13.2 Repetitionen Personenschutz

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1 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RETITIONEN RSONENSCHUTZ Kapitel Regeln der Technik. Repetitionen Personenschutz Verfasser: Hans-Rudolf Niederberger Elektroingenieur FH/HTL Vordergut 1, 877 Nidfurn Ausgabe: September Januar 015

2 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RETITIONEN RSONENSCHUTZ 1 Schlaufenwiderstand in der Hausinstallation Beschreiben Sie den Schleifenwiderstand in einem Kurzschlusskreis. Machen Sie eine Skizze des Kurzschlusskreises und berechnen Sie für einen Stromkreis (Lampen-Zuleitung) mit D- Sicherung 10A den zulässigen Schlaufenwiderstand, dass der Personenschutz erfüllt ist (NIN muss verwendet werden). Welcher Leitungslänge von 1,5mm entspricht dies?,76ω Nach der Errichtung einer Niederspannungsanlage ist unter anderem eine Messung der Schleifenimpedanz mit Netzfrequenz zur Kontrolle der Einhaltung der Abschaltbedingungen durchzuführen. Abschaltbedingungen bei 30V im System TN (NIN ) Endstromkreise 3 A 0,4s Stromkreise > 3 A 5s Verteilerstromkreise 5s Auslösewerte von Überstromunterbrechern mit Auslösezeit 0,4 s Nennstrom DIAZED NH gg gl LS L/B LS V/C LS D/Z / Auslösewerte von Überstromunterbrechern mit Auslösezeit Nennstrom DIAZED träge NH gg gl LS L/B 1) LS V/C 1) 5,0 s LS D/Z 1) / ) Tabelle ABB- CMC 3. Januar 015

3 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RETITIONEN RSONENSCHUTZ Schlaufenwiderstand in der Hausinstallation Beschreiben Sie den Schleifenwiderstand in einem Kurzschlusskreis. Machen Sie eine Skizze des Kurzschlusskreises und berechnen Sie für einen Stromkreis (UV-Zuleitung) mit DIN- Sicherung 63A den zulässigen Schlaufenwiderstand, dass der Personenschutz erfüllt ist (NIN darf nicht verwendet werden). 0,4337Ω Nach der Errichtung einer Niederspannungsanlage ist unter anderem eine Messung der Schleifenimpedanz mit Netzfrequenz zur Kontrolle der Einhaltung der Abschaltbedingungen durchzuführen. Abschaltbedingungen bei 30V im System TN (NIN ) Endstromkreise 3 A 0,4s Stromkreise > 3 A 5s Verteilerstromkreise 5s Auslösewerte von Überstromunterbrechern mit Auslösezeit 0,4 s Nennstrom DIAZED NH gg gl LS L/B LS V/C LS D/Z / Auslösewerte von Überstromunterbrechern mit Auslösezeit Nennstrom DIAZED träge NH gg gl LS L/B 1) LS V/C 1) 5,0 s LS D/Z 1) / ) Tabelle ABB- CMC 3. Januar 015

4 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RETITIONEN RSONENSCHUTZ 3 Auslösezeiten Überstromunterbrecher und RCD-Schutz Tragen Sie die richtigen Werte: 0,4s, 5 s und RCD oder Kombinationen in die entsprechenden Kästchen ein! Auswahl: 0,4 5 RCD Hauptverteilung 5A DII 100A DIN00 UV Lager A A Licht Licht UV Produktion A 50A 3A NH00 Beleuchtung Halle Backofen 35A Büro Typ3 Boiler 3A CEE 3A HAK Wann ist die automatische Abschaltung im Fehlerfall innert 5 s vorzusehen? Steckdosen > 3A und Verteilerstromkreise >= 3A müssen Im Fehlerfall innert 5s abschalten. Wann ist die automatische Abschaltung im Fehlerfall innert 0,4s vorzusehen? Steckdosen <= 3A und Verteilerstromkreise < oder gleich 3A müssen innert 0,4 Sekunden im Fehlerfall abschalten. Wann müssen Abgänge ab einer SK mit FI geschützt sein? Steckdosen < oder gleich 3A müssen mittels FI geschützt werden. Wann kann bei einem Abgang ab einer SK auf den FI-Schutz verzichtet werden? Steckdosen welche nicht frei zugänglich sind und Leitungen > 3A brauchen keinen FI! 3. Januar 015

