Der Schutzpotentialausgleich verbindet alle leitfähigen Teile einer Anlage so miteinander, dass zwischen ihnen keine gefährlichen Spannungsdifferenzen entstehen können. Im Technikraum betrifft das nicht nur den Schutzleiter der Steckdosenstromkreise, sondern auch Rahmen, Türen und Einbauten des Netzwerkschranks, Kabelträger, Rohrleitungen und die Schirme der Datenleitungen.
Ein sauber ausgeführter Potentialausgleich hat zwei Wirkungen: Er schützt Personen im Fehlerfall, und er hält die Datenübertragung stabil. Der zweite Punkt wird oft unterschätzt. Ausgleichsströme über Kabelschirme sind ein klassischer Grund für sporadische Verbindungsabbrüche, die im Netzwerk-Monitoring als unerklärliche Paketfehler auftauchen.
Welche Normen den Rahmen setzen
Für die Ausführung sind vor allem drei Regelwerke maßgeblich. DIN VDE 0100-540 regelt Erdung, Schutzleiter und Schutzpotentialausgleich in der elektrischen Anlage. DIN VDE 0100-444 behandelt die elektromagnetische Verträglichkeit, unter anderem die Trennung von Energie- und Informationsleitungen. DIN EN 50310 beschreibt den Potentialausgleich speziell in Gebäuden mit informationstechnischen Anlagen.
Aus DIN EN 50310 stammt die für den Serverraum wichtigste Aussage: Ein vermaschter Potentialausgleich ist einem rein sternförmigen Aufbau vorzuziehen. Mehrere kurze Verbindungen zwischen Racks, Kabeltrassen und der Potentialausgleichsschiene senken die Impedanz bei hohen Frequenzen deutlich stärker als eine einzelne lange Leitung.
Querschnitte: Was mindestens gefordert ist
Der Hauptschutzpotentialausgleichsleiter muss nach DIN VDE 0100-540 mindestens 6 mm² Kupfer haben. Er darf nicht kleiner sein als der halbe Querschnitt des größten Schutzleiters der Anlage, eine Ausführung über 25 mm² Kupfer ist aber nicht gefordert. Für den zusätzlichen Schutzpotentialausgleich zwischen zwei Körpern gilt der Querschnitt des kleineren zugehörigen Schutzleiters.
In der Praxis wird ein 19-Zoll-Rack üblicherweise mit 16 mm² Kupfer an die Potentialausgleichsschiene im Raum angebunden, im Schrank selbst arbeitet man mit 6 mm² oder konfektionierten Erdungsbändern. Entscheidend ist weniger der letzte Quadratmillimeter als die Ausführung: kurz, gerade, ohne enge Schleifen und mit sauber kontaktierten Anschlusspunkten. Passende Leitungen und Verbinder gehören mit in die Materialliste.
Das Rack selbst: jedes Teil einzeln anbinden
Ein 19-Zoll-Systemrack ist elektrisch kein durchgehendes Bauteil. Lackierte Kontaktflächen, Scharniere und Steckverbindungen sind keine zuverlässigen Leiter. Türen, Seitenwände, Dachblech, Montageschienen, Fachböden und Patchfelder brauchen deshalb eigene, flexible Erdungsverbindungen zu einer Erdungsschiene im Schrank.
Verwende dafür konfektionierte Bänder statt starrer Drähte, weil bewegliche Teile sonst an der Klemmstelle brechen. Kontaktflächen müssen metallisch blank sein: Lack entfernen, Kontaktscheiben verwenden, danach den Korrosionsschutz wiederherstellen. Für die Anbindung eignen sich Erdungsfestpunkte oder verschraubte Anschlussbolzen - keine improvisierten Klemmungen an ohnehin belasteten Schrauben.
Bei einem Wandschrank gilt dasselbe. Er hängt oft an einer Wand ohne eigene Erdungsanbindung, weshalb die Verbindung zur Potentialausgleichsschiene des Raums umso wichtiger ist. Auch die Kabeltrasse, auf der die Leitungen in den Schrank laufen, gehört einbezogen.
Schirme, Datenleitungen und Ausgleichsströme
Geschirmte Datenverkabelung nach Cat 6A oder Cat 7 entfaltet ihre Wirkung nur bei korrekt aufgelegtem Schirm. DIN EN 50310 geht von einem beidseitig aufgelegten Schirm aus - allerdings unter der Voraussetzung, dass ein wirksamer Potentialausgleich zwischen beiden Enden besteht. Fehlt dieser, fließen Ausgleichsströme über den Schirm und stören genau das Signal, das er schützen soll.
