Erdung von Straßenbeleuchtungsanlagen
Als kleines Unternehmen im Bereich
der Elektroinstallation beschäftigen
wir uns auch mit den Straßenbeleuchtungsanlagen
von zwei umliegenden Gemeinden.
Da diese Anlagen nicht durch unser Unternehmen
und außerdem innerhalb der letzten
Jahrzehnte errichtet wurden, finden wir in
den Anlagen verschiedene Konstellationen
und Ausführungen des Anschlusses vor.
Die Gegebenheiten:
- Netz: TN-C-S Netz;
- Mast: Stahl verzinkt mit und ohne Anschlussmöglichkeit für einen Leiter;
- Masttür/-deckel: Stahl verzinkt oder Aluminium mit und ohne Anschlussmöglichkeit für einen Leiter;
- Mastanschlusskasten: Schutzklasse I oder II oder offen (ohne gehäuseförmige Umhüllung und ohne Angabe der Schutzklasse);
- Leuchte: Schutzklasse I oder II.
Die Fragen:
- Gehört der Mast mit zum elektrischen Betriebsmittel „Leuchte“?
- Unter welchen Umständen ist es notwendig, den Leuchtenmast und gegebenenfalls die Masttür an den Schutzleiter bzw. PEN-Leiter anzuschließen?
- Tritt nicht eine Verschlechterung der Schutzbedingungen ein, wenn bei einem Anschlusskasten (SK II) und einer Leuchte (SK II) im TN-C-Netz der Lampenmast mit dem (möglicherweise unterbrochenen) PEN-Leiter verbunden wird?
Grundsätzliches. Eine spezielle Norm für
Beleuchtungsanlagen im Freien, DIN VDE
0100-714 (VDE 0100-714) [1], die auch bedingt
für Straßenbeleuchtungsanlagen gilt,
gibt es erst seit 2002-01. Für alle Straßenbeleuchtungsanlagen,
die vor dieser Zeit errichtet
wurden, waren lediglich die allgemein gültigen
Normen der Reihe DIN VDE 0100 (VDE
0100) anzuwenden. Meine Einschränkung
„bedingt für Straßenbeleuchtungsanlagen“ ist
notwendig, weil in [1] festgelegt ist, dass öffentliche
Beleuchtungsanlagen, die Teil eines
öffentlichen Verteilungsnetzes sind, nicht
unter den Anwendungsbereich dieser Norm
fallen.
Um auch hier Diskussionen auszuschließen,
wurde versucht, durch eine Anmerkung in der
Norm klar zu legen, wann eine Beleuchtungsanlage
Teil des öffentlichen Verteilungsnetzes
ist. In der Anmerkung ist festgelegt, dass eine
Straßenbeleuchtungsanlage immer dann
nicht zum öffentlichen Verteilungsnetz gehört,
wenn zwischen Verteilungsnetz und Straßenbeleuchtung
(z. B. im Leuchtenmast, was
fast immer der Fall sein dürfte) Überstrom-Schutzeinrichtungen – die meist im Anschlusskasten
integriert sind – angeordnet
sind, weil [1] für alle Endstromkreise mit Beleuchtungsanlagen
im Freien mit Überstrom-Schutzeinrichtungen, wie z. B. im Anschlusskasten,
anzuwenden ist.
Fakt ist allerdings, dass es nach den Normen
der Reihe DIN VDE 0100 (VDE 0100) schon
immer unzulässig war, an leitfähigen, nicht
aktiven Teilen von Betriebsmitteln der Schutzklasse
II (d. h. leitfähige nicht aktive Teile, die
Bestandteil eines Betriebsmittels der Schutzklasse
II sind) einen Schutzleiter/Schutzpotentialausgleichsleiter/Erdungsleiter anzuschließen.
Problematisch war es hierbei aber
schon immer, abzugrenzen, ob äußere leitfähige
Konstruktionsteile von Betriebsmitteln der
Schutzklasse II tatsächlich Bestandteil der
Betriebsmittel der Schutzklasse II sind oder
unabhängig vom Betriebsmittel vorgesehen
sind.
Zu 1): Ob ein Mast, insbesondere ein leitfähiger
Mast, Bestandteil einer Leuchte ist oder
nicht, kann nur vom Hersteller der Leuchte
beantwortet werden. Sicher wird der Mast
nicht Bestandteil der Leuchte sein, wenn Mast
und Leuchte getrennt bezogen und erst vor Ort
zusammengebaut werden.
Auch wenn ein Mast eine Schutzleiteranschlussstelle
aufweist, kann davon ausgegangen
werden, dass es sich dabei nicht um
eine Leuchten-/Mast-Kombination der Schutzklasse
II handeln kann, da Betriebsmittel der
Schutzklasse II keine Schutzleiteranschlussstelle
haben dürfen.
