Betriebsstrom auf dem PE legt Therme lahm

Haus & Garten Elektroinstallation
#1

Halo,
ein Kunde hat im August eine Vailant VC 266 5-5 ecoTEC plus bekommen, diese geht regelmäßig auf Störung (keine Flamme erkannt / schlechtes Flammbild).
Nun kam der Hersteller-Techniker und führte eine Diagnose durch, wobei er sehr schnell eine Differenzstrommessung der Zuleitung durchführte. Kunde sagt: Er hat direkt nach der Anzeige von Messwerten mit einer Strommesszange die Zuleitung umfasst).
OK, er maß dann rund 16mA Differenzstrom und ließ den Kunden im Haus einige starke Verbraucher (Kochplatte, Wasserkocher) anschalten. Er maß nun über 100mA Differenzstrom und folgerte:
Hauselektrik nicht in Ordnung, kein Problem der Therme.

Vorab:
Wer noch nie etwas von „vagabundierenden Ausgleichsströmen“ oder „die verPENnte Elektroinstallation“ gehört hat, möge das jetzt nachholen.

Zur Elektrik:
Das Haus, 76er Baujahr, befindet sich im TN-C System. Zwischen Hausanschluss und kombiniertem Zählerschrank/Verteiler befindet sich eine rund 14m lange, 4adrige Zuleitung, also mit PEN.
Ein Potenzialausgleich besteht, einen Erder hat das Haus nicht.
Die Gastherme ist ein Gerät, welches einerseits korrekt am PE das Stromnetzes angeschlossen ist (Schleifenwiderstand der Steckdose gemessen mit 0,31Ohm), andererseits natürlich sehr gut leitfähig auch mit den geerdeten Gas-/Wasser-/Heizungsrohren verbunden ist.

Somit MUSS es dort ZWANGSLÄUFIG zu Teilbetriebsströmen auf dem PE kommen.

Der Techniker empfahl, eine neue Erdung separat zum Gerät zu ziehen.
Das ist m.E. kaum hilfreich, denn das Gerät ist bereits durch die Rohrsysteme extrem gut geerdet.
Problematisch ist wohl eher, dass vom Elektronikteil eine recht dünne Ader /etwa 0,5mm² geschätzt zum Gehäuse und weiter zur Brennkammer geht, hier fließt ein Anteil des Differenzstroms.
Meines Wissens wird über die kombinierte Zünd-/Überwachungselektrode der Ionisationsstrom als Flammüberwachung gemessen.
Vermutlich „verträgt“ diese Therme den Ausgleichsstrom, der den Ionisationsstrom überlagert, nicht.
Offenbar ist Vailant dieses Problem bekannt - denn die Messung zur Erkennung des „Fehlers“ in der Hauselektrik erfolgte doch sehr schnell.

Mein Problem ist nun:
Wie stelle ich den „Fehler“ ab? Nochmal, im TNC-S System ist es absolut normal, dass über einen PE, der mit einem geerdeten Teil der Hausinstallation verbunden wird, ein Strom fließt. Dieser Teil definiert sich über die Werte, die der Stromteiler annimmt, der sich aus PEN (Verteilung bis Hausanschluss) und der Summe aus:
PE (Verteilung - Gerät)
Rohrsystem (Gerät - Wasser/Heizungs/Gasrohre - Potentialausgleichsschiene)
PA (Hauptpotenzialausgleichsleiter)

Ich muss demnach, um den Stromteiler mehr Strom über den PEN und am besten fast keinen Strom über den PE/Rohre/PA fließen zu lassen, die Widerstände der Teilsysteme verändern.

Entweder muss der PEN einen deutlich geringeren Widerstand bekommen. Kaum möglich - ich habe da eine 4x16mm², fest unter Putz verlegt, die wechselt man nicht mal eben!

Oder ich erhöhe den Widerstand des anderen Strompfads.
PE zum Gerät:
Hahaha. im Ernst, ich kann ja mal einen 2,7 Ohm Widerstand in den PE einfügen, Oder ich füge eine 50m Kabeltrommel zwischen Steckdose und Therme? Auch ne Option…

PA:
Der Querschnitt des Hauperdungsleiters ist vorgeschrieben, den darf ich nicht verringern.

