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Schutztrennung: Eine Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag nach VDE 0100 Teil 410 Abschnitt 413

Eine Schutztrennung dient dem Schutz gegenüber aktiven Leitern bei einem einpoligen Körperschluss durch Isolationsfehler, welche dem Menschen bei Berührung gefährliche Stromschläge zuführen können. Die Schutztrennung ist eine Schutzmaßnahme bei der der Basisschutz (Schutz gegen direktes Berühren) durch Basisisolierung der aktiven Teile oder durch Abdeckungen oder Umhüllungen in Übereinstimmung mit Anhang A der DIN VDE 0100-410 vorgesehen ist. Zusätzlich wird der Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) vorgeschrieben. Dieser Schutz wird mit Trenntransformatoren erreicht, indem Eingangs - Ausgangsstromkreise galvanisch getrennt und auf der Ausgangsseite (Sekundär) des Trafos gegen Erde isoliert werden. Die Trenntransformatoren von HEOL sind auf kundenspezifische Anwendungsbereiche ausgelegt und bieten einen optimalen Schutz. Im Folgenden werden die Bedeutung, Funktionsweise und die Anforderungen an Trenntransformatoren dargelegt. Somit lässt sich für jedes Einsatzgebiet der passende Trenntransformator für die Schutztrennung finden.

Öffentliche Stromversorgungsnetze wie das TN oder TT System im Niederspannungsbereich verfügen über einen geerdeten Sternpunkt. Dies betrifft die verschiedensten Anwendungsbereiche und muss stets individuell überprüft werden. Mit einem Trenntransformator wird die Sekundärseite gegen Erde isoliert. Trenntransformatoren werden mit doppelter oder verstärkter Isolation zwischen der Primär und Sekundärseite aufgebaut. Die sichere galvanische Trennung sorgt dafür, dass an den Außenleitern gegen Erde keine Spannungsdifferenz mehr auftritt. Wenn der Sternpunkt eines Dreiphasen-Trenntransformators gegen Erde isoliert ist, erzeugt man hiermit ein IT-System (IT-Netz). Schutzmaßnahmen mit mehreren Verbrauchern von IT-Systeme sind in der VDE Norm 0100 Teil 410:2007-06 im Abschnitt 411.6 beschrieben. Im Abschnitt 413.1 ist die Schutzmaße Schutztrennung beschrieben. Die Schutztrennung mit nur einem Verbraucher ist eine Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag, die einen hohen Schutzwert bietet. Trenntransformatoren können auch mit mehreren galvanisch getrennten Sekundärwicklungen hergestellt werden, um die Versorgung von nur einem Verbraucher zu gewährleisten. Ein spezieller Fall ist die Schutztrennung mit mehreren Verbrauchern an einer ungeerdeten Stromquelle, hierbei sind zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen nach VDE 0100 Teil 410 Abschnitt 413.1.3 und Anhang C.3 zu erfüllen. Sollte bei nur einem Verbrauchsmittel ein aktiver Leiter auf der Sekundärseite direkt einpolig einen Körperschluss mit dem Gehäuse des Verbrauchers haben, welches über ein Trenntrafo verfügt, so tritt keinerlei Berührungsspannung gegenüber der Erde auf. Dies ermöglicht dem Anwender ein gefahrloses Arbeiten bei Anwendungen z.B. in Reparaturwerkstätten oder der Messtechnik bei einpoligen Körperschluss von aktiven Leitern. Ohne den Einsatz einer entsprechenden Schutztrennung würde im Fehlerfall ein Stromfluss durch die Person erfolgen, welcher je nach Stärke und Intensivität tödlich enden könnte. Da je nach Anwendungs- und Einsatzgebiet unterschiedliche Trenntransformatoren benötigt werden, muss stets eine Systemspezifizierung vorgenommen werden. Dies ermöglicht die Auswahl der passenden Schutztrennung wie beispielsweise Trenntrafo 230V oder Trenntrafo 400V. Sollten hier Verständnisfragen oder Unsicherheiten hinsichtlich der Wahl des richtigen Trenntransformators aufkommen, so sollte unbedingt ein Fachmann zu Rate gezogen werden. HEOL bietet hierzu natürlich qualifizierte Ansprechpartner, welche schnell und kompetent weiterhelfen können.

