders) auf.<br />

Neben den Vorteilen des zentralen Erdungspunktes h<strong>in</strong>sichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit, ergibt sich e<strong>in</strong> weiterer<br />

wesentlicher Vorteil bezüglich des Schaltungsaufbaus. In Stromversorgungsnetzen mit zentralem Erdungspunkt kann man auf die vierpolige<br />

Umschaltung <strong>in</strong> der Ebene der Stromversorgung verzichten (siehe Abb. 20). Ab den nachfolgenden Unterverteilern muss allerd<strong>in</strong>gs der N-<br />

Leiter mitgeschaltet werden; anderenfalls würde sich <strong>in</strong> aktiven Stromversorgungsnetzen bei e<strong>in</strong>er Umschaltung auf die zweite Leitung der<br />

im Neutralleiter durch unsymmetrische Belastung hervorgerufene Betriebsstrom auf die Neutralleiter der ersten und zweiten Leitung<br />

aufteilen.<br />

Abb. 20: <strong>EMV</strong>-gerechtes TN-S-Netzsystem mit Umschaltung<br />

Achtung!<br />

Den Kabelschirm beim Hochspannungs-Kabelendverschluss nur <strong>in</strong> der Hochspannungsanlage erden; am Transformator<br />

isolieren!


Massungskonzept<br />

Massekonzept vorzugsweise im Frequenzbereich bis ca. 100 kHz<br />

Durch unzureichende <strong>EMV</strong>-Eigenschaften bed<strong>in</strong>gte Funktionsstörungen können durch fehlerhafte oder unzureichende Systemmasse-<br />

Konzepte entstehen. Wenn elektrische Stromversorgungs- und Signalkreise nicht e<strong>in</strong>wandfrei auf Massepotenzial liegen, ist im unteren<br />

Frequenzbereich mit Problemen h<strong>in</strong>sichtlich der <strong>EMV</strong> zu rechnen. Falsche oder ungenügende Masseanb<strong>in</strong>dung <strong>von</strong> Systemstrukturen und<br />

Kabelschirmen begünstigt e<strong>in</strong>e Strahlungskopplung vorzugsweise im mittleren und hohen Frequenzbereich.<br />

E<strong>in</strong>führung <strong>von</strong> Masseklassen erleichtern das Massekonzept<br />

Die Aufstellung e<strong>in</strong>es Massekonzepts für e<strong>in</strong> elektrotechnisches System wird durch die E<strong>in</strong>führung <strong>von</strong> Masseklassen erleichtert und<br />

sichert die Übersicht bei großen und komplexen Systemen.<br />

Strukturmasse:<br />

- die Massung aller elektrisch leitfähigen Teile <strong>von</strong> Geräten und Systemträgerstrukturen (Gerüste, Montageplatten, Montageschienen<br />

usw.), hier der PE-Leiter<br />

- flächenhafter Metallkontakt, frei <strong>von</strong> nicht leitendem Oberflächenschutz (z.B. nicht leitende Eloxal- oder Farbschichten)<br />

- Korrosionsbeständigkeit gewährleisten!<br />

Stromversorgungsmasse:<br />

- die Zusammenfassung <strong>von</strong> Stromversorgungsrückleiter (Gleich- und Wechselstrom) zu e<strong>in</strong>er separaten, isolierten elektrischen<br />

Bezugsmasse (Neutralleiter)<br />

Signalmasse:<br />

- die Zusammenfassung aller Signalrückleiter (Analog-, Digital- und Hochfrequenzmasse) zu e<strong>in</strong>er elektrischen Bezugsmasse, hier<br />

auch der M<strong>in</strong>usleiter<br />

- Schleifenbildungen wegen der Gefahr <strong>in</strong>duktiver E<strong>in</strong>kopplungen vermeiden!<br />

Kabelschirmmasse:<br />

- die Massung <strong>von</strong> Kabelschirmen (Überalles- und <strong>in</strong>dividuelle Kabelschirme) an Gerätesteckern, Gehäuse- und<br />

Strukturdurchführungen<br />

- Individuelle Kabelschirme s<strong>in</strong>d vorzugsweise an der Gehäuse- oder Systemträgerstruktur zu massen.<br />

- Die Verb<strong>in</strong>dung mit Signalmassen ist nur bei wenigen berechtigten Fällen zulässig.<br />

