ÖVE - Axelsofthans.axelsoft.at/Fachbereich/Grundlagen_der... · 2014. 12. 16. · 4 Grundüberlegungen Arbeiten an elektrischen Anlagen • Die Sicherheit des Lebens und die körperliche

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Dipl. Päd. SR Johann Krafczyk 2007/08

PTS

Teil 5Grundlagen derSicherheitstechnik

ÖVE

Er st DENKEN, dann HANDELN

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InhaltsverzeichnisGrundüberlegungen..........................................................................................................................4

Arbeiten an elektrischen Anlagen.................................................................................................4Sicherheitsregeln..........................................................................................................................4

Beispiel für Warntafeln............................................................................................................4Regeln beim Arbeiten mit elektrischen Spannungen.....................................................................5Arbeiten mit Leitern und Gerüsten...............................................................................................5Weitere Beachtungskriterien bei Bränden und bei Hochspannungsanlagen..................................5Sicherheitsmaßnahmen bei Leitern..............................................................................................6Unfallursachen.............................................................................................................................6Erkenntnisse................................................................................................................................6Arbeiten mit Säuren, Laugen und Gasen......................................................................................6Unfallfreies Arbeiten....................................................................................................................6

Der Elektrounfall..............................................................................................................................7Gewonnene Erkenntnisse aus dem Elektrounfall..........................................................................8Welche Auswirkungen hat das zur Folge?....................................................................................8Maßnahmen.................................................................................................................................8Wirkungen des Stromes auf den menschlichen Körper.................................................................9Wie wirkt sich Gleichstrom (DC) auf den menschlichen Körper aus?..........................................9

Erste Hilfe........................................................................................................................................9Gefahren des elektrischen Stromes.................................................................................................10

Wie befreit man einen Verunglückten aus dem Stromkreis?.......................................................11Unfallverhütung und Unfallbekämpfung:..............................................................................11Fehlerarten............................................................................................................................11

Der Fehlerstromkreis..................................................................................................................12SCHUTZMAßNAHMEN..........................................................................................................14

Schutzmaßnahmen gegen Berührungsspannung:...................................................................14NETZSYSTEME............................................................................................................................15

Leitungsschutz...........................................................................................................................15Stromdichte...........................................................................................................................15Querschnittsbemessung von Leitungen..................................................................................16

Die Schmelzdrahtsicherung........................................................................................................17Sicherungsautomat - Leitungsschutzschalter (LS)......................................................................18

SCHUTZMAßNAHMEN im Netz..................................................................................................19Schutzerdung:............................................................................................................................19Fehlerstromschutzschalter:.........................................................................................................20

Kenndaten eines FI-Schalters:...........................................................................................21Man unterscheidet aus der Sicht des Auslösestroms verschiedene FI-Schutzschaltertypen:. . .22

Beim Anschluß von FI-Schutzschaltern sind folgende Regeln zu beachten:......................22Potentialausgleich......................................................................................................................24

Nullung:................................................................................................................................25Funktion der Nullung:.......................................................................................................26

Nullungsbedingungen:..................................................................................................26Zusammenfassung:....................................................................................................................27Schutztrennung..........................................................................................................................28Schutzkleinspannung.................................................................................................................28Schutzisolierung........................................................................................................................29Schutz mittels erdfreiem örtlichen Potenialausgleich.................................................................29


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Literatur..........................................................................................................................................30


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Grundüberlegungen

Arbeiten an elektrischen Anlagen

Die Sicherheit des Lebens und die körperliche Sicherheit dürfen nicht gefährdet sein. Die elektr. Anlage darf nicht zu Sachschäden führen (ÖVE – EN1) Die Betriebssicherheit soll möglichst groß sein, damit ein störungsfreier Betrieb möglich ist

Sicherheitsregeln Allpolig und allseitig abschalten Gegen Wiedereinschalten sicherhern Auf Spannungsfreiheit prüfen Erden und kurzschließen Benachbarte spannungsführende Teile abdecken und Gefahrenstelle eingrenzen

Beispiel für Warntafeln


Der Fachmann muss den Laien schützen

Achtung nicht einschaltenLebensgefahr

Vorsicht Rückspannung

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Regeln beim Arbeiten mit elektrischen Spannungen Brände in elektr. Anlagen mit CO2 löschen (Trockenpulverlöscher) Besondere Vorsicht bei Arbeiten an Hochspannungsanlagen (1000V) – bes. geschultes

Personal heranziehen. Defekte Geräte sofort einziehen Defekte Leitungen sofort erneuern

Arbeiten mit Leitern und Gerüsten

Richtige Auswahl von Leitern Leitern müssen Sperrketten und gerundete Holmenköpfe haben Belastungsmarke beachten Leitern gut aufstellen und nicht überlasten Kette muss gespannt sein Die obersten Sprossenpaare sind als Handgriffe zu benutzen Ein zweiter Mann soll die Leiter sichern

Weitere Beachtungskriterien bei Bränden und beiHochspannungsanlagen

Brände in elektr. Anlagen mit CO2 löschen (Trockenpulverlöscher) Besondere Vorsicht bei Arbeiten an Hochspannungsanlagen (1000V) – bes. geschultes

Personal heranziehen. Defekte Geräte sofort einziehen Defekte Leitungen sofort erneuern

Sicherheitsmaßnahmen bei Leitern Zugentlastungs- und Vedrehungsschutz beachten Schutzleiter darf keine Leitungsunterbrechung haben Große Aufmerksamkeit den versch. elektr. Geräten widmen.

Unfallursachen Handverletzungen durch schadhaftes Werkzeug Sturzverletzungen durch Verwendung unvorschriftsmäßiger Leitern


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Erkenntnisse

Werkzeug ist Visitenkarte des Fachmannes Schraubendreher soll in Schraubenschlitz passen Prüflampe vor Arbeitsbeginn und nach der Spannungsüberprüfung prüfen Mit Schutzbrille schleifen Keine losen Kleidungsstücke tragen Arbeiten an laufenden Maschinen – Haarnetz tragen. Hammerstiel auf festen Sitz und Schäden prüfen Werkstücke niemals in der Hand bearbeiten Werkstücke einspannen Werkstücke auf die Werkbank legen Keine Ringe, Kettchen und Uhren tragen (230V)

Arbeiten mit Säuren, Laugen und Gasen

Rauchverbot, Essverbot, nur mit Atemschutz oder Absaugung arbeiten (Bleivergiftungen,Hg-Vergiftungen) Hg- Quecksilber


U

[mV]

t-0,1

0,1 0,3 0,6 0,8

[s]

0,5

1,0

0

vulnerable Phaseca. 0,14s

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Hände häufig reinigen Hg nur unter H2O aufbewahren (....verdunstet schon bei Raumtemperatur) Hg-Dämpfe sind giftig Ärztliche Kontrolle auch bei Laugen Handschutz, Augenschutz und Schutzkleidung gegen Verätzungen verwenden.

