Potentialausgleichsschienen Ratgeber
Eine Potentialausgleichsschiene zählt zur Elektroinstallation und zum inneren Blitzschutz eines Gebäudes. Diese Schiene besteht aus einer Metallleiste, auf dieser sind Schraubklemmen in unterschiedlichen Größen angebracht. Die Schraubklemmen werden für Anschlüsse von Erdungen und Schutzleistungen verwendet.
Allgemeine Informationen zur Potentialausgleichsschiene
Die Potentialausgleichsschiene kann so das gemeinsame Erdpotential eines Hauses oder Gebäudes verbinden, zu den angeschlossenen Einrichtungen eines Gebäudes zählen neben dem Fundament-Erder die Erder-Anlage, der Schutzleiter der elektrischen Installation, die Verteiler-Schränke der Kommunikationsanlagen, der Potentialausgleichsleiter am Hausübergabepunkt vom Kabelfernsehen, der PE-Anschluss vom Überspannungsableiter, die Blitzschutz-Anlage sowie die metallischen Bauteile, die sich in einem Gebäude befinden. Dabei muss Metallische Dusch- und Badewannen müssen dem Potentialausgleich nicht mehr zugefügt werden, allerdings muss ein Zusatzpotentialausgleich errichtet werden, der alle Rohrsysteme einbezieht, die leitfähig sind. Diese Anschlüsse der Leitungen vom Bad werden mit Kupferleitern von einem Mindestquerschnitt von 2,5 Quadratmillimeter in der geschützten Verlegung abgesichert. Bei einer ungeschützten Version ist ein Mindestquerschnitt von vier Quadratmillimeter notwendig. Ist bei einem Gebäude eine äußere Blitzschutzeinrichtung vorhanden, dann sollte eine Potentialausgleichsschiene verwendet werden, denn diese verhindert eine Funkenbildung.
Warum eine Potentialausgleichsschiene benötigt wird
Ein Hauptpotentialausgleich wird benötigt, um einen Schutz gegen einen elektrischen Schlag herzustellen. Die Einrichtungsvorschrift DIN VED 0100 besagt, dass beim Anlegen von Starkstromanlagen bis zu 1000 Volt Nennspannung Schutzvorrichtungen für ein Haus oder Gebäude ein Schutz gegen direkten oder indirekten Kontakt zu errichten sind. Diese Bestimmungen sind im Paragraphen 413.1.2.1 festgelegt und müssen auch befolgt werden. Zudem ist in dieser Vorschrift für den Potentialausgleich sowie die Potentialausgleichsschiene der Mindestquerschnitt für die Erdung festgelegt. Der weitere Aufbau vom Potentialausgleich ist hier weiter beschrieben und muss zwingend befolgt werden. Alle zusätzlichen Gefahrenzonen sind in der Vorschrift klar definiert, sodass Räumlichkeiten mit auffälligen Gefahrenzonen, wie Räume mit Duschanlagen und Badewannen, Schwimmbäder, Springbrunnen, Schiffe und Boote, leitfähige Räume, Räume in Krankenhäusern und medizinischen Einrichtungen mit zusätzlichem Potentialausgleich abgesichert werden müssen.
Die Vorteile der Potentialausgleichsschiene
In der Elektroinstallation wird eine Potentialausgleichschiene auch PAS genannt. Diese PAS besteht in der Regel aus einer Metallleiste, die bis zu 30 Millimeter breit und 3,5 Millimetern dick ist. Auf dieser Leiste werden Schraubklemmen in verschiedenen Größen angebracht, welche die Spannungsunterschiede und entstehenden Spannungsüberschläge auszugleichen oder verhindern sollen. An der Potentialausgleichsschiene werden alle Geräte und Dinge angeschlossen, die in einer irgendeiner Form Elektrizität leiten können. In der Niederspannungsversorgung zählen hier Gas- und Heizungsrohre, Antennenanlagen, Sicherungsanlagen, die Kommunikationsanlage, Sicherungsanlagen, Wasserrohre und Waschmaschine sowie Schutzleiter in diesen Bereich. Die Potentialausgleichsschiene wird gleichzeitig mit der Blitzschutzanlage eines Gebäudes und dem Erder im Fundament verbunden. Gebäude-Teile, die über metallische Bauteile verfügen, dürfen ebenfalls nicht vergessen werden. Mit einer Potentialausgleichsschiene können bis zu sieben Potentialausgleichsleiter verbunden werden. Aus Metall gefertigte Duschen und Badewannen werden nicht direkt an die Potentialausgleichsschieneangeschlossen, diese benötigen zum Absichern einen Zusatzpotentialausgleich. Dabei werden alle Rohr-Systeme, die elektrischen Strom leiten können, berücksichtigt. Dieser Ausgleich wird in den sanitären Räumen nahe beim Eintritt der Rohre angelegt.
