Umfassender Leitfaden zu Niederspannungs-Verteilernetzen

1. Definition und Arten von Verteilernetzen

Verteilernetze, betrieben von öffentlichen oder privaten Einrichtungen, dienen der Stromverteilung. Sie können nach folgenden Kriterien definiert werden:

• Nach den Spannungswerten zwischen Phase und Schutzleiter, zwischen zwei Phasenleitern oder direkt an Erdungsstationen.
• Nach dem Spannungswert zwischen zwei Phasenleitern oder für nicht direkt geerdete Anlagen.

2. Installationsarten von Niederspannungsleitungen (BT)

Niederspannungsleitungen (BT) können auf verschiedene Weisen installiert werden:

• Befestigung an Fassaden und Wänden.
• Leitungen, die an Stützen installiert sind.
• Leitungen, die über Stützen gespannt sind.
• Leitungen, die an Wänden gespannt sind.

3. Meistgenutzte Kabeltypen für Niederspannungsleitungen (BT)

Es handelt sich typischerweise um isolierte Leiter mit einer Nennspannung von 0,6/1 kV. Die Phasenleiter bestehen aus Aluminium, während der Neutralleiter aus einer Al-Mg-Si-Legierung (Almelec) gefertigt ist.

4. Definition: Durchhang (Pfeil)

Der Durchhang ist der vertikale Abstand zwischen der geraden Verbindungslinie zweier Befestigungspunkte und dem tiefsten Punkt des Leiters.

5. Definition: Spannweite

Die Spannweite ist der horizontale Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stützen oder Masten.

6. Welche Hauptlasten tragen die Leiterklemmen?

Leiterklemmen sollten die Hauptlast der Zugkräfte der Leiter tragen und zudem die Längsspannungen im Leiterseil reduzieren.

7. Klassifikation von Stützen nach Funktionen

• Gerade Stützen (Ausrichtungsstützen): Müssen das Gewicht der Leiter mit geringem Aufwand tragen. Werden in geraden Leitungsabschnitten eingesetzt.
• Winkelstützen: Dienen dazu, den Verlauf der Leiter an Punkten zu unterstützen, an denen die Leitung einen Winkel bildet.
• Ankerstützen: Dienen dazu, die Leitung an bestimmten Punkten zu fixieren und die Ausbreitung von Zugkräften zu begrenzen, um eine Zerstörung der Leitung zu verhindern.
• Linienstützen: Sollten den durch die Leitung erzeugten Belastungen standhalten.
• Sonderstützen: Dies sind Stützen, an denen mehrere gleichzeitige Abzweigungen erfolgen können, z.B. bei Kreuzungen über Schienen, Flüsse usw.

8. Kann eine Ankerstütze auch eine Ausrichtungs- oder Winkelstütze sein?

Ja, eine Ankerstütze kann sowohl eine Ausrichtungs- als auch eine Winkelstütze sein. Sie muss einen festen Punkt auf der Längsachse der Leitung bilden, um die Ausbreitung von Spannungen zu begrenzen und als Trennpunkt zu dienen. Eine solche Stütze ist beispielsweise alle 3 km bei langen Leitungsabschnitten erforderlich.

9. Welche Stütze muss am robustesten sein?

Die Anker-Winkelstütze muss am robustesten sein, da sie den Längsspannungen im Leiterseil, den eigenen Kräften der Leitung und den Biegespannungen standhalten muss.

10. Kann eine Linienstütze weitere Besonderheiten aufweisen?

Ja, zum Beispiel wenn sie einen Transformator trägt.

11. Richtig oder falsch: Alle Ankerstützen müssen aus Metall sein?

Falsch. Ankerstützen können auch aus anderen Materialien gefertigt sein, die für diese Art der Verankerung geeignet sind (z.B. Beton).

12. Was wird als Leitungsabschnitt bezeichnet?

Der Abschnitt zwischen zwei Ankerstützen.

13. Unterschied zwischen tragendem Neutralleiter und Tragseil

Tragender Neutralleiter: Der Neutralleiter dient dazu, das Kabelbündel an verschiedenen Punkten zu halten. Wenn der Neutralleiter aus Aluminium besteht, wird eine spezielle Legierung aus Aluminium, Silizium und Magnesium, genannt ALMELEC, verwendet, um ihm die notwendige Festigkeit zu verleihen.

Tragseil: Das Tragseil (oft ein Stahlseil) wird mit Klemmen am Netz befestigt und hat eine rein mechanische Funktion. Es dient als Unterstützung für die Leiter und muss eine Zugfestigkeit von mindestens 800 daN aufweisen.

14. Mindestabstand von Kabeln zum Boden

Der Mindestabstand zum Boden beträgt 2,5 Meter. Bei Höhen unter 2,5 Metern müssen die Kabel durch starre Rohre oder Kanäle geschützt werden. Zudem sind entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, um die Ansammlung von Wasser zu verhindern.