Unfallfreies Arbeiten Vorsicht ist der wirksamste Unfallschutz Mit vorschriftsmäßigem Werkzeug arbeiten Brauchbare Schutzmittel einsetzen Unfall- und Warntafeln beachten Dienst- und Gebrauchsanweisungen genau studieren Die jeweils geltenden Vorschriften, Verordnungen und sonstige Bestimmungen genau

beachten

Der Elektrounfall


Ströme über 40mA sind für den Menschen lebensgefährlich (IEC Report 479). Das gilt für AC 50Hz/60Hz

Die Stärke des Stromes hängt von der Spannung und vom Übergangswiderstand ab.

Starker Berührungsdruck – kleiner WiderstandStarke Feuchtigkeit bzw. Nässe – kleiner WiderstandJe größer die Spannung, desto höher der Strom3 Minuten ohne Sauerstoffzufuhr zum Gehirn führen zum Tod

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Aus dieser Erkenntnis schließt man:

Gewonnene Erkenntnisse aus dem Elektrounfall

Großer Berührungsdruck und Spannung über 1000 V (Volt) ergeben einenGesamtkörperwiderstand (RK) von 1 kO.

Bei 230 V Spannung fließt nach dem ohmschen Gesetz ein Strom (I) von ca. 0,23 A durchden Körper.

Beim Sitzen bzw. Stehen in der Badewanne fließt ein Strom (I) von 1A.

Welche Auswirkungen hat das zur Folge? Starker Schmerz Krampfartiges Zusammenziehen der Muskeln (....je nach Stromverlauf), die dem Gehirn

nicht mehr gehorchen. AC (Wechselstrom) bewirkt Herzkammerflimmern, das zu Schockwirkung und

Atemlähmung führt. Der Herzmuskel zieht sich unregelmäßig zusammen. Es wird kein Blut transportiert. Sauerstoffmangel tritt ein und lebensnotwendige Gehirnteile sterben ab. Es tritt der

Gehirntod ein (Der Mensch stirbt).

MaßnahmenUm dies zu verhindern müssen Maßnahmen ergriffen werden.

Fehlerstromschutzschalter (FI) soll nach 40 ms den Stromkreis unterbrechen.


Großer Berührungsdruck und Spannung über 100V – Gesamtkörperwiderstand von 1kOBei 230V fließt nach dem Ohmschen Gesetz ein Strom von ca. 0,23A durch den KörperBeim Sitzen bzw. Stehen in der Badewanne fließt ein Strom von sogar 1A.

1. Starker Berührungsdruck erzeugt kleinen Widerstand (R)2. Starke Feuchtigkeit bzw. Nässe ergibt kleinen Widerstand (R)3. Je größer die Spannung, desto höher der Strom (I)4. 3 Minuten ohne Sauerstoffzufuhr zum Gehirn führt zum Tod.

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Im Nassbereich (z. B. Badezimmer) soll ein Ausschaltstrom des FI-Schalters von 30 mAfließen.

Wirkungen des Stromes auf den menschlichen Körper 1 mA ist die Wahrnehmbarkeitsschwelle Bei 15 mA (Krampfschwelle) gehorchen die Muskeln dem Gehirn nicht mehr. Lebensgefahr tritt bei 40 mA ein, wenn die Einwirkung länger als 1 Sekunde dauert. 100 mA bei einer längeren Einwirkdauer (länger als 1 Sekunde) wird als Todesbereich

bezeichnet Hochspannung über 1 kV gegen Erde bedeutet Lebensgefahr. Es treten schwere

Verbrennungen auf. In den meisten Fällen führen sie zum Tod.

Wie wirkt sich Gleichstrom (DC) auf den menschlichen Körper aus? Durch Lichtbogen kommt es zu schweren Verbrennungen

Zersetzung des Blutes aufgrund der chemischen Wirkung des Gleichstromes (DC) . Auchdie inneren Organe werden durch den Gleichstrom negativ belastet.

Die Gefahrenschwelle liegt bei 120 V.

Erste HilfeWenn es zu Stromunfällen kommt, ist es von entscheidender Bedeutung, richtig zu Handeln:

Den Bewusstlosen sofort in Bauch-Seitenlage bringen. Den Mund nach unten (tiefsterPunkt), damit Schleim und Blut abfließen kann (Erstickungsgefahr).

Bei Aussetzen der Atmung sofort künstliche Beatmung durchführen. Eine Hand unter demKinn, die andere auf der Stirn des Verunfallten und Freimachen der Atmungswege.

Fremdkörper aus der Mundhöhle entfernen (Zahnprothese,...) Die Atemluft in die Nase des Bewußtlosen blasen (Mund – zu – Nase – Beatmung) Mund – zu – Mund – Beatmung durchführen – ca. 15 mal pro Minute. Bis zum Eintreffen des Arztes (Rettungsteam) diese Beatmungstechnik wiederholen. Bei Kreislaufstillstand mit der Herzmassage beginnen (Herzstillstand) Nach Beatmung 5 mal hintereinander das untere Brustbein mit raschen Stößen gegen die

Wirbelsäule drücken, dabei wird das Herz komprimiert, das arterielle (sauerstoffreiche) Blutwird so den Gehirnzellen zugeführt.

1 Beatmung – 5 Brustkompressionen Arzt und Rettung sofort alamieren Es besteht MELDEPFLICHT an die Polizei (Exekutive)

Natürlich unterliegt die Errichtung von elektrischen Anlagen gesetzlichen Normen.Daher müssen folgende Regeln beachtet werden:

1. Die Sicherheit des Lebens und die körperliche Sicherheit dürfen nicht gefährdet werden.

2. Die Anlage darf nicht zu Sachschäden führen (Brand).3. Die Betriebssicherheit soll möglichst groß sein - es soll ein störungsfreier Betrieb

gewährleistet sein.


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4. Der PEN-Leiter ist in jedem Haus mit dem Hauptpotentialausgleich zu verbinden, wobei der Wasserzähler zu überbrücken ist. Diese Art der Sicherung wird im TN-Netz angewendet.

Gefahren des elektrischen Stromes

Trotz zahlreicher Schutzmaßnahmen kommt es immer wieder zu Unfällen im Zusammenhang mitdem elektrischen Strom. Häufig liegen die Ursachen im sorglosen Umgang und in derleichtsinnigen Handhabung elektrischer Geräte.Elektrogeräte, die nicht fix mit dem Netz verbunden sind, werden über Steckvorrichtungen an dasNetz angeschlossen. Elektrogeräte mit Metallgehäuse müssen mit so genanntenSchutzkontaktsteckern (SCHUKO) ausgestattet sein. Diese haben einen dreiadrigen Anschluss:Einen Außenleiter (schwarz oder braun), einen Neutralleiter (blau) und einen geerdeten Schutzleiter(gelb-grün), wobei die gelb-grüne Ader an das Metallgehäuse montiert wird und das Gerät wirdüber eine Steckdose mit dem Stromnetz verbunden.Durch Berühren von blanken Leitungen bzw. von nicht oder fehlerhaft geerdeten Geräten undgleichzeitigem Kontakt mit der Erde, kann der menschliche Körper in den Stromkreis gelangen. DerKörper erhält dann einen elektrischen Schlag bzw. erleidet - bei größeren Stromstärken –Verbrennungen.

