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Elektroniker · Lehrjahr 2

Schutzmaßnahmen — einfach erklärt

Oft auch gesucht als: Schutzleiter RCD FI · Schutz gegen elektrischen Schlag

Damit im Fehlerfall niemand zu Schaden kommt, muss die Anlage schnell genug abschalten und darf keine gefährliche Spannung stehen lassen.

Schutzmaßnahmen jetzt üben Kostenlos, ohne Anmeldung · die Lösung sagen? Könnte jeder

Was dich hier erwartet

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Erklärt von ganz vorn Ohne Vorwissen, ein Satz nach dem anderen. Wer es schon kann, überspringt es.
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Nicht vorgesagt, sondern gefragt Du bekommst Fragen, die dich hinführen. Abschreiben geht hier nicht — verstehen schon.
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Was hakt, kommt wieder Nach einem Tag, nach drei Tagen, nach einer Woche. So lange, bis es sitzt.

So sieht das beim Üben aus

Eine echte Aufgabe aus diesem Thema. Du bekommst sie nicht vorgerechnet — du wirst hingeführt.

Die Aufgabe

An einer Steckdose wird eine Schleifenimpedanz von 2 Ω gemessen.
Wie groß ist der Kurzschlussstrom in Ampere? (U0 = 230 V)

Erste Frage an dich

Was ist die Schleifenimpedanz?

Der Widerstand der gesamten Fehlerschleife
Der Widerstand des angeschlossenen Geräts
Der Isolationswiderstand der Leitung

Danach kommen 2 weitere Fragen — und am Schluss schreibst du die Antwort selbst hin. Wenn du nicht weiterweißt, gibt es einen Tipp: Sie beschreibt den ganzen Weg, den ein Fehlerstrom nimmt.

Schutzmaßnahmen von ganz vorn

Ein Satz nach dem anderen, ohne Vorwissen.

Gefährlich wird es, wenn ein Außenleiter das Metallgehäuse eines Geräts berührt. Dann steht das Gehäuse unter Spannung.

Zwei Dinge müssen dann passieren: Die Spannung am Gehäuse darf nicht gefährlich hoch werden, und die Anlage muss schnell abschalten.

Als noch ungefährlich gilt bei Wechselspannung eine Berührungsspannung von 50 V. Alles darüber muss weg.

Beim Abschalten kommt es auf den Fehlerstrom an. Er läuft vom Trafo über den Außenleiter zur Fehlerstelle und über den Schutzleiter zurück. Alle Widerstände dieses Weges zusammen heißen Schleifenimpedanz Z s.

Je kleiner die Schleifenimpedanz, desto größer der Kurzschlussstrom — und desto schneller löst die Sicherung aus. Deshalb misst man sie beim Prüfen der Anlage.

Der Fehlerstromschutzschalter, kurz RCD, geht einen anderen Weg. Er vergleicht den hinfließenden mit dem zurückfließenden Strom. Fehlt etwas, schaltet er ab.

Üblich sind 30 mA. Ein Mensch spürt schon 30 mA deutlich, aber bei dieser Empfindlichkeit schaltet der RCD ab, bevor es lebensgefährlich wird.

Aus den 50 V und dem Auslösestrom ergibt sich, wie groß der Erdungswiderstand höchstens sein darf: R A = 50 V : I Δn.

Wozu man das braucht

Schritt für Schritt

  1. Kläre, um welche Frage es geht: Schaltet schnell genug ab, oder bleibt eine gefährliche Spannung stehen?
  2. Für die Abschaltbedingung: I = U₀ : Z s ausrechnen, mit U₀ = 230 V.
  3. Vergleich diesen Strom mit dem, den die Sicherung zum schnellen Auslösen braucht.
  4. Für die Berührungsspannung: U B = R A · I Δn.
  5. Vergleich das Ergebnis mit 50 V. Darüber ist es nicht zulässig.
  6. Schreib immer dazu, ob die Bedingung erfüllt ist — die Zahl allein ist keine Antwort.

