EMV-orientiertes Konzept für Blitzschutz und Erdung von ... Sonderthemen 2/15-2 EMV... ·...

Verfasser: Prof. Dr.-Ing. Alexander Kern, Manfred Weinig Stand 05/2012

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EMV-orientiertes Konzept für Blitzschutz undErdung von Anlagen der Chemieindustrie

1. Allgemeines

Dieses Konzept enthält die grundsätzlichen Anforde-rungen des äußeren und inneren Blitzschutzes und die darüber hinausgehenden Anforderungen der elektro-magnetischen Verträglichkeit (EMV) zur weiteren Re-duzierung der elektromagnetischen Einwirkungen auf elektrische und elektronische Systeme einer Anlage der Chemieindustrie. Dabei werden insbesondere die Anforderungen an die Systeme und Einrichtungen der Prozessleittechnik (PLT) behandelt.

Der äußere Blitzschutz besteht aus Fangeinrichtun-gen, Ableitungseinrichtungen und miteinander verbun-denen Erdungsanlagen. Seine Aufgabe ist das Einfan-gen des Blitzes, die sichere Ableitung des Stromes in Richtung Erdboden und seine Verteilung im Erdreich.

Der innere Blitzschutz umfasst alle zusätzlichen Maß-nahmen, die zur Reduzierung der elektromagneti-schen Einwirkungen durch Blitz innerhalb des zu schützenden Raumes erforderlich sind. Dazu gehören insbesondere der Blitzschutz-Potentialausgleich und das Beachten der Näherungsabstände.

Die darüber hinausgehenden Anforderungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit der Anlagen be-handeln weitere Maßnahmen, die die elektromagne-tischen Einwirkungen durch Blitz und andere Störein-flüsse weiter reduzieren. Dazu gehören

z.B. die elektromagnetische Schirmwirkung von Ge-bäuden, die Kabelverlegung, die Erdung von Kabel-tragkonstruktionen und Schränken, etc. sowie die Behandlung von Kabelschirmen und die Netzform der Versorgungs- und Signalnetze.

Alle in diesem Konzept beschriebenen Maßnahmen sind dabei so aufeinander abgestimmt, dasskeine unzulässig hohen Überspannungen in die Einrichtun-gen der PLT eingekoppelt werden können. Die Maß-nahmen sind weiterhin auch für alle anderen elektro-nischen Systeme gültig, z.B. Objektschutz-Anlage, Brandmelde-Anlage, Kommunikations-Anlage, etc. Die Verkabelung dieser Anlagen verläuft auf dem gleichen Verkabelungslevelwie die PLT-Kabel, und dadurch sind Überkopplungen möglich. Im folgenden wird deshalb zumeist allgemein von Elektroniksyste-men bzw. Elektronikkabeln gesprochen.

Die in diesem Konzept beschriebenen Maßnahmen reduzieren auch die Überspannungen in Niederspan-nungs-Anlagen. Die Anforderungen für die Erdung der Nieder- und Mittelspannungs-Anlagen nach stark-stromtechnischen Gesichtspunkten (Beherrschung von Kurzschlussströmen bei Erdfehlern), die über die rein blitzschutztechnischen Anforderungen hinausge-hen, sind ebenfalls in diesem Konzept behandelt.

Die Gebäude werden wie folgt in Schutzklassen ein-geteilt: • Gebäude mit wichtigen Einrichtungen der PLT:

Schutzklasse I nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Ed.2: 2011-10

• sonstige Gebäude: Schutzklasse III nach DIN EN 62305-3 / VDE 0185-305-3 Okt.2006.

2. Planungs- und Montagerichtlinien

Die Gliederung dieses Abschnitts erfolgt anhand der unterschiedlichen Bereiche innerhalb einer Chemie-anlage: Gebäude-Konstruktion, Außen-und Innen-Bereich von Gebäuden, Produktionsanlagen, Bereich zwischen Gebäuden und Produktionsanlagen. Da-durch werden verschiedene Punkte zwar grundsätz-lich mehrfach angesprochen; sie werden aber nur an einer Stelle detailliert behandelt. An den anderen Stel-len wird jeweils darauf verwiesen.

2.1 Gebäude-Konstruktion

Dieser Abschnitt behandelt alle Maßnahmen, die dem EMV-gerechten Aufbau eines Gebäudes dienen.

2.1.1 Äußerer Blitzschutz

2.1.1.1 Fangeinrichtungen

Für Gebäude mit wichtigen Einrichtungen der PLT, die der Schutzklasse I nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Ed.2: 2011-10 zugeordnet werden, sind auf dem Dach Fangeinrichtungen vorzugsweise in Form von Maschen mit einer Maschenweite von ca. 5 m x 5 m zu installieren (Bilder 1 und 2). Dabei sind ins-besondere alle Dachränder, -kanten und -ecken mit Fangleitungen zu schützen. Die Fangleitungen sind an den Dachrändern mit der Bewehrung bzw. der Metall-fassade der Gebäudeschirmung nach Abschnitt 2.1.2 oder ggf. mit den Ableitungen nach Abschnitt 2.1.1.2 zu verbinden.

Für sonstige Gebäude, die der Schutzklasse III nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Ed.2: 2011-10 zugeordnet werden, sind auf dem Dach Fangeinrich-tungen vorzugsweise in Form von Maschen mit einer Maschenweite von ca. 5 m x 5 m zu installieren. Dabei sind insbesondere alle Dachränder, -kanten und -ek-ken mit Fangleitungen zu schützen. Die Fangeinrich-tungen sind an den Dachrändern mit den Ableitungen nach Abschnitt 2.1.1.2 zu verbinden.

Bild 3: Anschluss von Metallfassaden, Fang- und Ableitungseinrichtungen und Bewehrung


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Bild 1: Äußerer Blitzschutz Fangeinrichtungen

2.1.1.2 Ableitungseinrichtungen

Gebäude mit wichtigen Einrichtungen der PLT, die der Schutzklasse I nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Ed.2: 2011-10 zugeordnet werden, sind vorzugs-weise als engmaschige „Faraday‘sche Käfige“ nach Abschnitt 2.1.2 auszubilden. Die Funktionen der Ablei-

tungen wird dann von einem verschweißten Maschen-netz aus Rundstahl ø 10 mm mit einer Maschenweite von ca. 5 m x 5 m in der Bewehrung der Außenwände oder von der Metallfassade übernommen (Bilder 3 und 4a+4b). Dort, wo die Ausbildung eines „Faraday‘schen Käfigs“ nicht möglich ist, sind Ableitungen im Abstand von ca. 10 m an den Außenwänden rund um die Ge-bäude zu errichten. Diese Ableitungen sind mit dem Ringerder und dem Fundamenterder nach Abschnitt 2.1.1.3 zu verbinden.

Für sonstige Gebäude, die der Schutzklasse III nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Ed.2: 2011-10 zu-geordnet werden, sind Ableitungen im Abstand von ca. 15 m an den Außenwänden rund um die Gebäude zu errichten. Diese Ableitungen sind mit dem Ringerder und dem Fundamenterder nach Abschnitt 2.1.1.3 zu verbinden.

Bild 2: Ausführung Fangeinrichtungen


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2.1.1.3 Erdungssystem

Für jedes Gebäude ist ein Fundamenterder (FE) nach DIN 18014 zu errichten, der in die Bewehrung der Sohle eingelegt wird (Bilder 5 und 6). Zusätzlich zu den Anforderungen nach DIN 18014 müssen noch die folgenden Anforderungen erfüllt werden: • Der FE muss mit blitzstromtragfähigen Klemmen

oder durch Schweißen mit der Bewehrung der Sohle im Abstand von ca. 3 - 5 m verbunden werden.

• Für Anschlussfahnen außerhalb des Betons sind Leitungen aus V4A, Erdungsfestpunkte, Kabel NYY oder kunststoffummantelte Stahldrähte zu verwen-den.

• Der FE bzw. die Verbindungen zum FE sind bis auf 0,5 m über Erdboden-Niveau in den Betonaußen-wänden hochzuziehen und dort mit dem Ringerder und ggf. mit den Ableitungen im Abstand von 10 m zu verbinden. Ist in Sohle und Außenwänden das ver-schweißte Maschennetz aus Rundstahl ø 10 mm mit einer Maschenweite von ca. 5 m x 5 m eingelegt, so entspricht dies dem FE, d.h. es ist kein gesonderter FE mehr zu verlegen.

Im Falle eines isolierten Fundaments des Gebäudes ist unterhalb davon ein gesonderter FE zu errichten. Dieser gesonderte FE ist im Abstand von 10 m mit dem Ringerder, ggf. den Ableitungen und dem ver-schweißten Maschennetz aus Rundstahl ø 10 mm in den Gebäudeaußenwänden bzw. der Metallfassade zu verbinden.