Die Gefährdung des Menschen ist abhängig von: der Stromstärke, der Einwirkdauer und dem Stromweg im Körper

1 mA Reizschwelle des menschlichen Körpers10 mA Verkrampfung der Muskel15 mA Lähmungserscheinungen (mittelstarker Stromstoß)ab 40 mA Tödliche Stromstärke – Lebensgefahr (lt. IEC-Report 479)

Diese Werte gelten für Wechselstrom (AC) 50 Hz bei einer Einwirkdauer von mehr als 1 Sekunde.Nach dem ohmschen Gesetz wird die Stromstärke durch die Spannung und den Widerstand

beeinflusst. I = UR

.

Abhängig von bestimmten Bedingungen verändert sich der Körperwiderstand des Menschen:Berührungsfläche, Berührungsdruck und Feuchtigkeit (trocken: 10 k, nass 1 k) beeinflussen denGesamtwiderstand des menschlichen Körpers.

Stromstärken über 40 mA, Wechselstrom sowie Spannungen ab 65 V Wechselspannung sindlebensgefährlich.

Was passiert eigentlich im Körper, wenn er in einen elektrischen Stromkreis gerät?Wenn der menschliche Körper von elektrischem Strom durchflossen wird, werden jeneKörperfunktionen, die durch elektrische Impulse gesteuert werden, gestört. Der Herzmuskel wirddurch Spannungsimpulse gesteuert, die durch ein EGK (Elektrokardiogramm) sichtbar gemachtwerden können. Die Frequenz des Herzmuskels beträgt ca. 80 Schläge pro Minute. Fließt nun


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Strom (Netz) mit einer Frequenz von 50 Hz (Hertz) durch den Körper, erhält das Herz zu rascheSteuerimpulse – die Folge ist Herzkammerflimmern. Das Herz pumpt kein Blut durch denmenschlichen Körper, was zur Folge hat, dass lebensnotwendige Körperfunktionen ausfallen. Wennnicht sofort mit der Wiederbelebung begonnen wird, tritt der Tod ein.

Wie befreit man einen Verunglückten aus dem Stromkreis?1.Bei Unfällen an ortsveränderlichen Geräten und Anschlussschnüren (z.B. Werkzeuge undHaushaltsgeräte) den Stecker sofort aus der Steckdose ziehen.2. Bei fest angeschlossenen Stromverbrauchern Abschalten des Gerätes und der Leitungen. Achtungauf eventuelle Einspeisung.3. Der Retter muss mit Gummihandschuhen und Spezialschuhen mit isolierter Sohle ausgestattetsein. Den Verunglückten auf einer isolierten Unterlage (Gummi, Holz, Kunststoff,…) wegziehen.4. Den Stromkreis unterbrechen durch Entfernen der Sicherungen bzw. Betätigung des FI-Schalters.

Unfallverhütung und Unfallbekämpfung: Elektrische Handwerkzeuge (Handbohrmaschine usw.) ist größte Aufmerksamkeit zu

widmen. Besonders trifft dies bei beweglichen Leitungen und Geräten sowie Steckern zu.

Alle elektrischen Geräte und Schalter sowie das Installationsmaterial müssen mit dem ÖVE-Prüfzeichen versehen sein.

Brände in elektrischen Anlagen niemals mit Wasser löschen – geeignete Feuerlöscher (CO2-Trockenpulverlöscher) verwenden.

Bei Spannungen über 1000 V ist jede Annäherung äußerst gefährlich, daher muss unbedingtvorher der Strom abgeschaltet werden.

Natürlich unterliegt die Errichtung von elektrischen Anlagen gesetzlichen Normen.Daher müssen folgende Regeln beachtet werden:

1. Die Sicherheit des Lebens und die körperliche Sicherheit dürfen nicht gefährdet werden.

2. Die Anlage darf nicht zu Sachschäden führen (Brand).3. Die Betriebssicherheit soll möglichst groß sein - es soll ein störungsfreier Betrieb

gewährleistet sein.4. Der PEN-Leiter ist in jedem Haus mit dem Hauptpotentialausgleich zu verbinden,

wobei der Wasserzähler zu überbrücken ist. Diese Art der Sicherung wird im TN-Netz angewendet.

FehlerartenEs gibt 5 verschiedene Fehlerarten:

a) Körperschlussb) Erdschlussc) Unvollkommener Körperschlussd) Kurzschlusse) Leiterschluss


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Leiterschluß

Erdschluß

unvollkommenerKörperschluß

Körperschluß

Kurzschluß

Fehlerarten

Kurzschluß

Die Abbildung zeigt die möglichen Fehlerarten im Stromkreis.

Der Fehlerstromkreis

RBRM

RST

Traf

o-st

ernp

unkt

RF

RL

RÜ

Legende:RL: Leitungswiderstand (...groß)


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RF: Fehlerwiderstand (...klein)RÜ: Übergangswiderstand Gehäuse-Mensch (...klein, bei ungünstigen Bedingungen)RM: Widerstand des Menschen (...kleiner als 1000 )RST: Übergangswiderstand Mensch-Standort (...klein, bei ungünstigen Verhältnissen)RB: Widerstand der Betriebserdung (....klein)

Der Leitungswiderstand ist ziemlich groß, wobei der Fehlerwiderstand unbedeutend klein ist. Beiungünstigen Verhältnissen ist der Übergangswiderstand Gehäuse-Mensch relativ klein.Der Widerstand des Menschen ist bei schlechten Bedingungen kleiner als 1 000 Ohm. DerÜbergangswiderstand Mensch-Standort ist bei ungünstigen Verhältnissen unbedeutend klein. Auchder Widerstand der Betriebserdung ist sehr klein.Das vereinfachte Widerstandsschaltbild bezeichnet man als FEHLERSTROMKREIS.

am Betriebs-erder

Spannungsabfall

Fehlerstellenan Leitungen und

Spannungsabfall

spannungBerührungs-2

20V

N

RST

RB

RM

RF

RÜ

RL

L1

span

nung

Fehl

er-

Beim Menschen werden 3 Teilwiderstände unterschieden:

a) Übergangswiderstand (RÜ)b) Widerstand des menschlichen Körpers RMc) Übergangswiderstand Mensch-Standort RST