Rohrsystem:
Nun, man könnte in alle zur Therme führenden Rohre Isolierstücke einfügen.
Das wäre möglich und zielführend, aber recht teuer.

Alternativ:
Ich leite den Ausgleichsstrom am Gerät vorbei zu dem Rohrsystem.
Was wäre, wenn ich:
Die 3 x 1,5mm² vor dern Steckdose über eine Abzweigdose führe,
dort alle Adern zur Steckdose durchverbinde,
aber zusätzlich z.B. eine 4mm² Ader von der PE-Klemme direkt zu einem daneben liegenden Heizungsrohr führe?
Dann habe ich auf der Zuleitung diesen Ausgleichsstrom, aber an der Abzweigdose ergibt sich ein Stromteiler:
Einmal geht es direkt ab auf das Rohrsystem Richtung PA und zum PEN des Hausanschlusses, das andere Mal über Steckdose, Zuleitung und geräteinterne Verbindungen. Die Hoffnung wäre doch, dass hier der Löwenanteil über den 4mm² laufen wird.

Eure Meinung?

Oder ich sag Vailant: Baut eure Teile so, dass systemimmanente Ausgleichsströme nicht zur Gerätestörung führen!

#2

Nur so ein Gedanke: Was ist, wenn du den PE mit Schutzleiterdrossel auskoppelst?
Oder über nen geeigneten Kondensator?

Oder die Therme an nen eigenen, noch dickeren PE anschließt? Zusätzlich zum PE oder PEN zu verlegen, vielleicht direkt zum PA?

#3

Das Problem dürfte der Strom auf den geräteinternen Verbindungen zwischen Platine und Brennkammergehäuse sein.
Würde ich dort paralell zum 0,5mm² was Fettes legen, wäre die Messleitung wohl kaum noch betroffen.
Änderungen an einem 3 Monate alten Gerät werde ich nicht machen.

Da stellt sich eher die Frage, ob ich halt den Strom „um die Therme herum“ führe.
Ich überlege gerade, ob eine Verbindung eines Stromkreis-PE mit einem Heizungsrohr zulässig ist.
Eigentlich nicht. Jedes Elektroventil, was man einbauen kann, würde doch genau so eine Verbindung durchführen.
Andererseits: Wie hoch könnte der Strom auf dem PE hier werden? Wie stelle ich sicher, dass da keine >>16A fließen?
Rein rechnerisch über die Leitwerte der Stromkreiszuleitung (1,5mm², wenige Meter) und die des PEN der Hauptzuleitung (16mm², ca. 12m).
Ist schon verrückt, dass man sich im Jahre 2018 mit Strombelastbarkeiten des PE beschäftigt, eine Folge des PEN, der ja zum Glück als Irrweg erkannt worden ist (innerhalb von Gebäuden zumindest).

Eine künstliche Verschlechterung des PE am Gerät dürfte unzulässig sein. Aktuell habe ich das aber gemacht. Der Erdungswiderstand der Zuleitung beträgt zur Zeit unendlich. Ich habe den PE abgetrennt und lasse das Gerät momentan nur über die Rohrleitungen geerdet. („Nur“ ist relativ, der Erdungswiderstand der ganzen Rohre ist bedeutend besser als der der Zuleitung!, insofern trägt die Zuleitung eigentlich nur unwesentlich zur Erdung bei. Das ist als mehrtägiger Test gedacht, ob die Therme ohne Ausgleichsströme wirklich sauber läuft.)

Vermutlich wird alles auf die Lösung: „Verbindung des PE VOR dem Gerät mit den Rohrleitungen, dick und fett“, hinauslaufen.

#4

Wie, gibts PEN nicht bis zum Sicherungskasten nicht imner noch?

