NIN-Erklärt

Erdverlegte, metallene Wasserleitungen waren früher die am meisten eingesetzten Erder. Bei Reparaturarbeiten werden jedoch defekte, metallene Leitungsstücke häufig durch Kunststoffrohre ersetzt und diese verkürzen oder unterbrechen die erderwirksame Länge. 

Das Bild zeigt in übersichtlicher Art den Stromverlauf bei einem Körperschluss von Aussenleiter L3 auf das Gehäuse. Die anschliessende Berechnung zeigt die ungefährliche Fehlerspannung von 42 V am Motor. Das Sicherheitsniveau ist, weil zusätzlich die automatische Abschaltung mit einem berechneten Kurzschlussstrom von 190 A die vorgeschaltete 16A Überstrom-Schutzeinrichtung rasch zum Ansprechen bringt, sehr hoch. Die positive Wirkung der Erdungsleitung lässt sich einfach beweisen, indem man den Parallelzweig zum PEN-Widerstand, also die beiden Erderwiderstände, bei der Berechnung weglässt. Ohne Erdungsleitung würde der Schleifenwiderstand auf 1,6 Ohm  steigen, der Kurzschlussstrom auf 150 A sinken und die Fehlerspannung auf gefährliche 105 V anwachsen. Das Resultat zeigt eindrücklich die Wichtigkeit der Erdungsleitung.

Die Erdungsleitung senkt die an einem defekten Gerät anstehende Fehlerspannung und erhöht den fliessenden Kurzschlussstrom, damit sinkt die Abschaltzeit. Das kann sie jedoch nur, wenn sie korrekt ausgeführt wird. Die Wirkung der Erdungsleitung ist umso grösser, je niederohmiger sie ist. Nicht fachmännisch erstellte Anschlüsse mit zusätzlichen Widerständen, wie z. B. nicht sauber von Schmutz und dgl. befreite Bänder und Eisen, reduzieren die positive Wirkung der Erdungsleitung

Der Querschnitt der Erdungsleitung muss im Minimum 16 mm² betragen. Liegt der Aussenleiterquerschnitt ab Anschlussüberstromunterbrecher über 16 mm² , darf die Erdungsleitung um 50 % reduziert werden. Sie darf jedoch nie weniger als 16 mm und muss nicht grösser als 50 mm² sein.

In der NIN sind einige Eckwerte aufgezeichnet. Die SNR 464113 beschreibt detailliert wie die Erstellung eines Fundamenterders erfolgen soll. Das Bild  zeigt in Variante 1 die richtige Verlegung, das Erdband ist stehend verlegt. Wird ein Erdband nicht ringsum von Beton umschlossen, können sich darunter Luftblasen bilden, die zu einer unerwünschten, vorzeitigen Korrosion führen. Diese Gefahr besteht bei der unsachgemässen Variante 2.

Banderder:

• Feuerverzinkter Stahl, 75 mm² , • Kupfer, 50 mm² , •
• müssen alle 5 m mit der Armierung verbunden werden,
• bei 90 mm² Querschnitt benötigen sie keine zusätzliche Verbindung zur Armierung.

Armierungseisen:

• minimaler Durchmesser von 10 mm, 
• sorgfältige leitende Verbindung der Eisen.

Der Fundamenterder muss das Hausfundament ringförmig umschliessen. Zulässig sind auch entsprechende Drahtseile mit einem Querschnitt von 70 mm² und einem minimalen Durchmesser der einzelnen Drähte von 1,7mm. 

Typ AC: Dieser RCD-Typ darf in der Schweiz nicht eingesetzt werden.

Typ A: Das ist ein pulsstromsensitiver RCD. Dies ist der aktuelle «Standard-FI» für die meisten Anwendungen.

Typ EV: Dieser RCD-Typ ist für den Einsatz bei Ladestationen für Elektrofahrzeuge vorgesehen.