Die Vorschriften bei der Montage für den Potentialausgleich
Nach DIN VDE 0100-410 und DIN VDE 0100-540 muss jedes Gebäude mit einem Hauptpotentialausgleich als Schutz gegen einen elektrischen Schlag versehen werden. Dieser Schutz ist aber nur dann gewährleistet wenn Produkte und Bauteile verwendet werden, die sicherheitstechnisch in vollem Umfang funktionieren. Für die Errichtung dürfen deshalb nur genormte Bauteile verwendet werden, das trifft vor allem auf die Potentialausgleichsschiene zu. Deshalb wurden für die Schienen sowie die Erdungsschellen sicherheitstechnische Anforderungen gestellt und die Prüfungen durch den Hersteller festgelegt. Diese Prüfungen sind in der Produktnorm DIN VDE 0618 verankert und die geprüften Teile werden mit dem VDE Kennzeichen gekennzeichnet. Eine Prüfung vom Potentialausgleich erfolgt sowohl bei einer Erstprüfung als auch bei einer Wiederholung. Dabei wird geprüft, ob die richtige Anordnung und das Vorhandensein vom zentralen Potentialausgleich nach den DIN Vorgaben gewährleistet wurde. Die richtige Auswahl vom Leiterquerschnitt ist ein weiterer wichtiger Prüfpunkt, um die Anschlüsse ordnungsgemäß durchführen zu können. Die Kontrolle über fest sitzende Anschlussstellen erfolgt per Hand und das Messen des Widerstands erfolgt mit dem passenden Prüfgerät.
Die Potentialausgleichsschiene in Unternehmen und gewerblichen Räumen
Unternehmen in der Chemischen Industrie, in der Gasindustrie oder Unternehmen, welche brennbare Stoffe verarbeiten, herstellen oder lagern müssen sich besonders vor einem Blitzeinschlag und einer nachfolgenden Explosionsgefahr schützen. In diesem Bereich sind die Anforderungen an ein Potentialausgleichs-System besonders hoch angelegt, denn auch hier müssen alle elektrisch leitfähigen Bauteile an die Potentialausgleichsschiene angeschlossen werden. Alle Ableitungen eines Blitzes müssen so ausgeführt werden, dass Funken, die einen Brand oder eine Explosion auslösen können, nicht zu einer Zündquelle werden. Deshalb werden Verbindungen und Anschlüsse so angelegt, dass bei einem Blitzeinschlag keine Funken entstehen können, die das Umfeld anzünden können. Die Potentialausgleichsschiene vom Typ EX PAS, das bedeutet Potentialausgleichsschiene für explosionsgefährdete Bereiche, wird für den Blitzschutz-Potentialausgleich nach VDE 0185-305-3 und den Schutz- sowie Funktionspotentialausgleich nach DIN VDE 0100 eingesetzt. Eine Zündfunken-Freiheit in einer explosionsfähigen Atmosphäre wurde in der anspruchsvollsten Explosionsgruppe IIC mit einem explosionsfähigen Gas-Gemisch bei einem Blitzstrom bis 75 kA geprüft und kann hier eingesetzt werden. Die Potentialausgleichsschiene EX PAS kann auch in der Explosions-Klasse IIB oder H eingesetzt werden. Diese Schienen eignen sich sowohl für den Innen- als auch Außenbereich. Diese Bestimmungen müssen unbedingt befolgt und geprüft werden, um Brände und Explosionen in diesen Bereichen zu vermeiden.
Der Potentialausgleich und die Erdung
Der Potentialausgleich sorgt für die Beseitigung von Spannungsunterschieden, welche zwischen Rohrleitungen, Gebäudeteilen sowie leitfähigen Gegenständen von elektrischen Einrichtungen im Gebäude entstehen können. Der Potentialausgleich wird in mehreren VDE Bestimmungen gefordert und überprüft. Diese Maßnahme stellt einen wichtigen Schutz gegen gefährliche Ströme dar.