5 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RETITIONEN RSONENSCHUTZ 4 Netzfehler ohne Schutzpotentialausgleich Der Schutzpotentialausgleich ist eine Teilmassnahme für den Schutz vor dem elektrischen Schlag. Der genannte Potentialausgleich verbindet in einer Verbraucheranlage den Fundamenterder über die Haupterdungsschine mit allen fremden leitfähigen Teilen sowie dem - oder N-Leiter des EVU- Netzes. Zu den leitfähigen Teilen gehören z.b. metallene Rohrleitungen für Gas und Wasser, Zentralheizungsanlagen und Metallteile der Gebäudekonstruktion. Wie wird durch den Schutzpotentialausgleich erreicht, dass im Fehlefall bis zum Abschaltmoment durch die Schutzeinrichtung sowie beim Versagen der angewandten Schutzmassnahmen keine gefährdung des Menschen durch einen Stromschlag besteht? I F kwh I F L1 L L3 Ohmscher Leitungswiderstand vom Transformator bis zum Betriebsmittel R = 0, 7Ω L I F N R N N RCD N Schutzleiter und N-Leiter R = 0, 05Ω R = 0, 65Ω N R L N U F V R B R A = 1, 1Ω = 0, 7Ω V Widerstand des Messgerätes R = Ω M R B R A Der angegebene Stromlaufplan gibt in vereinfachter Darstellung die Verbraucheranlage ohne Schutzpotentialausgleich (SPA) an. Als Schutzmassnahme wird die automatische Abschaltung der Stromversorgung im Fehlefall durch einen Fehlerstromschutzschalter eingesetzt. a) Erarbeiten Sie für den Fehlerfall das Ersatzschaltbild des Fehlerkreises. b) Berechnen Sie den Fehlerstrom (I F ) im Fehlerfall! c) Ermitteln Sie die Berührungsspannung (U F ) im Fall des Isolationsfehlers! 3. Januar 015

6 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RETITIONEN RSONENSCHUTZ 5 Netzfehler mit Schutzpotentialausgleich Der Schutzpotentialausgleich ist eine Teilmassnahme für den Schutz vor dem elektrischen Schlag. Der genannte Potentialausgleich verbindet in einer Verbraucheranlage den Fundamenterder über die Haupterdungsschine mit allen fremden leitfähigen Teilen sowie dem - oder N-Leiter des EVU- Netzes. Zu den leitfähigen Teilen gehören z.b. metallene Rohrleitungen für Gas und Wasser, Zentralheizungsanlagen und Metallteile der Gebäudekonstruktion. Wie wird durch den Schutzpotentialausgleich erreicht, dass im Fehlefall bis zum Abschaltmoment durch die Schutzeinrichtung sowie beim Versagen der angewandten Schutzmassnahmen keine gefährdung des Menschen durch einen Stromschlag besteht? I F kwh I F L1 L L3 Ohmscher Leitungswiderstand vom Transformator bis zum Betriebsmittel R = 0, 7Ω L I F N R N Haupt- Erdungsschiene Erdungs- Leiter Erdungs- Leiter N R RCD L N Schutzpotential- Ausgleichsleiter V N U F Schutzleiter und N-Leiter R = 0, 05Ω R = 0, 65Ω N R B R A = 1, 1Ω = 0, 7Ω V Widerstand des Messgerätes R = Ω M R B R A Der angegebene Stromlaufplan gibt in vereinfachter Darstellung die Verbraucheranlage mit Schutzpotentialausgleich (SPA) an. Als Schutzmassnahme wird die automatische Abschaltung der Stromversorgung im Fehlefall durch einen Fehlerstromschutzschalter eingesetzt. a) Erarbeiten Sie für den Fehlerfall das Ersatzschaltbild des Fehlerkreises. b) Berechnen Sie den Fehlerstrom (I F ) im Fehlerfall! c) Ermitteln Sie die Berührungsspannung (U F ) im Fall des Isolationsfehlers! d) Welche Schlussfolgerung ziehen Sie, wenn Sie die Resultate mit der Aufgabe 4 vergleichen? 3. Januar 015

