Zu hohen Schutzleiterstrom beheben/umgehen?

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5 Antworten

Mal so grundlegend: Wie hoch ist der Bemessungsfehlerstrom des RCD?

230V · 14 A macht 3,22 kW je Heizstab, d.h. der Schutzleiterstrom (Ableitstrom) darf je Heizelement bis zu 3,5 mA betragen - zusammen 7 mA.

Da RCD zwischen 50-100% ihres Bemessungsfehlerstroms auslösen, muss der RCD einen Bemessungsfehlerstrom über 14 mA haben, damit er bei 50% noch nicht auslöst. Ein Personenschutz-RCD mit 10 mA ist daher ungeeignet, es muss ein RCD mit 30 mA sein.

Sind diese Bedingungen erfüllt und der Fehler besteht weiterhin, dann kann man sich weitere Gedanken über eine Fehlersuche/Reparatur an den Heizstäben machen.

Ich würde bei 6 m Länge nicht unbedingt die Verschraubungen als Ursache festmachen, denn diese befinden sich ja oberhalb und damit im eher druckfreien Bereich. Eher tippe ich auf Korrosionsschäden, wodurch Feuchtigkeit durch die Ummantelung und eine zunehmend poröse Isolationschicht dringt.

Du kannst die Verschraubung lösen, den Bereich mit einem Heißluftgerät erhitzen und dann alles wieder abdichten und verschrauben. Anschließend mit einem geeigneten Messgerät den Isolationswiderstand bzw. den Ableitstrom überprüfen.

Den RCD würde ich aber nur umgehen, wenn selektiv ein RCD mit 100 mA vorgeschaltet ist. Den Schutzleiter darfst Du auf keinen Fall abklemmen, denn damit setzt Du ihn außer Funktion und aus dem Ableitstrom wird im Fehlerfall ein lebensgefährlicher Berührungsstrom.

deine grundlegende überlegung ist nicht verkehrt, aber du hast mit 2 Problemen zu kämpfen:

1. müsstest du sicherstellen, dass der ableitstrom für unbeteiligte nicht gefährlich wird. und 2. müsstest du ja irgendwie dafür sogen, dass nach der "reperatur" kein wasser erneut in den heizstab eindringen kann.

wie der treppensteiger schon richtig erkannt hat, könnte das Problem auch wo ganz anders liegen...

mein vorschlag: ausbauen, ein tiefes backblech mit reis vollmachen, die heizstäbe darin einbetten und mal einige stunden bei 50° C im Backofen trocknen. danach gut neu eindichten und wieder einbauen, falls nicht doch kaputt...

lg, Anna

Chefelektriker 11.04.2016, 20:14

Was hast Du für einen Backofen zu Hause das der Heizstab (6m) + Backblech da rein passt??? :)

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Deine Vorgehensweise klingt erst mal wunderbar überlegt. Du könntest den Ableitstrom messen, bzw. mal messen wie hoch die Widerstände Heizspirale zu Schutzleiteranschluss am Heizstab sind und dann entscheiden, bzw. berechnen, welche Spannungen, und auch Leistungen auftreten, wenn du diese ungesichert ableitest.

Dafür würde ich mich vor den FI klemmen, nicht ausbauen. Besser wäre ein Trenntrafo, auf Schutzleiteranschluss und Heizstab geklemmt und dann mit passend eingestelltem Strom austrocknen.

Wenn das ältere Heizstäbe sind, kann auch einfach die Isolierung schlecht geworden sein. Dann hilft nur austauschen.

Du solltest den Heizstab keinesfalls ohne FI betreiben; das wäre, wenn bereits ein Körperschluß vorliegt, unter Umständen lebensgefährlich! Verschraubung aufmachen und die Feuchtigkeit ausdunsten lassen. Ist der Heizstab noch nicht im Erdreich dann zusätzlich leicht schräg aufstellen so daß die Feuchtigkeit rauslaufen kann. Ggf. von aussen den Stab erwärmen...

Mfg

Soso, du bist ausgebilderter Elektroniker, und dann fällt dir nichts anderes ein, als den Schutzleiter zu trennen? Schwache Leistung, du ausgebildeter!

Vor allem, weil du nur von Vermutungen und Hoffnungen ausgehst. Fachlich ist da recht wenig und sinngemäß ist es Murks.

Wie wurde das denn konstruiert? Sind die Heizelemente nicht auszubauen, nicht ausgebaut zu überprüfen oder gar auszutauschen?