Zusätzlich zum FE ist um jedes Gebäude im Abstand von ca. 1 m ein Ringerder aus Cu-Seilen 70 mm² in einer Tiefe von mindestens 0,5 m zu verlegen. An den Ringerder ist im Abstand von. ca. 10 m das zusätzliche Maschennetz aus Rundstahl ø 10 mm bzw. die Me-tallfassade, ggf. die Ableitungen und ggf. das Innener-dungsnetz nach Abschnitt 2.3 anzuschließen.

Bild 4a + 4b: Ausführung Anschluss Metallfassade

Bild 5: Beispiel der Verlegung eines Fundamenterders

Bild 6: Ausführung Fundamenterder


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2.1.2 Gebäude aus Stahlbeton oder mit Metallfas-sade Innerhalb von Gebäuden entstehen bei einem Blitzein-schlag Überspannungen in den elektrischen Einrich-tungen. Die Höhe der Spannungen ist u.a. abhängig von der Gebäudedämpfung für elektromagnetische Felder, hierbei insbesondere für magnetische Felder.

Um eine ausreichende Schirmwirkung der Gebäude zu erreichen, ist es sinnvoll, alle Gebäude mit wich-tigen PLT-Einrichtungen als geschlossenen, engma-schigen „Faraday‘schen Käfig“ auszuführen.

Dieses wird erreicht durch: • eine durchgehende übliche Bewehrung (mindestens

zweilagig) um das gesamte Gebäude (Sohle, Au-ßenwände, Decken und Dach);

• eine geschlossene Metallfassade bei Skelettbauten (Bild 3). Dabei muss das Dach entweder durchge-hend bewehrt sein oder z.B. bei Fertigteilen mit ei-nem durchgehenden Gitter mit einer Maschenweite von kleiner 15 cm x 15 cm (z.B. Baustahlmatten) ab-gedeckt werden (Bild 7).

Bild 7: Zusätzliche Abschirmmaßnahmen auf Gebäu-dedächern

2.2 Außen an Gebäuden

Dieser Abschnitt behandelt alle Maßnahmen, die dem EMV-gerechten Aufbau elektrischer Geräte und deren Verkabelung an der Gebäude-Außenseite dienen.

2.2.1 Kabeltragkonstruktionen (Kabelbahnen)

Kabeltragkonstruktionen sind im gesamten Verlauf komplett über kurze Verbindungselemente durch-zu-verbinden. Dies gilt auch für Gitter- und Rohrbahnen. Kabeltragkonstruktionen sind mindestens an den En-den auf kürzestem Wege mit der Bewehrung bzw. der Metallfassade zu verbinden. Bei längeren Kabeltrag-konstruktionen sind Verbindungen mit der Bewehrung bzw. der Metallfassade im Abstand von ca. 20 m vor-zunehmen.

Führen Kabeltrassen in ein Gebäude hinein (Kabel-durchführungen), so sind die Kabeltragkonstruktionen an den Gebäudegrenzen auf kürzestem Wege mit der Bewehrung oder der Metallfassade und mit den Ka-beltragkonstruktionen im Innenbereich zu verbinden.

An den Verbindungsstellen ist eine sichere elektrische Verbindung zu realisieren. Eine Darstellung der Ein-zelmaßnahmen an einer typischen Kabeltragkonstruk-tion (einschließlich Gitterbahnen) enthalten die Bilder

Bild 8: Ausführung Kabelbahnen - Übersicht

Bild 9: Ausführung Kabelbahnen - Detail Knickstelle


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Bild 10: Ausführung Kabelbahnen Detail Gebäudeeintritt

Es ist auf eine konsequente Leveltrennung zu ach-ten. Auf den Leittechnik-Pritschen dürfen nur Elektronik-kabel (PLT, Kommunikation, Brandmel-de-Anlagen, Objektschutz, Rufanlagen, etc. ) mit einer Nennspan-nung < 60 V verlegt werden. NS-und MS-Kabel dürfen nur auf eigenen Pritschen verlegt werden. Für die Ka-belabstände gilt:

• NS-Kabel: Abstand > 0,2 m zur LT-Pritsche; • MS-Kabel: Abstand > 0,4 m zur LT-Pritsche.

Es ist darauf zu achten, dass die Kabelabstände auch für die obersten, auf den jeweiligen Pritschen liegen-den Kabel gelten. Die Pritschen sollten nicht überfüllt werden.

Wie bei den Pritschen ist auch bei den Steigetras-sen auf eine konsequente Leveltrennung der Elek-tronik-kabel zu den NS- und MS-Kabeln zu achten. Es gelten die gleichen Festlegungen.

In bestimmten Bereichen der Verkabelung (Mauer-und Deckendurchführungen und Stichverkabelung) ist es nicht immer möglich, die o.g. Abstände zwischen Elek-tronikkabeln und den NS- und MS-Kabeln einzuhalten. Dabei sind folgende Abstände zulässig:

Für die Länge l ist die Summe aller Parallelführungen auf der gesamten Kabelstrecke zugrunde zu legen.

2.2.2 Kabel außen an bzw. auf Gebäuden

Hierzu zählen z.B. Kabel, die außen seitlich an oder auf Gebäuden zu Gebern, Antennen, Telefonen, Ka-meras, Meldeeinrichtungen, Beleuchtungseinrichtun-gen, etc. verlegt werden.

Außerhalb von Gebäuden dürfen nur Elektronik-kabel mit einem elektrisch ausreichend leitfähigen Schirm mit ausreichender Stromtragfähigkeit (z.B. Geflecht) verwendet werden (Ausnahme: Kabellänge außerhalb des Gebäudes < 1m).

Weiterhin wird empfohlen, außerhalb von Gebäuden und Kabelkanälen nur geschirmte NS-Kabel zu ver-wenden.

Die Kabel sind so zu verlegen, dass sie nicht direkt vom Blitz getroffen werden können. Die Kabel sind möglichst direkt an dem elektrischen Gerät aus dem Gebäude bzw. aus der Metallfassade herauszuführen. Bis zu einer Länge von ca. 1 m sind für Elektronikkabel keine Zusatzmaßnahmen erforderlich. Bei NS-Kabeln sind grundsätzlich keine Zusatzmaßnahmen erforder-lich.

Bei Elektronikkabeln, die länger als 1 m an der Au-ßenwand verlegt werden, und bei allen Kabeln (ein-schließlich NS-Kabeln) auf Dächern und seitlich an Gebäuden oberhalb 20 m können folgende Schutz-maßnahmen durchgeführt werden:

• wenn keine direkten Blitzeinschläge in die Kabel möglich sind: Verlegung der Kabel direkt außen an der bewehrten Außenwand bzw. der Metallfassade und Anschluss des stromtragfähigem Kabelschirms direkt am Gebäudeeintritt (Bild 11) und am elektri-schen Gerät;

Bild 11: Ausführung Anschluss Kabelschirme von Au-ßenkabeln am Gebäudeeintritt


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• wenn direkte Blitzeinschläge in die Kabel nicht aus-geschlossen werden können: Verlegung der Kabel in durchgehend verbundenen Metallrohren oder Metallwannen (Bild 12) oder Verlegung hinter einer Metallfassade.

Um direkte Blitzeinschläge in das Kabel bzw. das elek-trischen Gerät auszuschließen, wird die Installation ei-ner teilisolierten Blitzfangeinrichtung empfohlen (Bild 13).

Es wird empfohlen, nach Möglichkeit LWL-Kabel für alle elektronischen Verbindungen zwischen räumlich getrennten Gebäuden zu verwenden. In diesen Fällen ist darauf zu achten, dass die LWL-Kabel keine metal-lenen Aufbauelemente enthalten (Stahlseele, Metall-schirme).

Bild 12: Verlegung von Kabeln in Metallrohren oder ge-schlossenen Wannen

Bild 13: Teilisolierte Fangeinrichtung, hier für größere Installationen (Lüftungsanlage)

2.2.3 Metallkonstruktionen (Fallrohre / Metallver-kleidungen)

Um undefinierte Einträge von Blitzströmen, die inKa-belschleifen Überspannungen induzieren können, zu vermeiden, sind alle von außen in die Gebäude eintre-tenden Rohre direkt am Gebäudeeintritt auf kürzestem Wege induktionsarm mit der Bewehrung oder der Me-tallfassade zu verbinden. Analoge Maßnahmen sind bei Gebäudeeintritt für metallene Tragkonstruktionen, Lüftungskanäle, d.h. für alle metallenen Installationen, vorzunehmen. Bei im Erdreich liegenden isolierten Rohren mit katho-dischem Korrosionsschutz erfolgt die Anbindung an die Bewehrung über geeignete Trennfunkenstrecken. Bei metallenen Installationen auf oder an den Sei-ten von Gebäuden (z.B. auch Antennen, Kommunikations-einrichtungen, etc.) sind ebenfalls Verbindungen zur Bewehrung bzw. zur Metallfassade erforderlich. Es ist darauf zu achten, dass Befestigungsschrauben nicht als Erdungsverbindungen verwendet werden. Die Anforderungen Befestigung und Erdung/ Potenti-alausgleich sind zu trennen. Eine typische Anordnung einer Schraubverbindung zum Zwecke von Erdung/Potentialausgleich zeigt Bild 14.

