Damit der Heizkörper keine Stromschläge verteilt: Neue VDE SPEC zum Potentialausgleich

DKE: Sie sind bei Vodafone als Senior Engineer tätig und auf Themen wie Fernspeisung über Kupferkabel, Erdung und Potentialausgleich spezialisiert. In der Normung sind Sie seit 2012 aktiv, vor allem in den Bereichen Sicherheit in Kabelnetzen sowie Antennensysteme für Fernsehsignale, Tonsignale und interaktive Dienste. Wie kam es zu diesen Schwerpunkten?

Neugebauer: Korrekterweise müsste es heißen, ich war bei Vodafone als Senior Engineer tätig, denn ich befinde mich seit kurzem im Ruhestand (schmunzelt, Anm. d. Red.). Ich habe in der Tat einige Stationen hinter mir, die zu einer gewissen Spezialisierung geführt haben. So habe ich bei einem Netzausrüster über ein Jahrzehnt lang national und international Erfahrungen gesammelt. Im Fokus stand dabei, Netzwerkarchitekturen für alle bis heute relevanten Übertragungsmedien zu entwerfen und umzusetzen.

2010 wechselte ich zu einem Kabelnetzbetreiber, wo sich sehr schnell herausstellte, dass im Engineering das Thema Fernspeisung – also die Übertragung von Elektrizität und Daten im selben Kabel – brach lag. Obwohl es essenziell ist für Kabelnetzbetreiber, kümmerte sich niemand im Detail darum. Diese Lücke habe ich genutzt und mich der Thematik weiterhin angenommen.

In die Normung bin ich 2012 mehr oder weniger reingerutscht, weil wir festgestellt hatten, welch wirkmächtiges Instrument wir mit ferngespeisten Netzinfrastrukturen haben. Dahinter stand die Idee, dass Kommunikationsleitungen, die nicht ausgelastet sind, mehr leisten können, wenn sie richtig aufgesetzt sind. Dafür sollte damals die normative Grundlage geschaffen werden. Der Potentialausgleich ist aktuell das letzte Thema, das ich bearbeite, bevor ich mich auch aus der Normung verabschiede.

DKE: Das Spannende ist: Der Potentialausgleich ist zwar ein elektrotechnisches Phänomen, er kommt aber auch im Bauwesen oder in der Telekommunikation zum Tragen. Als Methode stellt er sicher, dass alle leitfähigen Teile in einem elektrischen System miteinander verbunden sind, um gleiche Potentiale zu gewährleisten und Spannungsunterschiede zu vermeiden. Können Sie uns Beispiele aus dem Alltag geben, wo das Thema relevant wird?

Neugebauer: Beginnen wir mit der Bedeutung von Elektrizität als vielseitige Grundlage modernen Lebens. Sie sorgt dafür, Ihre Wohnung zentral zu heizen, weil Sie sich aus dem Keller warmes Wasser in die Heizkörper Ihrer Zimmer pumpen lassen. Gleichzeitig können Sie kochen, waschen, telefonieren, fernsehen und bei Nacht im Licht einer Nachttischlampe ein Buch lesen. Solange das funktioniert, ist alles gut.

Kritisch wird es, wenn die Pumpe nicht mehr pumpt, die Heizung kein warmes Wasser mehr erzeugt oder ein anderes elektrisch betriebenes Gerät streikt – ohne, dass ein Gewitter dafür der nachvollziehbare Auslöser gewesen wäre. Gefährlich kann es werden, wenn Ihnen Ihr Heizkörper bei Berührung einen Stromschlag verpasst.

Und wenn Sie im Homeoffice weder telefonieren noch im Internet recherchieren können, weil sich Ihr Nachwuchs gerade die Haare föhnt, steigt vermutlich Ihr Blutdruck. Es kann sogar sein, dass ein Babyfon, das PowerLAN oder die Waschmaschine die Nachbarschaft aus dem Internet wirft.

Diese Alltagsbeispiele verdeutlichen, was ein falsch realisierter Potentialausgleich auslösen kann. Denn er sorgt für die Sicherheit von Personen und die Sicherheit von Anlagen. Er schafft die Voraussetzungen für den zuverlässigen und störungsfreien Betrieb aller Installationen im häuslichen Umfeld. Nicht zuletzt hängt der Überspannungsschutz elektrischer Anlagen und Gebäude, der für die Sicherheit eine zentrale Rolle spielt, mit einem korrekten Potentialausgleich zusammen.

DKE: Die geschilderten Phänomene resultieren daraus, dass es bislang bei der technischen Umsetzung des Potentialausgleichs einen gewissen Graubereich gab. Wo genau lag denn das Problem in der Praxis?

