Lernfeld 5 · Prüfung Teil 2

Netzsysteme und Stromversorgung von IT-Anlagen

Netzsysteme TN-S, TN-C und IT, Drehstrom 400/230 V und eine EMV-gerechte Stromversorgung für IT- und Kommunikationsanlagen.

13 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Die Bezeichnung eines Netzsystems beschreibt, wie die Stromquelle und die Körper der Betriebsmittel geerdet sind. Im TN-System ist der Sternpunkt geerdet, und die Körper sind über den Schutzleiter mit ihm verbunden. Beim TN-C-System führt ein PEN-Leiter Neutralleiter- und Schutzleiterfunktion gemeinsam, beim TN-S-System laufen N und PE getrennt. Im IT-System ist die Einspeisung gegen Erde isoliert; ein erster Fehler führt nicht zur Abschaltung und wird von einem Isolationswächter gemeldet.

Für Anlagen mit vernetzten IT-Geräten ist das TN-S-System die richtige Wahl. Gibt es im Gebäude PEN-Leiter, teilt sich der Betriebsstrom auf und fließt teilweise über Potentialausgleich, Schirme und Datenleitungen zurück. Das stört die Übertragung und erwärmt Schirme. Deshalb werden N und PE nur an einem zentralen Punkt verbunden.

Viele Schaltnetzteile belasten das Netz mit Oberschwingungen. Die Ströme dritter Ordnung addieren sich im Neutralleiter, der dadurch stärker belastet sein kann als die Außenleiter. Beim Bemessen von Leitungen und beim Verteilen der Lasten auf die drei Außenleiter muss das berücksichtigt werden.

Das solltest du dir merken

Für IT-Anlagen ab dem Einspeisepunkt TN-S, N und PE nur an einer Stelle verbinden.
Im IT-System meldet ein Isolationswächter den ersten Fehler, der Betrieb läuft weiter.
Dritte Oberschwingungen addieren sich im Neutralleiter.
Redundante Netzteile an getrennte Stromkreise anschließen.

Formeln

Strom im Drehstromnetz: $I = \frac{P}{3 \cdot U \cdot c o s φ}$; $P$ Wirkleistung, $U$ Außenleiterspannung (400 V), $cos φ$ Leistungsfaktor
Spannungsfall bei Wechselstrom: $Δ U = \frac{2 \cdot l \cdot I \cdot c o s φ}{κ \cdot A}$; $l$ einfache Leitungslänge, $κ$ Leitfähigkeit (Kupfer 56 m/(Ω mm²)), $A$ Querschnitt

Typische Fehler in der Prüfung

Beim Spannungsfall bei Wechselstrom den Faktor 2 für Hin- und Rückleiter vergessen.
Im Drehstromnetz mit 230 V statt 400 V und √3 gerechnet.
Den Neutralleiter bei vielen Schaltnetzteilen kleiner als die Außenleiter bemessen.

Tipps aus der Werkstatt

Für IT-Anlagen gilt: N und PE nur an einer Stelle verbinden, ab dort TN-S. Liegt ein PEN im Gebäude, fließt Betriebsstrom über Schirme und Datenleitungen. Mit einer Stromzange um den Schutzleiter findest du solche vagabundierenden Ströme schnell.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

13 Aufgaben zu „Netzsysteme und Stromversorgung von IT-Anlagen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Informations- und Systemtechnik, Lernfeld 5 (Elektroenergieversorgung realisieren und Schutzmaßnahmen prüfen); DIN VDE 0100-444 sinngemäß. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.