Bild 14: Anordnung von Schraubverbindungen mit Fe-derring, U-Scheibe und Mutter


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Bei längeren Konstruktionen sind Verbindungen mit der Bewehrung bzw. der Metallfassade im Abstand von ca. 20 m vorzunehmen.

Weiterhin kann es sinnvoll oder sogar notwendig sein, Geräte einschließlich der elektrischen bzw. elektroni-schen Verkabelung mit einer teilisolierten Blitzfang-einrichtung vor direkten Blitzeinschlägen zu schützen (Bild 13). Dies gilt für alle Geräte auf Gebäuden oder an Außenwänden (oberhalb von 20 m), die sich nicht im Schutzbereich anderer Gebäude oder elektrischer Gerät befinden. Bei Gebäudehöhen unter 20 m darf eine Montage dieser Geräte an Außenwänden ohne weiteren Schutz nur bis max. 1,5 m unter der Dach-kante erfolgen.

2.2.4 Außenliegende Geber und sonstigeGeräte

Geber und sonstige Geräte der PLT auf oder an den Seiten von Gebäuden sind einschließlich ihrer Ver-kabelung gemäß Abschnitt 2.2.3 zu behandeln. Falls Überspannungs-Schutzgeräte (SPD = surge protecti-ve devices) erforderlich sind, sind sie gemäß Abschnitt 2.2.6 zu installieren.

Wenn sich das elektrische Gerät nicht im Schutzbe-reich des Gebäudes oder anderer Geräte befindet, und dennoch ein direkter Blitzeinschlag verhindert werden soll, ist eine teilisolierte Blitzfangeinrichtung zu installieren. Die Dimensionierung der teilisolierten Blitzfangeinrichtung sollte nach dem Blitzkugelverfah-ren durchgeführt werden.

Für Klimaanlagen (Klima- und Lüftungskanäle, Rück-kühler, etc.) gelten ebenfalls die Anforderungen aus Abschnitt 2.2.3. Bei längeren Konstruktionen sind Ver-bindungen mit der Bewehrung bzw. der Metallfassade im Abstand von ca. 20 m vorzunehmen.

2.2.5 Näherungen

Ist das Gebäude nach Abschnitt 2.1.2 als „Faraday‘scher Käfig“ aus bewehrtem Stahlbeton mit verschweißtem Maschennetz bzw. mit Metallfassade aufgebaut und wird das verschweißte Maschennetz bzw. die Metallfassade als Ableitung benutzt, so be-stehen für Kabel und andere metallene Konstruktionen außen am Gebäude keine Sicherheitsabstände. Die Kabel können also direkt auf Betonwand bzw. Metall-fassade verlegt werden. Besitzt das Gebäude in die-sem Fall Fangeinrichtungen nach Abschnitt 2.1.1.1, so ist von den Kabeln und metallenen Konstruktionen auf dem Dach zu allen Fangleitungen ein Mindestabstand von ca. 20 cm (Luftabstand) einzuhalten.

Ist das Gebäude nicht als „Faraday‘scher Käfig“ aufge-baut und besitzt es stattdessen einzelne, konzentrierte Ableitungen nach Abschnitt 2.1.1.2, so sind, abhängig

von der Gebäudehöhe h, folgende Mindestabstände (Luftabstände) von den Kabeln und metallenen Kon-struktionen zu den Ableitungen an den Wänden bzw. den Fangleitungen auf dem Dach (= äußerer Blitz-schutz) einzuhalten.

Die genannten Werte sind als grundlegende Standard-werte zu betrachten. Im Einzelfall kann eine genaue-re Berechnung der Trennungsabstände nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Ed.2: 2011-10 erforderlich sein.

2.2.6 Überspannungs-Schutzgeräte

Überspannungs-Schutzgeräte sind nur dort einzu-setzen, wo durch primäre Maßnahmen, wie z.B. durch Einsatz von geschirmten Kabeln, durch Einsatz von Metallrohren oder geschlossenen Metallwannen oder durch andere Abschirmungsmaßnahmen, kein ausrei-chender Schutz erreicht werden kann. Das gilt neben den PLT-Kabeln auch für alle anderen Elektronikkabel, in die bei ungenügendem Schutz unzulässige Über-spannungen einkoppeln können, wie ggf. auch für NS-Kabel.

Überspannungs-Schutzgeräte sind grundsätzlich di-rekt am Kabeleintritt in das Gebäude in einem (ggf. mehreren) Blitzschutzkasten zu setzen. Um die Anzahl der Überspannungs-Schutzgeräte zu minimieren, soll-ten möglichst viele Gebäude in den zu schützenden Bereich einbezogen werden. Durch diese Maßnah-men sind nur noch wenige Kabel zu beschalten.

Es ist darauf zu achten, dass die Kabel, die von au-ßen zu den Überspannungs-Schutzgeräten geführt werden, in einem Mindestabstand von 0,2 m von den Innenraumkabeln verlegt werden, falls eine Parallel-führung nicht vermeidbar ist (Bild 15).


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Bild 15: Anordnung von Überspannungs-Schutzgerä-ten in Blitzschutzkästen am Gebäudeeintritt

Im Ausnahmefall können Überspannungs-Schutzge-räte auch erst in den Zentralen im Gebäudeinneren gesetzt werden, wenn dies aus Platzgründen nicht di-rekt am Gebäudeeintritt möglich ist. Dieses Verfahren sollte jedoch auf ein Minimum beschränkt bleiben. Die stromtragfähigen Kabelschirme sind am Gebäude-eintritt mit der Bewehrung bzw. der Metallfassade zu verbinden, nach innen ohne Unterbrechung durchzu-verbinden und an den Zentralen (Gestell) wiederum anzuschließen. Das Gestell ist auf kurzem Wege mit der Gebäudebewehrung zu verbinden. Durch diese Maßnahme wird eine Überkopplung innerhalb des Gebäudes auf andere Elektronikkabel weitestgehend vermieden.

Üblicherweise werden die außenliegenden Geräte-nicht mit Überspannungs-Schutzgeräten geschützt.Der Schutz gegen Überspannungen wird weitestge-hend durch die geschirmte Verkabelung sichergestellt. Soll dennoch eine Komponente (z.B. Geber) im Au-ßenbereich gesondert geschützt werden, so sind dort ebenfalls Überspannungs-Schutzgeräte einzusetzen. Komponente und Überspannungs-Schutzgeräte sind dabei vorzugsweisein einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen. Derstromtragfähige Kabelschirm ist direkt mit demGehäuse zu verbinden. Dieses ist dann an das äußere Erdungssystem (Erdungsmaschennetz) nach-den Abschnitten 2.4 bzw. 2.5 anzuschließen.

Ein umfassender Schutz ist allein durch Überspan-nungs-Schutzgeräte nicht immer zu erreichen, dabei einem direkten Blitzeinschlag sehr hohe Ströme an und in dem elektrischen Gerät auftreten können. In diesen Fällen sind zusätzliche Maßnahmen erforder-lich, z.B. die Installation einer teilisolierten Blitzfang-einrichtung.

2.3 Gebäude-Innenbereich

Dieser Abschnitt behandelt alle Maßnahmen, die dem EMV-gerechten Aufbau elektrischer Geräte und deren

Verkabelung im Gebäude-Innenbereich dienen. Ka-belverbindungen, die das Gebäude verlassen, sind gemäß Abschnitt 2.2 bzw. 2.4 zu behandeln.

2.3.1 Innenerdungsnetz

Im Falle von Gebäuden aus bewehrtem Stahlbeton mit verschweißtem Maschennetz aus Rund-stahl ø 10 mm mit einer Maschenweite von ca. 5 m x 5 m nach Abschnitt 2.1 wird die Funktion des Innenerdungsnet-zes durch das verschweißte Maschennetz wahrge-nommen. Es wird kein gesondertes Innenerdungsnetz verlegt, sondern an den benötigten Stellen werden An-schlüsse (z.B. Erdungsfestpunkte) an das verschweiß-te Maschennetz hergestellt (Bilder 16 bis 18).

