Neue Normen für die Informations­verkabelung (2)

berechnet werden. Hierzu beschreiben wir ein Beispiel: Ausgangslage stellt hier eine Planung einer anwendungsneutralen Kommunikationskabelanlage in einem Gebäude dar. Die Mindesttrennanforderung soll für eine für die Stromversorgungs- und Informationsverkabelung gemeinsam genutzte Trasse bestimmt werden. Auf der gelochten Kabelrinne werden neben den informationstechnischen Kabeln noch drei Drehstromkabel für 63 A und zehn Wechselstromkabel für 16 A verlegt (Bild 4). Der Mindesttrennabstand wird in Abhängigkeit der Trennklasse Tabelle 1 (siehe Teil1) und dem gewählten Kabelführungssystem anhand der Tabelle 2 (siehe Teil1) bestimmt und beträgt für das angegebene Beispiel 50 mm. Hierbei wird zugrunde gelegt, dass für eine anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlage mindestens die Trennklasse b erforderlich ist und die Installation auf einer der Anmerkung b entsprechender Kabelrinne erfolgt. Den Faktor für die Stromversorgungsverkabelung ermittelt man in Abhängigkeit der Stromkreise. Die Angaben in der Tabelle 3 gelten für einphasige Stromkreise bis 20 A. Dreiphasige Kabel müssen wie drei Stromkreise und Stromkreise mit mehr als 20 A als Vielfaches betrachtet werden.

Kabel für verschiedene Zwecke (z. B. Stromversorgungs- und informationstechnische Kabel) dürfen nicht im selben Kabelbündel verlaufen. Die Trennung der Kabel muss mindestens durch lagefixierte Kabelbündel mit ausreichendem Trennabstand (Bild 5) oder Trennstegen (Bild 3a oder 3b, siehe Teil1) erfolgen. Empfohlen werden separat angeordnete Schottsysteme mit einer Trennung der Stromversorgungskabel, Kabel für Hilfsstromkreise (z. B. Feueralarm, Türöffner), informationstechnischen Kabeln und Kabeln für störanfällige Stromkreise (z. B. Messungen, Instrumentierung) wie in Bild 3c (Teil1) oder Bild 6 dargestellt.

 

Ist es jedoch erforderlich, dass sich informationstechnische und Stromversorgungskabel kreuzen, gilt es auf jeder Seite der Kreuzung einen Winkel von 90 ° über einen Abstand der geltenden Mindestanforderungen einzuhalten. Empfehlenswert ist es, die Kabelwegsysteme bei besonders störanfälligen Systemen zusätzlich mit einer Abdeckung zur besseren Schirmwirkung zu versehen. Die informationstechnische Verkabelung muss entsprechende Abstände zu elektromagnetischen Störquellen einhalten. Die Norm schreibt z. B. einen Mindesttrennabstand zu Leuchtstofflampen von 130 mm vor. Die Tabelle 4 zeigt weitere Beispiele von Trennanforderungen bei bestimmten elektromagnetischen Störquellen.

Der gemeinsame Potentialausgleich (CBN = common bonding network) muss, neben seiner Funktion zum Schutz vor elektrischen Gefahren, in informationstechnischen Anlagen, ins­besondere ein einwandfreies Signalbezugspotential zwischen verschiedenen Anlagen, Anlageteilen, Ge­bäudeteilen und Ähnlichem sicherstellen. Am besten dafür eignen sich untereinander vermaschte Potentialausgleichsanlagen (MESH-BN = meshed bonding network, siehe Bild 7) in Verbindung mit einem TN-S-System, mit denen sowohl die Starkstromanlagen als auch die in­for­ma­tionstechnischen Anlagen mit möglichst niedriger Impedanz verbunden sind.

Jedes Gebäude muss über eine eigene Haupterdungsklemme oder Potentialausgleichsschiene (MET = main earthing terminal or bar) verfügen, die so nah wie möglich an den Kabeleinführungen für das Gebäude montiert wird und an die der Schutzleiter des Wechselstrom-Versorgungs­kabels, die Erdungsanlage sowie die Schirme der informationstechnischen Kabel mit möglichst kurzen Verbindungen anzuschließen sind.

Bei größeren informationstechnischen Anlagen kann die Poten­tialausgleichs­schiene zu einem Po ten­tialausgleichs­ringleiter erweitert werden, der entlang dem inneren Umfang von Räumen oder Gebäuden verläuft. Durch die Fortführung der Potentialausgleichsleiter durch das Gebäude, deren Verbindung mit allen anderen metallenen Installationen sowie mit den installierten informationstechnischen Anlagen lässt sich die Potentialausgleichsanlage bis zu einer kompletten Gebäudeschirmung erweitern. Solche Anlagen stellen je nach Konstruktion und möglichen Einbeziehung von Bewehrungen in Decken, Wänden und Fußböden einen mehr oder weniger guten faraday’schen Käfig dar, der mögliche Störeinflüsse weiter reduziert.

Die Schirme der informationstechnischen Verkabelung sind mindestens auf beiden Enden mit den Anlagen und Geräten, in die sie eingeführt werden, sowie mit dem Sys­tembezugspotential leitend zu verbinden. Weiter sind alle metallischen Schränke, Gestellreihen, Kabelpritschen, Kabelwannen und Ähnliches in den Potentialausgleich einzubeziehen. Aufgrund der vielfachen Verbindungen mit niedriger Impedanz verbessert sich damit die Wirksamkeit der Potentialausgleichsanlage bezüglich der EMV-Bedingungen entscheidend.

