Sternpunkterdung? Frage

[Pumukel]

Nochmal der Sternpunkt ist im TT-Netz und auch im TN- Netz geerdet. Gehen wir vom TN-Netz aus da ist der PEN beim TN-C am Sternpunkt geerdet und dieser Leiter ist PE und N in einem. Beim TN-S-Netz ist der Sternpunkt auch geerdet aber PE und N werden als einzelne Leiter geführt.
So nun haben wir aber ein TN-C-S-Netz bei Netzbetrieb. Der PEN wird aufgeteilt in PE und N . Ab diesem Punkt hast du ein TN-S-Netz. Nun baust du ein Ersatznetz . das kannst du als TN-C Netz ausführen oder wie gefordert als TN-S-Netz.
Beim TN-S-Netz ist der Mittelpunktsleiter direkt mit dem Erder verbunden und somit ist auch der N geerdet. PEN und PE dürfen in Deutschland nicht geschaltet werden weil sonst die Erdung aufgehoben wird. Im TN-S-Netz darf aber der N geschaltet werden. Durch das Schalten des N gibt es immer nur eine Einzige Verbindung von N und PE .
In Deinem Beispiel mit dem Schaltkontakt und bei versagen dieses Kontaktes liefert deine Ersatzstromquelle aber ein IT-Netz Ohne eine wirksame Schutzmaßnahme!
Im Netzbetrieb ist der N und der PE über die Trennstelle mit dem PEN verbunden und somit ist auch der N geerdet.
Im Ersatzstrombetrieb sind PE und N mit dem Mittelpunktleiter verbunden und somit auch geerdet ohne das ein PE geschaltet wird. Noch etwas eine Nullung gibt es nur im TN-C -Netz! Nullung kommt vom Nullleiter ( Neu PEN )

 

[Blitzschläger]

Verstehe nicht ganz, wo hier der PE geschaltet wird. Er wird doch gar nicht angerührt und ist stets überall verfügbar und fest verdrahtet über die PAS. Was geschaltet wird, ist der N an den PE, damit es im Ersatzstrombetrieb kein IT-Netz ist, was einen Isowächter erforderte. Wenn das Relais versagt, besteht also (mutmaßlich) ein IT-Netz. Kommt dann im Fehlerfall ein Außenleiter an den PE, wäre der N nicht mehr auf Nullpotential, der FI kann nicht ansprechen, weil es keinen Fehlerstrom gibt. Personen sind trotzdem weiterhin durch den PE geschützt. Man müßte den N berühren, der hat ja dann in diesem Fehlerfall 230 V, aber dann fließt auch Fehlerstrom und der FI spricht (hoffentlich) an.
Wo ist mein Denkfehler?

 

[Pumukel]

Siehe Beitrag 56 da wird der PE durch ein Relais geschaltet. Wenn der N auf den PE geschaltet wird entsteht ein PEN ! Die Erdung erfolgt am Sternpunkt des Erzeugers beim TN-C-Netz genau wie beim TN-S-Netz und auch im TT-Netz ist der Sternpunkt geerdet!
Wenn du ein TN-S-Netz hast und da den N trennst bleibt der Sternpunkt geerdet aber es gibt keine Verbindung mehr zwischen N und PE . Nebenbei das Netz selbst ist hier schon ein TN-S-Netz ! In der Praxis kommt da aber ein TN-C-Netz an oder eben ein TT-Netz.

 

[Blitzschläger]

Nee, irgendwie fehlen mir paar Gehirnwindungen. Ich denke, im Notstrombetrieb erzeugt der Wechselrichter ein eigenes, isoliertes Netz und ist vom speisenden Ortsnetz getrennt? Der Wechselrichter erzeugt ein IT-Netz, was durch die Verbindung von N zu PE zum TN-C-S wird, damit der FI auch ordentlich funktioniert. Wo soll der PEN sein? Über das Relais fließt nur Fehlerstrom.

 

[Pumukel]

So ist es Richtig .