Bild 16: Anschluss an Gebäudebewehrung mit Er-dungsfestpunkt

Bild 17 und 18: Ausführung Erdungsfestpunkt zum An-schluss an Bewehrung

Bemerkung: Bei Verbindungen und Anschlüssen ist im-mer auf saubere Kontaktflächen zu achten.


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Im Falle anderer Gebäude, auch bei Gebäuden mit Metallfassade, wird in jedem Geschoss eine Po-ten-tialausgleich-Schiene (PAS) kurz über Bodenniveau installiert. Die PAS ist als geschlossener Ring innen an der Gebäude-Außenwand ausgeführt (Bild 19). Die PAS im Erdgeschoss wird im Abstand von ca. 10 m mit dem Ringerder und damit ggf. auch mit der Metallfas-sade verbunden. Dafür werden Anschlüsse durch die Außenwand durchgeführt. Die PAS in den einzelnen Geschossen werden über senkrechte Potentialaus-gleich-Leitungen (PAL) ebenfalls im Abstand von ca. 10 m verbunden. In die Räume mit Elektronik- und Schaltschränken werden zusätzlich weitere PAS, die von der „äußeren“ PAS abgehen, errichtet (kann nur im Detail geplant werden).

Alle PAS und PAL sind aus Cu-Seil oder Cu-Band > 70 mm² herzustellen. Stahlkonstruktionen wie Stahlträger sind vorzugsweise mit zu verwenden, wenn ein ausrei-chender Querschnitt (50 mm² Stahl entsprechend DIN VDE 0141) und durchgehende elektrische Verbindun-gen gewährleistet sind. Gemäß DIN VDE 0141 muss dann Vorsorge dafür getroffen werden, dass die PAL nicht durch den Ausbau von Gerüstteilen unbeabsich-tigt unterbrochen werden können.

Schalter, Sicherungen und ohne Werkzeug leicht lös-bare Verbindungen dürfen in PAL und PAS nicht ein-gebaut werden.

Ist das Gebäude nicht als „Faraday‘scher Käfig“ auf-gebaut (bewehrter Stahlbeton mit verschweißtem Maschennetz oder Metallfassade), und besitzt es stattdessen einzelne, konzentrierte Ableitungen nach Abschnitt 2.1.1.2, so sind, abhängig von der Gebäude-höhe, folgende Mindestabstände (Luftabstände) von den PAS und PAL des Innenerdungsnetzes zu den Ab-leitungen an den Wänden bzw. den Fangleitungen auf dem Dach (= äußerer Blitzschutz) einzuhalten.

Die genannten Werte sind als grundlegende Standard-werte zu betrachten. Im Einzelfall kann eine genaue-re Berechnung der Trennungsabstände nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Ed.2: 2011-10 erforderlich sein.

Befindet sich in der Durchschlagstrecke Mauerwerk oder Beton, so gilt der doppelte Wert (20 cm Luftstrek-ke entspricht 40 cm Mauerwerk oder Beton).

Bild 19: Innenerdungsnetz bei Gebäuden mitMetallfassade


Kabeltragkonstruktionen sind im gesamten Verlauf komplett über kurze Verbindungselemente durch-zu-verbinden. Dies gilt auch für Gitter- und Rohr-bahnen. Kabeltragkonstruktionen sind mindestens an den En-den auf kürzestem Wege mit der Bewehrung bzw. der Metallfassade oder dem Innenerdungsnetz nach Abschnitt 2.3.1 zu verbinden. Bei längeren Kabeltrag-konstruktionen sind Verbindungen mit der Bewehrung bzw. dem Innenerdungsnetz im Abstand von ca. 20 m vorzunehmen. Darüber hinaus gelten für Kabel-tragkonstruktionen die Anforderungen nach Abschnitt 2.2.1 (Bilder 8 bis 10).

Liegen Stichkabel auf keiner Kabeltragkonstruktion, so sollten sie im Gebäude-Innenbereich grundsätzlich direkt oder nahe an bewehrten Wänden oder Metall-konstruktionen verlegt werden. Besteht keine der o.g. Möglichkeiten, so ist direkt neben den Kabeln ein Cu-Seil 16 mm² zu verlegen, das auf der einen Seite mit der Kabeltragkonstruktion (dort, wo das Stichkabel diese verlässt) und auf der anderen Seite mit der Be-wehrung bzw. einer Metallkonstruktion oder ggf. auch dem Innenerdungsnetz in der Nähe des Stichkabel-Endes (dort, wo das Stichkabel an einer elektrischen Komponente endet) zu verbinden ist.


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Alternativ können die Kabel in durchgehenden Rohren, die entsprechend dem o.g. mit der Bewehrung bzw. einer Metallkonstruktion oder ggf. auch dem Innener-dungsnetz zu verbinden sind, verlegt werden (Bild 12).

2.3.3 Kabel im Gebäude Innerhalb von Gebäuden dürfen nur Elektronikkabel mit einem elektrisch leitfähigen Schirm verwendet wer-den. Kabel mit Folienschirm sind zugelassen.

Kabel aller Spannungsebenen sind grundsätzlich auf den Kabeltragkonstruktionen zu verlegen. Die Anfor-derungen an die Leveltrennung sind zu berücksichti-gen. Lediglich auf kurzen Strecken (Stichkabel) ist die Verlegung ohne Kabeltragkonstruktion zulässig (vgl. Abschnitt 2.2.1).

Es wird empfohlen, nach Möglichkeit LWL-Kabel für alle elektronischen Bus-Verbindungen innerhalb eines Gebäudes zu verwenden. In diesen Fällen ist darauf zu achten, dass die LWL-Kabel keine metallenen Auf-bauelemente enthalten (Stahlseele, Metallschirme).

2.3.4 Zwischenboden

Wird in einem Raum (meist Elektronik- oder Schalt-schrank-Raum) ein aufgeständerter Zwischenboden installiert, ist die gesamte Konstruktion des Zwischen-bodens innerhalb eines Raumes elektrisch komplett durchzuverbinden (Bilder 20 und 21). Der Zwischen-boden ist an allen vier Eckpunkten und bei größeren Räumen umlaufend in ca. 5 m Abstand über Cu-Seile 70 mm² mit der Bewehrung der Wände bzw. des Bo-dens zu verbinden, vorzugsweise mit dem verschweiß-ten Maschennetz. Ist keine Bewehrung vorhanden, sind die Anschlüsse im o.g. Abstand zum Innener-dungsnetz nach Abschnitt 2.3.1 herzustellen.

Die Anforderungen an die Leveltrennung nach Ab-schnitt 2.2.1 sind auch im Kabelrangierbereich unter-halb des Zwischenbodens zu berücksichtigen. Eine Verlegung der Kabel unterschiedlicher Spannungs-ebenen (Level) in fixierten Kabelgittern unterhalb des Zwischenbodens mit ausreichender Leveltrennung ist anzustreben (Bild 22). Eine Verlegung direkt auf dem Boden ist zulässig, wenn die Kabel die vorgeschriebe-nen Mindestabstände einhalten.

2.3.5 Schalt- und Elektronikschränke

Werden die Schränke direkt auf dem Boden installiert, so werden sie auf Grundrahmen montiert. Die Grund-rahmen sind untereinander zu verschweißen und im Abstand von ca. 5 m auf kürzestem Wege

Bild 20: Potentialausgleich im Schaltraum Erdung der Schränke

Bild 21: Ausführung aufgeständerter Zwischenboden im Schaltraum mit zusätzlichen Potentialausgleich-Schienen

Bild 22: Ausführung Gitterbahnen im Zwischenboden zur Kabelverlegung und Leveltrennung


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Bild 23: Anschluss von Schrank-Grundrahmen an die Bewehrung induktionsarm mit der Bodenbewehrung zu verbinden (Bild 23). Kann die Bodenbewehrung nicht verwendet werden, so ist eine Anbindung der Grundrahmen an das Innenerdungsnetz im Abstand von ca. 5 m her-zustellen. Werden die Schränke auf einem Zwischen-boden installiert, so sind sie elektrisch leitend mit der Konstruktion des Zwischenbodens zu verbinden. Die Schränke sind an mindestens zwei Punkten mit dem Grundrahmen bzw. dem Zwischenboden zu ver-schweißen oder zu verschrauben.