Zu 2): Sollte der Mast nicht Bestandteil einer
Leuchte der Schutzklasse II sein, ist die Verbindung
dieses leitfähigen Mastes mit einem
Schutzleiter davon abhängig, wie die übrigen
Betriebsmittel, z. B. Verbindungen (Leitungsverbindungen)
im Mast vom Anschlusskasten
zur Leuchte und der Anschlusskasten selbst,
ausgeführt sind. Wenn es sich dabei um
Betriebsmittel der Schutzklasse II bzw. um Betriebsmittel
mit Schutz durch doppelte oder
verstärkte Isolierung handelt, ist der Anschluss
eines Schutzleiters am leitfähigen
Mast nicht gefordert, allerdings auch nicht verboten.
Ist jedoch der Mast nicht Bestandteil
einer Leuchte der Schutzklasse II und haben
z. B. die Verbindungsleitungen im leitfähigen
Mast zwischen Anschlusskasten und Leuchte
nur Basisisolierung, dann muss der leitfähige
Mast mit einem Schutzleiter (oder PEN-Leiter)
verbunden sein und es muss eine Fehlerschutzmaßnahme,
z. B. Schutz durch automatische
Abschaltung der Stromversorgung,
wirksam sein.
Wenn jedoch der leitfähige Mast und die
Leuchte gemeinsam ein Betriebsmittel der
Schutzklasse II darstellen bzw. als ein solches
ausgewiesen sind, dann müssen alle anderen
elektrischen Betriebsmittel in dem Mast mit
doppelter/verstärkter Isolierung ausgewählt
werden und ein Schutzleiter darf nicht angeschlossen
sein (siehe Antwort zu Frage 1).
Hinweis: Die Anschlusskästen müssen nach
DIN VDE 0660-505 (VDE 0660-505) [2] in
Schutzklasse II ausgeführt sein.
Zu 3): Diese Frage kann nur „philosophisch“
beantwortet werden. Grundsätzlich geht man
nicht davon aus, dass ein Schutzleiter Unterbrechung
hat und schon gar nicht geht man
davon aus, dass ein PEN-Leiter unterbrochen
sein könnte, da für ihn ein Mindestquerschnitt
von 10 mm2 gegeben sein muss. Außerdem
müsste ja auch noch zeitgleich ein Fehler
(Schluss) eines aktiven Leiters zu dem leitfähigen
Mast auftreten. Dies wären dann zwei
Fehler, die normativ üblicherweise nicht betrachtet
werden. Um eine solche Konstellation
zu haben, müsste man wohl davon ausgehen,
dass der Mast einer SK-II-Leuchte durch ein
Fahrzeug umgefahren wird und es so zu einem
Kontakt mit einem aktiven Leiter kommt. Da
ein Schutzleiter bei Schutzklasse II nicht angeschlossen
ist, wäre in diesem Fall auch am
Mast eine gefährliche Berührungsspannung
gegeben, ohne dass der Fehler automatisch
abgeschaltet werden würde.
Wenn man aber den Fehler betrachten will,
dass bei Unterbrechung des PEN-Leiters der
in der Anlage auftretende Unsymmetriestrom
über den Mast zur Erde und zurück zum Sternpunkt
fließen könnte, dann kann ich den Anfragenden
beruhigen. Dieser Strom ist ja kein
Kurzschlussstrom, sondern nimmt maximal
den Wert der Summe der „Nennströme“ der
angeschlossenen Leuchten an. Bei einer
Aufteilung der Leuchten auf Drehstrom – was
üblich ist – wäre der Unsymmetriestrom u. U.
Null oder nahezu Null. Dieser „maximale“
Strom (der aufgrund der hohen Erdungswiderstände
wahrscheinlich gar nicht zum Fließen
kommen kann) wird dann am Mast maximal
eine Spannung hervorrufen können, die dem
Spannungsfall (der kaum höher als 5 % sein
wird) auf den Leitern entsprechen würde. Bei
sehr hohen Erdübergangswiderständen der Masten im Vergleich zu den Leiterwiderständen
kann sich die Potentialaufteilung zu den
5 % hin verschieben – das heißt, die mögliche
Berührungsspannung wird etwas größer.
Diese Spannung kann aber nur in extremen
Ausnahmefällen (z. B. ein Kind steht barfuss
in einer Wasserpfütze und berührt den fehlerbehafteten
Mast) zu einer Gefahr führen. Vermutlich
würde aber auch dieser Fehler schnell
erkannt und beseitigt werden, weil ja die Beleuchtung
nur noch wesentlich weniger hell
sein wird.
Man denke hier nur an all die Altanlagen mit
„klassischer Nullung“, d. h. mit einem PEN-Leiter
von 1,5 mm2. Mir sind kaum Fälle bekannt,
in denen der PEN-Leiter unterbrochen
war und sich daraus eine Gefährdung ergeben
hat. Allenfalls könnten die angeschlossenen
Verbrauchsmittel aufgrund von Überspannung
Schaden nehmen.
DIN VDE 0100-714 (VDE 0100-714):2002-01 Errichten von Niederspannungsanlagen Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art Beleuchtungsanlagen im Freien.
DIN VDE 0660-505 (VDE 0660-505):1998-10 Niederspannung-Schaltgerätekombinationen Bestimmung für Hausanschlußkästen und Sicherungskästen.