Präsentation. Fehlerstromschutzeinrichtung (RCD- Residual Current Device) Anwendung, Aufbau und Funktion eines 2poligen RCD`s:

Transkript

1 Präsentation Fehlerstromschutzeinrichtung (RCD- Residual Current Device) Anwendung, Aufbau und Funktion eines 2poligen RCD`s: von Oliver K. (Prüfungsnummer 16) Bild: 2 pol. Fehlerstromschutzschalter Seite 1

2 Inhaltsverzeichnis Deckblatt Seite 1 Inhaltsverzeichnis Seite 2 Eidesstattliche Erklärung Seite 3 Rahmenbedingungen Seite 4 Seite 5 Einordnung des Themas in den Ausbildungsrahmenplan Seite 6 Lernzielbereiche und Lernziele Seite 7 Methode der Wissensermittlung und Lernzielkontrolle Seite 8 Anwendung (dazugehörige VDE-Vorschrift) Seite 9 Technischer Aufbau Seite 10 Funktionsweise Seite 11 Wiederholungsfragen Seite 12 Fragen zu selbstständigen Bearbeitung Seite 13 Seite 2

3 Eidesstattliche Erklärung Hiermit erkläre ich, Oliver K., dass ich die Präsentation über die Fehlerstromschutzeinrichtung selbst und individuell erstellt habe. Die vorliegende Ausarbeitung wurde von mir eigenständig erarbeitet. Walzbachtal, Oliver K. Seite 3

4 Rahmenbedingungen Thema der Präsentation: Anwendung (dazugehörige VDE Vorschrift), Aufbau und Funktion eines Fehlerstromschutzschalters erklären Ausbildungsberuf: Elektroniker/in in Fachrichtung Energie- und Gebäudetechnik Lernort: Unterrichtsraum (Stadtwerke Ettlingen) Dauer der Präsentation: ca. 20 min Auszubildender: Der/die Auszubildende befindet sich im zweiten Lehrjahr in der Ausbildung zum Elektroniker/in in Fachrichtung Energie- und Gebäudetechnik Ausbildungsmittel: - Powerpointpräsentation - Notebook - Beamer - Leinwand - Montagebrett: - 3 Fehlerstrom-Schutzschalter 2-polig - 2 offene Fehlerstromschutzschalter Seite 4

5 Einsatz Gründe für den Einsatz der Ausbildungsmittel: Für diese Präsentation ist Powerpoint sehr gut geeignet, da die Inhalte einfach, anschaulich und strukturiert dargestellt werden können. Durch das stückweise Einblenden von Informationen lassen sich Verwendung (dazugehörige VDE Vorschriften, Aufbau und Funktionen der Fehlerstromschutzeinrichtung sehr gut erklären. Des Weiteren wird verhindert, dass der Zuhörer mit Informationen überflutet und somit überfordert wird. Die Fehlerstrom-Schutzschalter dienen zur Veranschaulichung. Hierdurch kann der Auszubildende einen Fehlerstrom-Schutzschalter erkennen und ihn von anderen Bauteilen unterscheiden. Durch den offenen Fehlerstrom-Schutzschalter lässt sich einfach zeigen, wie die inneren Bauteile in Realität aussehen. Dies soll die Vertrautheit zum Bauteil erhöhen. Bedeutung der Unterweisung für den Ausbildungsberuf: Um fachgerechte und vorschriftsmäßige Installationen vornehmen zu können, muss der Auszubildende die Funktionen elektrischer Bauteile kennen und diese unterscheiden können. Theoretische Vorkenntnisse: - Begriffe: Elektrischer Strom, Spannung, Widerstand - Aufbau einfacher Stromkreise (Spannungsquelle, Hinleiter, Rückleiter, Verbraucher) - Funktion eines Leitungsschutzschalters - Grundkenntnisse der elektromagnetischen Induktion - Aderbezeichnungen: L1, L2, L3, N, PE Seite 5

6 Einordnung des Themas in den Ausbildungsrahmenplan Lfd. Nr. Teil des Ausbildungsberufsbildes Qualifikationen, die zu vermitteln sind 4 (2.Jahr) Montieren und Installieren ( 4 Abs. 1 Nr. 9) b) Schutzeinrichtungen, Verkleidungen und Isolierungen anbringen Vertiefung von Themengebieten des 1. Lehrjahres Lernfeld Teil des Ausbildungsberufsbildes Qualifikationen, die zu vermitteln sind 9 Montieren und Installieren ( 4 Abs. 1 Nr. 9) 11 Messen und Analysieren ( 4 Abs. 1 Nr. 11) 12 Prüfen der Schutzmaßnahmen ( 4 Abs. 1 Nr. 12) c) Stromkreise und Schutzmaßnahmen festlegen c) Kenndaten und Funktion von Bauteilen und Baugruppen prüfen e) Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen bei indirektem Berühren, insbesondere durch Abschaltung mit Überstromschutzeinrichtungen und Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen, prüfen Seite 6