7 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RETITIONEN RSONENSCHUTZ 101 (18-39) Wie gross darf die Fehlerspannung in Hausinstallationen maximal sein? Beschreiben Sie den Begriff: - Fehlerspannung und - Berührungsspannung. F V AC, bei höheren Spannungen maximal 0,4s bzw. 5 Sekunden. Die Fehlerspannung ist die Spannung die bei einem Isolationsfehler zwischen der neutralen Erde und einem Körper auftritt Die Berührungsspannung, ist die Spannung die zwischen gleichzeitig berührbaren Teilen während eines Isolationsfehlers auftritt. 10 (18-09) S3 E05 Wie gross darf der Berührungsstrom (Körperstrom) im Maximum sein? UN >50V Ja Zufälliges Berühren möglich Ja Nein Nein OK Ib <0,5mA Oder Ub <50V Ja Nein taus <0,4s <5,0s Nein Ja F.8.3 maximal 0,5mA bei 50Hz Definition des Körperstromes U N I b U b t aus Nennspannung Berührungsstrom Berührungsspannung Ausschaltzeit des Üu Ja OK OK OK Basisschutz Fehlerschutz Bild Welche Maximale Spannung, kann als nicht gefährlich bezeichnet werden? Spannungsbereich I 50VAC bei 50Hz 10VDC 104 (-0) Unter welchen Bedingungen gilt der Grundsatz betreffend Personenschutz als erfüllt? Betriebsspannung max. 50VAC oder Berührungs- Fehler- Strom <0,5mA spannung <50V E05 M04 M05 Bei Fehler- >50V t 0,4s bzw. 5s 3. Januar 015

8 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RSONENSCHUTZ RETITIONSFRAGEN 104 Zähle4 Massnahmen auf, welche gefährliche Fehler- und Berührungsspannungen, sowie gefährliche Berührungsströme verhindern! 4.1 Sonderisolierung S3 E05 M03 M04 M05 (Zeichnen Sie zu Schtzmassnahmen ein zugehöriges Zeichnungssymbol auf wenn vorhanden ) Isolierter Standort Fehlerstromschutzschaltung Schutztrennung 105 Zähle 3 weitere Massnahmen auf, welche gefährliche Fehler- und Berührungsspannungen, sowie gefährliche Berührungsströme verhindern! 4.1 PA ZPA Potentialausgleich Zusätzlicher PA S3 E05 M03 M04 M05 (Zeichnen Sie zu Schtzmassnahmen ein zugehöriges Zeichnungssymbol auf wenn vorhanden ) Erdanschluss Armierung Fundamenterder Leiter als Fundamenterder 106 (18-08) Was für Schutzklassen kennen Sie und wo werden sie angewendet? Schutzklasse 0 kein Schutz bei indirekter Berührung Schutzklasse I Erdanschluss Schutzklasse II Zweite (doppelte) Isolierung Schutzklasse III Anschluss an SELV und LV 107 Was muss an den Türen von elektrischen Betriebsräumen angebracht werden? B+E - Verbotsschilder (A) an Türen elektrischer Betriebsräume Warnzeichen (B) in der nähe spannungsführender Teile 3. Januar 015