Schutztrennung: Einsatzmöglichkeiten und Verwendung

Das Einsatzgebiet für die Schutzmaßnahme: Schutztrennung erstreckt sich über eine Vielzahl von Anwendungsbereichen. Unter anderem kommen die HEOL Trenntrafos nach VDE 0100-717:2010 im Fahrzeugbau vor. Dies betrifft insbesondere die Abteilungen Feuerwehr, Katastrophenschutz, Verkaufsanhänger und Ausschankanhänger. Die sichere galvanische Trennung mit Trenntransformator nach VDE 0570 Teil 2-4 / EN 61558-2-4 wird gefordert, um die notwendige Sicherheit im Fahrzeug und außerhalb des Fahrzeugs zu erreichen. Nach VDE 0100 Teil 717:2010-10 Abschnitt 413 ist die Wirksamkeit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) in IT-Systemen nicht immer sichergestellt, es wird die Isolationsüberwachung mit einem Isolationswächter und Trenntransformator nach Bild 717.5 empfohlen. Ein Beispiel für Schutz durch Schutztrennung mit Trenntrafo und sicherer Trennung nach DIN EN 61558-2-4 (VDE 0570-2-4) ohne Isolationswächter ist in Bild 717.8 dargestellt. Da hier oftmals direkt an den Fahrzeugen und somit unmittelbar am installierten Stromnetz hantiert wird, besteht ein großes Gefahrenpotential, wenn die gültigen Schutzmaßnahmen nicht beachtet werden. Ein Problem stellt z.B. eine Erdung bei schwierigen Untergrundverhältnissen dar, sowie das fachgerechte Einmessen des Erdungsübergangswiderstandes bei der Schutzmaßnahme mit FI Fehlerstromschutzschalter (RCD / FI) unter realen Einsatzbedingungen. Eine entsprechende Schutztrennung senkt das Verletzungsrisiko und kann mitunter Leben retten. Weitere Anwendungsbereiche wären Laboratorien, Werkstätten, Baustellen, Prüffelder, HiFi-Anlagen, Pipelinebau, Messtechnik, Schaltschrankbau, Elektrotechnik, Servicetechniker, Waffentechnik, Maschinenbau, Leitungsbau und vieles andere mehr. Weitere Anwendungsbereiche sind z.B. leitfähige Bereiche mit begrenzter Bewegungsfreiheit nach VDE 0100 Teil 706. Überall dort, wo Personen in beengten Räumen mit unter Strom arbeitenden Maschinen hantieren müssen, muss zwangsläufig eine Schutztrennung angebracht werden. Die Anforderungen zum Basisschutz und Fehlerschutz im Bezug der Schutztrennung wie z.B. Leitungsverlegung sind in der VDE 0100-410 Abschnitt 413 beschrieben. HEOL bietet neben Standardausführungen wie dem Trenntrafo 230V und dem Trenntrafo 400V natürlich auch Spezialanfertigungen an. So kann auf jede Einsatzmöglichkeit flexibel reagiert und ein passendes Schutzkonzept entwickelt werden. Gerade in Bereichen der Gefahrenabwehr wie Feuerwehr oder Katastrophenschutz ist schnelles Handeln gefragt. Dabei müssen die Einsatzkräfte direkt am Fahrzeug arbeiten und kommen mit etlichen elektrischen Verbrauchern in Kontakt.

Trenntrafos arbeiten zumeist in einem Frequenzbereich von 50 Hz oder 60 Hz. Nach DIN EN 61558-2-4 darf die Bemessungs-Versorgungswechselspannung 1100V und die Bemessungsversorgungsfrequenz 500 Hz nicht überschreiten. Verschiedene Bauformen der Schutztrennung lassen Anwendungen in allen Bereichen zu. Dreiphasen-Trenntransformatoren kommen zur sicheren galvanischen Trennung von Drehstrom-Energienetzen zum weltweiten Einsatz, wenn Spannungen zum Beispiel transformiert oder entkoppelt werden müssen. Einphasen-Trenntransformatoren werden oftmals in Laboratorien und Werkstätten genutzt, wenn Experimente oder Reparaturarbeiten durchgeführt werden. Dank der Schutztrennung können Elektrofachkräfte direkt am betreffenden Bauteil arbeiten, ohne dass Stromschläge bei einpoligen Körperschluss befürchtet werden müssen. Die entsprechenden Sicherheitsvorschriften sind der DIN-Norm VDE 0100-410 zu entnehmen. Der Kernpunkt von Trenntrafos liegt darin, eine Ausgangsspannung zu erzeugen, welche gegen Erde isoliert ist.