Der Übergangswiderstand (RÜ) entsteht an der Berührungsstelle. Er ist vom Hauttyp, von derAuflagefläche und vom Auflagedruck abhängig.Feuchte Haut, große Fläche und großer Auflagedruck verringern den Widerstand RÜ.Der menschliche Widerstand kann mitunter weniger als 1 000 Ohm betragen. Dieser Fall würdeeintreten, wenn der Strom über beide Hände und Beine fließen würde.Der Übergangswiderstand Mensch-Standort (RST) hängt zum größten Teil von derBodenbeschaffenheit (Untergrundbeschaffenheit) ab. Mit relativ gutem Schuhwerk kann er sehrhoch sein. Beim Berühren von guten Erdern (Leitungsrohre,...) kann er auf wenige Ohm absinken.Eine Fehlerspannungsbegrenzung ist zu erzielen. Sie erfolgt durch die Spannungsabfälle, welchedurch die Leiterlänge, die Fehlerstelle und den Betriebserder entstehen. Der Spannungsabfall durchdie Leiterlänge spielt bei der Begrenzung eine wesentliche Rolle.Bei Schutzmaßnahmen muss man auf eine optimale Ausschaltung trachten. Dies erreicht man, wenn


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man die Betriebserder auf kleine Widerstände auslegt. Der Widerstand der Fehlerstelle wird beimKörperschluss ebenfalls klein.Wenn ein Schaden auftritt, wird die Netzspannung von 220 Volt durch den Widerstand derLeiterlänge und den menschlichen Widerstand begrenzt. Daraus impliziert sich, dass man nicht dievolle Spannung abgreift, aber die entstehenden Stromstärken können Lebensgefahr produzieren.Es sollten daher alle Schutzmaßnahmen so ausgelegt sein, dass diese Bedingungen nicht eintreten,oder man schafft Überstromschutzeinrichtungen, die rechtzeitig einen Stromkreis unterbrechen.Der Begriff Fehlerspannung sei kurz noch erklärt.Unter Fehlerspannung versteht man das Spannungspotential zwischen der Berührungsstelle desBetriebskörpers und der Erde. Sie tritt bei Körperschluss auf. Die Berührungsspannung ist jene Spannung, welche ein Mensch abgreifen kann.Berührungsspannung von 65 Volt kann Lebensgefahr bedeuten.Aus diesen Überlegungen resultiert die Forderung, alle elektrischen Anlagen so zu errichten, dassein umfassender Schutz vorliegt. Das ÖVE-Prüfzeichen garantiert diesen Schutz. Die Vorschriftenfür Elektrotechnik (ÖVE) sehen für den Elektroschutz 3 Stufen vor:

1. BASISSCHUTZ (verhindert das Berühren von elektrischen Teilen),2. FEHLERSCHUTZ (Verhinderung des Auftretens von Spannungen an Gehäusen)3. ZUSATZSCHUTZ (wirkt, wenn Basis- und Fehlerschutz versagen).

SCHUTZMAßNAHMEN

Zwei wesentliche Unfallgefahren müssen verhindert werden:

1. Direktes BERÜHREN von aktiven Leitern - BASISSCHUTZ2. Auftreten von BERÜHRUNGSSPANNUNG

Wenn aktive Leiter berührt werden, kann elektrischer Strom durch den menschlichen Körperfließen. Daher muss der Mensch beim zufälligen Berühren aktiver Leiter vor Berührungsspannunggeschützt werden.

Diesen Schutz kann man erreichen durch:1. ISOLIERUNG2. ABDECKEN oder3. MONTAGE außer HANDBEREICH

Schutzmaßnahmen gegen Berührungsspannung:

Sie haben den Zweck, das Auftreten einer gefährlichen Berührungsspannung auf dem Gehäuseeines elektrischen Gerätes zu verhindern.

1. Schutzisolierung2. Schutzkleinspannung3. Schutztrennung- können unabhängig vom Netzsystem jederzeit angewendet werden.


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4. Schutzerdung5. Nullung6. Fehlerstromschutzschaltung7. Schutzleitungssystem - die Anwendung hängt vom Netzsystem ab und sie sindanlagenseitige Schutzmaßnahmen.

NETZSYSTEME

Man unterscheidet verschiedene NETZSYSTEME:

1. TT-Netz: Schutzerdung, FI-Schutz2. IT-Netz: Schutzleitungssystem3. TN-C-Netz: Nullung, FI-Schutz4. TN-S-Netz: Nullung, FI-Schutz 5. TN-C-S-Netz: Nullung, FI-Schutz

Was bedeuten die einzelnen Buchstaben?Erste Buchstabe: T: Direkte Erdung (Betriebserder)Zweite Buchstabe: T: Erdung der Körper (Gehäuse) - Körper direkt geerdet

N: Körper direkt mit dem Betriebserder verbundenWeitere Buchstaben: Anordnung des Neutral-und Schutzleiters

S: Neutralleiter und Schutzleiter = getrennt geführt (Separat)C: Neutral und Schutzleiter gemeinsam als PEN-Leiter geführt

(Combinated)Der Schutzleiter: Gelb-Grün - Er hat die Aufgabe, bei einem Körperschluss vorBerührungsspannung zu schützen. Der Schutzleiter soll immer Erdpotential führen und wird daherauch als PE bezeichnet Potenial Erde.Schutzisolierung: Die Schutzisolierung verhindert das Auftreten von BerührungsspannungSchutztrennung: Die Schutztrennung wird durch einen Trafo herbeigeführt. Es wird ein von Netzund Erde getrennter Stromkreis gebildet. Bei Körperschluss entsteht daher keineBerührungsspannung, weil der Stromkreis vom Menschen nicht geschlossen werden kann.Schutzerdung: Sie ist eine Verbindung mit dem geeigneten Erder.Nullung: PE+N-Leiter = PEN-Leiter. Bei Körperschluss entsteht ein großer Abschaltstrom über dieFehlerstelle und dem PEN-Leiter. Das verursacht, dass die Sicherung abgeschaltet wird. Dasgenullte Gerät ist vor Berührungsspannung geschützt. Gute Erder im Bereich des Netzes sind mitdem PEN-Leiter zu verbinden.

Leitungsschutz

Stromdichte

Die Stromstärke je mm2 Querschnitt nennt man Stromdichte (S)


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StromdichteStromstärkeQuerschnitt

SIA

[S] = A

mm2

Je größer die Stromdichte ist, desto mehr erwärmt sich ein Leiter.Im Stromkreis wird der Glühdraht einer Glühlampe auf Weißglut erwärmt, während die Zuleitungnicht spürbar erwärmt wird. Wenn Strom durch einen Leiter mit verschiedenen Querschnitten fließt,nimmt die Stromgeschwindigkeit bei kleineren Querschnitten zu. Dadurch kommt es zu einerWärmeentwicklung (Wärmewirkung). Diese Wärme muß bei der Installation berücksichtigtwerden. Die zulässige Stromdichte ist abhängig von:

a) Leiterquerschnitt,b) Werkstoff undc) Abkühlungsmöglichkeit

Leiterquer=schnitt in mm2

Leiter in Installationsrohren, Wänden,Decken und Fußböden - 3 Adern

Leiter, die direkt im oder unter Putz bzw. aufoder in der Wand verlegt sind - 3 Adern

1,5 15,5 A 17,5 A25 89 A 101 A

BEISPIEL

1. Durch einen Verbraucher fließt ein Strom von 0,2 A. Wie groß ist die Stromdichte J bei einerZuleitung mit 1,5 mm2 Leiterquerschnitt?