Unabhängig da<strong>von</strong> sollte immer auf e<strong>in</strong>en möglichst störsicheren Aufbau der Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation geachtet werden.<br />

Zusammenfassung<br />

Die zehn Gebote im Umgang mit der <strong>EMV</strong><br />

Die Auflistung der „zehn Gebote im Umgang mit der <strong>EMV</strong>“ (siehe Tab. 3) gibt H<strong>in</strong>weise, wie die häufigsten Schwierigkeiten durch e<strong>in</strong>en<br />

störsicheren Aufbau der Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation vermieden werden können.<br />

Diese zehn Gebote und die vorgenannten ausführlichen Regeln zur Sicherstellung e<strong>in</strong>er optimalen <strong>EMV</strong> s<strong>in</strong>d als Maßnahmen zu<br />

betrachten, um potenzielle Störfelder und deren Auswirkungen so ger<strong>in</strong>g wie möglich zu halten.<br />

Tab. 3: Die zehn Gebote im Umgang mit der <strong>EMV</strong> (die editierbare Vorlage f<strong>in</strong>den Sie hier)<br />

1. Gebot Verwendung <strong>von</strong> Schaltschränken aus Stahlblech.<br />

Die zehn Gebote im Umgang mit der <strong>EMV</strong> („Empfehlungen“)<br />

Großflächiger, metallisch leitender Schutzpotenzialausgleich aller Konstruktionselemente und Bauteile des Schaltschranks untere<strong>in</strong>ander muss<br />

gewährleistet se<strong>in</strong> und erhöht die Störfestigkeit (Input)<br />

2. Gebot E<strong>in</strong>satz <strong>von</strong> Montageplatten, Montageschienen und -gerüsten aus verz<strong>in</strong>ktem Stahlblech.<br />

Lackierte, eloxierte oder gelb chromatierte Bauteile können über die Frequenz sehr hohe Widerstandswerte aufweisen.<br />

3. Gebot Metallische Baugruppen und Bauteile <strong>in</strong>nerhalb des Schaltschranks großflächig und zuverlässig – so kurz wie möglich – leitend mite<strong>in</strong>ander<br />

verb<strong>in</strong>den.<br />

Auf saubere lackfreie, oxid- und rostfreie, großflächige Kontaktflächen und sorgfältige Auswahl der richtigen Kontaktmittel (Schrauben und<br />

Zubehör) achten.<br />

Potenzialdifferenzen verschiedener Werkstoffe zue<strong>in</strong>ander vermeiden!<br />

4. Gebot Frühzeitiges großflächiges und niederohmiges Erden <strong>von</strong> Störquellen (Betriebsmitteln) auf der Montageplatte/-gerüst verh<strong>in</strong>dert unerwünschte<br />

Abstrahlung.<br />

5. Gebot Die Kabelführung <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>es Schaltschranks sollte möglichst dicht am Bezugspotenzial (Schrank-Masse) erfolgen; Leiterkreuzungen<br />

vermeiden.<br />

Frei schwebende Leitungen s<strong>in</strong>d bevorzugte <strong>EMV</strong>-Opfer und wirken sowohl als aktive wie auch als passive Antennen.


6. Gebot „Angstschleifen“ s<strong>in</strong>d an allen Anschlusskabeln und -leitungen zu vermeiden!<br />

Nicht belegte Adern, speziell <strong>von</strong> Motor- oder Energiekabeln, s<strong>in</strong>d beidseitig auf das Schutzleiter-Potenzial (PE) zu legen.<br />

7. Gebot Ungeschirmte Kabel und Leitungen e<strong>in</strong>es Stromkreises, also H<strong>in</strong>- und Rückleiter, sollten wegen symmetrischer Störbee<strong>in</strong>flussung verdrillt<br />

werden.<br />

8. Gebot Der Schirm <strong>von</strong> analogen Signalleitungen darf nur e<strong>in</strong>seitig und dann möglichst im Schaltschrank aufgelegt werden.<br />

Der Schirm <strong>von</strong> digitalen Signalleitungen darf nur beidseitig aufgelegt werden.<br />

Auf großflächige und niederohmige Verb<strong>in</strong>dung ist zu achten (vergleiche 3. Gebot).<br />