Typ F: Dieser RCD-Typ erfasst Mischfrequenzen und auch hochfrequentere Fehlerströme. Zudem ist der Typ F bis 10 mA Gleichstrom immunisiert. Die Anwendung ist für Geräte mit hochfrequenten Betriebsströmen wie z.B. bei Waschmaschinen,

Typ B: Heizungspumpen usw. Der allstromsensitive RCD erfasst auch glatte Gleichfehlerströme. Daher ist die Anwendung z.B. bei Wechselrichtern zu suchen.

Typ B+: Er kann auch hochfrequente Fehlerströme erfassen, wie sie z. B. bei Frequenzumrichtern oder elektrischen Bauteilen vorkommen können. Die typische Anwendung findet sich bei einem erhöhten Brandschutz wie z.B. in Schreinereien mit einem modernen Maschinenpark. 

Unter anderem ist auch eine ölartige Flüssigkeit im Schaltschloss. Öl, welches nicht bewegt wird, verliert seine Viskosität und wird «harzig». Aus diesem Grund verlangen die Hersteller eine regelmässige Auslösung mittels Prüftaste. 

Wenn die gezeichnete SK umfangreiche Verdrahtungen beinhaltet, kann sie im Brandfall für Personen, die das Haus verlassen möchten, eine Gefahr darstellen. In solchen Fällen ist es sinnvoll, die SK in geschlossene, nichtbrennbare Kasten einzubauen. Noch vorteilhafter ist die Platzierung der SK ausserhalb dieser Bereiche oder die Montage in abgeschlossene Brandabschnitte.

Die SNR kennen keine separaten Mindestquerschnitte für SK's. Der Mindestquerschnitt beträgt 1,5 mm². 

Das Bild 1 zeigt die Situation wie sie früher war. Heute werden kaum noch offene Verteilungen auf Holz montiert. In der NIN sind deshalb nur knappe Angaben dazu enthalten. Sie verlangen, dass Schaltgerätekombinationen, welche hinten offen sind, von brennbaren Gebäudeteilen durch eine nichtbrennbare oder schwerbrennbare Verkleidung fugenlos getrennt sind. 

Ein Gleichzeitigkeitsfaktor darf nur dann angewandt werden, wenn keine gleichzeitige Belastung der Leitungen wahrscheinlich ist. Für Verteilungen im industriellen Bereich ist die Gleichzeitigkeit der Belastung mit den gegebenen Verhältnissen zu berechnen und die Verdrahtung entsprechend zu erstellen. In Wohnungsverteilern kann davon ausgegangen werden, dass nie alle Leitungen gleichzeitig belastet sind. Je grösser die Anzahl der angeschlossenen Überstrom-Schutzeinrichtungen, umso geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass alle Leitungen gleichzeitig belastet sind. Dabei werde für die Leiterdimensionierung zwei unterschiedliche Leitungsbereiche unterschieden.

1. Die Leitungen ab Ausgang Überstrom-Schutzeinrichtung zu den Abgangsklemmen oder direkt zum Verbraucher. Im Normalfall gilt hier als massgebender Belastungsstrom die Bemessungsauslösestromstärke der vorgeschalteten Überstrom-Schutzeinrichtung.
2. Die Zuleitungen zu mehreren Überstrom-Schutzeinrichtungen. Die zu erwartenden Belastungsauslöseströme lassen sich unter Anwendung des Gleichzeitigkeitsfaktors berechnen. Mögliche Erweiterungen sind einzuberech

Die NIN sieht verschiedene Möglichkeiten, um die Bemessungsstromstärke einer SK zu bestimmen. 

1. Die Bemessungsauslösestromstärke eines in der SK eingebauten oder vorgeschalteten Überstromunterbrechers ist die Bemessungsstromstärke der SK.
2. Wenn der vorgeschaltete Überstromunterbrecher nicht bekannt ist, ergibt sich die Bemessungsstromstärke der SK aus der Summe der Bemessungsauslösestromstärken aller abgehenden Überstromunterbrecher.
3. Weiter ergibt die Summe aller festangeschlossenen Verbraucher ebenfalls die Bemessungsauslösestromstärke der SK.
4. Die Bemessungsstromstärke der SK ergibt sich ferner aus der Addition von b) mit der Summe der Bemessungsauslösestromstärken der Überstrom-Schutzeinrichtungen aller Gruppen mit unbekannten Verbrauchern und c) der Summe der Bemessungsströme der festangeschlossenen Verbraucher.