Die HEOL Trenntrafos – Ausführungen und Sonderanfertigungen

HEOL gehört zu den kompetenten Anbietern von Spezialtransformatoren, Drosseln, Spulen, und induktiven Bauteilen für Schaltnetzteile im Hoch- und Mittelfrequenzbereich. Auch Sonderanfertigungen von Trenntransformatoren nach VDE 0570 Teil 2-4 / EN 61558-2-4 gehören zu dem Entwicklungsbereich. Dabei setzt das Unternehmen auf einen hohen Qualitätsstandard und Produkte „Made in Germany“. Sämtliche Arbeiten richten sich nach aktuellen Normen und werden nach den Richtlinien der Kunden gefertigt. Im Forschungs- und Entwicklungsprozess kommen ausschließlich innovative Maschinen zum Einsatz. Zudem setzt HEOL auf moderne Prüf- und Fertigungstechnologie. Dies verspricht ein hohes Qualitätsniveau und erfüllt jegliche Sicherheitsansprüche. Des Weiteren überzeugt das Unternehmen mit einer ausgezeichneten Kundenberatung. Eine einwandfreie Kommunikation erleichtert den Fertigungsprozess für die kundenspezifische Schutztrennung und sorgt für eine optimale Kundenzufriedenheit. Kurze Lieferzeiten und beständige Lagerartikel helfen zudem bei einer schnellen Fertigung und Lieferung. Qualität und Sicherheit stehen bei HEOL stets an erster Stelle und sind maßgeblich für den Firmenerfolg verantwortlich.

Das HEOL Sortiment umfasst eine große Auswahl an Trenntransformatoren für die Schutzmaße: Schutztrennung bzw. für den Aufbau von ungeerdeten IT-Systemen/IT-Netzen. Dazu gehören unter anderem mehrere Ausführungen des Trenntrafos 230V. Die Auswahl erstreckt sich über Trenntransformatoren 230 V / 230 V ortsveränderlich IP54, Doppelspannung - Trenntransformatoren 230 V / 230 V ortsveränderlich IP54, Trenntransformatoren 230 V / 230 V ortsfest IP54 bis IP65, Doppelspannung - Trenntransformatoren 230 V / 230 V ortsfest IP54 sowie Trenntransformatoren 400 V / 230 V ortsveränderlich IP00. Jede Ausführung ist in verschiedenen Typen erhältlich und kann entsprechend der Bedürfnisse des Kunden angepasst werden. Besonders praktisch ist die Anwendung einer ortsveränderlichen Schutztrennung mit einem Verbraucher. So können Arbeiten flexibel an allen Orten durchgeführt werden, somit wird das Gefahrenpotential durch Stromschläge reduziert.

Schutztrennung 230VSchutztrennungSchutztrennung IP00

Zusätzliche zu den 230 V Modellen bietet HEOL Dreiphasen-Trenntransformatoren 400 V an. Im Angebot befinden sich Dreiphasen-Trenntransformatoren 3 x 400 V / 3 x 400 V ortsveränderlich IP44 sowie Dreiphasen-Trenntransformatoren 3 x 400 V / 3 x 400 V ortsfest IP44. Auch hier sind verschiedene Typen erhältlich. Je nach Modell ist der Aufbau ein Vollverguss mit hochisolierendem Polyurethan, Kranösen, Transportrollen oder Befestigungsschienen. Ebenso ist ein Gehäußevollverguss mit hochisolierendem Polyurethan und Tragegriff möglich. Hierbei kommt es immer auf die spezifische Bauweise und den Typ an.

Schutztrennung BaustelleTrenntrafo 400V FahrzeugSchutztrennung 400V IP00 Schaltschrank

Als kompetenter Ansprechpartner im Bereich Schutztrennung bietet HEOL neben den Standardausführungen auch Sonderanfertigungen an. Bei der Vielfalt der heutigen Technik und den unendlichen Einsatzmöglichkeiten sind Trenntrafos in vielen Bereichen unverzichtbar geworden. Spezialanfertigungen werden daher immer öfters benötigt und müssen exakt auf die konkreten Kundenwünsche abgestimmt werden. Um eine sichere galvanische Trennung auf der Ein- und Ausgangsseite von elektrischen Verbrauchern garantieren zu können, werden HEOL Trenntransformatoren mit einer doppelten oder verstärkten Isolation nach der Norm VDE 0570 Teil 2-4 / EN 61558-2-4 hergestellt. So können ortsfeste als auch ortsveränderliche Trenntrafos konzipiert werden, welche vom Aufbau und der Funktionsweise optimal zu den entsprechend angeschlossenen Betriebsmittel passen. Zum Sortiment gehören zudem EI / UI Trenntransformatoren und Ringkern-Trenntransformatoren. Bei Sonderwünschen können sich Kunden immer direkt an die Experten von HEOL wenden und entsprechende Anfragen bezüglich Konzeption und Preise einholen.