Neugebauer: Da müssen wir ein wenig in die Vergangenheit schauen. Über lange Jahre war auch mein persönliches Credo: Je mehr grün-gelbe Leiter, also Schutzleiter, in einer Gebäudeinstallation vorhanden sind, desto sicherer dürften sich Planer, Errichter, Betreiber oder Experten in der Anlagenwartung fühlen, weil weniger schief gehen kann.

Ausführende Planer und Handwerker höre ich heute noch sagen: Jede ins Gebäude eingeführte Leitung muss wie jedes Gewerk im Gebäudeinneren in den häuslichen Potentialausgleich eingebunden werden. Nach der Arbeit an der VDE SPEC betrachte ich die Situation allerdings differenzierter, weil wesentliche Rahmenbedingungen in dieser Annahme nicht berücksichtigt werden.

Warum ist das so? Viele der sogenannten kritischen Versorgungsinfrastrukturen wurden und werden nach ihrem jeweiligen Normenkosmos errichtet, betrieben und gewartet. Jeder Normengeber betrachtet in seinem Dokument ausschließlich den Anwendungsfall, der zu Beginn definiert wird – das Papier wird dann einschlägig anwendbar. In der Regel enden die Betrachtungsweisen aber an dem Punkt, der die Einbindung in den häuslichen Potentialausgleich beschreibt.

Dadurch werden in einem Gebäude an der sogenannten Haupterdungsschiene (HES, engl. MET) de facto viele kritische Versorgungsinfrastrukturen miteinander verkoppelt. Gleichzeitig macht der Umbau der Niederspannungsnetze von reinen Verteilnetzen hin zu Netzen mit Ein- und Ausspeisung die Gesamtsituation auch nicht einfacher. Solche sorgen dafür, dass sich Phänomene einstellen, die sich nur durch eine übergeordnete Betrachtung verstehen und beseitigen lassen – und diese fehlte bislang.

DKE: Was heißt das konkret?

Neugebauer: Wir müssen uns bewusst werden, dass die geltenden Normen keine ausreichend klaren Handlungsanweisungen enthalten. Sie sind heute sehr oft international harmonisiert und beschreiben daher mehr als eine Realisierungsvariante. Das heißt, der Anwender hat verschiedene Möglichkeiten, die Norm umzusetzen, was zwar zu normativ korrekten, aber uneinheitlichen Umsetzungen in der Gebäudeinstallation führt.

Aus diesem Grund müssen unbedingt und ausnahmslos die aktuellen Vorgaben der jeweiligen Infrastrukturnetzbetreiber Beachtung finden. Sie legen fest, ob die ins Haus eingeführte Versorgungsleitung direkt in den Potentialausgleich einzubinden ist, was über einen Schutzleiter gelöst wird. Der andere Weg ist eine indirekte Einbindung über einen Überspannungswächter, der eine Ableitung über die Hauserdung ermöglicht. Was der richtige Weg ist, hängt von Größe und Art der Netzarchitektur ab.

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DKE: Das Normungsgremium DKE/K 712 „Funktionssicherheit von Anlagen der Informations- und Kommunikationstechnik einschließlich Potentialausgleich und Erdung“ hat sich der Thematik angenommen. Was waren die Treiber für diese Initiative?

Neugebauer: Begonnen hat alles damit, dass unser Gremium im normalen Turnus die Vornorm DIN V VDE 0800-2 (Informationstechnik – Teil 2: Potentialausgleich und Erdung (Zusatzfestlegungen)) aus dem Jahr 2011 durchzusehen hatte. In dem Zuge war zu entscheiden, ob und wie diese Unterlage mit dem Arbeitstitel ‚0800-Rest‘ weiterzuführen ist. Wir konnten beinahe alle Teilthemen in anderen Regelwerken verorten bzw. sie dorthin überführen, so dass die Kapitel an die zuständigen Komitees zur Überarbeitung übergeben wurden.

Es gab aber eine Ausnahme, die aus meiner Sicht den zentralen Punkt für unsere Problematik darstellt: Die Vornorm beschrieb, wie es sich vermeiden lässt, benachbarte Versorgungsbereiche im Niederspannungsnetz über ein Telekommunikationsnetz miteinander zu verkoppeln. Dieser Sachverhalt war sonst nirgends im VDE Regelwerk enthalten und hängt eng mit dem Potentialausgleich zusammen. Der Hintergrund: Wird der Potentialausgleich fälschlicherweise über einen Schutzleiter statt über einen Überspannungswächter realisiert, kommt es zu ungewollten Verkopplungen. Diese verursachen vagabundierende Ströme, die zu Störungen im Telekommunikationsnetz führen können – egal ob Fernsehen oder DSL. Wenn Sie jetzt noch E-Mobilität, Batteriespeicher oder Fernwärme in das Spiel einbauen, werden die Konsequenzen immer unkalkulierbarer.