7 Lernzielbereiche Kognitive Lernziele: Der Auszubildende soll wissen, wann man eine Fehlerstromschutzeinrichtung benötigt und wie man sie nach VDE Vorschrift richtig einzusetzen hat. Des Weiteren soll er den Aufbau und die Funktion dieses Bauteils verstehen, einsehen und wiedergeben können. Der Fehlerstromschutzschalter muss vom Auszubildenden schnell und sicher von anderen Bauteilen unterschieden werden können. Hierbei kann er auf die bereits zuvor ermittelten Vorkenntnisse anderer Bauteile aufbauen. Affektive Lernziele: Durch die Präsentation über die Fehlerstromschutzeinrichtung soll der Auszubildende die Verwendung und den Unterschied zu bereits bekannten Bauteilen erlernen und soll somit Interesse in ihm wecken. Durch gezieltes Abfragen einfacher Vorkenntnissen soll der Auszubildende zum Erlernen von neuen Kenntnissen ermutigt und motiviert werden. Während der Präsentation wird der Auszubildende immer wieder in die Herleitung von Aufbau und Funktion mit eingebunden. Dies weckt die Arbeitsfreude und fördert die Konzentrationsfähigkeit. Dem Auszubildenden soll bewusst werden wie wichtig ein Fehlerstromschutzschalter ist und welche Vorschriften die VDE hierzu geltend macht. Somit wird das Verantwortungsbewusstsein des Auszubildenden geprägt und gestärkt. Des Weiteren soll er in der Lage sein, eigene und bereits vorhandene Installationen auf die erforderliche Schutzeinrichtung zu überprüfen. Das sichere Erreichen der Lernziele erhöht sein Selbstvertrauen, weckt in ihm Interesse nach erweitertem Wissen, steigert damit seine Motivation und die Freude an der Ausbildung. Lernziele Leitziel: Erfolgreiche Ausbildung zum Elektroniker mit Fachrichtung Energieund Gebäudetechnik Richtlernziel: Aufbau, Funktion und Anwendungsmöglichkeiten von elektrischen Betriebsmitteln zu erlernen um eine Installation nach VDE Vorschriften durchführen zu können. Grobziel: Anwendungsmöglichkeiten, Aufbau und Funktion einer Fehlerstromschutzeinrichtung zu erlernen. Seite 7

8 Feinziele: Der Auszubildende soll folgendes Wissen über eine Fehlerstromschutzeinrichtung bei der Präsentation erwerben: Anwendungsmöglichkeiten im Zusammenhang mit VDE Vorschriften Übliche Bezeichnungen Technischer Aufbau Wirkungsweise Funktionsweise Methode der Wissensvermittlung Die Ausbildung erfolgt nach der Drei-Stufen-Methode. Die inhaltlichen Schwerpunkte der Lernschritte werden bei dieser Art der Präsentation am besten erfasst. Der Zeitablauf und die einzelnen Schritte lassen sich gut vorbereiten. 1. Stufe: Vorbereiten des Auszubildenden: - Befangenheit nehmen und Kontakt herstellen, - Anknüpfung an den vorhandenen Erfahrungs- und Wissenstand, - Weckung von Interesse, Leistungs- und Aufnahmebereitschaft, - Vermittlung von Lernmotivation, - Beseitigung von Hemmungen 2. Stufe: Auseinandersetzung mit dem Lerngegenstand (Präsentation): - Ausführlich und verständlich erklären und zeigen - Genauere Erklärungen geben - Vorgehen und Begründen (Was? Wie? Warum?) - Wichtige Teilvorgänge bzw. Lernschritte hervorheben - Kernpunkte betonen und Funktionsschritte mit eigenen Worten wiederholen lassen 3. Stufe: Vervollkommnung und Festigung: - Das Erlernte wiederholen (üben und vertiefen) - Lob und gegebenenfalls Kritik üben - Überarbeitung des Sachgebiets (Hausaufgaben) Seite 8