#5

Bei mir nicht.
Der Mustertext der TAB2007 sagt, eine Auftrennung des PEN im Hauptstromsystem sei vorteilhaft.
Meine regionalen Netzbetreiber schreiben das allerdings vor.
Meine Stadtwerke haben bis letztes Jahr allerdings Hausanschlusskästen verbaut, die nur einen zweipoligen PEN Abgang hatten. Das war einer zu wenig. (PE, N, Haupterdungsleiter), aber jetzt gibts auch hier dreipolige.

#6

Zwischenergebnis:
Therme ist wieder in die Störung gegangen, selbe Fehlermeldung.
Eine „hohen Ableitstrom“ kann ich ja nun ausschließen.
Den Kundendienst kann ich aber auch nicht kommen lassen - wenn der den abgeklemmten PE sieht, ist der Fehler natürlich wieder „klar“.

Ich sehe jetzt nur die Option, lokal an der Therme einen Zusatz-Potenzialausgleich zu machen, den ich auch einfach mal mit dem PE der Zuleitung verbinde. Das ist so nirgends vorgesehen - es kann aber eigentlich auch nicht verboten sein, denn diese Verbindung würde ja auch jedes an der Wasserleitung angeschlossene Betriebsmittel erzeugen (z.B. Magnetventil).
Vermutlich werde ich versuchen, den netzseitigen PE noch irgendwo versteckt ein wenig zu drosseln.
Ich muss ja beachten:

  1. Es muss sicher sein.
  2. Es muss sicher sein.
  3. Es muss sicher sein.
  4. Es sollte halbwegs erlaubt sein.
  5. Wenn 4. nicht geht, dann muss es zumindest für einen fremden Techniker so aussehen, als ob es erlaubt sei.
#7

Wenns nicht der Ableitsteom ist, was ist dann die Störungsursache?

#8

Jetzt könnte man es auf den fehlenden PE der Zuleitung schieben, was natürlich Blödsinn ist, weil das Gerät immer noch mit nahezu 0Ohm geerdet ist, halt über die Rohre - was ja kein Dauerzustand sein wird.

Aktuell denke ich, dass ein Potenzialausgleich direkt an der Therme plus eine PE-PA Verbindung (um die „vagabundierenden Ausgleichsströme“ schon vor der Therme abzuleiten) plus irgendwo unauffällig eine Drossel im PE dafür sorgen, dass - nein, nicht der Fehler nicht mehr vorkommt - der Techniker sein Augenmerk auf die wahre Ursache lenken wird. Es kann ja sein, dass im Gerät ein schlechter Kontak vorliegt.

Ich habe halt eine Potenzialdifferenz zwischen den (stromlos) geerdeten Rohren und dem strombehafteten PEN.
Ich biete dem Ausgleichsstrom nun einen 10mm² zu den Rohren an, gleichzeitig 1,5mm² zur Therme, die aber über eine Spule noch etwas mehr Impedanz bekommen.
Hoffnung: Kaum noch Strom über den PE der Therme, Techniker sucht wahre Fehlerursache.

#9

Nimmst du dann ne Schutzleiterdrossel wir oft im Audiobereich verwendet oder ne Eigenkonstruktion? Und eine komplette Erdung der Therme über 10qmm direkt an Rohr sttt PE kommt für dich nicht in Frage?

#10

Das entspricht nicht der Anleitung der Therme. Und alles, was nicht der Anleitung entspricht, ist ein Argument dafür, dass die Fehlfunktion nicht an der Therme liegt.

Ich muss vor allem was nehmen, was die Impedanz bei 50Hz nur ein wenig verschlechtert. Falls der Techniker auf die Idee kommt, den Erdungswiderstand der Steckdose zu messen, sollten nicht gerade 10 Ohm dabei herauskommen…

Aber wenn man sich ausrechnet, was man benötigt, um auf 0,1 Ohm zu kommen, dann wird einem schlecht.
Ich darf ja nicht unter 1,5mm² Cu nehmen, sagt Herr VDE. Da würde man schon 8,4m benötigen. Nicht so schön.
Eine Drossel würde bei 50Hz ca. 0,3mH benötigen.
Das wäre eher machbar.