Bei Installation und Einbau von elektronischen Kompo-nenten innerhalb von Schalt- und Elektronikschränken sind grundlegende Anforderungenzur elektromagneti-schen Verträglichkeit zu berücksichtigen. Wegen der sehr großen Zahl möglicher Bauformen von Schrän-ken und Kombinationen von elektronischen Kompo-nenten werden hier nur die wesentlichen Anforderun-gen in allgemeiner Formaufgelistet: • durch den Schrank gebildetes, geschlossenes-

Schirmgehäuse (sehr wichtig: Türen und andere Öffnungen);

• ausreichende Trennung von Elektronik- und NS-Ka-bel (Leveltrennung), bei Bedarf Einsatz von zusätzli-chen Abschirmungen;

• bei Bedarf Einbau von Filtern für Versorgungs- und Signalkabel direkt am Kabeleintritt in denSchrank;

• Anschluss der Kabelschirme direkt am Kabeleintritt in den Schrank an einer dort montierten Schirm-schiene;

• bei Bedarf zusätzliche Abschirmungen für starke elektromagnetische Störquellen.

Bild 24: Aufbau eines Elektronik-Schranks unterEMV-Gesichtspunkten (Prinzip)

Bild 25: Aufbau eines Wechselrichters unter EMV-Ge-sichtspunkten (Prinzip)

Bild 24 zeigt den Aufbau eines Elektronikschrankes, in dem die o.g. EMV-Anforderungen beispielhaft berück-sichtigt wurden. Auch für Schränke, die sowohl elek-tronische Komponenten als auch NS-oder MS-Geräte enthalten, ist die Einhaltung der EMV-Anforderungen gleichermaßen wichtig, wie es in Bild 25 wiederum bei-spielhaft für einen Wechselrichter dargestellt ist. Alle elektrischenVerbindungen (z.B. Potentialausgleich, Anschluss von Kabelschirmen) müssen äußerst impe-danzarm ausgeführt werden.


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2.3.6 Unterverteiler

Die metallenen Unterverteiler sind bei Wandmontage auf kurzem Wege mit der Bewehrung bzw. dem Innen-erdungsnetz zu verbinden. Sind Unterverteiler auf ei-nem Montagegestell montiert, so ist dieses ebenfalls mit der Bewehrung bzw. dem Innenerdungsnetz zu verbinden.

2.3.7 PLT-Geräte

PLT-Geräte (Geber, Messumformer,etc.) sind grund-sätzlich wie die Unterverteiler zu erden. Sind PLT-Ge-räte auf (geerdeten) Rohrleitungen oder anderen Me-tallkonstruktionen montiert, so sind dort direkte elektri-sche Anschlüsse, ggf. über flexible Verbindungen, zu schaffen. Bei Wandmontage ist eine kurze Verbindung zur Bewehrung bzw. dem Innenerdungsnetz herzu-stellen.

2.3.8 Starkstromtechnische Komponenten

Für MS-Anlagen (> 1 kV) wird in der Regel zusätzlich zum Anschluss an das Innenerdungsnetz des eigenen Gebäudes eine Erdungsleitung vorgesehen. Diese Erdungsleitung bzw. -Sammelleitung muss den Dop-pelerdschlussstrom führen können, sofern der Quer-schnitt des Kabelschirmes nicht ausreicht. Sie wird am Verbraucher und in der Schaltanlage an die Be-wehrung (verschweißtes Maschennetz) bzw. an das Innenerdungsnetz und bei Kabeln aus dem Außenbe-reich am Gebäudeeintritt an die Bewehrung bzw. Me-tallfassade angeschlossen. Die Verlegung erfolgt par-allel zur Kabelpritsche auf dem Level der MS-Kabel.

Elektrische Betriebsmittel < 1 kV werden nicht zusätz-lich geerdet, wenn bereits die Schutzleiter (PE) ange-schlossen sind. Nicht zum Betriebsstromkreis gehö-rende Metallteile der Betriebsmittel mit Nennspannun-gen > 1 kV werden zusätzlich geerdet (verschweißtes Maschennetz in Bewehrung bzw. Innenerdungsnetz), soweit sie nicht über ihre Befestigungskonstruktion be-reits ausreichend geerdet sind (Bild 26).

Schaltanlagen werden zusätzlich zum Anschluss an den Schutzleiter (PE) geerdet (verschweißtes Ma-schennetz in Bewehrung bzw. Innenerdungsnetz), um eine Mehrfacherdung des Schutzleiters (PE) zu errei-chen und Schutz gegen Potentialanhebungen durch andere Metallteile zu bieten.

Nicht zu den elektrischen Betriebsmitteln gehörende Metallteile, die im Fehlerfall:

• mit unter Spannung stehenden Teilen durch Lichtbo-gen oder direkte Berührung in Verbindung kommen können, werden geerdet

Bild 26: Ausführung Anschluss Pumpe über Erdungs-festpunkt an Bewehrung (DIN VDE 0141). Ist dieses bereits durch einen an-

geschlossenen Schutzleiter (PE) erreicht, wird keine zusätzliche Erdung vorgenommen.

• nicht unter Spannung stehen können, werden nur dann angeschlossen, wenn sie mit Teil-längen und nichtisoliert im Erdreich liegen oder der Abstand zu blanken, spannungsführenden Teilen < 1,5 m ist.

• Der Querschnitt von Erdungs- bzw. Potential-aus-gleichs-Sammelleitungen wird nach DIN VDE 0141 für den maximalen Kurzschluss-strom ausgelegt. Die Realisierung erfolgt durch Parallelverlegung des Einheitsquer-schnitts 70 mm².

Im folgenden werden die komponentenspezifi-schen Einzelmaßnahmen beschrieben:

• Der Transformatorrahmen der MS- und NS-Trans-formatoren wird ebenso wie der Sternpunkt (N) von NS-Transformatoren mit minde-stens zwei Cu-Sei-len 70 mm² an das Erdungs-system (verschweißtes Maschennetz in Bewehrung bzw. Innenerdungs-netz) angeschlossen.

• Die Gehäuse von MS-Schaltanlagen werden an je-dem Ende einer Schaltschrank-Reihe mit zwei Cu-Seilen 70 mm² an das Erdungssystem (verschweiß-tes Maschennetz in Bewehrung bzw. Innenerdungs-netz) angeschlossen .

• Der Schutzleiter (PE) von NS-Anlagen soll vorzugs-weise am Transformator gebildet werden, nicht


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in der Schaltanlage. Die PE-Schienen von NS-Schaltanlagen werden an jedem Ende einer Schalt-schrank-Reihe mit einem Cu-Seil 70 mm² an das Erdungssystem (verschweißtes Maschennetz in Be-wehrung bzw. Innenerdungsnetz) angeschlossen. Der Schutzleiter (PE) wird mit der Schrankerdung verbunden. Die übrigenSchutzmaßnahmen entspre-chen DIN VDE 0100.

• Der Neutralleiter (N) von NS-Anlagen soll in den Schaltanlagen nicht geerdet werden (TN-S-Netz-form, vgl. Abschnitt 2.3.11).

• NS-Motoren sowie alle anderen NS-Verbraucher brauchen nicht gesondert geerdet zu werden, wenn im Leistungskabel ein Schutzleiter (PE) mitgeführt und angeschlossen ist (Schutzleiter-Querschnitt entsprechend VDE 0100, Teil 540). Eine zusätzliche Erdung kann aus EMV-Gründen sinnvoll sein (Pum-pen, sonstige Aggregate).

2.3.9 Sonstige Metallkonstruktionen(Klimaanlagen / Rohre)

Metallene Konstruktionen, die in das Gebäude eintre-ten, werden direkt am Gebäudeeintritt nach Abschnitt 2.2.3 geerdet.

Metallene Konstruktionen im Innenbereich (Länge > 1 m) werden mindestens einmal an die Bewehrung bzw. das Innenerdungsnetz angeschlossen. Bei längeren Konstruktionen sind Verbindungen mit der Bewehrung bzw. dem Innenerdungsnetz im Abstand von ca. 20 m vorzunehmen.

2.3.10 Messwarten

Wartenpulte und Wartentafeln einschließlich der Grundrahmen sind zu behandeln wie unter Abschnitt 2.3.5 für Schränke beschrieben (Bild 27). Die Anforde-rungen an die Leveltrennung nach Abschnitt 2.2.1 sind auch im Bereich von Wartenpulten und Wartentafeln zu berücksichtigen.

Bild 27: Ausführung Erdung Wartentafel

2.3.11 Netzformen der PLT-Spannungsversorgun-gen

2.3.11.1 500 V TN-Netz

Die 500 V-Wechselstrom-Netze sind vorzugsweise als TN-S-Netze auszuführen (Bild 28). Dazu wird der Neutralleiter (N) nur am Transformator geerdet (vgl. Abschnitt 2.3.8). Ist dies nicht möglich, so ist zumin-dest eine letztmalige Erdung des Neutralleiters (N) in der Schaltanlage anzustreben. Danach in Richtung Verbraucher erfolgt keine weitere Erdung des Neutral-leiters (N). Dies entspricht der Netzform TN-C-S.