Ausgebildet und nichts dazu gelernt? Ich hatte mal einen Wasserboiler mit 200 Litern Volumen und dessen Heizstab war so eingebaut, man musste Wasser komplett ablassen um den Heizstab zu prüfen, zu entkalken oder zu ersetzen.

Als es mal notwendig wurde, erkundigte ich mich, ob es keine Boiler gibt, die eine Heizspirale haben, die mit dem Wasser nicht mehr in Berührung kommen. Somit weniger beschädigt werden können und viel leichter auszubauen, zu prüfen, zu ersetzen.

Den ersten Boiler übernahm ich beim Hauskauf. Auf den zweiten hatte ich Einfluss als ebenfalls ausgebildeter Elektroniker.

Du gehst von Feuchtigkeit durch die Verschraubung aus. ;-) Wieviel Feuchtigkeit hatte denn die Luft innen vor dem verschrauben, und müsste diese Feuchtigkeit nicht längst schon verdunstet sein ;-) Wohin verdunstet?

Na, wie soll denn die Austrocknung deiner Vorstellung nach ablaufen? Verdunstung etc? Wohin verdunsten, bei geschlossenem Raum? Und für wie lange soll das wirksame Alternative sein?

Wäre es da nicht besser, das Ganze so ähnlich umzubauen wie bei dem Boiler bei dem die Heizelemente keinen Kontakt mehr mit dem Wasser haben? Dann also die Heizung leichter ausgetauscht werden könnte, wenn nötig ;-)

Und wenn so umgebaut, dann auch ein separates Fühlerrohr für den Thermofühler.

Hackschnitzel19 12.04.2016, 13:00

Vielen Dank für deine Antwort

Ich habe mich vermutlich etwas unklar ausgedrückt denn du siehst das glaub von einer ganz anderen seite

Um das problem zu verdeutlichen hole ich daher etwas weiter aus.

Es handelt sich um Heizstäbe (6 Meter lang, aus Aluminium, komplett dicht! Mit lediglich einer Metallzugentlastung/verschraubung am kopf des HE) die kosten für ein HE liegen bei denen eines gehobenen Kleinwagens und davon sind 100 auf dem Feld verbaut
Die HE kommen in den Boden um diesen zu erwärmen das so schadstoffe leicht abgesaugt werden können.

Die HE sind in Hüllrohren aus stahl zwischen 18 und 12 Meter tiefe im Erdboden. der zwischenraum ist mit einem Granitgranulat zur besseren Wärmeübertragung aufgefült. Die HE laufen daher normal im trockenen.

Durch Fehler bei einigen Verschweisungen der Hüllrohre kam es zu einem Grundwassereinbruch und einige HE standen im Wasser (ca 15stück)
Es ist daher naheliegend das Wasser durch eine schlecht angezogene Verschraubung/ durch Wasserziehen des Mantels in das HE gelangt ist und dadurch einen hohen Schutzleiterstrom verursacht.

Die defekten HE wurden bereits ausgebaut und in die waagrechte gebracht
Die Idee wäre nun die Verschraubungen zu öffnen, mit der verschraubung leicht nach oben geneigt und das HE heizen zu lassen das dieses trocknen kann. Es handelt sich wahrscheinlich um winzige mengen wasser welche in das Material aufgenommen wurden- daher ist zur beseitigung ein erhitzen notwendig

Ich würde den Personenschutz umgehen und dafür einen Brandschutz RCD (300mA) installieren. Die komplette trockenphase könnte man in einem abgetrennten Raum durchführen. Die Spannungsversorgubg erfolgt direkt von einer Trafoanlage

Was meinst du dazu?

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realistir 12.04.2016, 13:37
@Hackschnitzel19

interessant, die echten Informationen mal zu erfahren. ;-)

Bisher argumentiertest, vermutest du einzig eine undichte Verschraubung. Jetzt ist von Grundwasser Einbruch durch mangelhafte Ummantelung die Rede. Aber für mich ist das vorerst mal nebensächlich, ich konzentriere mich lieber auf wichtigere Dinge, wichtigere Gesichtspunkte. Realistischere ;-)

Habe ich das richtig verstanden? Die Heizelemente mit jeweils 6 Metern Länge befinden sich in Metallrohren senkrecht angebracht und zwischen 12 und 18 Metern Tiefe im Erdboden?

Gespeist wird diese sinngemäße Anlage von einer nahen Trafostation?