2. Berechne die Stromdichte einer Glühlampe, durch die ein Strom von 0,3 A fließt, und dessenZuleitung mit 1,5 mm2 Leiterquerschnitt angegeben ist. Zusätzlich hat der Glühdraht eineQuerschnittsfläche von 0,03 mm2.

Querschnittsbemessung von Leitungen

Aufgrund des Spannungsabfalles in den Leitungen, der durch den Widerstand verursacht wird,müssen Leitungen entsprechend den technischen Anschlussbedingungen richtig bemessen sein. IhrWiderstand muss berücksichtigt werden. In der Praxis darf der Spannungsabfall nicht mehr als 1,5%aber höchstens 3% der Netzspannung betragen. Wir wissen, dass der Widerstand eines Leiters von 1 m Länge und 1 mm2 Querschnittsfläche beieiner Temperatur von 20 o C spezifischer Widerstand ( ) bezeichnet wird. Der spezifischeWiderstand von Kupfer beträgt 0,0178 mm2/m. Darunter versteht man, dass ein Kupferdraht von1m Länge und 1 mm2 Querschnittsfläche bei 20 o C einen Widerstand von 0,0178 hat.

Mathematisch lässt sich das so R = .lA

formulieren.


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R: Widerstand in Ohm ()l: Leiterlänge in mA: Querschnittsfläche in mm2

: spezifischer Widerstand in mm2/m.

Die Querschnitte von Kupferleitern sind genormt. Sie werden Nennquerschnitte bezeichnet.1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 ... mm2

Bei Leiterinstallationen muss daher eine richtige Dimensionierung bezüglich der Leiterlänge unddes Querschnittes der Leiter erfolgen.

Ein kleiner Test

1. Berechnen Sie den Widerstand eines Kupferdrahtes mit einem Querschnitt von 2,5 mm2 und einerLänge von 350 m.2. Was versteht man unter dem spezifischen Widerstand eines Leiters?3. Nennen Sie die abhängigen Größen eines Leiterwiderstandes.4. Ein Kupferleiter von 1m Länge und 1 mm2 Querschnittsfläche hat 1 Widerstand. Berechneseine Länge.

Die Schmelzdrahtsicherung

Die Sicherung ist die schwächste Stelle im Stromkreis. Ihre Aufgabe ist es, die Leitung einesStromkreises selbständig zu unterbrechen, sobald die Stromstärke größer wird, als für denLeiterquerschnitt zulässig ist. Wenn in einer Leitung die Stromstärke zu groß wird, erwärmt sich derLeiter sehr stark, sodass die Isolierung zum Schmelzen gebracht wird. Die Folge wäre einKabelbrand. Man unterscheidet zwei Fehlerarten:

1. Überlastung2. Kurzschluss

Eine Leitung ist überlastet, wenn zu viele Verbraucher gleichzeitig eingeschaltet sind und wenn derAnschlusswert des Gerätes, das in Betrieb genommen wird, zu hoch ist.Ein Beispiel soll diese Problematik veranschaulichen. Ein Stromkreis ist mit 16 A-Sicherungenabgesichert. Es können daher in Summe nur Geräte mit einer Gesamtleistung von maximal 16 A . 220 V = 3 520 W angeschlossen werden.

Um eine Überhitzung von Leitern zu verhindern, verwendet man sogenannteSchmelzdrahtsicherungen bzw. Sicherungsautomaten. Heute werden an Stelle vonSchmelzdrahtsicherungen Leitungsschutzschalter verwendet.


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Schmelzdrahtsicherung

Im Inneren des Porzellankörpers befindet sich ein dünner Draht, der in Sand eingebettet ist. Wenndie Stromstärke zu hoch ist, schmilzt der dünne Draht und unterbricht den Stromkreis, wobei dasfarbige Kennblättchen abfällt. Sicherungen flicken ist strengstens verboten, da der Flickdraht stärker als der Schmelzdraht ist. DieLeitung ist daher nicht mehr geschützt. Jede durchgebrannte Sicherung ist durch eine neue zuersetzen.

Sicherungsautomat - Leitungsschutzschalter (LS)

Bei einem Sicherungsautomat erfolgt das Unterbrechen des Stromkreises auf elektromagnetischemWeg, wenn die Stromstärke den sogenannten Nennwert überschritten hat. Der Stromkreis wird danndurch Druck auf einen Knopf wieder geschlossen.


Schmelzdraht

Keramischer Körper

Kenn-blättchen

Spule

MagnetischerSchnellauslöser

ThermischerAuslöser

Schalter

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Wenn ein zu hoher Strom durch die Spule fließt, wird das Magnetfeld so stark, daß es den Ankeranzieht. Der Stromkreis wird dadurch unterbrochen. Wenn zuviel Strom in der Leitung fließt,erwärmt sie sich und ein Thermoelement (Bimetall) unterbricht den Stromkreis.

SCHUTZMAßNAHMEN im Netz

Folgende Schutzmaßnahmen werden im Netz durchgeführt:

1. Schutzisolierung2. Schutzkleinspannung3. Schutztrennung4. Schutzerdung5. Nullung6. Fehlerstromschutzschalter (FI)7. Leitungsschutzschalter (LS)8. Schmelzdrahtsicherung

Schutzerdung:

Bei der Schutzerdung werden 3 Leitungen benötigt:a) Phase L Farbe beliebigb) Nullleiter N Farbe blauc) Potential Erde PE Farbe gelbgrün

Das leitende Gehäuse wird direkt am Standort geerdet. Bei einem Kurzschluss wird der Fehlerstromüber die Erde abgeleitet, wobei zusätzlich die vorgeschaltete Sicherung ausgelöst wird.Damit die Abschaltströme entsprechend hoch werden können, bedarf es eines geringen


PEN

L

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Erdwiderstandes der Erder. Dieses Prinzip der Schutzerdung findet bei der:

a) Nullung undb) Fehlerstromschutzschaltung seine Anwendung statt.

Für den sicheren Schutz vor Berührungsspannung muss der Erdwiderstand des Schutzerders soklein sein, dass beim Abschaltstrom der Spannungsabfall am Erder nicht größer ist als 50 Volt.Daraus ergibt sich für den Erdungswiderstand des Anlageerders folgende Beziehung:

RA= )(a/)(65

AV

RA= Erdungswiderstand des Anlageerders in Ohm ()Ia = Abschaltstrom des Überstromschutzorgans in Ampere (A)

Der Abschaltstrom IA einer Stromsicherung ist jenes Vielfache ihres Nennstroms IN, bei dem sie soschnell abschaltet, dass keine Gefahr durch Berührungsspannung entsteht (Faktor m).