Dieser Auszug der VDE Vorschriften gilt für den Potentialausgleich und die Erdung:
- DIN VDE 0100 Teil 410 – die Vorschrift für den Schutz gegen gefährliche Körperströme
- DIN VDE 0100 Teil 540 – beinhaltet die Auswahl und die Errichtung von Erdungsanlagen und Potentialausgleichsleitern
- DIN VDE 0618 – beinhaltet die Vorschrift für die Potentialausgleichsschiene
- DIN 18012 – die Vorschrift für Hausanschlussräume
- DIN 18014 – die Vorschrift für Fundamenterder
- DIN 18015 Teil 1 – beinhaltet die Vorschrift für elektrische Anlagen in Wohngebäuden
Alle Vorschriften müssen streng befolgt werden und eine Überprüfung der verwendeten Potentialausgleichsschiene ist unerlässlich. Nur so können Schäden an Gebäuden und Personen abgewendet werden.
Die Potentialausgleichsschiene und die richtige Montage
Der Anschluss an eine Potentialausgleichsschiene erfolgt in der Regel mit einer einadrigen Kupferleitung, die grüngelb isoliert oder markiert sein kann. Deren Querschnitt muss nach DIN VDE 0100 Teil 540 immer einen bestimmten Mindestwert haben. Die Potentialausgleichsleitung zum Haus-Anschlusskasten sowie die Erdungsleitung zu Wasserrohren können in den passenden Elektropaketen für die Haus-Elektroinstallation zur Selbstmontage enthalten sein.
Der Anschluss der PA-Schiene
Die Montage der PA Leitungen erfolgt beim Metallrohr-System an der Hauseinführung nach der Trennstelle, beispielsweise nach dem Wasserzähler oder bei Gasleitungen nach dem Isolier-Zwischenstück. Mehrere Leitungen können dabei untereinander und anschließend über eine gemeinsame Leitung mit der Potentialausgleichsschiene verbunden werden. Für den Anschluss der Erdungsleitungen werden an den Rohren so genannte Banderdungsschellen verwendet. Diese werden wie Kabelbinder an dem zu erdende Rohr angebracht. An der Erdungsbandschelle befindet sich eine Schraube, hier wird die Erdleitung fest eingeklemmt.
Die richtige Erdung der Potentialausgleichsschiene
Zur klaren Potential-Festlegung wird die Potentialausgleichsschiene durch einen Anschluss an einen Erder montiert. Während früher als Erder das öffentliche Wasserrohrnetz genutzt wurde, sind heute bei Neubauten eigene Hauserder Pflicht. Diese werden in das Betonfundament eines Hauses eingelassen und werden auch Fundamenterder genannt. Der Fundamenterder wird dabei von den Bauhandwerkern in der Bodenplatte des Hauses angebracht. Für die Selbstmontage ist das komplette Elektromaterial für den Potentialausgleich ab dem Fundamenterder enthalten, dazu zählen die Erdungsleitungen, die Potentialausgleichsschiene sowie die Banderdungsschellen. Eine Anleitung zur Ausführung der Montage ist ebenfalls in den Elektrobausätzen für die Elektroinstallation enthalten.
Der zusätzliche Potentialausgleich
In den Bereichen einer besonderen Gefährdung durch Feuchtigkeit ist ein zusätzlicher Potentialausgleich notwendig. Dieser ergänzt nach der Montage den Hauptpotentialausgleich und verhindert das Entstehen von gefährlichen Berührungsspannungen. Der zusätzliche Potentialausgleich wird für Räume mit Badewanne oder Dusche sowie für überdachte Schwimmbecken gefordert. Hier werden die metallenen Teile wie Rohrleitungen, Abläufe an Bade- und Duschwanne durch einen Potentialausgleichsleiter, der einen Mindestquerschnitt von 4 Quadratmillimeter haben sollte, verbunden und an den Schutzleiter angeschlossen. Der Anschluss an den Schutzleiter kann an der zentralen Stelle der elektrischen Anlage erfolgen, dazu wird der Stromkreisverteiler, die Hauptpotentialausgleichsschiene oder auch die Wasserleitung genutzt. In einem medizinisch genutzten Raum ist ebenfalls ein zusätzlicher Potentialausgleich notwendig, auch in Räumen oder Hallen, in denen durch einen unkontrollierten Streu- oder Ausgleichstrom eine Explosionsgefahr auftreten kann, wird ein zusätzlicher Potentialausgleich erforderlich. Ein zusätzlicher Potentialausgleich ist selbst dann auszuführen, wenn in den betreffenden Räumen keine elektrischen Geräte oder Leitungen vorhanden sind. Denn hier können dennoch gefährliche Berührungsspannungen über das leitende Rohrsystem auftreten.