9. Gebot Relais, Schütze und Magnetventile müssen durch Funkenlöschkomb<strong>in</strong>ationen bzw. durch überspannungsbegrenzende Bauelemente<br />

beschaltet se<strong>in</strong>.<br />

Die Unterdrückung an der Störquelle (Schaltüberspannungen) durch Netzfilter bzw. Funkentstörfilter, Kondensatoren, Drosseln, Zenerdioden,<br />

Varistoren etc. <strong>in</strong> Abhängigkeit <strong>von</strong> der Störfrequenz verm<strong>in</strong>dert die Störabstrahlung (Output).<br />

10. Gebot Trennen Sie bereits <strong>in</strong> der Planungsphase räumlich „heiße“ Kabel <strong>von</strong> „kalten“ Kabeln.<br />

E<strong>in</strong>e Parallelführung <strong>von</strong> anderen Kabeln und Leitungen zu Motorkabeln ist sträflich und muss vermieden werden.<br />

Grundsätzlich muss die <strong>EMV</strong>-Sicherheit e<strong>in</strong>es Betriebsmittels, welches nach den Angaben des Herstellers <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Schaltanlage e<strong>in</strong>gebaut<br />

und verdrahtet wird, durch die Typprüfung des Schaltgeräts/Betriebsmittels nachgewiesen se<strong>in</strong>.<br />

Nur <strong>in</strong> den Fällen, <strong>in</strong> denen <strong>von</strong> den Angaben des Herstellers des Betriebsmittels, also <strong>von</strong> den zugehörigen Bauanweisungen, abgewichen<br />

werden muss oder der Störpegel (Emissionspegel) und die Störempf<strong>in</strong>dlichkeit (Immunität) nicht zue<strong>in</strong>ander passen, ist die Wirksamkeit<br />

der E<strong>in</strong>bau- und Verdrahtungsmaßnahmen, die der Hersteller der Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation anwenden will, durch e<strong>in</strong>e Typprüfung vom<br />

Hersteller dieser Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ation nachzuweisen.<br />

Prüfparameter zur Prüfung der Störfestigkeit und zur Prüfung der Störaussendung s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> DIN EN 60439-1:2005-01 (VDE 0660 Teil 500),<br />

Abschn. 8.2.8 bzw. Anhang H festgelegt.<br />

Weiterführende Literatur<br />

1. D<strong>EMV</strong>T (Deutsche Gesellschaft für <strong>EMV</strong>-Technologie e.V.), 48683 Ahaus: „<strong>EMV</strong>-gerechter Schaltschrankaufbau“. Elektropraktiker, Heft<br />

5/2005, Seiten 374–378<br />

2. D<strong>EMV</strong>T (Deutsche Gesellschaft für <strong>EMV</strong>-Technologie e.V.), 48683 Ahaus: „Leitfaden – <strong>EMV</strong>-gerechter Schaltschrankaufbau“<br />

3. Heyder, Paul; Gohlke, Klaus; Panten, Dietmar: „Elektrische Ausrüstung <strong>von</strong> Masch<strong>in</strong>en – Erläuterungen zu DIN EN 60204-1 (VDE 0113<br />

Teil 1)“. VDE-Schriftenreihe Band 26, 5. Auflage 2001, VDE-Verlag GmbH, Berl<strong>in</strong>/Offenbach<br />

4. Rittal-Werke: „<strong>EMV</strong>-gerechter Schaltschrankbau – Praxis-Tipps zur Montage“<br />

5. Rudolph, Wilhelm; W<strong>in</strong>ter, Otmar: „<strong>EMV</strong> nach VDE 0100“. VDE-Schriftenreihe Band 66, 3. Auflage 2000, VDE-Verlag GmbH,<br />

Berl<strong>in</strong>/Offenbach<br />

6. WÜBA, Württembergische und Badische Versicherungs-AG, Ndl. 60327 Frankfurt: „Spezialversicherer für elektronische Anlagen“ –<br />

„Tipps zur Vermeidung <strong>von</strong> Überspannungsschäden“<br />

7. Zentgraf, Lothar: „<strong>Niederspannungs</strong>-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen – Erläuterungen zu DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500)“. VDE-<br />

Schriftenreihe Band 28, 4. Auflage 2005, VDE-Verlag GmbH, Berl<strong>in</strong>/Offenbach<br />

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