2.3.11.2 500 V IT-Netz

Das gesamte 500 V-Netz hat keine direkte Erdverbin-dung, sondern ist nur indirekt über das Erdschluss-Überwachungssystem mit Erde verbunden. Aus Sicht der EMV bestehen keine weiteren Anforderungen.

2.3.11.3 230 V TN-Netz

Die 230 V-Wechselstrom-Netze sind vorzugsweise als TN-S-Netze auszuführen (Bild 28). Dazu wird der Neutralleiter (N) nur am Transformator geerdet (vgl. Abschnitt 2.3.8). Ist dies nicht möglich, so ist zumin-dest eine letztmalige Erdung des Neutralleiters (N) in der Schaltanlage anzustreben. Danach in Richtung Verbraucher erfolgt keine weitere Erdung des Neutral-leiters (N). Dies entspricht der Netzform TN-C-S.

Bild 28: TN-S-Netzform von Niederspannungsnetzen


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2.3.11.4 230 V IT-Netz

Das gesamte 230 V-Netz hat keine direkte Erdverbin-dung, sondern ist nur indirekt über das Erdschluss-Überwachungssystem mit Erde verbunden. Aus Sicht der EMV bestehen keine weiteren Anforderungen.

2.3.11.5 24 V-Spannungsversorgung

Die redundante 24 V-Spannungsversorgung eines Prozessleitsystems wird wie folgt aufgebaut: • Das gesamte 24 V-Spannungssystem hat keine di-

rekte Erdverbindung, sondern ist nur indirekt über das Erdschluss-Überwachungssystem mit Erde ver-bunden.

• Die 0 V-Ausgänge der beiden Netzteile A und B sind auf kurzem Wege miteinander zu verbinden. Der Kabelquerschnitt muss mindestens dem Kabelquer-schnitt des 0 V-Ausgangs vom Netzteil entsprechen.

• In den 0 V-Leitungen des Haupt- und Unterverteilers dürfen niemals Sicherungen eingebaut werden. Ein Trennschalter ist jedoch zulässig.

• Parallel zum Netzteil A und B wird je eine aus-rei-chend dimensionierte Stützbatterie eingebaut.

2.3.12 PLT-Signalleitungen

Die Verkabelung im Innenbereich ist bevorzugt mit ge-schirmten Kabeln (üblicherweise Folienschirm) auszu-führen. Das gilt besonders dann, wenn die Kabel den Raum verlassen und zu einem anderen (Schalt-)Raum führen.

Die Folienschirme sind im Schrank, am Rangiervertei-ler bzw. am Endgerät auf dem kürzestmöglichen Weg an der Schirmschiene anzuschließen. Von dort wird eine kurze Verbindung zur Schrankmasse und damit zur Bewehrung hergestellt. An Unterverteilern sind alle Schirme der Sammelkabel und Stichkabel über eine Schirmschiene anzuschlie-ßen.

2.4 Produktionsanlagen

Dieser Abschnitt behandelt alle Maßnahmen, die dem EMV-gerechten Aufbau elektrischer Geräte und deren Verkabelung in der Produktionsanlage dienen. Ist die Anbindung der Produktionsanlage mit dem Messwarten- bzw. Schaltraumgebäude gemäß Ab-schnitt 2.5 ausgeführt, gelten für die Verkabelung zwischen Anlage und Gebäude ebenfalls die unter Ab-schnitt 2.4 beschriebenen Maßnahmen.

2.4.1 Äußerer Blitzschutz

2.4.1.1 Fangeinrichtungen

In den Produktionsanlagen werden üblicherweise kei-ne gesonderten Fangeinrichtungen errichtet. Ein di-rekter Blitzeinschlag in die metallenen Kom-ponenten der Produktionsanlagen ist grundsätzlich zulässig. Bestehen für einzelne Komponenten diesbezüglich besondere Anforderungen, so sind ent-weder Fanglei-tungen bzw. maschenförmige Fangeinrichtungen nach Abschnitt 2.1.1.1 oder teiliso-lierte Fangeinrichtungen zu errichten (Bild 13).

Befinden sich innerhalb der Produktionsanlagen Ge-bäude mit wichtigen Einrichtungen der PLT, die der Schutzklasse I nach DIN EN 62305-3 / VDE 0185-305-3 Okt. 2006 zugeordnet werden, gelten die Anforde-rungen aus Abschnitt 2.1.

2.4.1.2 Ableitungen

In den Produktionsanlagen werden üblicherweise kei-ne gesonderten Ableitungen errichtet. Die ge-samte Stahlkonstruktion der Produktionsanlage wird so aus-geführt, dass sie den Blitzstrom führen kann.

2.4.1.3 Erdungssystem

Unter der Produktionsanlage ist ein Erdungsma-schennetz mit einer Maschenweite von ca. 10 m x 10 m aus Cu-Seilen 70 mm² in einer Tiefe von mindestens 0,5 m zu verlegen.

An dieses Erdungsmaschennetz sind die Funda-men-terder der Stahlkonstruktionen, der Rohr-brücken und der Produktionsanlagen selbst sowie die Fundamen-terder bzw. Ringerder der ggf. vor-handenen Gebäude im Abstand von ca. 10 m anzuschließen (Bilder 29 bis 31).


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Bild 29: Ausführung Anschluss Produktionsstätte über Anschlussfahne an Fundamenterder

Bild 30: Ausführung Anschluss Tragkonstruktion über Anschlussfahnen an Fundamenterder

Bild 31: Ausführung Anschluss Stahlbetonträger über Anschlussfahne an Fundamenterder

Die Fundamenterder (FE) der Stahlkonstruktionen, der Rohrbrücken, der Produktionsanlagen und der ggf. vorhandenen Gebäude sind nach DIN 18014 zu errichten. Es gelten die Anforderungen aus Abschnitt 2.1.1.3.

2.4.2 Stahlbau Die Stahlkonstruktionen der Produktionsanlagen ein-schließlich der Produktionsstätten sind miteinander elektrisch sicher leitend zu verbinden. Dies gilt für alle Verbindungsstellen bzw. Kreuzungsstellen von Stahl-konstruktionen innerhalb der Produktionsanlagen und insbesondere für die Rohrleitungsbrücken. Schweiß-verbindungen sind Klemmverbindungen grundsätzlich vorzuziehen.

Die Stahlkonstruktionen sind an den Fundamenten mit den an den Fundamenterdern angeschlossenen Erdungsfestpunkten oder Anschlussfahnen zu verbin-den. Damit erfolgt eine Anbindung der Stahlkonstruk-tionen (im Rastermaß von ca. 10 m x 10 m) an das Erdungsmaschennetz aus Abschnitt 2.4.1.3.


Kabeltragkonstruktionen sind im gesamten Verlauf komplett über kurze Verbindungselemente durchzu-verbinden. Dies gilt auch für Gitter- und Rohr-bahnen. Es gelten die Anforderungen aus den Abschnitten 2.2.1 bzw. 2.3.2 (Bilder 8 bis 10).

Kabeltragkonstruktionen sind an allen Auflagestellen mit der Stahlkonstruktion der Produktionsanlage zu verbinden.

Führen Kabeltrassen in eine Stahlkonstruktion der Produktionsanlage hinein, sind die Kabeltragkonstruk-tionen an der Kabeldurchführung auf kürzestem Wege mit der Stahlkonstruktion und ggf. mit den Kabeltrag-konstruktionen im Innenbereich zu verbinden.

Führen Kabeltrassen in ein Gebäude in einer Produk-tionsanlage hinein, sind die Kabeltragkonstruktionen an den Gebäudegrenzen auf kürzestem Wege mit der Bewehrung oder der Metallfassade und mit den Ka-beltragkonstruktionen im Innenbereich zu verbinden.

2.4.4 Kabel in Produktionsanlagen

Außerhalb von Gebäuden dürfen nur Elektronikkabel mit einem elektrisch ausreichend leitfähigen Schirm mit ausreichender Stromtragfähigkeit (z.B. Geflecht) verwendet werden (Ausnahme: Kabellänge außerhalb des Gebäudes < 1m). Es wird empfohlen, im Außen-bereich nur doppelt geschirmte Elektronikkabel mit Fo-lienschirm und zusätzlichem stromtragfähigen Schirm einzusetzen.


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Weiterhin wird empfohlen, außerhalb von Gebäuden und Kabelkanälen auch nur geschirmte NS-Kabel zu verwenden.