Die Kurzschlussfestigkeit einer SK sagt aus, bis zu welchem Strom die eingebauten Betriebsmittel im Kurzschlussfall keinen Schaden nehmen. Diese Angabe ist für grosse Verteilungen wichtig. In diesem Bereich werden SK's unter Umständen direkt hinter dem speisenden Transformator angeschlossen. Im Fehlerfall fliessen sehr hohe Kurzschlussströme.

Für Kleinverteilungen gilt das nicht in gleichem Masse. Sie werden durch entsprechende Überstrom - Schutzeinrichtungen geschützt, welche den möglichen Kurzschlussstrom begrenzen. Aus diesem Grund kann die Angabe der Kurzschlussfestigkeit durch die Aufschrift der maximal vorzuschaltenden Überstrom -Schutzeinrichtung ersetzt werden. Im Normalfall fliessen nach einer überstrom Schutzeinrichtung von 125 A keine zu grossen Kurzschlussströme. Das Bild zeigt die für Kleinverteiler übliche Aufschrift im Bereich Kurzschlussfestigkeit. Bei empfindlichen Betriebsmitteln können Hersteller für ihre Geräte kleinere Bemessungsauslöseströme für die vorzuschaltenden Überstrom-Schutzeinrichtungen verlangen. 

Die NIN verlangt die folgenden dauerhaften Aufschriften auf jeder Schaltgerätekombination (SNR 461439): 

1. Hersteller oder sein Markenzeichen,
2. Typenbezeichnung oder Kennnummer zum Beschaffen von weiteren Informationen über die SK,
3. Bemessungsstrom der SK,
4. Herstellungsdatum,
5. gültige Produktenorm SN EN 61439-3,
6. Schutzgrad, sofern höher als IP 2XC.

Es sind festmontierte Schraub- und Klemmverbindungen notwendig. Das Verlängern der Drähte durch Pressen, Löten und Schrumpfen in der SK ist unzulässig. 

Wird in einer SK ein Eingangstrenner oder ein Hauptschalter in die Zuleitung montiert, bleiben die Eingangsklemmen des Trenners/Schalters auch im AUS-Zustand unter Spannung. So geht von diesem begrenzten Bereich eine Gefahr aus. Es muss eine zusätzliche Abdeckung über den Eingangsklemmen des Hauptschalters montiert werden. Mit einem IP-Schutz 2X erfüllt sie die gestellte Bedingung. Auf der zusätzlichen Abdeckung muss das Dreiecksignal mit Pfeil für unter Spannung stehende Teile angebracht werden. 

Schaltgerätekombinationen mit einer einzigen, grossen Berührungsschutzabdeckung sind gefährlich. Bei Arbeiten an der SK wird der Berührungsschutz grossflächig aufgehoben. Die NIN verlangt in SK's eine sinnvolle Unterteilung, um bei Erweiterungen die SK nur partiell freilegen zu müssen.

Elektronische Steuergeräte sollen eine Temperatur von mindestens 40 °C ertragen. Sind höhere Temperaturen möglich, müssen alle eingebauten Betriebsmittel dafür geeignet sein. Es ist die Aufgabe des Schaltanlagenbauers, diese Punkte zu berechnen.

