IT-System: Maximale Verfügbarkeit ist ungeerdet

Schon bei der Auswahl des richtigen Stromversorgungssystems wird der Grundstein für die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit einer Anlage gelegt. Denn zusammen mit dem Personen- und Brandschutz ist die Ausfallsicherheit der wichtigste Faktor für die Wahl einer geeigneten Energieversorgung. Bei der Planung einer Anlage stehen die drei Netzformen zur Verfügung: Das TN-System, das TT-System und das IT-System. Nur beim IT-System führt ein erster Isolationsfehler nicht zur Abschaltung des Systems.

In der heutigen Zeit zeichnen sich technische Anlagen aller Branchen durch eine immer höhere Komplexität und Automatisierung aus. Von hochentwickelten Fertigungsstraßen bis hin zur Robotertechnik gibt es stetig mehr Betriebsmittel, deren reibungslose Funktionalität von einer zuverlässigen Stromversorgung abhängt. Diese profitieren von den Vorteilen des IT-Systems, das in sensiblen Bereichen wie Intensivstationen sogar normativ vorgeschrieben ist.

Ein Beispiel: Berührt ein Mensch bei einem intakten ungeerdeten 230 V AC-Netz mit genügend kleinen Netzableitkapazitäten ein unter Spannung stehendes leitendes Gehäuse, so erfährt er keinen elektrischen Schlag. Unter diesen Bedingungen fließt nur ein sehr kleiner, nicht spürbarer Strom über die Person. Die Berührungsspannung ist maßgeblich durch den Spannungsabfall des Fehlerstromes über den am Gehäuse angeschlossenen Schutzleiter bestimmt. Da der Fehlerstrom (bestimmt durch den Isolationswiderstand und die Netzableitkapazität) im Normalfall sehr klein ist und der Widerstand des Schutzleiters auch sehr klein ist, entstehen keine hohen Berührungsspannungen.

Im Gegensatz dazu basiert ein geerdetes System auf der Grundidee, im Fehlerfall einen genügend großen Fehlerstrom zu treiben, der zu einer schnellen Abschaltung der Stromversorgung führt. Für den Fall der indirekten Berührung bedeutet dies, wird ein unter Spannung stehendes leitendes Gehäuse berührt, fließt aufgrund der niederohmigen Verbindung zur Stromquelle sofort ein hoher Fehlerstrom über den Menschen. Zum Schutz des Menschen sind Schutzeinrichtungen wie Sicherungen und FI-Schalter vorgeschrieben, um die Anlage abzuschalten, bevor der Mensch geschädigt wird.

Folgende Analogie verdeutlicht das Funktionsprizip der beiden Systeme:
Im geerdeten System nimmt man in Kauf, dass das Kind in den Brunnen fällt – man polstert den Brunnen aber aus.
Im ungeerdeten System wird jedoch prinzipiell vermieden, dass das Kind überhaupt erst in den Brunnen fällt.

Bislang kommt das ungeerdete System vor allem in sicherheitskritischen Anwendungen wie Intensivstationen oder Bahn-Signaltechnik zum Einsatz, wo ein Ausfall der Stromversorgung fatale Folgen hätte. Außerhalb dieser Spezialbereiche ist diese Netzform in der Praxis noch relativ wenig verbreitet, obwohl das IT-System zahlreiche Vorteile nicht nur in puncto Sicherheit, sondern auch Verfügbarkeit bietet.

Denn drei Mythen über die Nachteile dieser Netzform sind bis heute weit verbreitet:

• Das IT-System ist teurer als ein geerdetes System

  Die Installation eines ungeerdeten Systems ist tatsächlich teurer als ein TN- oder TT-Netz, doch die zusätzlichen geldwerten Vorteile wie vorbeugende Instandhaltung und reduzierter Prüfaufwand kompensieren die zusätzlichen Kosten in kurzer Zeit.

• Im TN-System lassen sich Fehler schnell finden

  Durch den Einsatz von Fehlersuchsystemen (IFLS) können Fehler auch im IT-System schnell lokalisiert werden.

• Für das IT-System müssen kostspielige Betriebsmittel angeschafft werden

  Mithilfe technischer Maßnahmen, die keinen Aufpreis erfordern, können auch Standardkomponenten verwendet werden.