Potentialausgleich

Potentialausgleich bezeichnet eine elektrisch gut leitfähige Verbindung, die unterschiedliche elektrische Potentiale minimiert. Der Potentialausgleich wird umgangssprachlich häufig auch als Erdung bezeichnet.[1]

Haupterdungsschiene zum Schutzpotentialausgleich
Symbol für Potentialausgleich nach IEC 60417-5021 (2002-10)

Die Forderung für den Potentialausgleich ergibt sich aus den „Anforderungen zum Schutz gegen elektrischen Schlag“ und ist festgelegt:

  • international in der IEC 60364-4-41:2005
  • für Deutschland in der DIN VDE 0100-410:2007-06.

Die Verbindung aller leitfähigen Körper (Gehäuse) elektrischer Betriebsmittel mit einem geerdeten Schutzleiter und mit der Haupterdungsschiene ist die Grundlage für den Schutz gegen elektrischen Schlag. Die in der VDE vorrangig angeführte Schutzmaßnahme der „automatischen Abschaltung der Stromversorgung im Fehlerfall“ wird durch normgerechte Ausführung[2] mit anschließender Prüfung der Anlage sichergestellt. Durch die Prüfung wird auch die ausreichend kleine Schleifenimpedanz für die automatische Abschaltung im Fehlerfall nachgewiesen.

Die technische Ausführung für den Potentialausgleich, die Dimensionierung der Querschnitte und die genormten Begriffe ergeben sich

  • international aus der IEC 60364-5-54:2011
  • für Deutschland aus der DIN VDE 0100-540:2012-06.[3]

Der Hauptpotentialausgleich wird im Hausanschlussraum eines Gebäudes hergestellt. Einzubinden sind

  • die Schutzleiter der Stromversorgung
  • die Schutzpotentialausgleichsleiter und
  • ein Erdungsleiter,

die alle auf einer Haupterdungsschiene zusammengeführt werden, der Potentialausgleichsschiene. Über den Erdungsleiter wird eine Verbindung mit dem Fundamenterder oder einer anderen Art von Erder hergestellt.

Gegebenenfalls bestehen Verbindungen vom Fundamenterder zu den Ableitungen einer Blitzschutzanlage (LPS).[4] Eine solche Verbindung fordert auch die VDE-Blitzschutznorm (VDE 0185 Stand 10/2006).

Definition nach VDE

Gemäß DIN VDE 0100 Teil 200 ist der Potentialausgleich folgendermaßen definiert:

»Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen leitfähigen Teilen, um Potentialgleichheit zu erzielen.«

Schutzpotentialausgleich

Der Schutzpotentialausgleich bzw. Hauptpotentialausgleich ist der Potentialausgleich zwischen

Alle diese Bauteile werden durch Schutzpotentialausgleichsleiter miteinander verbunden, die in der Regel mit Kupferleitern ausgeführt werden:

  • bei mechanisch geschützter Verlegung mit einem Mindestquerschnitt von 2,5 mm²
  • bei mechanisch ungeschützter Verlegung mit einem Mindestquerschnitt von 4 mm².

Ein Schutzpotentialausgleich für ein ganzes Gebäude verbindet mehrere örtliche Potentialausgleiche, die sich jeweils auf einzelne Räume bzw. Bereiche beziehen (s. u.).

Um eine Verschleppung von Potentialunterschieden aus dem Erdreich zu vermeiden, sollen Gebäude seit 2010 nur noch an einer einzigen Stelle geerdet werden.[6] Wenn eine leitfähige Rohrleitung von außen ins Gebäude geführt wird, sollte am Hausanschluss eine isolierte Rohrverbindung vorgesehen werden.

Örtlicher Potentialausgleich
Durch die Verbindung aller Schutzleiter in einer Klemmschiene wird in der Unterverteilung (Installationsverteiler) ein örtlicher Potentialausgleich hergestellt. Über eine weitere Klemmschiene werden in der Regel alle Neutralleiter miteinander verbunden.

Ein örtlicher Potentialausgleich ist ein Potentialausgleich zwischen

Er ist gemäß DIN VDE 0100 Gruppe 700 vorgeschrieben in Räumen und Bereichen mit besonderer Gefährdung:

Auch dieser Potentialausgleich wird im Allgemeinen mit Kupferleitungen mit Mindestquerschnitt von 2,5 mm² bei mechanisch geschützter bzw. 4 mm² bei ungeschützter Verlegung ausgeführt.

Innerhalb eines Gebäudes werden die örtlichen Potentialausgleiche über jeweils einen Schutzpotentialausgleichsleiter mit der Hauptpotentialausgleichsschiene verbunden.

Räume mit Badewanne oder Dusche

Nach der letzten Überarbeitung fordert die DIN VDE 0100-701 Ausgabe 2008-10 nur noch den örtlichen Potentialausgleich der Rohrleitungen und Anlagen der Wasser-, Abwasser-, Heizungs-, Klima- und Gasinstallationen, indem diese untereinander sowie mit der Schutzleiterschiene im Installationsverteiler oder direkt mit der Hauptpotentialausgleichsschiene verbunden werden.