Dazu fehlen die Angaben in der NIN, weil nur SK's für Laien enthalten sind. •

1. Der Berührungsschutz darf den gleichen Standard aufweisen wie bei Laienbedienung. Die EN-Normen lassen jedoch wesentliche Vereinfachungen zu, da das Bedienungspersonal mögliche Gefahren einschätzen kann.
2. Der Schutzkasten muss auch hier, sofern nicht durch andere äussere Einflüsse wie Regen usw. ein höherer Schutz notwendig ist, mindestens dem Schutzgrad IP 2X oder IP XXB entsprechen.
3. Im Schrankinneren dürfen blanke, spannungsführende Teile vorhanden sein. Sie müssen jedoch von Betriebsmitteln so distanziert sein, dass eine gefahrenlose Bedienung von z.B. Rückstellern von Thermorelais, das Prüfen von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) und dgl. gefahrenlos gewährleistet ist.
4. Um zu verhindern, dass sich unberechtigte Personen Zutritt verschaffen, müssen solche SK's abgeschlossen werden oder dürfen nur mit Werkzeug zu öffnen sein.
5. Zusätzlich muss eine Warnungsaufschrift auf die vorhandenen Gefahren hinweisen. Sie ist in der Nähe des Schlosses oder einer der Deckelschrauben zu montieren, 

Die NIN unterscheidet zwischen dem inneren und dem äusseren Berührungsschutz:

• Der Schutz der Aussenflächen eines äusseren Schutzkastens richtet sich nach den Umgebungsbedingungen wie Staub und Feuchtigkeit. Der Berührungsschutz wird im Minimum mit der IP-Schutzart 2XC angegeben, 
• Dazu kommt der Schutz im Kasteninneren. Grundsätzlich dürfen Abdeckungen und Verschalungen nur mit Werkzeugen demontierbar sein. Für diese Berührungschutzteile gilt die Bedingung, dass spannungsführende Teile nicht mit dem Prüffinger berührt werden können. Das bedeutet, es dürfen keine Öffnungen grösser als 2,5 mm sein. 
• Wenn Laien in SK's Schutzgeräte oder andere Betriebsmittel zu bedienen haben, müssen sich die Türen ohne Werkzeuge oder Schlüssel öffnen lasse

Für die Bedienung von SK's sehen die EN zwei Gruppen von Bedienungspersonal vor. Dazu gehören: 

Schaltgerätekombinationen, die von Laien BA1 ohne weitere Kenntnisse der Gefahren des elektrischen Stromes bedient werden können. Es gilt ein Mindestschutzgrad IP 2XC

Schaltgerätekombinationen, die ausschliesslich von berechtigtem Personal, d.h. elektrotechnisch unterwiesene Personen (BA4), bedient werden dürfen. Der Basisschutz für die Berührung spannungsführender Teile muss nicht den gleich hohen Standard aufweisen wie bei Laien, dieser Personenkreis (BA4) muss mit den auftretenden Gefahren vertraut sein. Daher ist ein Schutzgrad von IP 2X ausreichend. 

Planung:

1. Welche Umgebungsbedingungen sind am Aufstellungsort gegeben wie z. B. Nässe, Staub, Kälte usw.?
2. Ist ein höherer Schutz gegen weitere äussere Einflüsse notwendig wie z.B. mechanische Festigkeit, Vibrationen usw.?
3. Ist die Bedienung der SK für den richtigen Personenkreis vorgesehen bzw. darf sie durch Laien bedienbar sein, oder ist berechtigtes Personal erforderlich?
4. Wird die Temperatur in der SK bei der berechneten Belastung und allenfalls hoher Umgebungstemperatur die vorgeschriebenen Maximalwerte nicht übersteigen?
5. Besitzt die SK die notwendige Kurzschlussfestigkeit für den vorgesehenen Einbauort usw.?

Herstellung

1. Unterteilung der Schutzabdeckungen, damit die SK bei Erweiterungen nur teilweise abgedeckt werden kann und an den restlichen Flächen der Basisschutz gewahrt bleibt.
2. Leichte, sinnvolle Zugänglichkeit zu den Anschlussstellen und Klemmen für Erweiterungen und Anpassungen der Verdrahtung.
3. Gute Zugänglichkeit zu Geräten, die periodisch eingestellt, justiert und gewartet werden müssen

Eine Verteilung für Laien (DBO) darf:

1. maximal 125 A vorgesichert sein.
2. Dazu dürfen keine einzelnen Abgänge > 63 A eingebaut sein.
3. Die höchste Strombelastung, die vom Installationsverteiler verteilt wird, darf nicht > 125 A betragen.