15. Abstände zu Fenstern und Balkonen

Zu Fenstern: 0,30 m zum oberen Rand der Öffnung und 0,40 m zu den übrigen Seiten.

20. Einsatzbereiche von Freileitungen

Freileitungen für Niederspannung (BT) werden hauptsächlich in ländlichen Gebieten und in Bereichen mit niedrigem bis mittlerem Energiebedarf eingesetzt. Dies gilt sowohl für gespannte Netze als auch für Netze in städtischen Randgebieten.

22. Welcher REBT-Abschnitt behandelt Freileitungen?

ITC-BT-06 des REBT.

25. Definition: Erdverlegte Niederspannungsleitung

Erdverlegte Niederspannungsleitungen sind Leitungen, die unterirdisch verlegt werden, sei es direkt im Erdreich, in Rohren, Kanälen oder in begehbaren Galerien.

26. Installationssysteme für erdverlegte Niederspannungsleitungen

• Direkt im Erdreich verlegt
• In Rohren verlegt
• In begehbaren Galerien
• In begehbaren Kanälen oder Durchlässen
• In Kabelpritschen, auf Konsolen oder direkt an Wänden befestigt.

28. Eigenschaften von Kabeln für erdverlegte Niederspannungsleitungen

Es werden Kabel mit schwarzem Außenmantel verwendet. Einadrige Kabel haben Leiter der Klasse 2 (starr), meist aus Aluminium, und sind mit vernetztem Polyethylen (VPE) isoliert. Der Außenmantel kann aus PVC (Typ RV-AL) oder einem speziellen Polyolefin bestehen, das an die Isolation haftet (Typ RZ1-AL).

Diese Kabel sind nicht feuerfest und haben eine Nennspannung von 0,6/1 kV. Sie werden für direkt erdverlegte Installationen verwendet.

Für Industrieanlagen oder bei Verlegung in Kabelpritschen (Luftverteilung) oder in Rohren können auch mehradrige Kabel mit Kupfer- oder Aluminiumleitern (Klasse 2) verwendet werden. Diese verfügen über ein halogenfreies, flammhemmendes thermoplastisches Füllmaterial und einen grünen Außenmantel auf Polyolefinbasis. Sie sind ebenfalls nicht feuerfest, aber flammhemmend mit geringer Rauchentwicklung und korrosiven Gasen.

29. Schutzmechanismen für direkt erdverlegte Niederspannungsleitungen

Zum Schutz einer direkt erdverlegten Niederspannungsleitung können Betonplatten, Kunststoffabdeckungen, Ziegel oder gleichwertige mechanische Schutzvorrichtungen verwendet werden.

30. Prozess der Grabenöffnung und Installation einer erdverlegten Niederspannungsleitung

• 1. Aushub des Grabens: Der Graben wird manuell oder maschinell entsprechend der geplanten Leitungsführung ausgehoben.
• 2. Vorbereitung des Grabenbetts: Anschließend wird ein Sandbett entlang des gesamten Grabens angelegt, wobei darauf geachtet wird, dass keine Materialien vorhanden sind, die die zu installierenden Rohre beschädigen könnten.
• 3. Verlegung der Rohre: Die Rohre werden gemäß dem Projektplan verlegt. Typischerweise haben Rohre für Stromkabel einen Durchmesser von 160 mm, während Multiduct-Rohre 40 mm Durchmesser haben. Die Rohre können in einer, zwei oder drei Ebenen angeordnet werden.
• 4. Abdeckung und Warnband: Eine weitere Sandschicht wird über die Rohre gelegt. Darüber hinaus wird ein Warnband verlegt, das auf die Existenz der Kabel hinweist. Dieses Band liegt etwa 25 cm über dem Rohr. Zugangsschächte oder Revisionspunkte ermöglichen die Verlegung der Leitungen in Abschnitten, um unnötige Aufbrüche von Gehwegen zu vermeiden.
• 5. Einziehen der Leitungen: Anschließend werden die Leitungen eingezogen. Jedes Rohr nimmt in der Regel nur einen Stromkreis (3 Phasen + Neutralleiter) auf. Jeder Leiter wird durch farbiges Isolierband gekennzeichnet: L1 = Grün, L2 = Gelb, L3 = Braun; Neutralleiter = Grau.
• 6. Anschlüsse herstellen: Sobald die Leiter in den Rohren verlegt sind, werden die notwendigen Verbindungen hergestellt.
• 7. Wiederherstellung der Oberfläche: Abschließend wird der beschädigte Asphalt oder die Oberfläche wiederhergestellt.

31. Welche technische Zusatzvorschrift behandelt erdverlegte Niederspannungsleitungen?

ITC-BT-07 des REBT.

32. Bedingungen für Kreuzungen und Parallelführungen von erdverlegten Verteilernetzen

Es müssen die Anforderungen der ITC-BT-07 sowie weitere Bedingungen erfüllt werden, die von anderen zuständigen Stellen aufgrund gesetzlicher Bestimmungen auferlegt werden können.