 

[Pumukel]

Nochmal damit du es begreifst das Relais schaltet den PE auf den N und den Sternpunkt und somit wird der PE geschaltet und nicht der N ! Der Wechselrichter liefert kein IT -Netz sondern ein TN-S-Netz !

 

[Blitzschläger]

Und wenn der Wechselrichter inaktiv ist und das Netz normal durchschleift, hast Du den unten rechts aufgetrennten PEN verbotenerweise wieder zusammengeführt, deswegen braucht's das geöffnete Relais für den Normalbetrieb, um das zu verhindern. Bestimmt wieder falsch gedacht?

 

[Pumukel]

Nein der Wechselrichter kann so nur im Netzbetrieb oder im Ersatzstrombetrieb arbeiten

 

[Blitzschläger]

Wenn du ein TN-S-Netz hast und da den N trennst bleibt der Sternpunkt geerdet aber es gibt keine Verbindung mehr zwischen N und PE .

Wenn der Wechselrichter ein isoliertes Netz (Ersatzstrom, speist sich aus dem Akku) erzeugt, wo ist da der Sternpunkt bei offenem Relais geerdet? Bei offenem Relais gibt es kein Potential zum PE, weder von L1, L2, L3, noch von N. Da kannst Du L1 mit PE kurzschließen und es passiert gar nix, nur daß dann eben 230 V auf dem N sind.
Wenn die Ersatzlast ausschließlich durch Notstrom versorgt würde (das wäre dann aber kein Ersatzstrom!), könnte man tatsächlich das Relais einsparen und N mit PE fest verbinden. Aber ich dachte, daß diese "Ersatzlast" auch ganz normal am Ortsnetz betrieben werden kann, wenn der Hybridwechselrichter einfach das Ortsnetz an diese Ersatzlast 1:1 durchschleift, deswegen auch das Relais, um nicht verbotenerweise N und PE nach der Auftrennung (z.B. im HAK) wieder zu verbinden.
Wahrscheinlich habe ich hier ein grundsätzliches Verständnisproblem. Ich will es dabei belassen und nicht weiter nerven, vielleicht macht's ja noch irgendwann klick. Trotzdem danke für Deine Bemühungen.

 

[Pumukel]

Grundsätzlich ist die Lösung mit Relais in Deutschland verboten denn Hier wird der PE geschaltet. Das ist ja das Problem das einige nicht begreifen.

 

[Blitzschläger]

Hm, es läßt mir keine Ruhe. Ich habe mal etwas gesucht und eine ausführliche Beschreibung eines Hybridwechselrichter gefunden. Wenn es so ist, wie Du sagst @Pumukel, dürfte dieser Wechselrichter so nicht am deutschen Stromnetz betrieben werden.
https://www.fronius.com/~/downloads/Solar Energy/Installation Instructions/42,0426,0209,DE.pdf

Auch in diesem Beispiel wird im "Notstrom-Betrieb" der N sogar mit zwei Hauptkontakten mit dem PE verbunden, siehe Schaltplan auf S. 31.

Erklärung dazu auf S. 11:


Für mich bestätigt sich meine Vorstellung, daß der Wechselrichter im Inselbetrieb ein IT-Netz erzeugt, das mittels der Verbindung N zu PE durch die zwei Schütze zu einem reinen TN-S-Netz gemacht wird, "um die Funktion von Fehlerstrom-Schutzschaltern im Notstrom-Betrieb zu gewährleisten". Der Sternpunkt des Wechselrichters (was der N ist) würde ansonsten in der Luft hängen.

Ist jetzt der Denkfehler vielleicht doch bei Dir? Ich kann mir nicht vorstellen, daß zwei verschiedene Hybridwechselrichter dieselbe Schaltung verwenden, die so in Deutschland nicht zulässig sein soll.

