S25-FuS-U2 – Verteilungssystem, Schleifenimpedanz und Fehlerstrom
Aufgabenstellung
1. Welches Verteilungssystem ist dargestellt? (2 Pkte.)
2. Bei der Ermittlung der Schleifenimpedanz erhalten Sie einen Kurzschlussstrom von $I_K = 80\,\text{A}$. Welchen Schleifenimpedanzwert $Z_S$ (in Ohm) zeigt das Messgerät an? (4 Pkte.)
3. An der mit 1 gekennzeichneten Stelle ist der Schutzleiter unterbrochen. Gleichzeitig tritt am Motor -M1 ein Körperschluss auf. Berechnen Sie den Fehlerstrom $I_F$ (in mA), der durch den menschlichen Körper fließt. (4 Pkte.)
2. Bei der Ermittlung der Schleifenimpedanz erhalten Sie einen Kurzschlussstrom von $I_K = 80\,\text{A}$. Welchen Schleifenimpedanzwert $Z_S$ (in Ohm) zeigt das Messgerät an? (4 Pkte.)
3. An der mit 1 gekennzeichneten Stelle ist der Schutzleiter unterbrochen. Gleichzeitig tritt am Motor -M1 ein Körperschluss auf. Berechnen Sie den Fehlerstrom $I_F$ (in mA), der durch den menschlichen Körper fließt. (4 Pkte.)
Musterlösung
**1. Verteilungssystem:**
Das dargestellte System hat einen kombinierten PEN-Leiter, der erst am Verteiler in PE und N aufgetrennt wird. Es handelt sich um ein **TN-C-S-System**.
**2. Schleifenimpedanz:**
$$Z_S = \frac{U_0}{I_K} = \frac{230\,\text{V}}{80\,\text{A}} = 2{,}875\,\Omega \approx 2{,}88\,\Omega$$
**3. Fehlerstrom bei unterbrochenem PE und Körperschluss:**
Stromkreis: Phase -> Motorwicklung -> Motorgehäuse (Körperschluss) -> Mensch (RM) -> Anlagenerde (RA) -> Betriebserde (RB) -> Neutralleiter
$$I_F = \frac{U_0}{R_M + R_A + R_B} = \frac{230\,\text{V}}{1000\,\Omega + 300\,\Omega + 1{,}5\,\Omega} \approx 176{,}8\,\text{mA}$$
**Dieser Strom ist lebensgefährlich** (Grenzwert für Herzflimmern: 30-80 mA).
Das dargestellte System hat einen kombinierten PEN-Leiter, der erst am Verteiler in PE und N aufgetrennt wird. Es handelt sich um ein **TN-C-S-System**.
**2. Schleifenimpedanz:**
$$Z_S = \frac{U_0}{I_K} = \frac{230\,\text{V}}{80\,\text{A}} = 2{,}875\,\Omega \approx 2{,}88\,\Omega$$
**3. Fehlerstrom bei unterbrochenem PE und Körperschluss:**
Stromkreis: Phase -> Motorwicklung -> Motorgehäuse (Körperschluss) -> Mensch (RM) -> Anlagenerde (RA) -> Betriebserde (RB) -> Neutralleiter
$$I_F = \frac{U_0}{R_M + R_A + R_B} = \frac{230\,\text{V}}{1000\,\Omega + 300\,\Omega + 1{,}5\,\Omega} \approx 176{,}8\,\text{mA}$$
**Dieser Strom ist lebensgefährlich** (Grenzwert für Herzflimmern: 30-80 mA).