Elektrische Sicherheit & Schutz

Direkte und indirekte Kontakte

In TT-Systemen (öffentliche Verteilungsnetze) ist der Neutralleiter des Transformators geerdet und alle Körper sind ebenfalls geerdet.

• Direkter Kontakt: Personen oder Tiere berühren einen aktiven Leiter.
• Indirekter Kontakt: Personen oder Tiere berühren den Körper eines Betriebsmittels, das aufgrund eines Isolationsfehlers unter Spannung steht.

Überstrom

Strom, der höher ist als der Nennstrom der Leitung. Ursachen:

• Überlast: Hoher Verbrauch oder Isolationsfehler.
• Kurzschluss: Zwei aktive Teile verbinden sich mit vernachlässigbarem Widerstand.
• Überspannung: Blitzschlag oder Fehler in einer Phasenleitung.

Überstromschutz

Schutzvorrichtungen, die Überstrom automatisch erkennen und den Stromkreis unterbrechen (z.B. Leistungsschalter und Sicherungen). Die Reaktionszeit ist bei Kurzschlüssen sehr kurz, bei Überlastungen länger.

Sicherungen

Schützen vor Überlast und Kurzschluss.

Merkmale von Sicherungen:

• Nennstrom (In): Maximaler Strom, der dauerhaft fließen kann.
• Ausschaltvermögen: Maximale Stromstärke, die unterbrochen werden kann.
• Schmelzkurven: Grafische Darstellung des Verhältnisses Strom/Zeit.

Bauarten von Sicherungen:

• gG oder gL: Für allgemeine Anwendungen, Schutz vor Überlast und Kurzschluss.
• aM: Begleitsicherungen für Motoren (Schutz vor Kurzschluss).
• Zylindrische Sicherungen: In Schutzkästen und Verteilungsanlagen.
• Diazed-Sicherungen: Für Gebäudeinstallationen.
• NH-Sicherungen: Niederspannungssicherungen mit hohem Ausschaltvermögen (HRC).

Leistungsschalter

Teile eines Leistungsschalters:

• Magnetischer Auslöser: Öffnet die Kontakte bei hohem Strom (Kurzschluss).
• Thermischer Auslöser: Öffnet den Stromkreis bei Überlast (Bimetallstreifen).

Auslösekennlinien:

• Nennstrom (In): Maximaler Strom, den der Leistungsschalter dauerhaft führen kann.
• Ausschaltvermögen: Maximale Stromstärke, die unterbrochen werden kann.
• Kurven: Bestimmen die Abschaltzeiten in Abhängigkeit vom Strom.

Fehlerstromschutzschalter (RCD/FI)

Schützen Personen vor direkten und indirekten Kontakten sowie die Anlage vor Isolationsfehlern und Brandgefahr. Bei einem Erdschluss sind Eingangs- und Ausgangsstrom unterschiedlich, was den FI-Schalter auslöst.

Die Wirksamkeit hängt stark von der Erdungsanlage ab.

Auslöseklasse

FI-Schalter müssen schnell genug auslösen, um Gefährdungen zu vermeiden. Sie müssen in Verbindung mit einem Leistungsschalter verwendet werden.

Selektivität

• Zeitselektivität: Verzögerung der Auslösung vorgeschalteter Schutzgeräte.
• Stromselektivität: Höherer Auslösestrom vorgeschalteter Schutzgeräte.

Überspannungsschutz

• Transiente Überspannungen: Kurzzeitig, durch Schaltvorgänge oder Blitzschlag.
• Permanente Überspannungen: Durch Neutralleiterbruch, können Geräte zerstören und Brände verursachen.

Auswahl von Überspannungsableitern

• Entladestrom (In): Spitzenwert des Entladestroms.
• Maximaler Entladestrom (Imax): Maximale Stromspitze, die der Ableiter aushalten kann.
• Schutzpegel (Up): Klemmenspannung des Ableiters.
• Nennspannung (Un): Referenzspannung für den Betrieb des Ableiters.
• Restspannung: Spannung am Ableiter während der Ableitung.
• Maximal zulässige Spannung (Uc): Maximale Dauerspannung.

Erdungsanlagen

Ziel: Begrenzung der Spannung an Metallrahmen, Schutz von Personen und Betriebsmitteln, Beseitigung des Risikos durch Fehler in der Elektroinstallation.

Erdung

Bestandteile:

• Erdungselektroden: Im Boden vergrabene Leiter (Stäbe, Drähte, Platten, Ringe, Metallgitter).
• Erdungsleiter: Verbinden die Erdungselektroden mit den zu schützenden Anlagenteilen.
• Erdungsklemmen: Verbindungspunkte.

Querschnitt des Erdungsleiters: 16mm², 25mm², 35mm² oder 50mm².