Die Einbeziehung leitfähiger Bade- und Duschwannen ist nicht mehr erforderlich, aber möglich. Ein bereits vorhandener Potentialausgleich metallischer Bade- und Duschwannen sowie sonstiger leitfähiger Teile soll beibehalten werden.[8]

Hochvoltsysteme

Im Hochvoltsystem, also etwa im batteriebetriebenen Elektrofahrzeug, ist der Potentialausgleich ein zentrales Element der Sicherheit. Alle Hochvoltkomponenten, darunter auch die Leistungselektronik und der Hochvoltbatteriekörper, wie auch die Fahrzeugmasse sind über den Potentialausgleich leitend miteinander verbunden. Sollten zwei Komponenten jeweils einen unterschiedlichen, harten Isolationsfehler aufweisen, so fließt ein Kurzschlussstrom, so dass das Auslösen der Sicherung in der Batterie Schlimmeres verhindert. Der Potentialausgleich muss entsprechend belastbar ausgeführt sein (vgl. ISO 6469-3), was neben dem reinen Widerstandswert ein wichtiger Faktor ist.[9]

Hochspannungsleitungen, Oberleitungen, Schienen

Hauptartikel: elektrolytische Korrosion, Bahnstrom, Hochspannungsmast, Oberleitung

Normen
Haupterdungsschiene in einem Gebäude
  • DIN VDE 0100-200:2006-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Begriffe
  • DIN VDE 0100-410:2007-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag
  • DIN VDE 0100-540:2012-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen, Schutzleiter und Schutzpotentialausgleichsleiter
  • DIN VDE 0100-701:2008-10 Errichten von Niederspannungsanlagen – Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Räume mit Badewanne oder Dusche
  • DIN VDE 0100-702:2012-03 Errichten von Niederspannungsanlagen – Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Becken von Schwimmbädern, begehbare Wasserbecken und Springbrunnen
  • DIN VDE 0100-705:2007-10 Errichten von Niederspannungsanlagen – Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Elektrische Anlagen von landwirtschaftlichen und gartenbaulichen Betriebsstätten
  • DIN VDE 0100-710:2002-11 Errichten von Niederspannungsanlagen – Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Medizinisch genutzte Räume
  • DIN EN 60728-11 VDE 0855-1:2011-06 Kabelnetze für Fernsehsignale, Tonsignale und interaktive Dienste; Sicherheitsanforderungen
  • DIN EN 60079 (VDE 0165): Potentialausgleichsmaßnahmen in explosionsgefährdeten Bereichen

Siehe auch

Literatur
  • Werner Hörmann, Bernd Schröder: Schutz gegen elektrischen Schlag in Niederspannungsanlagen – Kommentar der DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06. VDE-Schriftenreihe Band 140, VDE-Verlag, Berlin, ISBN 978-3-8007-3190-9.
  • H. Schmolke, D. Vogt: Potentialausgleich, Fundamenterder, Korrosionsgefährdung. VDE-Schriftenreihe – Normen verständlich. Bd. 35. 6. Auflage. VDE-Verlag, Berlin 2004, ISBN 3-8007-2787-0.

Einzelnachweise
  1. Wilhelm Rudolph: Einführung in DIN VDE 0100: Elektrische Anlagen von Gebäuden (= VDE Schriftenreihe. Nr. 39). 2. Auflage. VDE-Verlag, Berlin/ Offenbach 1999, ISBN 978-3-8007-1928-0, S. 151.
  2. Schutz gegen elektrischen Schlag. In: Der Elektro-Tipp. Kunden-Information für Elektro-Fachleute. Band 28, Nr. 118. Hensel GmbH & Co. KG, Lennestadt März 2001 (4 S., hensel-electric.de [PDF; 1,5 MB; abgerufen am 22. Februar 2012]).
  3. Hartmut Zander: Querschnitt des Schutzpotentialausgleichsleiters: Neue Norm DIN VDE 0100-540:2007-06. (PDF; 307 kB) In: de 1–2. 2008, S. 28–31, abgerufen am 27. Juli 2021.
  4. Klaus Schulte: Hauptpotentialausgleich in elektrischen Anlagen. In: Elektropraktiker. Band 54, Nr. 1. Berlin 2000, S. 50–52 (elektropraktiker.de [PDF; 97 kB] – darin indes Verweis nur auf Normen nach Stand von 2000).
  5. Georg Jaanineh: Prüfung von Potentialausgleich und Erdung in elektrotechnischen Anlagen: nach BetrSichV, DGUV Vorschrift 3, VDE 0100-600, VDE 0100-410, VDE 0100-540. (PDF; 2,7 MB) Geltec Ingenieurbüro für Elektrosicherheit, 2023, S. 4|3, abgerufen am 27. Juli 2021.
  6. Bodo Appel: Wie falsche Erdung zu Korrosion in Wasserrohren führt. In: Haustec.de. Gentner Verlag, 25. Januar 2018, abgerufen am 9. April 2020 (zuerst erschienen in Sanitär Heizung Klima Heft 01, 2018).
  7. E. U. Köhnke: Häusliche Duschen und Bäder sind keine Nass- oder Feuchträume. Swiss Krono Tex GmbH & Co. KG, 10. März 2009, abgerufen am 22. Februar 2012.
  8. Planungshandbuch Sanitär. (PDF; 58,6 MB) Geberit Vertriebs AG, 18. Dezember 2015, S. 16, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 16. Juni 2018; abgerufen am 14. Mai 2018. Auch: Planungshandbuch: „Der Geberit“ – Planen mit Geberit-Produkten. (PDF; 80 MB) Geberit Vertriebs AG, September 2020, S. 16, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 30. Juli 2021; abgerufen am 27. Juli 2021.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/oxomi.com
  9. Der Potentialausgleich im Hochvoltsystem: Ein zentrales Element der Hochvoltsicherheit. Technology Consulting Solutions GmbH, 23. Juli 2021, abgerufen am 27. Juli 2021.
Commons: Potential uniting system – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.