9 Lernzielkontrolle Ein Großteil der zu vermittelnden Kenntnisse wird während der Präsentation in anderen Zusammenhängen wiederholt. An diesen Stellen wird der Auszubildende in die Herleitung der Funktion mit eingebunden. Durch diese Vorgehensweise wird der Lernerfolg ständig kontrolliert. Zum Schluss werden dem Auszubildenden Fragen über die gesamte Präsentation gestellt. Hierdurch wird das Erlernte noch einmal wiederholt und der Gesamtlernerfolg überprüft. Technischer Aufbau: Teilvorgänge Kernpunkte Begründung Anschlüsse Summenstromwandler Ausgangswicklung Auslösespule Schalteinrichtung Es sind Anschlusse für die Außenleiter und den Neutralleiter vorhanden Besteht aus Metall, durch ihn werden die Außenleiter und der Neutralleiter durchgeführt Ist eine Kupferwicklung die um den Summenstromwandler gewickelt ist An ihr ist die Ausgangswicklung angeschlossen. Ist an der Auslösespule angeschlossen und kann von Hand betätigt werden Der technische Aufbau eines Fehlerstrom- Schutzschalters wird vermittelt. Für das Erklären der Funktion ist das Wissen über den technischen Aufbau Grundvoraussetzung Seite 9

10 Funktionsweise: Teilvorgänge Kernpunkte Begründung Situation ohne Fehler Situation bei einem Fehler Wenn kein Fehler vorliegt, sind die hinund rückfließenden Ströme gleich groß. Die entstehenden Magnetfelder sind auch gleich groß und heben sich gegeneinander auf Ein Teil des Stromes fließt nicht über den Fehlerstrom-Schutzschalter zurück -> Ströme sind nicht mehr gleich groß -> Magnetfelder sind nicht mehr gleich -> Es entsteht ein Magnetfeld im Summenstromwandler -> An der Ausgangswicklung entsteht eine Spannung -> Auslösespule löst die Schalteinrichtung aus -> Stromkreis wird abgeschaltet Kenntnisse über Strom und Magnetfelder vermitteln, um die Funktion bei einem Fehler erklären zu können. Auszubildender soll die Funktionsweise der Fehlerstromschutzeinrichtung erlernen. Seite 10

11 Situation beim Drücken der Prüftaste Ein Teil des Stromes fließt über die Prüftaste und nicht durch den Summenstromwandler zurück. -> Ströme sind nicht mehr gleich groß -> gleicher Ablauf wie bei einem Fehler Auszubildender soll die Funktion der Prüftaste erlernen Anwendung: Teilvorgänge Kernpunkte Begründung Anwendung als Personenschutz DIN-VDE Vorschrift Bei einem Isolationsfehler kann Strom über den menschlichen Körper in die Erde fließen -> Ungleiche Ströme -> Fehlerstrom-Schutzschalter löst aus Wichtige Vorschriften aus der DIN VDE 0100 Teil 410: RCD grundsätzlich vorgeschrieben für Steckdosen bis I N 20 A Vorgeschrieben im Außenbereich Fehlerstromschalter muss einen Auslösestrom von 30mA haben Nur als zusätzlicher Schutz zugelassen Der Auszubildende soll die Aufgabe des Fehlerstromschutzeinrichtung verstehen und eine Anwendung kennen lernen Der Auszubildende soll wichtige Vorschriften über den Fehlerstrom- Schutzschalter erlernen Seite 11

12 Wiederholungsfragen: Teilvorgänge Kernpunkte Begründung Wiederholungs- Fragen Fragen über die gesamte Präsentation Kontrolle des Lernerfolges Ermitteln und Beheben von Wissenslücken. Wiederholungsfragen: - Was ist die neue und was ist die alte Bezeichnung für den Fehlerstromschutzschalter? - Antwort: RCD (neu) und FI (alt)! - Wann entsteht im Summenstromwandler ein Magnetfeld? - Antwort: Wenn hin- und rückfließenden Ströme ungleich null sind! - Was bewirkt das Magnetfeld an der Ausgangswicklung? - Antwort: Es entsteht eine Spannung! Seite 12

13 - Für welchen Schutz wird der RCD hauptsächlich angewendet? - Antwort: Personenschutz! - Ab welchem Fehlerstrom muss der RCD beim Personenschutz auslösen? - Antwort: 30mA! Fragen zur selbstständigen Bearbeitung: Teilvorgänge Kernpunkte Begründung Fragen zur selbständigen Bearbeitung Hersteller, Unterschied zu LS-Schalter, weitere Anwendungen, neue VDE- Vorschrift Vertiefen und Festigen des Erlernten. Fragen zur selbstständigen Bearbeitung: 1) Nennen sie drei Hersteller von Fehlerstrom-Schutzschaltern! 2) Was ist der Unterschied zw. einem Fehlerstrom-Schutzschalter und einem Leitungsschutzschalter? 3) Welche Anwendungen gibt es neben dem Personenschutz noch? 4) Mit welchen Auslöseströmen (neben 30mA) sind Fehlerstrom- Schutzschalter erhältlich und wo werden diese eingesetzt? 5.) Was sagt die VDE ab dem über den Schutz gegen den elektrischen Schlag aus? Wo muss man dann einen RCD einbauen? (Hinweis unter ) Seite 13