Der Abschaltstrom beträgt bei:a) Schmelzsicherungen: IA= 5 x INb) Leitungsschutzschaltern (LS) Typ L, B: IA= 5 x IN

Typ U, C: IA= 10 x INTyp D: IA= 20 x IN

Z. B.: Bei 10 A - Sicherungen : RA AxV

10565

1,3

Bei 16 A - Sicherungen : RA AxV

16565

0,8125

Schon bei einem Sicherungsnennstrom von 16 A ist die Verlegung eines vorschriftsmäßigenSchutzerders viel zu teuer. Bei einem schlecht leitenden Boden ist die Verlegung unmöglich.Aus dem Prinzip der Schutzerdung lassen sich zwei wichtige Schutzmaßnahmen ableiten:

a) NULLUNGb) FEHLERSTROMSCHUTZSCHALTUNG

Beide Schutzmaßnahmen werden mit dem so genannten POTENTIALAUSGLEICH kombiniert.

FehlerstromschutzschalterDie Aufgabe des Fehlerstromschutzschalters ist, dass bei dieser Schaltung die Zuleitung fürschützende Geräte mit einem Summenstromwandler auf Fehlerstrom überwacht wird. Zusätzlichdient die Fehlerstromschutzschaltung der Isolationsüberwachung und dem Brandschutz. Sie ist inRäumen mit besonderer Gefährdung vorgesehen ( Badezimmer, Kinderzimmer,...).Funktion:Wenn in einem zu schützenden elektrischen Gerät ein Körperschluss auftritt, dann fließt einFehlerstrom über die Erde, die Summe der Ströme in den Zuleitungen ist nicht mehr Null und der


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FI-Schalter schaltet aus. Dadurch sind die angeschlossenen Geräte so vor Berührungsspannunggeschützt.Zentrales Bauteil des FI-Schalters ist der Summenstromwandler. Dies ist ein Ring aus legiertemBlech mit höchster magnetischer Leitfähigkeit, durch den alle Leiter (L1,L2,L3,N) durchgeführtwerden müssen. Solange kein Fehlerstrom fließt, darunter versteht man, dass die Summe derentstehenden Magnetfelder (H) Null ist, weil zu- und abfließende Ströme im störungsfreien Fallgleich groß und entgegen gerichtet sind. Es entsteht in diesem Eisenring kein magnetischer Fluss.Fließt aber aufgrund eines Körperschlusses ein Fehlerstrom gegen Erde, dann heben sich dieStromfelder nicht mehr auf. Es geht Strom über den Schutzleiter verloren. So entsteht imSummernstromwandler ein Differenzmagnetfeld (magnetischer Wechselfluss), das in denFehlerstromwicklungen einen Strom induziert (Trafoprinzip). Der induzierte Strom wird über einSchaltschloss geführt und sorgt für sofortige Abschaltung. Die Auslösung des Schaltschlosseserfolgt in der Regel durch einen Dauermagnetauslöser, der die Verklinkung des Schlosses festhält.Der Fehlerstrom, der in der Auslösespule fließt, schwächt die Anzugskraft des Dauermagneten derAuslösespule.Bei der Betätigung der Prüftaste wird ein kleiner Prüfstrom ausgelöst, der wie ein Fehlerstrom nureinmal durch den Summenstromwandler fließt. Es wird sozusagen ein Störfall simuliert. DiePrüftaste soll einmal im Monat betätigt werden, um die Funktionstüchtigkeit des FI-Schalters zutesten. Man muss aber dabei beachten, dass beim Betätigen der Prüftaste nur sichergestellt ist, dassder FI-Schalter funktioniert, nicht jedoch, dass die Geräte richtig angeschlossen und geerdet sind.


LN

S N

Schaltschloßmit Dauermagnet-auslöser

Körperschluß

Summenstromwandler

Auslösespule

Anlagenerder

Fehlerstrom FI

Betriebserder

Prüftaste

Schutzleiter

0-1

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Kenndaten eines FI-Schalters:

IN: Nennstrom des Schalters. Er liegt meist zwischen 10 A und 100 A. Die Anschlussklemmen unddie inneren Verbindungsleitungen sind für diese Ströme ausgelegt.UN: Nennspannung des Schalters. Die Nennspannung wird in der Regel mit der Stromartangegeben. Sie beträgt bei zweipoligen Schaltern meist 230 V und bei vierpoligen Schaltern meist3 400/230 V. Die Nennspannung muss aber mit der Nennspannung des Netzes übereinstimmen.Nennstrom, Nennspannung und Stromart können aber auch in Kurzform angegeben werden.Z.B.:

40 A 230 V oder 40/230 oder 40230

IAN: Nennwert des Auslösestroms.

Das ist jener Strom, bei dem der Fehlerstromschutzschalter innerhalb kürzester Zeit zuverlässigabschaltet.Der Abschaltstrom beträgt in der Regel 0,03A,0,1A,0,3A oder 1A.Grundsätzlich ist die Sicherheit einer elektrischen Anlage hoch, je kleiner der Abschaltstrom ist, derAuslösenennstrom ist.

Man unterscheidet aus der Sicht des Auslösestroms verschiedene FI-Schutzschaltertypen:

• a) STANDARD: G,S - dieser Typ ist bedingt bis 250A stromfest. Die Auslösung erfolgtohne Verzögerung. Dieser Typ ist geeignet für Fehler- und Zusatzschutz. Es besteht aber dieGefahr, dass dieser Schaltertyp schon bei atmosphärischer Entladung, indirektemBlitzschlag, Schalterüberspannungen und elektronischen Geräten (Leuchtstofflampe) schonauslöst, weil kurze Ladeströme aufgenommen werden.

• b) G: Schalter mit dieser Aufschrift sind stromfest bis zu 3 kA.Die Auslöseverzögerung beträgt 10 ms. Dieser Schalter sollte nach Möglichkeit als Fehler- und Zusatzschutz bevorzugt verwendet werden.

• c) S: Dieser Schaltertyp ist bis zu 5 kA stromfest. Die Auslöseverzögerung beträgt ca. 40 -150 ms je nach Fehlerstrom. Der FI-Schalter vom Typ "S" ist selektiv zu den beiden

anderen Typen. Aus diesem Grund ist er auch bei einer Serienschaltung von FI -Schaltern auf der Netzseite zu verwenden. Die Selektivität ist dann gegeben, wenn seinFehlerstrom dreimal so groß ist wie jener des nachgeschaltenen FI - Schutzschalters.Daher ist er auch als Fehlerschutz unbedingt erforderlich, wenn nachgeschaltene FI-Schutzschalter verwendet werden.

Beim Anschluss von FI-Schutzschaltern sind folgende Regeln zu beachten:• Alle Außenleiter und einschließlich der N-Leiter müssen durch den FI-Schutzschalter

geführt werden.• Nach dem FI-Schutzschalter müssen alle Leiter gegen Erde isoliert sein - auch der N-Leiter.

Eine Verbindung zwischen N-Leiter und PE-Leiter führt zur Auslösung des FI-Schutzschalters. Daher darf es keine Verbindung zwischen diesen beiden Leitern geben. Der


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Grund liegt darin, dass der Betriebsstrom zum Teil über den Schutzleiter und die Erde zurück fließt. Natürlich dürfen auch die N-Leiter von verschiedenen FI - Schutzschaltern nicht miteinander verbunden werden, weil sich ein N-Leiterstrom sonst auf die FI-Schutzschalter aufteilt und zu deren Auslösung führt.