Alle Schutzpotentialausgleichs- und Erdungsleiter müssen die Sicherheitsanforderungen, z. B. bezüglich des Mindestquerschnittes, nach DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540) »Erdung, Schutzleiter, Potentialausgleichsleiter« erfüllen. Sie sind durch die Zweifarbenkombination grün-gelb zu kennzeichnen.

Anschluss des Schutzleiters

Die Spannungspegel und Phasenanordnungen von Elektrizitätsversorgungsnetzen variiert in Gebäuden und hängt von der Installationslast ab. Hiermit gemeint sind die Aufteilung und der Anschluss verschiedener Geräte an die Stromverteilungsanlage und die evtl. daraus entstehende unsymmetrische Belastung der einzelnen Außenleiter. Ist die Stromverteilungsanlage nicht mehr zufriedenstellend oder zeitgemäß, empfiehlt sich häufig eine spezielle Stromverkabelung für die Versorgung informationstechnischer Einrichtungen zu installieren. Dies mindert auch Wechselwirkungen und Beeinträchtigung mit / von anderen Gebäudeeinrichtungen. Einflüsse aus einem Stromversorgungsnetz dürfen informationstechnische Einrichtungen nicht ungeplant unterbrechen oder stören. Schon bei der Planung und Installation einer Anlage sind diese Punkte zu beachten. Beispiele für solche Verfahren sind die Prüfung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen und der Ersatz von Überspannungsschutzgeräten an der Stromversorgungsverkabelung.

Ideal in Bezug auf die EMV-Bedingungen in und außerhalb von Gebäuden ist ein TN-S-System für die Stromverteilungsanlage. Entscheidend ist, dass der Neutralpunkt nur an einer einzigen Stelle des Versorgungssystems über einen Sternpunktanschluss bzw. einen Außenleiter hergestellt werden darf. Dies stellt sicher, dass die Netzströme in der ansonsten fehlerfreien Anlage nur in den Außenleitern und dem Neutralleiter des Systems fließen und nicht unkontrolliert über den Potentialausgleich oder über sonstige leitfähige Verbindungen wie Stahlarmierungen, Rohrleitungen usw.

Der Schutzleiter wird an der Haupterdungsklemme und an möglichst vielen weiteren Anschlusspunkten, wie den Wechselstromverteilern sowie den Gestellen und Geräten der informationstechnischen Einrichtungen mit der Potentialausgleichsanlage verbunden.

Ein TT-System ist innerhalb von Gebäuden ebenfalls für informationstechnische Anlagen geeignet, außerhalb von Gebäuden sind teilweise jedoch zusätzliche Maßnahmen, wie Entlastungspotentialausgleichsleiter, erforderlich.

Auf keinen Fall sollte in Gebäuden mit informationstechnischen Anlagen wegen der unkontrollierbaren Ströme über den Potentialausgleich, die Kabelschirme oder sonstige leitfähige Verbindungen, das TN-C-System angewendet werden. Bei IT-Systemen gelten bezüglich der EMV-Bedingungen ähnliche Anforderungen wie bei Anwendung des TT-Systems.

Ob ein Schutz gegen Blitzschlag und induzierte Überspannungen notwendig wird, ist bei Gebäuden mit einem Blitzschutzsystem durch ein Bewertungsverfahren, dem sog. Risikomanagement nach DIN EN 62305-2 (DIN VDE 0185-305-2), festzustellen. Bei Gebäuden ohne äußere Blitzschutzanlage muss man den Einsatz von Überspannungsschutzgeräten durch die Risikoanalyse nach DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443) ermitteln. Die Auswahl und der Errichtung der Überspannungsschutzgeräte muss nach DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-543) erfolgen.

Normengerechte Auslegung der Verkabelung

Normgerechte Verkabelungsanlagen in Büro- und Industriegebäuden erfordern die richtige Gebäudeinfrastruktur zur Aufnahme der Kabel und Anschlusspunkte sowohl in Bereichen der Kabelverteilung als auch in Geräteanschlussbereichen. Die Konstruktion und Planung derartiger Infrastrukturen sollte in einer frühen Phase der Gebäudeerstellung oder -renovierung erfolgen, sinnvollerweise im Rahmen der Auslegung und Planung der Verteilsysteme für Elektrizität, Erdungs- und Potentialausgleichsanlagen, Wasser, Gas, Heizung, Lüftung und Klimatisierung.

In industriellen Anlagen muss in der Planung das Zusammenwirken von Kommunikationsnetzwerken für einzelne Automationsinseln gesondert betrachtet werden. Meistens existieren in Rechenzentren eine große Menge von Einrichtungen der Informationstechnik, die eine Verbindung über eine Verkabelungsinfrastruktur erfordern, um eine große Menge unterschiedlicher Funktionen erfüllen zu können.

Zu diesen Verkabelungsinfrastrukturen gehören:

• die direkte Punkt-zu-Punkt-Verkabelung
• die strukturierte Verkabelung
• die anwendungsneutrale Verkabelung nach EN 50173-5

Auch in Wohnungen ist eine rechtzeitige Planung von informationstechnischen Anlagen und deren Verkabelung wichtig. Auch hier hängt die Installation funktionstüchtiger Verkabelungsanlagen von der richtigen Infrastruktur zur Aufnahme der Kabel und Anschlusspunkte ab. Eine fehlerhafte Planung und Ausführung begrenzt die Möglichkeiten für die Nutzung informationstechnischer Dienste.

Fazit

Die Installation von Kommunikationsverkabelungen ist heute schon Standard und wird in den nächsten Jahren immer mehr Bereiche abdecken. Diese Normenreihe enthält viele Hinweise an solche Kabelan­lagen und berücksichtigt insbesondere die Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit. Die Einhaltung der Normenanforderungen ist für die sichere Funktion der Anlagen unabdingbar.

(Ende des Beitrags)