Die Kabel sind grundsätzlich so zu verlegen, dass sie nicht direkt vom Blitz getroffen werden können. Die Kabel sind möglichst bis direkt zum elektrischen Gerät auf den Kabeltragkonstruktionen zu führen. Dies gilt insbesondere für Kabel zwischen der Produktionsan-lage und dem Schaltraum. Um direkte Blitzeinschläge in das Kabel bzw. das elektrischen Gerät auszuschlie-ßen, kann die Installation einer teilisolierten Blitzfang-einrichtung sinnvoll sein.

Bild 32: Erdung der Schirme von PLT-Kabeln Doppelt geschirmte Kabel für den Außenbereich mit Folien-schirm und stromtragfähigem Geflechtschirm Die Kabelschirme der PLT-Kabel sind wie folgt zu be-handeln (Bild 32):

• Handelt es sich um einfach geschirmte Elektronik-kabel mit Geflechtschirm, sind die Kabel-schirme am Unterverteiler über die PG-metallene Verschrau-bung aufzulegen, von dort ohne Unterbrechung bis zum PLT-Gerät weiterzuführen und dort wiederum aufzulegen. Der Unterverteiler und das PLT-Gerät sind auf kürzestem Weg mit der Stahlkonstruktion der Produktionsanlage zu verbinden.

• Handelt es sich um doppelt geschirmte Kabel (Kabel mit Folienschirm und zusätzlichem stromtragfähi-gen Schirm), sind die zusätzlichen stromtragfähigen Schirme gemäß der obigen Darstellung zu behan-deln, d.h. ohne wirksame Unterbrechung bis zum PLT-Gerät zu führen und sowohl am Unterverteiler als auch am PLT-Gerät aufzulegen. Der Folien-schirm ist dagegen lediglich am Elektronik-Schrank aufzulegen.

Auch die Schirme von NS-Kabeln sind nach der obi-gen Darstellung aufzulegen, d.h. an den Untervertei-lern und an den jeweiligen Endgeräten sind Anschlüs-se vorzunehmen.

Es wird empfohlen, nach Möglichkeit LWL-Kabel für alle elektronischen Verbindungen zwischen räumlich getrennten Gebäuden und Produktionsanlagen zu verwenden. In diesen Fällen ist darauf zu achten, dass die LWL-Kabel keine metallenen Aufbauelemente ent-halten (Stahlseele, Metallschirme).

2.4.5 Schalt- und Elektronikschränke

Schränke in den Produktionsanlagen sind direkt mit der Stahlkonstruktion zu verbinden. Die Schränke sind dabei an mindestens zwei Punkten mit der Stahlkon-struktion zu verschweißen oder zu verschrauben.

Für Schränke, die in Gebäuden in Produktionsan-la-gen installiert werden, gelten die Anforderungen aus Abschnitt 2.3.5.

2.4.6 Unterverteiler

Die metallenen Unterverteiler sind bei Wandmonta-ge auf kurzem Wege mit der Stahlkonstruktion der Pro-duktionsanlage zu verbinden. Sind Unterverteiler auf einem Montagegestell montiert, so ist dieses ebenfalls mit der Stahlkonstruktion zu verbinden.

2.4.7 PLT-Geräte

PLT-Geräte (Geber, Messumformer,etc.) sind grund-sätzlich wie die Unterverteiler zu erden. Sind PLT-Geräte auf (geerdeten) Rohrleitungen oder anderen Metallkonstruktionen montiert, so sind elektrische An-schlüsse, ggf. über flexible Verbindungen, zu schaffen. Bei Wandmontage ist eine kurze Verbindung zur Stahl-konstruktion herzustellen.

2.4.8 Starkstromtechnische Komponenten

Es gelten die Anforderungen aus Abschnitt 2.3.8.


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2.4.9 Sonstige Metallkonstruktionen (Rohrleitun-gen).

Sonstige metallene Konstruktionen in den Produk-tionsanlagen sind, unabhängig von deren Länge, an die Stahlkonstruktion anzuschließen. Bei längeren Konstruktionen sind Verbindungen mit der Stahlkon-struktion im Abstand von ca. 10 m vorzunehmen. Dies gilt insbesondere für alle Rohrleitungen auf den Rohr-leitungsbrücken.

Gleisanlagen, Kranschienen, Beladestationen mit Wiegeeinrichtungen, etc. sind direkt mit dem Erdungs-maschennetz zu verbinden.

2.4.10 Näherungen

Im Bereich der Produktionsanlagen bestehengrund-sätzlich keine Anforderungen an Sicherheitsabstände. Die Stahlkonstruktionen und Produktionsstätten selbst führen bei Blitzeinschlag Teil-Blitzströme, deren Schei-telwerte durch die vielfachen und sehr engmaschigen Verbindungen dereinzelnen Metallteile sehr gering sind. Damit bestehen Anforderungen an Sicherheits-abstände nur imeinige mm-Bereich, die durch die Ka-belisolierungen ausreichend gewährleistet werden.

Die Unterverteiler, PLT-Geräte, Schränke und andere Komponenten werden direkt mit der Stahlkonstruktion verbunden (Blitzschutz-Potentialausgleich), so dass hier keine Anforderungen an Sicherheitsabstände exi-stieren.

Im Bereich von zusätzlich errichteten Fangeinrichtun-gen nach Abschnitt 2.4.1.1 für spezielle Komponenten ist ein Trennungsabstand von 0,25 mzwischen den zu schützenden elektrischen Komponenten bzw. metalle-nen Konstruktionen und denFangleitungen bzw. Fang-stangen einzuhalten. Der o.g. Wert von 0,25 m ist als grundlegender Standardwert zu betrachten. Im Einzel-fall kann eine genauere Berechnung des Trennungs-abstands nachDIN EN 62305-3 / VDE 0185-305-3 Okt. 2006 erforderlich sein.

2.4.11 Schutz vor direkten Blitzeinschlägen

Ein direkter Blitzeinschlag in die Kabeltragkonstruktio-nen ist zu vermeiden. Dies sollte zunächst durch bauli-che Maßnahmen gewährleistet werden, z.B. durch die Anordnung der Kabeltrassen innerhalb des Stahlbaus. Lässt sich dies nicht realisieren, ist ggf. der Einsatz teilisolierter Fangeinrichtungen erforderlich.

2.4.12 Überspannungs-Schutzgeräte inProdukti-onsanlagen

Überspannungs-Schutzgeräte sind nur dort einzuset-zen, wo die passiven Schutzmaßnahmen nicht ausrei-chen.

Bei Kabelverbindungen zwischen elektrischen Gerä-ten innerhalb der Produktionsanlage und Geräten im Schaltraum ist ein Überspannungsschutz nicht erfor-derlich, wenn: • die Produktionsanlage gemäß Abschnitt 2.5 mit dem

(Schaltraum-)Gebäude verbunden ist, • die Kabeltrassen gemäß Abschnitt 2.4.3 durch-ver-

bunden sind, • Kabel gemäß Abschnitt 2.4.4 verwendet und verlegt

wurden und • die Kabelschirme gemäß Abschnitt 2.4.4 ange-

schlossen sind.

Kabelverbindungen zwischen elektrischen Gerätendie diese Bedingungen nicht erfüllen, müssen mit Über-spannungs-Schutzgeräten gemäß Abschnitt 2.6 ver-sehen werden.

2.5 Anbindung der Produktionsanlagenund Ge-bäude

Dieser Abschnitt behandelt alle Maßnahmen, die dem EMV-gerechten Aufbau elektrischer Geräte und deren Verkabelung zwischen • Produktionsanlage und Messwarten- bzw. Schalt-

raumgebäude, • Produktionsanlage und benachbarter Produktions-

anlage oder • Gebäude und Gebäude dienen.

Ist diese Anbindung gemäß Abschnitt 2.5 ausgeführt, gelten für die Verkabelung zwischen Anlage und Ge-bäude alle unter Abschnitt 2.4 beschriebenen Maß-nahmen.

2.5.1 Erdungssystem

Zwischen Gebäuden und Produktionsanlagen istein Erdungsmaschennetz mit einer Maschenweitevon ca. 20 m x 20 m aus Cu-Seilen 70 mm² in einer Tiefe von mindestens 0,5 m zu verlegen. Die-ses Erdungsma-schennetz ist an die Ringerder umdie Gebäude und an die Erdungsmaschennetzeunter den Produktionsanla-gen anzuschließen.

An dieses Erdungsmaschennetz sind die Funda-men-terder der Stahlkonstruktionen und Rohr-brücken, die Gebäude und Produktionsanlagen ver-binden, im Ab-stand von ca. 20 m anzuschließen. Es gelten die An-forderungen aus den Abschnitten 2.1.1.3 und 2.4.1.3.