Deshalb ist die Reihenfolge wichtig: erst der Potentialausgleich zwischen den Verteilern, dann die Schirmauflage. Bei Verbindungen zwischen Gebäuden oder über weite Strecken im Außenbereich ist Lichtwellenleiter die technisch saubere Lösung, weil er galvanisch trennt und die Frage der Ausgleichsströme gar nicht erst entstehen lässt.
Überspannungsschutz gehört dazu
Potentialausgleich und Überspannungsschutz sind zwei Seiten derselben Aufgabe. Auf der Energieseite sitzt der Ableiter in der Verteilung, im Rack ergänzt Geräteschutz die Kette. Auf der Datenseite braucht es eigene Feinschutzelemente, etwa für eingeführte Kupferleitungen von Antennen, Kameras oder Außenstandorten.
Bei Gebäuden mit äußerem Blitzschutz ist zusätzlich zu klären, ob der Trennungsabstand eingehalten wird oder ob eine direkte Anbindung erforderlich ist. Diese Bewertung gehört zur Blitzschutzplanung und nicht in die Improvisation am Einbautag. Zubehör für Erdung und Blitzschutz sollte vollständig vorliegen, bevor der Schrank gesetzt wird.
Stromversorgung im Rack sauber aufbauen
Die Einspeisung ins Rack läuft üblicherweise über Netzleisten mit 19-Zoll-Montage. Achte auf getrennte Stromkreise für redundante Netzteile, ausreichenden Leiterquerschnitt und eine Absicherung, die zur tatsächlichen Last passt. Jede Netzleiste mit Metallgehäuse gehört ebenfalls in den Potentialausgleich.
Eine USV ergänzt das Konzept, ersetzt aber weder Erdung noch Überspannungsschutz. Sie überbrückt Ausfälle und glättet je nach Bauart die Versorgung - gegen einen Blitzeinschlag in die Zuleitung hilft sie nicht. Wie Bauhöhe, Tiefe und Kühlung im Schrank zusammenspielen, behandelt der Beitrag 19-Zoll-Netzwerkschrank planen.
Prüfen und dokumentieren
Nach der Montage wird gemessen, nicht geschätzt. Zur Abnahme gehören die Durchgängigkeit der Schutz- und Potentialausgleichsleiter, der Schleifenwiderstand und die Prüfung der Schutzmaßnahmen der zugehörigen Stromkreise. Auffällige Übergangswiderstände deuten fast immer auf eine Kontaktstelle hin, an der Lack, Korrosion oder ein loser Anschluss im Weg ist.
Dokumentiere anschließend, welche Teile wie angebunden sind. Ein einfacher Plan mit Lage der Potentialausgleichsschiene, Querschnitten und Anschlusspunkten spart bei jeder späteren Erweiterung Zeit. Wird ein zweites Rack gestellt, hängt es sich in das bestehende Netz ein, statt eine neue lange Einzelleitung zu bekommen. Für größere Räume mit mehreren Verteilern ist eine zusätzliche Schiene mit Abdeckhaube die übliche Lösung.
Häufige Fragen zur Erdung von Netzwerkschränken
Reicht der Schutzleiter der Steckdose im Rack aus? Nein. Er schützt das angeschlossene Gerät, nicht die Schrankkonstruktion. Rahmen, Türen und Einbauten brauchen eine eigene Anbindung an den Potentialausgleich.
Welchen Querschnitt brauche ich für die Rack-Anbindung? Der Hauptschutzpotentialausgleich verlangt mindestens 6 mm² Kupfer, mehr als 25 mm² sind nicht gefordert. Für Racks sind 16 mm² gängige Praxis, im Schrank selbst genügen meist 6 mm² oder konfektionierte Bänder.
Sternförmig oder vermascht anbinden? Im IT-Umfeld ist die vermaschte Ausführung nach DIN EN 50310 vorzuziehen. Sie hält die Impedanz auch bei hohen Frequenzen niedrig, was rein sternförmige Aufbauten mit langen Einzelleitungen nicht leisten.
Schirm beidseitig oder einseitig auflegen? Beidseitig, sofern ein wirksamer Potentialausgleich zwischen den Verteilern besteht. Fehlt er, entstehen Ausgleichsströme. Dann ist zuerst der Potentialausgleich zu ertüchtigen, nicht der Schirm zu trennen.
Darf ich das selbst machen? Arbeiten an Schutzmaßnahmen der elektrischen Anlage einschließlich Potentialausgleich, Absicherung und Prüfung gehören zur Elektrofachkraft. Das gilt auch dann, wenn im Rack ausschließlich Kleinspannungsgeräte betrieben werden.