Okay, du sagtest in deiner Hauptfrage, du bist ausgebildeter Elektroniker. Also können wir zwei uns ja mal so einige Gedanken um solcherlei Anlage und das für dich momentan beschäftigende Problem machen. ;-)

Erzähl mir Dummkopf (ich stell mich nun bewusst dumm an) was ein RCD an solch einer Anlage für einen Sinn haben soll!

Willst du Regenwürmer oder sonstiges Getier vor eventuell gefährlichen Spannungen im Erdreich schützen? Personen werden da kaum in Gefahr geraten, bei sinngemäß verschleppten Teilspannungen im Erdreich. Das ja sowieso sinngemäß Erdpotential hat. Es da nur geringe Spannungsunterschiede bei Isolationsdefekten im und zum Erdreich geben kann.

Was anderes sind die bei teilweise auftretenden Erdschlüssen die dabei wirksamen Ströme. Wobei ich da aber eher gewisse Leistungsverluste im Blick habe, denn wenn ein Erdschluss an einem HE nach 3 Metern ab Phasenanschluss betrachtet auftritt, kann ja genau genommen nur noch der entsprechende Leistungsanteil dieses HE wirksam werden, weil der Strom dann über Erde abfließt.

Das bedeutet, du müsstest dir mehr Sorgen um evtl Überlastung des HE machen, als um Betriebssicherheiten im Erdreich.

Sinnvoll ist dein FI/RCD also nur, um überhaupt auf Erdschlüsse aufmerksam gemacht zu werden. Vorläufig, vorerst.

Was die Betriebssicherheit angeht im Hinblick auf Personenschutz gäbe es nur bei Erdarbeiten in Rohrnähe Probleme, sonst nicht.
Jedenfalls sehe ich es momentan so.

Da wir uns unterhalten, darfst du natürlich deine Argumente einbringen, mich auf eventuelle Fehler meiner momentanen Betrachtung hinweisen, aufmerksam machen. Perfekt bin ich nicht, ich gebe mir nur entsprechende Mühe, Dinge aus mehreren Perspektiven zu betrachten.

Da wir kaum messen oder abschätzen können, wie groß der Erdwiderstand vom Fehlerpunkt zum Trafoerdpunkt in Ohm sein wird, müssten wir schätzen. Oder Messen.

Wieviel Ohm und somit welcher Spannungsunterschied kann existieren vom Fehlerpunkt zur Trafoerde? Gefährliche Spannung im Erdreich?

Anders sähe es aus, wenn der Fehlerpunkt zu arbeiten Frei gelegt werden müsste. Dann macht aber ein Abschalten des HE sowieso Sinn.

So, nun genug vorgedacht, denke du nun mit, oder dagegen ;-) 

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realistir 12.04.2016, 14:13
@realistir

gerade eben habe ich nur den Fehlerfall RCD Auslösung im Erdreich betrachtet. Unbeachtet blieb, was du im ausgebauten Zustand des Heizelementes bezüglich Personenschutz zu beachten hättest, usw.

Das sind zwei völlig getrennt zu betrachtende Dinge ;-) Denn wie oben beschrieben macht dein RCD beim üblichen Betrieb der Heizelemente nur Sinn, um auf Erdschlüsse aufmerksam zu machen. Personen in der Tiefe im Erdreich sind nicht zu erwarten, und die bei Erdschluss auftretende Spannungsdifferenz im Erdreich dürfte bedeutungslos sein.

Ausgebaut und somit im Gefährdungsbereich von Personen sieht das wieder anders aus. Vor allem, wenn die HE dann am Stromnetz hängen und berührt werden können. Da greift nun der Personenschutz.

Ich kenne die Anlagenverhältnisse ja nicht, weiß auch nicht, was es da an finanziellen Möglichkeiten usw geben könnte, für die Arbeiten die an den ausgebauten HE zu tätigen wären.

Da du aber klug nachfragst, möchte ich dich auf eine Möglichkeit aufmerksam machen. Zumindest als gedankliche Anregung.

Denke mal an einen weiteren Trafo, für die Arbeiten über der Erde an den HE. Dieser Trafo sollte so verschaltet sein, wie in IT Netzen üblich. Sinngemäß wirkt der dann wie ein Trenntrafo, hat also so lange keinerlei Bezug zum Erdpotential, solange kein Erdschluss vorliegt. 

Lese, informiere dich selbst ;-)

https://www.bender-de.com/fileadmin/bender-de/downloads/article/IT_System_de_iso685.pdf

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