Mal schauen. Und das alles nicht, um einen Fehler zu beheben, sondern nur, weil man Schutzbehauptungen vorbeugen will.

Ich bin kurz davor zu sagen: Lass uns einen separaten PE vom Hausanschluss zur Verteilung ziehen.

#11

PE 1,5qmm von Therme zu nen Verteiler, vom Verteiler mit 10qmm zum Rohr und zu Unterverteilung?
Dann merkst der Techniker ned… und vielleicht noch ne Schitzleiterdrossel zw. Therme und Verteiler.
Ist es nicht möglich, das eigentluche Problem ausfindig zu machen? Oft sinds Sachen , woran kaum einer denkt, weil abwegig.
Meine Frage wäre dabei: Warum „interessiert“ sich die Therme für Ströme auf PE oder PEN? Verursachen diese eine elektromagnetische Störung auf der Steuerplatine? Seid ihr, Techniker und du, dem Problem zu zweit nachgegangen?

#12

Tach,
es wird lustiger…
Die Therme hat auch ohne PE täglich etwa einen Ausfall.
Also habe ich den einfach wieder angeschlossen.

Dann habe ich weiter geforscht.
Ab Hausanschluss geht eine NYM-J 4x16 zum Zählerschrank.
Und eine NYM-J1x10 startet da ebenfalls von der PEN-Klemme.

Im Heizungsraum kommt eine NYM-J1x10 aus der Bodenplatte hoch und macht da den Potenzialausgleich an den Wasserleitungen. Ich dachte bisher, dass das der 10mm² vom Hausanschluss ist. Aber jetzt habe ich mal den Zählerschrank geöffnet und sehe:
Neben der 4x16 ist da auch eine 1x10.
Ich habe also exakt drei Leitungsenden einer NYM-J 1x10mm² - wie auch immer. Eventuell gibt es doch einen Erder und alle drei 10mm² sind bei diesem Erdungspunkt verbunden. Gesehen habe ich nichts, messen kann ich erst heute, wenn ich komplett abschalten kann.

Warum aber gab es trotzdem diese vagabundierenden Ströme?
Weil irgendjemand hinter dem Zähler, an einem der Abgänge, eine Brücke zwischen PE und N eingesetzt hat.

Wenn - und das werde ich heute nachmessen können - es eine 4adrige Zuleitung plus separatem PE ist, dann bekomme ich die Anlage sauber.

#13

:\quote eine Brücke zwischen PE und N
Was ja unzulässig ist. Mit Haus-FI wär das schnell aufgefallen…

#14

Die Brücke war vor den FI-Schaltern, von denen gibt es immerhin sogar drei Stück, allesamt 30mA.
Da der Schrank „etwas“ unübersichtlich ist, weiß ich noch nicht, ob es Kreise ohne FI gibt.

#15

#Ergebnis#

  1. Eigentlich hat das Haus ab Hausanschluss 5adrig, also TN-S. Der Schutzleiter ist aber extrem unübersichtlich separat verlegt worden, die gelb-grüne Ader in der 4adrigen Hauptzuleitung ist eigentlich ein reiner Neutralleiter.
    Die Ausgleichsströme konnten durch Entfernung unzulässiger PE-N Brücken auf nahezu 0mA reduziert werden.
    Ein Potenzialausgleich bestand, war aber zunächst unauffindbar und war stark korrodiert. Ist jetzt alles in Ordnung.

  2. Davon unabhängig setzte die Therme weiterhin regelmäßig aus. Inzwischen wurde ein zu niedriger Gasdruck bemängelt und durch Tausch des Druckminderers korrigiert.

  3. Davon unabhängig setzte die Therme immer noch regelmäßig aus. Daraufhin hat Vailant jetzt die Notbremse gezogen und eine ganz neue Therme eingebaut, die jetzt problemlos läuft.

„Aber gut, das wir uns mal drüber unterhalten haben.“

Meine Kosten sollen wohl auch von Vailant übernommen werden, hieß es.

#16

Therme gut, alles gut😜