Elektrotechnische Grundlagen/Schutzmaßnahmen gegen gefährliche Körperströme

Schutzmaßnahmen

Situation

Dein Meister und du haben den betrieblichen Auftrag, eine Niederspannungsverteilanlage instandzusetzen. Bei den Arbeiten fällt dir auf, dass die elektrich leitenden Teile wie Sammelschienen immer hinter eine Plexiglasplatte sind.

Aufgabe 1

1. Lese dir den Lernpfad Schutz gegen gefählriche Körperströme durch und erkläre, warum die Sammelschienen mit einer Plexiglasabdeckung versehen ist. Verwende dazu die in der DIN VDE verwendeten Fachbegriffe.
2. Mit welchen zwei anderen Maßnahmen lässt sich grundsätzlich der gleiche Schutz für die elektrische Anlage erreichen? Begründe deine Antwort.

Bei der Plexiglasscheibe handelt es sich um einen Abdeckung zum Schutz gegen direktes Berühren spannungsführender Teile. Durch Verwendung von Werkzeug kann die Abdeckung entfernt werden.

Weitere Möglichkeiten zum Schutz der Anlagen gegen direktes Berühren sind Isolation und Umhüllung.

Schutzmaßnahmen gegen geföhrliche Körperströme

Info

Um Stromunfälle möglichst auszuschließen, werden in elektrischen Anlagen und bei elektrischen Geräten Maßnahmen zum Schutz gegen gefährliche Körperströme angewendet. Die Schutzmaßnahmen sind in DIN VDE100 "Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000V" veröffentlicht. Der Schutz gegen gefährliche Körperströme gliedert sich in drei Stufen, von denen zwei im Folgenden beschreiben werden:

1. Schutz gegen direktes Berühren und
2. Schutz gegen indirektes Berühren.

Schutz gegen direktes Berühren

Isolieren

Der Schutz durch Isolierung der aktiven Teile, der sogenannten Basisisolierung, muss so gut sein, dass er bei einer Berührung des Gerägtes kein Körperstrom fließen kann bzw. dass dieser so gering ist, dass er nicht wahrgenommwern wird. Die aktiven Teile müssen vollständig von der Isolierung umschlossen sein, die nur durch eine Zerstörung entfernt werden kann. Beispiel sind die Isolation von Motorwicklungen und von Leitungen oder Kabeln.

Umhüllung

Die Umhüllungen der aktiven Teile schützt gegen direktes Berühren aus allen Richtungen. Sie können aus isolierendem oder leitfähigem Material hergestellt sein. Bestehen sie aus Leitfähigem Material, so muss sichergestellt sein, dass die aktiven Teile durch isolierende Distanzstücke sicher von der Umhüllung getrennt sind.

Abdeckung

Abdeckungen, wie beispielsweise bei Steckdosen und Schaltern, schützen ebenfalls gegen direktes Berühren aus allen Richtungen. Hierbei muss gewährleistet sein, dass die abdeckung nur mit einem Werkzeug entfernt werden kann.

In Abdekcungen von Heitzlüftern oder Haartrocknern sind Öffnungen zugelassen, allerdings nur mit so geringen Öffnungsweiten, dass eine zufällige Berührung der aktiven Teile ausgeschlossen ist. Das absichtliche Berühren der aktiven Teile mit Hilfe eins Drahtes oder einer Nadel wird hierdurch nicht verhindert.

Für elektrische Geräte sind Schutzarten festgelegt, die angeben, in welchem Umfang ein Gerät gegen das Eindringen von Fremdkörpern und von Wasser geschützt ist. Gekennzeichnet wird die Schutzart mit den Buchstaben IP(Internation Potection) und zwei Ziffern. Die erste Ziffer gibt den SChutz gegen das Eindringen fester Körper an, die zweite gegen das Eindringen von Wasser.

Wichtig

Isolierung, Umhüllung und Abdecken gelten als vollständiger Schutz gegen das direkte Berühren.

Hindernis und Abstand

Ein Hindernis verhindert ein zufälliges, aber nicht ein beabsichtiges direktes Berühren aktiver Teile. Ein zufälliges direktes Berühren wird auch verhindert, wenn die aktiven Teile außerhalb des handbereiches Leigen, beispielsweise in einer Höhe über 2,5m.

Schutz gegen indirektes Berühren

Schutzklassen

Der Schutz gegen direktes Berühren ist nur im ungestörten Betriebsfall wirksam. Im Fehlerfall, z.B. bei Beschädigung der Basisisolierung, ist ein Schutz nicht mehr gegeben. Durch die Schutzmaßnahmen "Schutz bei indirektem Brühren" wird sichergestellt, dass auch im Störfall keine gefährlichen Körperströme fließen können. Für diese Schutzmaßnahmen werden die elektrischen Geräte in drei Schutzklassen eingeteilt.

• Schutzklasse I: Geräte für Schutzleiter-Schutzmaßnahmen
• Schutzklasse II: Geräte mit Schutzisolierung
• Schutzklasse III: Geräte für Schutzkleinspannung

Aufgabe 2

Erkläre und beschreibe Aufbau und Wirkungsweise der einzelnen Schutzklassen. Die benötigten Informationen findest du in deinem Fachkundebuch.

Gibt für jede Schutzklasse ein Beispiel.

• Schutzklasse I: Bei der Schuzleiter-Schutzmaßnahme ist der schutz gegen gefährliche Körperströme zweifach ausgeführt:
  • Durch die Basisisolierung der aktiven Teile und
  • durch eine metallene Umhüllung, an die der SChutzleiter PE angeschlossen ist.
  • Ein Beispiel hierführ sind Haushaltsgeräte wie Waschmaschine oder Spülmaschine.
• Schutzklasse II: Bei Geräten der Schutzklasse II ist der Schutz gegen gefährliche Körperströme ebenfalls zweifach ausgeführt:
  • Durch die Basisisolierung der aktiven Teile und
  • Durch die zusätzliche Schutzisolierung oder Verstärkung der Basisisolierung.
  • Beispiele hierfür sind Handbormachinen oder Winkelschleifer.
• Schutzklasse III: Bei Geräten der Schutzklasse III darf die Nennspannung 50V Wechsel- und 120V Gleichspannung nicht überschreiten.
  • Stromkreise mit Schutzkleinspannung dürfen nicht geerdet oder an den Schutzleiter PE angeschlossen werden!
  • Beispiele für Geräte dieser Schutzklasse sind medizinische Geräte oder Spielzeuge.

Aufgabe 3

Auf einem Motor befindet sich die Aufschrift IP64. Erkläre kurz, was IP64 bedeutet. Begründe, ob sich der Motor für den Einsatz in Feuchträumen eignet.

• IP: International Protection
• 6: Schutz gegen das Eindringen von Staub (staubdicht), vollständiger Berührungsschutz
• 4: Schutz gegen Spritzwasser aus allen Richtungen.

Da der Motor gegen Spritzwasser aus allen Richtungen geschützt ist, ist ein Einsatz in Freuchträumen (Das bedeutet nicht, dass der Raum unter Wasser steht) möglich.