 

[Pumukel]

Nochmal in Deutschland ist das Schalten des Schutzleiters und des PEN verboten. Siehe dazu auch diesen Link.
Schaltgeräte im Schutzleiter - elektro.net
Der Hersteller verstößt somit gegen das Schaltverbot . Einziger Ausweg ist das Schalten des N . Dadurch wird die Verbindung des Sternpunktes mit dem N aufgehoben und es ist entweder die Verbindung N mit PE im HAK oder die Verbindung PE mit N im Ersatzversorger aktiv aber nie sind beide gleichzeitig aktiv. Selbst der Schaltplan da ist Fehlerhaft den da liegt kein N sondern ein PEN vom Versorger an ! Dieser PEN wird durch den lokalen Erder gestützt und ab der Trennstelle liegt da ein N und ein PE in der Hausinstallation vor !

 

[Pumukel]

So ist es richtig oben mit PEN und unten als TN-S-Netz ( allpolige Trennung ) Die beiden Trafos stellen dein Netz und die Ersatzstromquelle dar

 

[Blitzschläger]

Bei dem Link gehe ich mit: K1 mit Kontakten 1 und 2 geht gar nicht, da wird tatsächlich der PE geschaltet! Diesen Fall haben wir hier natürlich nicht.

Hörmann vermutet, daß es keine galvanische Trennung im WR gibt. Ich vermute, daß es beim von mir verlinkten Fronius-WR diese galvanische Trennung gibt und der Wechselrichter auch in der Lage ist, die geschalteten Kontakte zu überprüfen und zu überwachen (es ist die Rede von NA-Schutz). Da sehe ich kein Problem. Irgendwo las ich, daß die Ersatzlast korrekt am PE angeschlossen sein muß, da der WR ansonsten den Notstrombetrieb verweigert (finde die Stelle aber jetzt nicht mehr).

Der Wechselrichter startet nach einer definierten Überprüfungszeit mit dem Not-
strom-Betrieb

Warum der Hersteller den Sternpunkt des Inverters intern nicht mit PE fest verbunden hat (Dein 2. Schaltbeispiel), wissen wir nicht. Vielleicht sollte man mal nachfragen. Die Solarmodule dürfen lt. Anleitung nicht geerdet sein, was ein weiteres Indiz für den isolierten Aufbau des Umrichters spricht.

 

[mhe]

Es ist schon sehr irritierend in einer modernen Stromversorgung mit unglaublich vielen regionalen Vorschriften (nationale Normen) völlig fahrlässig eine scheinbar nicht zu beherrschende Komplexität zu erzeugen.
Bei den Dokumenten von Fronius sieht man das sehr gut. Für Deutschland, Österreich und Schweiz werden sehr detaillierte Unterlagen erzeugt, in denen @Pumukel fast jedesmal einen Normenverstoß identifiziert (seiner Meinung nach schwere Fehler, was evtl. auch falsch ist). Für den Rest der Welt (>98% der Menschheit) sollen 5 bis 10 Dokumente genügen.

Meine Vermutung oder besser Sicht:

Ursache Nr. 1 Bürokratie

Eine Norm hat ein klares Problem zu adressieren und darf keine Konflikte zu anderen Normen enthalten. Nicht einmal auf internationaler Ebene, da die Warenströme (auch Ströme) schon lange globalisiert sind. Ein Problem muss erst einmal möglichst klar definiert werden. Warum enthält nicht jedes Normen-Dokument ein einleitendes Kapitel mit der wissenschaftlichen Grundlage zur Einordnung wie "groß das Problem" tatsächlich ist? Um dann bei Normen-Konflikten und Unklarheiten (offene Diskussionen) priorisieren zu können.

Ursache Nr. 2 kein öffentlicher Zugang und Digitalisierug

In Zeiten von KI, totaler Vernetzung und Suchmaschinen (multilingual) ist noch kein "immer und überall" Zugang zu Norm-Dokumenten selbstverständlich. Ein aktuelles und potentiell so wichtiges Dokument wie eine Norm MUSS direkte Links (Hyperlinks) zum Verweis auf andere Textstellen in Normen enthalten.