• Die zu schützenden Geräte müssen vorschriftsmäßig geerdet werden. Die Erdung erfolgt inder Regel über eine zentrale Schutzleiterschiene (Potentialausgleichsschiene). An dieserSchiene sind alle Schutzleiter angeschlossen.

• FI-Schutzschalter sind so zu montieren, dass die Prüftaste jederzeit leicht betätigt werdenkann.

• In TT-Netzsystemen darf der Anlagenerder für den Schutzleiter keine Verbindung zum N-Leiter des Netzes aufweisen.

• Bei Anwendung der FI-Schutzschalter in TN-Systemen mit Nullung wird der Schutzleiter inder Regel vor dem FI-Schutzschalter an den PEN-Leiter angeschlossen.

• Bei Personen- oder Sachschäden, die auftreten könnten, ist die Verwendung der G-Type imSinne der hohen Betriebssicherheit zu empfehlen.

Vorteile:

1. Der größte Vorteil liegt in der kurzen Ansprechzeit von 30 bis 40 ms bei geringenFehlerströmen von 10 bis 0 mA. Dieser Strom ist kurzzeitig für den Menschen ungefährlich.Es wird dadurch das gefährliche Herzkammerflimmern verhindert, wobei nebenbei dieBrandgefahr stark minimiert wird.

2. Die FI-Schutzschaltung kann in jeden öffentlichen Netz (TT- und TN-System) eingesetztwerden. Die zulässigen Erdundswiderstände sind ohne nennenswerten Aufwand leichterreichbar.

3. Fehlerströme mit Auslösenennströme bis 30 mA schützen auch vor Berührung aktiver Leitergegen Erde. Durch die rasche Abschaltung erfährt der Mensch ein hohes Maß anSchutzwirkung.

Nachteile:

1. Wegen eines einzigen Gerätes, werden alle anderen, die an den FI-Schutzschalterangeschlossen sind, abgeschaltet. Man könnt dieses Problem durch mehrere Schalterumgehen, was aber zu erhöhte Kosten führt. Ähnlich ist dieses Problem auch bei derUmschaltung auf Nachttarif.

2. Die Funktionsprüfung wird selten durchgeführt.3. Bei einem Körperschluss des N-Leiters, der keine gefährliche Berührungsspannung

aufweist, wird der FI-Schutzschalter abgeschaltet.

Höchstzulässige Erdungswiderstände bei FI-Schutzschaltung


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Höchstzulässiger Erdungswiderstan in OhmIdN zulässige Bwerührungsspannung 50 V

30 mA 16600,1 A 5000,3 A 1660,5 A 1001,0 A 50

Für den Schutz des Menschen ist aufgrund des „Ohmschen Gesetzes“ folgende Formel, derenErgebnis sich in der obigen Tabelle befindet, anzuwenden:

UL V65

RA )()(65

AIdNV

Damit der Schüler Elektroinstallationen - einfache Lampenschaltungen durchführen kann, ist esnotwendig, ihn mit den Grundlagen der Elektrotechnik zu konfrontieren.Zu den Grundlagen der Elektrotechnik gehören folgende Themenkreise:

• Ohmsche Gesetz• Kirchhoffsche Gesetz• Elektrische Leistung und elektrische Arbeit• Elektrochemie• Elektrizität und Magnetismus

Potentialausgleich

Der Potentialausgleich ist eine elektrische Verbindung, welche die Teile von elektrischen Gerätenund fremde, leitfähige Teile auf dasselbe oder annähernd gleiche Potential bringt. Man verwendetden Potentialausgleich meist in Zusammenhang mit anderen Schutzmaßnahmen.

Bei jedem Hausanschluss oder einer ähnlich gleichwertigen Versorgungseinrichtung muss einHauptpotentialausgleich folgende leitfähige Teile über einen so genannten Potentialausgleichsleiter(Potentialausgleichsschiene) miteinander verbinden:

• Schutzleiter (PE-Leiter),• Neutralleiter mit Schutzfunktion (PEN-Leiter),• Blitzschutzanlage,• Wasserrohre,• Erdungsleitung,• Steigleitungen zentraler Heizungs- und Klimaanlagen,• Metallteile der Gebäudekonstruktion und• Funktions- und Überspannungs-Schutzerdung der Fernmeldeanlage.


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Erder - Fundamentalerder

W

Wasserrohr

Gasrohr

Wasserzähler

Potenialausgleichsschiene

Blitzschutzanlage

Isolierstück

AntennenanlageAnlage der Informationstechnik

Abwa

sser

rohr

Heizungsrohre

Verbindungsleitung

Schutzleiterje nach Schutz-maßnahme

Starkstrom-Hausan-schlußkasten

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NullungBei der Nullung fließt der Abschaltstrom über den PEN-Leiter (Kupferleiter) zum Sternpunkt desTransformators ab. Diese Schutzmaßnahme wird häufig im Niederspannungsbereich angewendet.Die Gehäuse der zu schützenden Geräte werden mit dem PEN-Leiter verbunden. Wenn ein Körperschluss in einem genullten Gerät entsteht, fließt der große Abschaltstrom über dieFehlerstelle und den PEN-Leiter und die vorgeschaltete Stromsicherung ab. Dadurch wird dasgenullte Gerät vor Berührungsspannung geschützt.

Der PEN-Leiter ist im Netz oft geerdet und führt das Potential der Erde (PE). Weil seine Spannunggegen Erde Null ist (Nullung), kann er für den Schutz bei indirektem Berühren verwendet werden.

Er wird gelb/grün gekennzeichnet. Nach der Trennung dürfen PE-Leiter und N-Leiter nicht mehr miteinander verbunden werden.

Funktion der Nullung:

Die Nullung macht aus jedem Körperschluss einen einsträngigen Kurzschluss. Der großeAbschaltstrom, der dabei entsteht, löst die vorgeschaltete Sicherung in einer Zeit t 0,1 Sekundenaus. Dadurch ist das genullte Gerät vor Berührungsspannung gesichert.Entscheidend für den Abschaltstrom ist die Anzahl der guten Erder. Der PEN-Leiter ist im Netzmehrmals geerdet. Damit nach dem Hausanschluss eine gute Erdung stattfindet, verwendet man denPOTENTIALAUSGLEICH .Alle vorhandenen natürlichen Erder (Wasserleitungsrohr, Blitzschutzanlage,.....) werden mit einemFundamentalerder verbunden. Damit haben alle diese Erder gegenüber Erde dasselbe Nullpotential.Man erreicht dadurch einen kleinen Gesamtwiderstand. Im Fehlerfall kann dabei bei Kurz- undKörperschlüssen eine Fehlerspannungsgrenze von 100 Volt und eine Berührungsspannungsgrenzevon 50 Volt eingehalten werden.