Ein durchgerechnetes Beispiel

Aufgabe: Ein RCD löst bei 30 mA aus. Wie groß darf der Erder höchstens sein?

  1. 30 mA sind 0,03 A.
  2. Zulässig sind 50 V.
  3. R A = 50 V : 0,03 A

Ergebnis: rund 1667 Ω

Die häufigsten Fehler

Milliampere nicht in Ampere umgerechnet30 mA sind 0,03 A. Mit 30 statt 0,03 liegt das Ergebnis um den Faktor 1000 daneben.
RCD und Sicherung verwechseltDer RCD schützt Personen vor Fehlerströmen, die Sicherung schützt die Leitung vor Überlast. Das eine ersetzt das andere nicht.
Nur gerechnet, nicht bewertet„1667 Ω“ ist keine vollständige Antwort. Dazu gehört: Der gemessene Erder liegt darunter, also ist die Bedingung erfüllt.
Grenzwert 50 V mit der Netzspannung verwechselt230 V ist die Betriebsspannung. Als Berührungsspannung sind bei Wechselstrom nur 50 V zulässig.

Grenzwerte, die du kennen musst

GrößeWertWofür
Zulässige Berührungsspannung50 VWechselspannung, normale Umgebung
Zulässige Berührungsspannung120 VGleichspannung
Nennfehlerstrom RCD30 mASteckdosen bis 32 A · Räume mit Badewanne oder Dusche (mit Ausnahmen) · Außenbereich
Nennfehlerstrom RCDhöchstens 300 mAin feuergefährdeten Betriebsstätten · der zusätzliche Schutz von Personen verlangt 30 mA
Höchster Erderwiderstand50 V : I Δnbei 30 mA also rund 1667 Ω
KurzschlussstromI = U₀ : Z sU₀ = 230 V gegen den Sternpunkt

Wie schnell abgeschaltet werden muss, hängt vom Netzsystem und vom Stromkreis ab — die maßgebenden Zeiten stehen in DIN VDE 0100-410 und in deinem Tabellenbuch.

Zum Ansehen

Trafo Gerät Gehäuse L — hin PE — zurück Beide Wege zusammen sind die Schleifenimpedanz Z s

Wörter, die man kennen muss

Schleifenimpedanz Z sDer gesamte Widerstand der Fehlerschleife: hin über L, zurück über PE.
Berührungsspannung U BDie Spannung, die im Fehlerfall an einem berührbaren Teil steht.
RCD / FIFehlerstromschutzschalter. Vergleicht hin- und zurückfließenden Strom.
I ΔnDer Nennfehlerstrom, bei dem der RCD auslöst — meist 30 mA.
Erdungswiderstand R ADer Widerstand vom Schutzleiter über den Erder zur Erde.

Das Wichtigste in Kürze

  • Zulässige Berührungsspannung bei Wechselspannung: 50 V
  • I k = U₀ : Z s — der Kurzschlussstrom aus der Schleifenimpedanz
  • U B = R A · I Δn — die Berührungsspannung am Erder
  • R A = 50 V : I Δn — höchstzulässiger Erdungswiderstand
  • Kleine Schleifenimpedanz heißt großer Fehlerstrom heißt schnelles Abschalten.
  • Der RCD schützt Personen, die Sicherung schützt die Leitung. Beides zusammen, nicht eines statt des anderen.

Wie gefährlich ist welcher Strom? — zum Ausprobieren

Nicht die Spannung tötet, sondern der Strom durch den Körper. Zieh Spannung und Körperwiderstand.

Das Modell zum Schieben steht in der App — dort siehst du sofort, was sich ändert, wenn du an einem Wert drehst.

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Lesen reicht nicht

Verstanden hast du es erst, wenn du es selbst hinschreiben kannst. Genau dafür ist diese Seite gebaut: Die Lösung sagen könnte jeder — hier kommen Fragen, die dich hinführen, und am Schluss schreibst du die Antwort selbst.

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