IT-System (Elektrotechnik)

Das IT-System (frz. Isolé Terre) ist eine bestimmte Realisierungsart eines Niederspannungsnetzes zur elektrischen Stromversorgung in der Elektrotechnik mit erhöhter Ausfallsicherheit bei Erdschlussfehlern.

Allgemeines

IT-System ohne Neutralleiter

Die leitfähigen Gehäuse der Betriebsmittel sind in einem IT-System wie in einem TT-System oder TN-System geerdet, der Sternpunkt des einspeisenden Transformators jedoch nicht.

Ein erster Isolationsfehler zwischen einem Außenleiter und einem der Erde stellt eine Erdung dieses Leiters dar. Es besteht dann weiterhin weder eine gefährliche Berührungsspannung zwischen leitfähigen Gehäusen und der Erde, noch ein über die Erde geschlossener Stromkreis zum Transformator. Jedoch wird durch die dadurch entstehende Spannungsüberhöhung der beiden "gesunden" Phasen deren Isolation stark beansprucht. Innerhalb weniger Stunden (bis zu 4) sollte der Fehler deshalb behoben werden.

Im Falle eines IT-System mit Isolationsüberwachung wird der Widerstand von den Außenleitern und des Neutralleiters gegen Erde ständig durch ein Isolationsüberwachungsgerät (umgangssprachlich auch „Iso-Wächter“ genannt) gemessen, welches Fehler meldet und bei entsprechenden, nicht notrelevanten Aggregaten zur Abschaltung führt. Ein weiterer Erdschluss einer der beiden anderen Phasen stellt einen Kurzschluss dar, welcher durch die Überwachungseinrichtungen abgeschaltet wird. Somit ist ein IT-System einfehlersicher und somit in dessen Ausfallsicherheit wesentlich erhöht (dies ist der Grund des Einsatzes des IT-Systems).

Man setzt diese Netzart zum Beispiel in Mittelspannungsnetzen der Eigenbedarfskraftwerksversorgung und in Operationssälen von Krankenhäusern ein. Triebfahrzeuge der Deutsche Bahn AG arbeiten ebenfalls mit einem IT-System, damit die Zugfahrt bei einem Isolationsfehler noch beendet werden kann.

Eine weitere Anwendung stellt die Energieversorgung in explosionsgefährdeten Bereichen, beispielsweise dem untertägigen Steinkohlenbergbau dar. Hier werden, "beginnende" Erdschlüsse angezeigt, in Abhängigkeit des Widerstandswertes dann jedoch abgeschaltet, bevor ein zweiter Erdschluss zum Kurzschluss und somit zur Bildung eines Lichtbogens führen würde.

Grenzen des IT-Netzes

Zunächst einmal würde man davon ausgehen, dass durch die Isolation des Sternpunktes selbst im 1. Fehlerfall die betroffene Person nicht von einem Strom durchflossen wird; ein 1. Fehler also absolut ungefährlich ist. Bei genauerer Betrachtung fällt jedoch auf, dass sehr wohl ein Stromfluss zustande kommt. Berührt die Person nämlich z. B. Außenleiter L1, dann stellt sie einen Widerstand von mindestens 1 kΩ zur Erde her. Gleichzeitig stellen aber die Außenleiter L2 und L3 auch kleine Kapazitäten zur Erde dar. Somit hat man einen geschlossenen Stromkreis von L1, über die Person, über die Erde, zurück über die Kapazität der Erde zu L2 und L3. Je größer die Kapazität von L2 und L3 zur Erde ist, desto größer wird auch der Strom; in diesem Fall heißt dies: Je länger die Leitung wird, desto größer auch die Kapazität und damit der Stromfluss. Genau hier liegt die Grenze des IT-Netzes: ist die Netzgröße sehr klein, dann sind auch die Kapazitäten der Außenleiter zur Erde so klein, dass ein 1. Fehler gefahrlos ist. Würde man das Netz aber ausdehnen (mehrere hundert Meter), dann kann die Kapazität der Außenleiter zur Erde so groß werden, dass die Ströme in gefährliche Größenordnungen kommen.

Normen

• DIN VDE 0100 Teil 100:2009-06
• IEC 60364-3:1993-03, Abschnitt 312.2
• IEC 60364-3:1993-03, Änderung 1:1994-02

Literatur

• Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9.
• Gerhard Kiefer: VDE 0100 und die Praxis. 1. Auflage. VDE-Verlag GmbH, Berlin/Offenbach 1984, ISBN 3-8007-1359-4.