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Der Einfluss der Nullung (TN-C- und TN-S-Systeme) auf niederfrequente Magnetfelder in Gebäuden

The influence of protective neutral earthing (TN-C and TN-S systems) on low-frequency magnetic fields in buildings

  • Originalarbeit
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e & i Elektrotechnik und Informationstechnik Aims and scope Submit manuscript

Bei der Anwendung des TN-C-Systems in Gebäuden kommt es vermehrt zu Vorbehalten, da in derartigen Anlagen EMV-Probleme (EMV: elektromagnetische Verträglichkeit) auftreten können, die durch vagabundierende, über fremde leitfähige Teile des Gebäudes fließende Anteile des Betriebsstromes verursacht werden. Durch die zunehmenden Anwendungen empfindlicher elektrotechnischer Geräte muss daher in Gebäuden mit Installationen im TN-C-System mit entsprechenden Beeinflussungsproblemen gerechnet werden. Eine Reduzierung der genannten EMV-Probleme kann nur durch eine Elektroinstallation in Form eines TN-S-Systems erfolgen. Dadurch werden vor allem niederfrequente magnetische Felder reduziert, deren Abschirmung oder Kompensation sich andernfalls aufwendig und kostenintensiv gestalten würde. In diesem Zusammenhang stellt sich nun die Frage nach einer möglichst elektromagnetisch verträglichen Realisierung der Schutzmaßnahme "Nullung". Im folgenden Beitrag wird an Hand eines vereinfachten Beispiels der Unterschied zwischen den Magnetfeldemissionen der Leitungsanlage in einem Gebäude bei Einsatz eines TN-C- bzw. TN-S-Systems bei angenommenen symmetrischen und unsymmetrischen Lastverhältnissen dargestellt. Eine Bewertung der Vorteile des TN-S-Systems gegenüber dem TN-C-System in Gebäudeinstallationen kann durch punkt- oder flächenbezogene Reduktionsfaktoren, die in diesem Beitrag neu vorgeschlagen werden, einfach erfolgen.

The application of the TN-C system in buildings has let to increased reservations, as in such cases stray currents can lead to electromagnetic compatibility (EMC) problems. These currents are caused by portions of the operating current subdividing over conductive parts of the building. Due to the increasing use of sensitive electronic devices, substantial EMC problems are to be expected in buildings with TN-C systems. A reduction of these EMC problems can be achieved by implementing an electric installation in the form of a TN-S system which minimizes low frequency magnetic fields, reducing the need for complicated and expensive shielding or compensation measures. In this context, the question about an optimal electromagnetically compatible implemention of the protective measure – "protective multiple earthing" – arises. In the following article, a comparison is made between the magnetic field emissions of electric installation systems using the TN-C and the TN-S system under symmetrical and asymmetrical load conditions, based on a simplified model. The evaluation of the advantages of the TN-S system in relation to the TN-C system in building installations can be carried out easily by applying the point or area related reduction factors developed in this article.

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Schmautzer, E., Fickert, L., Frei, J. et al. Der Einfluss der Nullung (TN-C- und TN-S-Systeme) auf niederfrequente Magnetfelder in Gebäuden. Elektrotech. Inftech. 123, 50–57 (2006). https://doi.org/10.1007/s00502-006-0313

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