Allgemeine Anforderungen an eine Schutztrennung

Trenntrafos 230 V, Trenntrafos 400 V als auch Sonderanfertigungen unterliegen stets einer strengen Anforderungsliste. Diese umfasst alle wesentlichen Konstruktions- und Funktionsvorschriften für Trenntransformatoren zum Aufbau der Schutzmaßnahme Schutztrennung entsprechend VDE 0100 Teil 410 Abschnitt 413. Im Folgenden wird auf die wichtigsten eingegangen:

  • Sichere galvanische Trennung der Betriebsmittel vom speisenden Netz.
  • Es darf nur ein elektrisches Verbrauchsmittel an einem galvanisch getrennten Stromkreis angeschlossen werden.
  • Das Betriebsmittel darf nicht geerdet sein.
  • Wenn mehr als ein elektrischer Verbraucher von einer ungeerdeten Stromquelle versorgt wird, müssen zusätzliche Schutzmaßnahmen nach VDE 0100 Teil 410 Abschnitt 413.1.3 in Beachtung mit Anhang C3 getroffen werden
  • Bei ortsveränderliche Einphasentransformatoren nach EN 61558-2-4 darf die Bemessungs-Ausgangsspannung AC 250 V nicht überschreiten. Bei der Verwendung von ortsveränderlichen Dreiphasen-Trenntransformatoren darf diese nicht höher als AC 400 V liegen. Für andere Transformatoren (Spezialtransformatoren) liegt die Grenze der Bemessungsausgangsspannung bei AC 1000 V
  • Bei Einphasentransformatoren liegt die Grenze für die Bemessungsleistung bei 25 kVA. Mehrphasentransformatoren arbeiten hingegen mit einer Bemessungsleistungsgrenze von 40 kVA.
  • Bei der Benutzung ortsveränderlicher Stromquellen müssen diese schutzisoliert werden. (Schutzklasse 2)
  • Besondere Beachtung kommt den Sicherheitsvorschriften für Leitungen gemäß isolierter Verlegung zur Verhinderung eines Erdschlusses zu. Diese sind nach den Regeln der VDE 0100 für Schutztrennung zu beachten.

Mit HEOL können alle kundenspezifischen Anforderungen im Bereich der Schutztrennung abgedeckt werden. Auf Anfrage können so gut wie alle Modelle und Typen bedient werden – ortsveränderlich sowie ortsfest. Ob Standardversionen mit 230 V, 400 V oder als Sonderanfertigung. Neben dem Angebot für den klassischen Gebrauch deckt HEOL auch alle Spezialbereiche ab. Für weitere Fragen steht zudem jederzeit der Support von HEOL zur Verfügung.

Normen und Vorschriften Stand 08.03.2017:
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DIN EN 61558-2-4 VDE 0570-2-4:2009-12 Sicherheit von Transformatoren, Drosseln, Netzgeräten und dergleichen für Versorgungsspannungen bis 1 100 V Teil 2-4: Besondere Anforderungen und Prüfungen an Trenntransformatoren und Netzgeräte, die Trenntransformatoren enthalten
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DIN VDE 0100-410 VDE 0100-410:2007-06 Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 4-41: Schutzmaßnahmen - Schutz gegen elektrischen Schlag
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DIN VDE 0100-717 VDE 0100-717:2010-10 Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 7-717: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Ortsveränderliche oder transportable Baueinheiten
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DIN VDE 0100-706 VDE 0100-706:2007-10 Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 7-706: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art - Leitfähige Bereiche mit begrenzter Bewegungsfreiheit
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DGUV Regel 100-500 Betreiben von Arbeitsmitteln (bisher: BGR 500)
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DGUV Regel 113-004 Behälter, Silos und enge Räume Teil 1: Arbeiten in Behältern, Silos und engen Räumen (bisher: BGR/GUV-R 117-1)

Irrtum und Änderungen vorbehalten!
Stand 08.03.2017

 

 

 


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