33. Installation von erdverlegten Leitungen in begehbaren Kanälen

Die Kabel werden in geschützten Kanälen installiert, die mit bündig zum Boden abschließenden Abdeckungen versehen sind. Die Handhabung erfolgt manuell (ohne Werkzeug oder mechanisch). Dieses Installationssystem ist auf Bereiche innerhalb von Industrieanlagen oder Gehäusen beschränkt, die ausschließlich für elektrische Leitungen vorgesehen sind und zu denen das Personal Zugang hat.

34. Installation einer Freileitung

Der Installationsprozess umfasst folgende Schritte:

1. Standortbestimmung und Stützenauswahl: Festlegung der Standorte und Auswahl der geeigneten Stütztypen.
2. Aushub der Fundamentlöcher: Die Fundamentlöcher werden manuell oder maschinell ausgehoben, abhängig vom Gelände und der Zugänglichkeit für Maschinen.
3. Aufrichten der Stützen: Das Aufrichten der Stützen unterscheidet sich je nach Material (Metall oder Beton). Metallstützen werden oft komplett montiert aufgerichtet, während Betonstützen manuell mit Stangen oder Böcken oder mechanisch mit speziellen Geräten aufgestellt werden können.

Die Schritte beim Aufrichten mit einem Kran sind:

1. Stütze positionieren
2. Traversen, Isolatoren und Armaturen anbringen
3. Seile anbringen (zum Heben)
4. Stütze heben und im Fundament verankern
5. Seile entfernen

4. Verlegen der Kabel: Das Abwickeln der Kabel kann auf zwei Arten erfolgen:

• Ohne mechanische Spannung: Die Kabeltrommel wird entlang der Trasse bewegt.
• Mit mechanischer Spannung: Die Kabeltrommel wird fixiert und die Leiter werden von einem Zugfahrzeug eingezogen.

5. Erdungsanschluss: Herstellung des Erdungsanschlusses.

35. Das IT-Netzsystem (Isoliertes Netz)

Beim IT-Netzsystem ist der Einspeisepunkt (z.B. der Sternpunkt des Transformators) nicht direkt mit Erde verbunden. Die Gehäuse der Verbraucheranlagen sind jedoch direkt geerdet.

Schutzsysteme:

• Verbindung und Erdung der Gehäuse
• Meldung des ersten Fehlers
• Abschaltung beim zweiten Fehler durch Überstromschutz.

Betrieb:

• Überwachung bei erstem Isolationsfehler
• Unbedingtes Suchen und Beheben des ersten Fehlers
• Abschaltung bei gleichzeitigem Auftreten von zwei Isolationsfehlern

Hauptmerkmale:

• Bietet die höchste Betriebskontinuität.
• Die Meldung des ersten Isolationsfehlers ermöglicht eine systematische Fehlersuche und -behebung, wodurch Stromausfälle verhindert werden.
• Wird insbesondere in Netzen mit Mittelspannungs-/Niederspannungs- und Niederspannungs-/Niederspannungs-Transformatoren eingesetzt.
• Erfordert ein hohes Isolationsniveau des Netzes.

36. Das TT-Netzsystem (Direkt geerdetes Netz)

Beim TT-Netzsystem ist der Einspeisepunkt (in der Regel der Neutralleiter oder ein Kompensator) direkt geerdet. Die Gehäuse der Verbraucheranlagen sind ebenfalls geerdet, jedoch über eine separate Erdungsanlage, die von der Erdung der Stromversorgung getrennt ist.

Schutzsystem:

Erdung der Gehäuse, Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs).

Betrieb:

Abschaltung beim ersten Isolationsfehler.

Vorteile:

• Einfachste Lösung.
• Benötigt keine ständige Überwachung, lediglich regelmäßige Prüfung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen.
• Der Fehlerstromschutz gewährleistet auch Brandschutz durch Begrenzung des Fehlerstroms.

Nachteile:

• Jeder Fehler führt zu einem Stromausfall.

37. Das TN-Netzsystem (Direkt geerdetes System mit Schutzleiter)

Beim TN-Netzsystem ist der Einspeisepunkt (in der Regel der Neutralleiter oder ein Ausgleichspunkt) direkt geerdet. Die Gehäuse der Verbraucheranlagen sind über einen Schutzleiter (PE) mit diesem geerdeten Punkt verbunden.

Schutzsystem:

Es ist zwingend erforderlich, die Gehäuse mit dem Neutralleiter und der Erdung zu verbinden. Abschaltung beim ersten Fehler erfolgt durch Überstromschutzeinrichtungen.

Betrieb:

Abschaltung beim ersten Isolationsfehler (Kurzschluss Phase gegen Schutzleiter/Neutralleiter).

Hauptmerkmale:

• Das TN-System wird häufig in öffentlichen Versorgungsnetzen eingesetzt.
• Durchgängige Erdung in der gesamten Anlage ist erforderlich.
• Die Dimensionierung der Schutzeinrichtungen muss durch Berechnung erfolgen.