FISEKON GmbH – Fischer Elektrokonstruktion

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32 — Rechner

Berührungsspannung im Fehlerfall berechnen

Im Fehlerfall liegt das Gehäuse nicht auf Erdpotential, sondern auf dem Spannungsfall über dem Rückweg. Diese Spannung steht so lange an, bis abgeschaltet ist – und sie ist der Grund, warum Abschaltzeiten überhaupt begrenzt sind.

Eingabe

Im TN-System der Kurzschlussstrom, im TT-System der Auslösestrom der Fehlerstromschutzeinrichtung.

Im TN-System der Widerstand des Schutzleiters, im TT-System der Erdungswiderstand der Anlage.

Der übliche Grenzwert für Wechselspannung in trockenen Bereichen. In besonderen Bereichen gilt ein niedrigerer.

Ergebnis

Berührungsspannung
—V
Bewertung
—
Größter zulässiger Widerstand im RückwegBei diesem Fehlerstrom.
—Ω
Ausschöpfung des Grenzwerts
—%

Orientierungshilfe, keine normgerechte Auslegung. Für die Richtigkeit der Ergebnisse übernehmen wir keine Gewähr, maßgeblich sind die anzuwendenden Normen und die Prüfung im Einzelfall.

Rechenbeispiel

Der Standardfall, mit dem der Rechner startet, einmal durchgerechnet. Ändern Sie oben die Werte, rechnet er sofort neu.

Eingaben

Netzform
TN – Rückleitung über den Schutzleiter
Fehlerstrom
1.000 A
Widerstand im Rückweg
0,083 Ω
Zulässige Berührungsspannung
50 V

Ergebnis

Berührungsspannung
83 V
Bewertung
Der Grenzwert ist überschritten – es muss innerhalb der geforderten Zeit abgeschaltet werden.
Größter zulässiger Widerstand im Rückweg
0,05 Ω
Ausschöpfung des Grenzwerts
166 %

Formel

  • U_B = I_Fehler · R_Rückweg
  • TN: R = Widerstand des Schutzleiters
  • TT: R = Erdungswiderstand der Anlage
  • R_max = U_zulässig / I_Fehler

Annahmen und Normbezug

  • Gerechnet wird die Spannung am fehlerbehafteten Betriebsmittel gegen Bezugserde, während der Fehler ansteht.
  • Der zulässige Grenzwert hängt vom Bereich ab. In besonderen Umgebungen – Nassbereiche, landwirtschaftliche Betriebsstätten, medizinisch genutzte Räume – gelten niedrigere Werte.
  • Der Grenzwert allein genügt nicht. Wird er überschritten, muss innerhalb der geforderten Zeit abgeschaltet werden; wie schnell, hängt von der Höhe der Spannung ab.

Häufige Fragen

Warum ist die Berührungsspannung im TT-System das größere Thema?

Weil der Fehlerstrom dort über die Erde zurückfließt und der Erdungswiderstand um Größenordnungen höher liegt als ein Schutzleiter. Schon wenige hundert Milliampere ergeben an zehn oder zwanzig Ohm eine gefährliche Spannung. Deshalb ist im TT-System die Fehlerstromschutzeinrichtung praktisch unverzichtbar.

Warum genügt ein kleinerer Schutzleiter nicht einfach?

Weil ein kleinerer Schutzleiter mehr Widerstand hat und damit die Berührungsspannung steigt – bei gleichem Fehlerstrom proportional. Zugleich sinkt der Fehlerstrom, weil die Schleife hochohmiger wird, und die Abschaltung dauert länger. Beides wirkt in dieselbe falsche Richtung.

Ist eine kurze Überschreitung unkritisch?

Nicht pauschal. Die Gefährdung hängt an Höhe und Dauer zusammen. Deshalb koppeln die Regeln beides: Je höher die Berührungsspannung, desto kürzer muss die Abschaltzeit sein. Eine hohe Spannung, die nach Millisekunden weg ist, ist etwas anderes als eine mittlere, die stehen bleibt.

Rechnen ist der einfache Teil.

Die Formel liefert eine Zahl. Die Auslegung einer Anlage verlangt darüber hinaus Verlegeart, Häufung, Selektivität, Normenlage und den Blick auf den Bestand. Genau das übernehmen wir.

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