DKE: Das klingt nach akutem Handlungsbedarf. Warum war eine VDE SPEC als Lösung die richtige Wahl?

Neugebauer: Das ist korrekt. Wir mussten diesen eigentlich bekannten Sachverhalt und seine Bedeutung möglichst schnell neu fassen, um Praktikern eine verständliche Handhabe für den Installationsalltag zu bieten. Daher haben wir uns für eine VDE SPEC entschieden, ganz bewusst als Unterlage, die keinen weisenden Charakter hat. Denn es wäre unverhältnismäßig schwierig und langwierig geworden, ein normativ bindendes Papier für mehrere Technikbereiche zu verfassen, zu koordinieren und zum Teil in Konkurrenz zu treten zu anderen Normungsgremien.

Genau für solche Situationen empfiehlt die DKE die Spezifikation als Dokumentenart, die im Übrigen einen angenehmen Nebeneffekt hat – sie ist auf der VDE Website kostenfrei abrufbar.

DKE: Die VDE SPEC ist nun veröffentlicht. Sie sagten bereits, es geht vor allem auf Neuinstallationen und die Planung neuer Netze. Wer kann die Spezifikation denn konkret nutzen?

Neugebauer: Zunächst einmal kann ich gut verstehen, wenn jemand davon hört und sagt: Bitte nicht noch ein Dokument zum Thema Potentialausgleich. In der VDE SPEC zur Koordination des Potentialausgleichs wird am Literaturverzeichnis deutlich, wie viele Unterlagen es dazu bereits gibt. Ich möchte aber dafür werben, sich unvoreingenommen damit auseinanderzusetzen.

Denn Planer, Errichter, Betreiber und Instandhalter konkreter Gebäudeinstallationen bekommen mit der VDE SPEC gewerkeübergreifend eine Sichtweise vermittelt, aus der heraus die Anschaltevorgaben der jeweiligen Infrastrukturnetzbetreiber einfach zu verstehen und umzusetzen sind. Damit lassen sich Probleme und Beschwerden vermeiden.

Eigentümer und Nutzer häuslicher Installationen können weiterhin darauf vertrauen, dass die elektrische Sicherheit in ihrem direkten, persönlichen Umfeld höchste Priorität genießt.

Infrastrukturnetzbetreiber wiederum werden unter Umständen dazu animiert, ihre Vorgaben zu Anschluss und Ausführungsvorschriften zu überdenken. Vielleicht gibt die VDE SPEC ja Anlass, Neubauvorhaben anders zu realisieren, als das heute üblich ist. Auch hinsichtlich Netzmodernisierungen könnte ich mir vorstellen, dass sich die Herangehensweise ändert und somit weitreichende Probleme, die zu hohen Kosten führen könnten, vermeidbar werden.

DKE: Unter dem Dach des Arbeitskreises gibt es inzwischen eine Workshopreihe, um das gemeinsame Verständnis weiter zu vertiefen. Alle Gremien und Personen, die mit Potentialausgleich zu tun haben, sind dazu eingeladen. Wie hoch ist die Resonanz, was sind die Ziele?

Neugebauer: Parallel zur Arbeit an der Spezifikation verfestigte sich der Eindruck, dass zum Thema Potentialausgleich generell unterschiedliche Sichtweisen existieren. Sie erscheinen auf den ersten Blick nicht deckungsgleich, weil möglicherweise Begriffe unterschiedlich verwendet werden.

Daher haben wir federführend einen Austausch ins Leben gerufen, der als Round Table tituliert wird. Die Resonanz ist gut, im Moment sind Vertreter aus zwölf nationalen Komitees aus DKE und DIN präsent. Da viele der mit dem Potentialausgleich in Zusammenhang stehenden Normen international harmonisiert sind, zeichnet sich über die Einzel-Komitees sogar eine mögliche Zuarbeit in die internationale Normenwelt ab. Der Anspruch, welches Gremium bei dem Vorhaben letztendlich im Lead zu sein hat, ist aber noch nicht abschließend diskutiert worden.

DKE: Herr Neugebauer, vielen Dank für das Gespräch.

Redaktioneller Hinweis:

Die Antworten entsprechen den persönlichen Ansichten und Meinungen des Interviewpartners und müssen nicht denen der DKE entsprechen.

Bei Home & Building geht es um die Integration und Nutzung von Informations- und Telekommunikationstechnologien in der heimischen Umgebung, die eine neue Erfahrungswelt ermöglichen und bekannte Aktivitäten bei Unterhaltung, Komfort, Energiemanagement, Sicherheit und Gesundheit kosteneffizienter oder bequemer machen. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im