1. SN EN 61439-1 Basisnorm für alle Schaltgerätekombinationen. 
2. SN EN 61439-2 Energieverteiler  Ergänzungsnorm
3. SN EN 61439-3 Installationsverteiler - Ergänzungsnorm
4. SN EN 61439-4 Baustromverteiler - Ergänzungsnorm
5. SN EN 61439-5 Detailangaben über Kabelverteilkabinen, Schränke, die auf öffentlichem Grund aufgestellt sind - Ergänzungsnorm
6. SNR461439 Installationsverteiler für die Bedienung durch Laien (DBO)

Hinweis: 

SN EN steht für Schweizer Norm Europäische Norm 

DIN EN steht für Deutsche Industrienorm Europäische Norm 

1. Die Zugehörigkeit der Trennstelle zur richtigen Überstrom-Schutzeinrichtung muss eindeutig sein. Das ist hier durch die Nummerierung der einzelnen Klemmstelle gewährleistet.
2. Zusätzlich muss die Spezialklemme durch ein Werkzeug zu öffnen sein. 

Elektronische Schalter, dazu gehören Lichtregler, Sensorschalter und dgl. gelten nicht als Trennstellen. Sie trennen weder sichtbar noch galvanisch. Spezialklemmen in kleinen Wohnungsverteilern gelten als Ersatz von Neutralleitertrennern. Steckdosen bis und mit 16 A Bemessungsstrom gelten als Schalter, bei einem Bemessungsstrom >I_N 16 A gelten sie als Trennstellen. 

In grossen Stromschienen werden Einpressmuttern montiert. Daran kann der abgehende Leiter angeschlossen oder getrennt werden. So gelten sie als Trennstelle mit sichtbarer Trennung. Auch für die Auftrennung des SchutzSystems TN-C in TN-S, wo ein Neutralleitertrenner verlangt wird, kann der Neutralleiter in der gleichen Art aufgetrennt werden. 

Es sind folgende Trennstellen bekannt: 

1. Neutralleitertrenner, Lasttrennschalter, Lasttrenner, Leistungsschalter, Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's), 
2. Steckdosen, 
3. Überstromunterbrecher mit Schmelzeinsätzen, 
4. Trennlaschen, 
5. Spezialklemmen mit sichtbarer Trennstelle, ohne dass Leiter gelöst werden müssen.

Steckdosen bis zu einem Bemessungsstrom von 16 A und einer Bemessungsspannung bis 3LN 230/400 V gelten als Schaltvorrichtung. Übersteigt der Bemessungsstrom der Steckvorrichtung 16 A, darf sie nicht mehr als Schalt-, sondern nur noch als Trennvorrichtung zum Einsatz gelangen. 

Sowohl Neutralleitertrenner wie auch Spezialklemmen dürfen nicht von Hand betätigt werden können. Sie dürfen sich nur durch ein Werkzeug betätigen lassen. 

An der Beschriftung der Leitungsschutzschalter fehlt es nicht. Die Zusammengehörigkeit der drei Schutzschalter pro Gruppe ist jedoch für einen Laien nicht klar ersichtlich. Die drei Überstromunterbrecher sind je durch entsprechende Markierung oder Aufschriften als zusammengehörende Sicherungsgruppe zu kennzeichnen. 

Im Normalfall werden Neutralleitertrenner direkt neben den zugehörigen Überstromunterbrechern platziert. Damit ist die Zugehörigkeit eindeutig klar. Für separat montierte Spezialklemmen trifft das nicht zu. Weil jede Verwechslung fatale Folgen haben könnte, sind die Überstrom-Schutzeinrichtungen und die zugehörige Spezialklemme eindeutig zu kennzeichnen. 

Durch ausgeprägte Oberschwingungsanteile kann die Belastung im Neutralleiter unter Umständen höher werden als die der Aussenleiter. Es gelten für Überstromunterbrecher im Neutralleiter klare Bedingungen. Der Neutralleiter muss gleichzeitig mit den zugehörigen Aussenleitern geschaltet werden. Daher dürfen keine Schmelzsicherungen, sondern nur vierpolige, mechanisch gekoppelte Leitungsschutzschalter eingesetzt werden