Ursache Nr. 3 Normen als Waffe

Für die großen Wirtschaftsblöcke Nordamerika, EU und China dienen die Normungsaktivitäten zu einem nicht zu unterschätzenden Teil als Waffe im Handelskrieg.

Ich neige deshalb dazu etwas übertrieben die Situation so "simpel" darzustellen:

wichtigste Aufgabe von Normung ist für mich die Sicherheit (aus vielen Perspektiven...bis zum Klimaschutz/Ressourcenschonung)
> dieses Ziel ist im aktuellen Stand absolut verfehlt

 

[EBC41]

Das Relais das PE und N verbindet ist in Deutschland unzulässig ! Hier wird der PE geschaltet !

Im Bild von #56 wird nirgends ein PE geschaltet. Es wird bei Notstrombetrieb der N des Generators mit dem PE verbunden, damit ab Generator ein richtiges TN-S-Netz entsteht. Bei normalem Netzbetrieb muss die PE-N-Verbindung hier offen sein, weil schon vorher eine PE_N-Verbindung existiert, an der Auftrennstelle des PEN zu PE und N.

Zwecks Sicherheit hat der WR auch zwei PE-Verbindungen zur HES. Deswegen ist das ohne Risiko.

 

[Pumukel]

nochmal sobald da ein PE geschaltet wird ist das in Deutschland unzulässig. Egal ob da der PE auf den N geschaltet wird oder zum Sternpunkt ! Die deutsche Norm ist da eindeutig und nur diese interessiert hier in Deutschland. An diese Norm haben sich auch Hersteller zu halten ! Ein Schaltkontakt kann defekt sein und in diesem Fall ist der Schutz ausgehebelt !

 

[Blitzschläger]

Na und? Der WR merkt das doch und schaltet ab oder gar nicht erst zu, wenn ich die Anleitung richtig interpretiere. Er prüft wahrscheinlich sogar, ob die Ersatzlast auch am PE hängt. Mehr Schutz geht nun wirklich nicht.

 

[mhe]

Da hat @Pumukel schon mal recht, dass der Stromerzeuger hier aus Sicht der Ersatzstrombereitstellung eine PE-Funktion schaltet.

nochmal sobald da ein PE geschaltet wird ist das in Deutschland unzulässig. Egal ob da der PE auf den N geschaltet wird oder zum Sternpunkt ! Die deutsche Norm ist da eindeutig und nur diese interessiert hier in Deutschland. An diese Norm haben sich auch Hersteller zu halten ! Ein Schaltkontakt kann defekt sein und in diesem Fall ist der Schutz ausgehebelt !

Dieser Aussage würde ich aber nicht pauschal zustimmen. In der zitierten Normenstelle werden nach meinem Verständnis nur einfache Schalt- und Trennmittel ausgeschlossen.

Mögliche Szenarien und Lösungsmöglichkeiten, die verifiziert werden müssten:
1. Der Stromerzeuger stellt wie von @Pumukel beschrieben ein IT-Netz bereit. Ein Problem gibt es erst bei einem Doppelfehler und hier könnte die Isolationsüberwachung eine ausreichende Schutzmaßnahme darstellen.
2. Der Stromerzeuger stellt ein TN-S Netz und eine erhöhte Zuverlässigkeit für die Verbindung von PE und N bereit. Das kann normenkonform auf verschiedene Arten erfolgen.
3. Eine externe Funktion stellt die Funktion von Schutzmaßnahmen sicher.

Ich werde weitere Normen-Kunde betreiben um hier mögliche Konfigurationen zu finden.

 

[mhe]

Ein kurzer Blick auf die Fronius Lösung scheint mir, dass hier schon eine erhöhte Zuverlässigkeit bei der PE-N Verbindung beachtet wird.
Wenn ich das richtig erkannt habe, wird das durch "2 Relais / 2 Kontakte parallel" und "im stromlosen Zustand on" umgesetzt.
Wenn dem so ist, dann wäre zu klären ob diese Möglichkeit Normativ beschrieben ist.