Was bei Wartungsarbeiten vom Potentialausgleich zu beachten ist
Im Verlaufe von Wartungs-, Reparatur- oder Erweiterungsarbeiten kann es vorkommen, dass die in den Potentialausgleich einbezogenen Rohrleitungen vorübergehend getrennt werden müssen. Die Leitungsenden können dann unterschiedliche Potentiale führen, dabei wird es notwendig, diese betroffenen Rohrleitungen vor dem Trennen elektrisch zu überbrücken. Das ist notwendig, um Gefahren für den Monteur zu vermeiden. Bei der Herstellung der Brücke ist es wichtig, elektrisch einwandfrei leitende Kontaktschellen zu benutzen und die Rohrleitungen sorgfältig zu reinigen. Der Querschnitt der Überbrückungsleitung muss entsprechend bemessen sein.
Fazit:
Unter einem Potentialausgleich werden alle Montagen zum Beseitigen elektrischer Potentialunterschiede zwischen den Körpern der elektrischen Betriebsmittel, der Erde und fremder leitfähiger Teile zusammengefasst. Der Potentialausgleich dient dabei hauptsächlich dem Vermeiden eines elektrischen Schlages. Dabei wird zwischen dem Hauptpotentialausgleich und dem örtlichen zusätzlichen Potentialausgleich unterschieden.
Der Hauptpotentialausgleich
Das Errichten von Niederspannungsanlagen erfolgt nach DIN VDE 0100-410 als Schutzmaßnahme, für das Vermeiden eines elektrischen Schlages wird in jedem Gebäude ein Hauptpotentialausgleich angebracht. Die Potentialausgleichsleiter mit einem Mindestquerschnitt von 6 Quadratmillimeter und einer Potentialausgleichsschiene, müssen elektrische leitende Verbindungen zwischen Anlagenteilen hergestellt werden. Die Potentialausgleichsschiene wird dabei zweckmäßig im Hausanschlussraum montiert.
Folgende Leitungen müssen hergestellt werden:
- der Hauptschutzleiter vom Hauptanschlusskasten ausgehend
- der Haupterdungsleiter als Anschluss zum Erder im Fundament
- die Hauptwasserrohrleitung hinter dem Wasserzähler im Haus
- das Gasrohr hinter der Sperreinrichtung am Hauptanschluss
- andere Rohrsysteme sowie die Kommunikationsanlage.
Zusätzlicher örtlicher Potentialausgleich
Ein zusätzlicher Potentialausgleich wird nach DIN VDE 0100 gefordert für
- Räume mit einer besonderen Gefährdung in Badezimmern, Duschen und Schwimmanlagen
- im IT-System mit Isolationsüberwachung
Die Systeme müssen beim zusätzlichen Potentialausgleich mit einem Potentialausgleichsleiter von mindestens. 4 Quadratmillimeter miteinander verbunden werden. Die Montage kann dabei bei einem Elektrofachbetrieb in Auftrag gegeben werden. Eine Montage in Eigenregie ist auch möglich, allerdings müssen dabei immer die DIN Vorschriften beachtet werden, um den erforderlichen Schutz für die Bewohner und Mitarbeiter zu gewährleisten. Die notwendigen Bestandteile können dabei im Fachhandel erworben werden. Alle DIN Vorschriften für den Potentialausgleich sowie die Potentialausgleichsschiene können im Internet nachgelesen werden, diese sollten bei der Montage unbedingt befolgt werden. Die Überprüfung vom Potentialausgleich sollte anschließend durch einen Fachmann erfolgen, denn nur so kann festgestellt werden, dass der Potentialausgleich im Ernstfall auch perfekt funktioniert. Blitzeinschlag und elektrischer Schlag können im menschlichen Körper zu gesundheitlichen Schäden führen, um das zu vermeiden, sind die Vorschriften bei der Errichtung vom Potentialausgleich peinlichst genau zu befolgen. Auch für die Montage der Potentialausgleichsschiene müssen die DIN Vorschriften genau beachtet werden, um den notwendigen Schutz in Gebäuden und Räumen herzustellen.
Für unseren Potentialausgleichsschiene Vergleich und Ratgeber wurden 13 unterschiedliche Produkt berücksichtigt und verglichen.
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