2.5.2 Stahlbau

Die Stahlkonstruktionen zwischen Gebäuden und Pro-duktionsanlagen sind miteinander elektrischsicher lei-tend zu verbinden. Es gelten die Anforderungen aus 2.4.2


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Bild 33: Dehnfugen-Überbrückung durch Brattbergrah-men 2.5.3 Dehnfugen-Überbrückung

Bei aneinanderstoßenden Gebäuden mit Kabel-verbindungen ist es erforderlich, die Dehnfugen zu überbrücken. Dazu sind die Gebäude im Bereich der Kabeldurchführungen durch die Brattbergrahmen mit-einander zu verbinden (Bild 33). Zusätzlich dazu sind, falls vorhanden, Metallfassaden und Dachgitter zu überbrücken.

2.5.4 Kabelkanäle

Für Kabelkanäle gilt für die Schirmwirkung prinzipiell das gleiche wie bei Gebäuden nach Abschnitt 2.1.2. Kanäle aus Ortbeton sind durchgehend bewehrt. Die Dehnfugen im Kanalverlauf und zu den Gebäuden bzw. Produktionsanlagen werden im Abstand von ca. 0,5 m mit Cu-Seilen 70 mm² überbrückt (Bild 34). An den Dehnfugen werden die Bewehrungsstäbe an beid-seitig vorhandene, umlaufende Anschlussringe (z.B. Halfeneisen) angeschlossen.

Kanäle aus Fertigteilen bestehen aus U-förmigen be-wehrten Segmenten. Die Abdeckplatten sind ebenfalls bewehrt. Die Dehnfugen zwischen den U-Segmenten und den Abdeckplatten sind nicht überbrückt. Die Kabelverlegung gilt als Erdverlegung (vgl. Abschnitt 2.5.5).

Bild 34: Dehnfugen-Überbrückung bei Kabelkanälen

Eine Alternative zur zusätzlichen, engeren Über-brük-kung von vielen Dehnfugen bei langen Kabel-kanälen ist die Verlegung von Elektronikkabeln in geschlosse-nen Metallrohren, Metallwannen oder flexiblen Kabel-schutzschläuchen (Bild 12). Damit wird die erforderli-che elektromagnetische Schirmwirkung von den beid-seitig an die Gebäudeschirmungen angeschlossenen Rohren, Wannen bzw. Schutzschläuchen erreicht.

2.5.5 Erdkabeltrassen

Bei der Erdverlegung sind die Kabel in PE-Rohren zu verlegen. Elektronikkabel dürfen nicht mit NS-oder MS-Kabeln in einem gemeinsamen Rohr verlegt wer-den. Zwischen den PE-Rohren sind ausreichende Ab-stände (vgl. Abschnitt 2.2.1) einzuhalten.

Über den erdverlegten Kabeln ist ein Cu-Seil 70 mm² zu verlegen (Bild 35). Bei breiten Erdkabeltrassen sind ggf. mehrere Cu-Seile erforderlich. Die Cu-Seile sind an beiden Enden an die Gebäude-Ringerder bzw. das Erdungsmaschennetz der Produktionsanlage anzu-schließen. Endet das Kabel an einem einzelnen Gerät im Gelände, so ist das Cu-Seil dort anzuschließen und auch mit dem Erdungsmaschennetz zu verbinden.

Bemerkung:- Halfeneisen an den Enden miteinan-

der verschweißt- Oben gezeigte Anordnung auf

beiden Seiten des Brattbergrahmens - Wenn der Brattbergrahmen von

beiden Seiten zugänglich ist, kann dieser auch auf beiden Seiten mit der Bewehrung verbunden werden.


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Beim Gebäude ist der stromtragfähige Schirm unmit-telbar hinter dem Gebäudeeintritt zu erden.

Dazu ist der Schirm auf kürzestem Wege induktions-arm an eine Schiene anzuschließen, die direkt mit der Gebäudebewehrung zu verbinden ist (Bild 11), anschließend ohne Unterbrechung bis z.B. zum Elek-tronikschrank zu führen und an der Schirmschiene an-zuschließen.

In der Produktionsanlage ist der stromtragfähige Schirm am Unterverteiler und am PLT-Gerät anzu-schließen.

2.6 Zwischen entfernten Gebäuden und Produkti-onsanlagen

Dieser Abschnitt behandelt alle Maßnahmen, die bei Kabelverbindungen zwischen entfernten Gebäuden und/oder Produktionsanlagen für einen EMV-gerech-ten Aufbau einzuhalten sind. Als entfernt sind alle Ge-bäude/Produktionsanlagen zu betrachten, die nicht gemäß Abschnitt 2.5 verbunden sind bzw. verbunden werden können.

2.6.1 Erdungssystem

Entfernte Gebäuden und/ oder entfernte Produktions-anlagen können nicht über ein Erdungsmaschennetz miteinander verbunden werden. Um die Potenti-aldif-ferenz zwischen den Gebäuden so gering wie mög-lich zu halten, ist der Potentialausgleich dieser Gebäude mit möglichst vielen zwischen den Ge-bäuden vorhandenen elek-trischen Leitern zu realisie-ren (Cu-Seile der Erdkabel, Kabeltragkonstruktionen, Rohrbrücken, Rohrleitun-gen).

2.6.2 Erdkabeltrassen

Es gelten grundsätzlich die Anforderungen aus Ab-schnitt 2.5.5. Bei geschirmten Kabeln ist der Geflechtschirm unmit-telbar hinter dem Gebäu-deeintritt zu erden. Sofern Kabel mit Folienschirm ver-

legt wurden, ist der Folienschirm gemeinsam mit dem Beidraht unmittelbar hinter dem Gebäudeeintritt zu erden. Der Schirm ist auf kürzestem Wege induktions-arm an eine Schiene anzuschließen, die direkt mit der Gebäudebewehrung zu verbinden ist. Anschließend wird der Schirm ohne Unterbrechung bis z.B. zum Elektronikschrank weitergeführt und an der Schirm-schiene angeschlossen.

2.6.3 Überspannungs-Schutzgeräte

Überspannungs-Schutzgeräte sind nur dort einzu-setzen, wo durch primäre Maßnahmen, wie z.B. durch Einsatz von geschirmten Kabeln, durch Einsatz von Metallrohren oder geschlossenen Metallwannen oder durch andere Abschirmungsmaßnahmen, kein ausrei-chender Schutz erreicht werden kann. Das gilt neben den PLT-Kabeln auch für alle anderen Elektronikkabel, in die bei ungenügendem Schutz unzulässige Über-spannungen einkoppeln können, wie ggf. auch für NS-Kabel.

Bild 35: Verlegung von ErdkabeltrassenVerwendung stromtragfähiger Kabelschirme,Cu-Seil zum Schutz vor direkten Blitzeinschlägen


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Beim Einsatz von Überspannungs-Schutzgeräten gel-ten grundsätzlich die Anforderungen aus Abschnitt 2.2.6. Die Überspannungs-Schutzgeräte für ein Kabel sind in einem gemeinsamen Gehäuse (Blitzschutzka-sten) einzusetzen (Bild 15). Zur Verringerung der bei Blitzeinschlag auftretenden Potentialdifferenzen ist noch Folgendes zu beachten: • Der Erdungsanschluss der Überspannungs-Schutz-

geräte ist direkt über die C-Schiene auf das Gehäu-se des Blitzschutzkastens zu führen (ohne Verdrah-tung).

• Die Ein- und Ausgänge der Überspannungs-Schutz-geräte sind räumlich getrennt zu verdrahten.

• Alle Adern sind zu beschalten. • Der Blitzschutzkasten ist auf kürzestem Wege in-

duktionsarm mit der Stahlkonstruktion zu verbinden.

3. Prüfung und Qualitätssicherung

Prüfungen sind eine der Grundbedingungen für die be-stimmungsgemäße Wirksamkeit und die zuverlässige Instandhaltung eines Blitzschutzsystems. Technische Anlagen, die der Umwelt ständig ausgesetzt sind, ver-lieren durch äußere Beanspruchung, z.B. Korrosion, bzw. durch bauliche Veränderungen oft ihre Wirksam-keit. Zu diesen technischen Anlagen gehört naturge-mäß auch das Blitzschutzsystem:

Äußerer Blitzschutz: • Fangeinrichtung, • Ableitungseinrichtung, • Erdungsanlage, • Gebäude (Raum-; Geräte-, Leitungsschirmungen).

Innerer Blitzschutz: • Blitzschutzpotentialausgleich, • Näherungen, • Überspannungsschutz elektrischer Geräte.

Die Qualitätssicherung ist durch die Maßnahmen der Planung, fachgerechte und handwerkliche Ausführung sowie eine einwandfreie Dokumentation - unter Be-rücksichtigung der im Literaturverzeichnis aufgeführ-ten Normen, Vorschriften und Richtlinien - sicherzu-stellen.

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