NGRM

Umrüstung eines geerdeten Systems zu einem HRG-System

Umrüstung einer geerdeten elektrischen Anlage zu einem HRG-System

Die überwiegende Mehrheit elektrischer Störungen beginnt mit einem Erdschluss. In einem geerdeten Stromsystem hat ein Erdschluss die gleiche potenzielle Energie wie ein Phase-zu-Phase-Fehler, kann Tausende Ampere leiten und schnell in einem extrem gefährlichen und schädlichen Lichtbogen resultieren. Ein Erdschluss ist sofort zu unterbrechen.

Die physikalischen Unterschiede zwischen einem geerdeten System und einem widerstandsgeerdeten System sind gering.  Das Erstere hat eine feste Kabel- oder Busverbindung zwischen dem Netzsternpunkt (X0) und Erde, während das Letztere einen Strombegrenzungswiderstand hat, der zwischen X0 und Erde geschaltet ist.

Die Vorgehensweise

Der geerdete Dreiphasengenerator oder die Transformator-Sekundärwicklung wird sternförmig angeschlossen, wobei der Verbindungsmittelpunkt als der Sternpunkt festgelegt wird. 

Um ein widerstandsgeerdetes System zu schaffen, installieren Sie zwischen X0 und Erde einen Spannungswiderstand, der dem IEEE-Standard 32 (oder C 57.32) entspricht.  Es wird empfohlen, diesen Neutralleiter-Erdungswiderstand (NGR) beim Ausfall auf Durchgang und Alarm (oder direkte Abschaltung) zu überwachen.

Der NGR begrenzt den Erdschlussstrom auf einen niedrigen Wert, der nicht ausreichend ist, um einen Lichtbogen aufrechtzuerhalten.  In vielen Fällen kann das System mit einer geerdeten Phase weiterarbeiten, bis eine ordnungsgemäße Abschaltung eingeleitet wird.

Was bei Systemaufrüstungen im Zusammenhang mit der Umrüstung eines geerdeten Systems in eine Widerstandserdung zu beachten ist

Eine geerdete elektrische Anlage basiert auf Überstrom-Schutzeinrichtungen, die den mit einem Erdschluss verbundenen hohen Strom unterbrechen. Die Koordination von vor- und nachgeschalteten Geräten kann sich als problematisch erweisen.  Das HRG-System kann einen sehr niedrigen Erdschlussstrom liefern, der zu niedrig ist, um einen Schutzschalter oder eine Sicherung zu betreiben. Dann ist Erdschlussschutz erforderlich.

Verwenden Sie eine Differenzstrom-Vorrichtung (RCM), um Erdschlüsse unter Verwendung eines Null-Sequenz-Umrichters zu erkennen.  Durch die Installation solcher Vorrichtungen an jeder Zuleitung oder sogar an jeder Last wird die Fehlersuche automatisiert und eine selektive Unterbrechung des Stromkreises ist, falls erforderlich, leicht zu erreichen.

Einige Stromkreis-Elemente, wie z. B. Leiter-Erde-Filterkondensatoren am Eingang von drehzahlvariablen Antrieben, können für die Spannung zwischen Leitern und Neutralleitern ausgelegt sein. Diese Elemente sollten auf die Spannung zwischen den Leitern aufgerüstet werden, um der höheren Spannung bei einem Erdschluss in einem HRG-System standzuhalten.

Warum NGRs eine kontinuierliche Überwachung erfordern

Der Neutralleiter-Erdungswiderstand (NGR) ist ein kritisches Element eines hochohmig geerdeten (HRG) Stromsystems. HRG-Systeme umfassen immer stromerfassende Erdschluss-Erkennungsgeräte (für Alarm oder Abschaltung), die funktionieren, wenn ein Erdschluss Strom leitet, der über den NGR an den Versorgungsneutralleiter zurückfließt.

Wenn ein NGR aufgrund von Schweißversagen, Korrosion, thermischer Belastung oder dergleichen ausfällt, wird das bisherige HRG-System in den ungeerdeten, oder schwebenden, Zustand versetzt. Wenn ein Erdschluss in einem ungeerdeten System auftritt, fließt kein Strom und es funktionieren keine installierten Erdschluss-Erkennungsgeräte.

Warum die Überwachung des NGRs äußerst wichtig ist

Um Situationen zu vermeiden, in denen ein Erdschluss nicht erkennbar ist, wodurch das System in einen unsicheren Zustand versetzt wird, überwachen Sie den NGR durchgehend mithilfe einer geeigneten Vorrichtung. Der NGR ist bezüglich Kontinuität und Anschluss an den Netzsternpunkt zu überwachen.

Unter bestimmten Umständen, wie z.B. beim Auftreten von Schädlingsnestern oder bei unsachgemäßer Anlagenwartung, besteht die Möglichkeit eines NGR-Kurzschlusses.  In diesem Fall führt ein Erdschluss zu einem Stromfluss, der höher als erwartet ist, was zu negativen Folgen führen kann, wie z.B. zu einem erhöhten Verschleiß der Anlagen oder zu einem Lichtbogen. Überwachen Sie den NGR fortlaufend auf eine Reduzierung des Widerstands, um die Betreiber auf diesen Zustand hinzuweisen.

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