Nullungsbedingungen

Wie schon erwähnt, kann die Nullung nur dann angewendet werden, wenn dieNullungsbedingungen eingehalten werden:

• Bei einem Kurzschluss zwischen Außenleiter und PEN-Leiter an jeder beliebigen Stelle desNetzes muss der Abschaltstrom des vorgeschaltenen Überstromschutzorgans zum Fließenkommen.

• Der PEN-Leiter ist gut zu erden.


Die Schutzmaßnahme NULLUNG darf nur in einem TN-Netzsystem, in demdie Nullungsbedingungen eingehalten sind, angewendet werden.

Der PEN-Leiter ist gleichzeitig Schutzleiter und neutraler Leiter (PE+N=PEN).Bei Leitungsquerschnitten unter 10 mm2 muß der PEN-Leiter in einen N-Leiterund in einen PE-Leiter aufgeteilt werden.

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• Der PEN-Leiter darf nicht unterbrochen oder einpolig gesichert werden und ist ebenso

sorgfältig zu verlegen wie die Außenleiter.• Gute Erder im Bereich des Netzes sind mit dem PEN-Leiter zu verbinden.


Hauptleitung

Fundamentalerder

L2L1

Wasser-leitungs-rohrL3 PEN

Potential-ausgleichs-schiene

Steckdosemit Schutz

L2L1

>=10mmQuerschnitt

2

L3 N PE Potential=ausgleich

L1L2L3

PEN

PEL1 L2 L3 N

< 10 mmQuerschnitt

2

LS

PEN

Trafo mitgeerdetem Sternpunkt

Verteiler

L1L2L3PEN

Erdung

Netz

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ZusammenfassungDie Nullung ist eine oft verwendete Schutzmaßnahme, die nur in TN-Schutzsystemen Anwendungfinden darf. Oft ist aber die Anwendung nicht möglich, weil schlechte Netz- undErdungsverhältnisse vorliegen.

Vorteile:1. Die Nullung lässt sich einfach herstellen.2. Wenn ein Fehler auftritt, dann schaltet nur der Stromkreis mit dem schadhaften Gerät aus,

wobei die übrigen Stromkreise betriebsbereit bleiben.3. Die Fehlerspannung bleibt in der Leitung meist unter 100 Volt, falls eine Stromsicherung

nicht schnell genug schaltet.

Nachteile:

1. Durch den hohen Abschaltstrom kann es zu heftiger Erwärmung an der Fehlerstellekommen. Es entsteht Brandgefahr an Fehler- unf Klemmstelle.

2. Eine Unterbrechung des PEN-Leiters kann zu gefährlichen Spannungsverschleppungenführen.

Schutztrennung

Bei der Schutztrennung wird durch einen speziellen Trafo ein von Erde und Netz getrennterStromkreis erzeugt.

Der Stromkreis kann im Schadensfall nicht vom Menschen geschlossen werden, wobei dieSicherung nur dann gewährleistet ist, wenn Anschlussleitungen und Verbraucher von Erde isoliertsind.Die Schutzerdung findet im Haushalt (Wohnungsbereich) bei der Rasiersteckerdose ihreAnwendung. Häufig wird sie auch schon bei der Spannungsversorgung von Computern verwendet.Werden mehrere Verbraucher betrieben, müssen sie untereinander durch einePotentialausgleichsschiene verbunden werden. Die Steckdosen für den Anschluss der Verbrauchermüssen Schutzkontakte besitzen, welche mit dem erdfreien Potentialausgleichsleiter verbundensind.


Schutzerdung für den Betrieb eines Verbrauchers

N

L1

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Schutzkleinspannung

Der wirkungsvollste Schutz vor Körperschluss und Berührungsspannung ist, eine Spannung unter65 Volt zu verwenden. Dabei dienen so genannte Sicherheitstrafos, Generatoren für Kleinspannung,Akkus und auch galvanische Elemente.

Schutzisolierung

Es sind alle Strom führenden Teile von so genannten Nichtleitern umgeben. Damit kann ein direkterKontakt mit dem Leiter vermieden werden. Bei auftretendem Kurzschluss wird die im Stromkreisvor geschaltene Sicherung ausgelöst. Sie unterbricht sofort den Stromkreis.


Schutzisolierung

N

L1

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Schutz durch erdfreien örtlichen PotenialausgleichBei Isolationsfehlern und gleichzeitigem Berühren von Körpern sollen keine unterschiedlichenPotentiale auftreten. Diese Schutzmaßnahme kommt nur in besonderen Fällen, wie in Labors undbei Verbrauchern mit sehr großer Leistung zur Anwendung.

I Schutz gegen direktesBerühren

II Schutz gegen direktes undindirektes Berühren

III Schutz bei indirektemBerühren

Isolierung aktiver TeileBasisschutz

Schutzkleinspannung Automatisches Abschalten (TN,TT und IT-Netz

Abdecken bzw. Umhüllenelektrischer Betriebsmittel

Schutz durchFunktionskleinspannung mit

sicherer Trennung

Schutzisolierung

Schutz durch Hindernisse Begrenzung derEntladungsenergie

Schutztrennunga) mit einem Gerät

b) mit mehreren GerätenSchutz durch Abstand Nicht leitende Räume

FI undLS- Schalter

Erdfreier örtlicherPotentialausgleich


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LiteraturGrundkenntnisse Elektrotechnik; Handwerk und Technik Hamburg, 6. Auflage; ISBN3.582.03681.2; Dipl. Ing. Dipl. Gwl Klaus Beuth; Oberstudiendirektor Mag. Dieter Baumann Fachkunde Elektrotechnik; FS Fachbuch; Buch Nr.: 0841; 20. Auflage 1994; Anton Valny, Günter

Springer, Günter WankeGrundlagen der Elektrotechnik I/II; Verlag Oldenburg; 10. Auflage; Franz Deimel, Andreas

Hasenzagl, Franz Krikava, Hans Ruhswurm, Josef Seiser.Grundgebiete der Elektrotechnik; Bd. 1; Staionäre Vorgänge; Führer/Heidemann Nerreter; 5.

Auflage; Vaerlag HanserTechnisches Seminar Elektro; Verlag Jugend & Volk (vormals Bohmann); Dr. Franz Neufingerl,

Ing. Dipl. Päd. Thomas Gnedt, Dipl. Päd. SR Johann Krafczyk; ISBN 3-7002-1334-4

Fachkunde Metall – Elektro; Verlag Jugend & Volk (vormals Bohmann); Ing. Dipl. Päd. Thomas Gnedt, Ing. Josef Lidinger, Dipl. Päd. SR Johann Krafczyk; ISBN 3-7002-1330-1

Praxisbuch Werkstätte Metall – Elektro; Verlag Jugend & Volk; Ing. Dipl. Päd. Thomas Gnedt, Ing. Josef Lidinger, Dipl. Päd. SR Johann Krafczyk, Karl Semrad; ISBN 3 - 7002-1434-0


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