9 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RSONENSCHUTZ RETITIONSFRAGEN 108 Nennen Sie zwei Orte, wo Anleitungen zur Hilfestellung bei Stromunfällen anzubringen sind! Erste Hilfe Anleitungen zur Hilfestellung: - Elektrische Betriebsräume - Maschinenräumen von Aufzugsanlagen - Industriebetrieben mit Nennspannungen >300V gegenn Erde - Gewerbebetriebe mit Nennspannungen >300V gegen Erde 109 In welcher Zeit muss die Fehlerspannung in Hausinstallationen abgeschaltet werden? Schutzklasse I sind geeredete fest angeschlossene Geräte und Steckdosenstromkreise ,4 Sekunden für alle Endstromkreise kleiner 3A bzw. der Schutzklasse I 5 Sekunden für alle Endstromkreise grösser gleich 3A und Verteilerstromkreise 110 Wie kann der Personenschutz bzw. die Einhaltung der Nullungsart TN-S überprüft werden? B+E Isolationsmessung (17-07) 111 Was bedeutet Schutztrennung? Nenen Sie Beispiele bzw. Geräte um Schutztrennung zu erreichen! Durch Schutztrennung eines einzelnen Stromkreises sollen Gefahren beim Berühren von Körpern vermieden werden, die durch einen Fehler in der Grundisolierung des Stromkreises unter Spannung gesetzt werden können. Beispiele: - Sicherheitstransformatoren (SELV, LV) - Trennumformer - Motorgeneratoren mit genügend Isolation - Relais, Schützen - Hilfsschalter 3. Januar 015

10 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RSONENSCHUTZ RETITIONSFRAGEN 11 Bis zu welcher Spannung dürfen für Niedervolt- Beleuchtungsanlagen blanke Leiter verwendet werden? >5VAC >60VDC (1-31) 1 Welche Art Kleinspannungsanlage, SELV oder LV darf nicht mit dem Schutzleiter verbunden werden? SELV Aktive Teile von Stromkreisen für SELV dürfen nicht mit Erde oder mit Aktiven Teilen oder mit Schutzleitern anderer Stromkreise verbunden sein. 114 (10-7) E05 In welcher Zeit muss das Überstromschutzorgan eines Steckdosenstromkreises im Fehlerfall ausschalten? ,4 s Festangeschlossene Betriebsmittel 5 s 115 E00 Nennen Sie drei Massnahmen, um den Berührungsstrom genügend klein zu halten! Das richtige Symbol ist zusätzlich zu zeichnen Sonderisolierung, Schutzklasse II Isolierter Standort, Schutz durch nichtleitende Räume Schutztrennung, Fehlerstromschutzschalter 3. Januar 015

11 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RSONENSCHUTZ RETITIONSFRAGEN 116 E00 Nennen Sie drei Massnahmen, welche die Fehlerspannung begrenzen oder abschalten! Das richtige Symbol ist zusätzlich zu zeichnen Erder Erdung, Potentialausgleich Nullung, Abschaltung (Leitungsschutz) 117 Warum werden in Installationen Schutzpotentialausgleichsleiter (SPA) verlegt? Damit die Berührungsspannungen im Fehlerfall klein gehalten werden können. 118 Wie hoch ist die Prüfspannung bei Schutzisolierung und wie sieht das Kennzeichen der Schutzisolierung aus? Die Prüfspannung beträgt 000V Geräte welche Schutzisoliert sind gelten als berührungssicher. 119 Der gefährliche Körperstrom ist von: a) a nach b b) a nach c c) c nach d d) a nach d a nach c Der gefährliche Körperstrom führt über das Herz! 3. Januar 015

12 TECHNISCHE DOKUMENTATION LÖSUNGSSATZ REGELN DER TECHNIK RSONENSCHUTZ RETITIONSFRAGEN 10 Bezogen auf die Stromstärke und deren Einwirkdauer bezeichnet man als Wahrnehmbarkeitsschwelle den Diagrammverlauf bei: 11 Welche Abschaltzeiten bei einem Kurzschluss sind nach NIN gefordert? NIN Abschaltbedingungen bei 30V im System TN Endstromkreise Stromkreise Verteilerstromkreise 3 A 0,4s > 3 A 5s 5s 3. Januar 015