Lernfeld 2 · Prüfung Teil 1

Arbeitssicherheit und Schutzmaßnahmen

Arbeitssicherheit und Schutzmaßnahmen: fünf Sicherheitsregeln, Basis- und Fehlerschutz, RCD, Abschaltbedingung, Schutzarten und Erstprüfung.

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Darum geht es

Bevor du an einer Anlage arbeitest, stellst du den spannungsfreien Zustand mit den fünf Sicherheitsregeln her, und zwar in fester Reihenfolge: freischalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit allpolig feststellen, erden und kurzschließen, benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken. Erden und Kurzschließen ist in Niederspannungsanlagen nur unter bestimmten Bedingungen verzichtbar, die Spannungsfreiheit prüfst du immer selbst.

Der Schutz gegen elektrischen Schlag besteht aus Basisschutz und Fehlerschutz. Basisschutz verhindert das Berühren aktiver Teile, etwa durch Isolierung oder Abdeckung. Fehlerschutz greift, wenn trotzdem ein Fehler auftritt, im TN-System durch automatische Abschaltung. Dafür muss die Fehlerschleifenimpedanz $Z_{S}$ so klein sein, dass die Schutzeinrichtung schnell genug auslöst: In Endstromkreisen bis 32 A bei 230 V gegen Erde höchstens 0,4 s. Ein RCD mit $30 mA$ ist zusätzlicher Schutz, zum Beispiel für Steckdosen bis 32 A.

Elektrische Betriebsmittel tragen eine Schutzklasse (I mit Schutzleiter, II schutzisoliert, III Schutzkleinspannung) und eine IP-Schutzart. Die erste Ziffer steht für Fremdkörper und Berührung, die zweite für Wasser. In Bädern richtet sich die Mindestschutzart nach dem Bereich, in Bereich 1 und 2 mindestens IPX4.

Vor der Inbetriebnahme folgt die Erstprüfung nach DIN VDE 0100-600: besichtigen, erproben und messen. Gemessen werden unter anderem Durchgängigkeit des Schutzleiters, Isolationswiderstand, Schleifenimpedanz und die Auslösung der RCDs. Alles kommt ins Prüfprotokoll.

Das solltest du dir merken

Die fünf Sicherheitsregeln immer vollständig und in der richtigen Reihenfolge.
Abschaltzeit im TN-System, Endstromkreise bis 32 A an 230 V: höchstens 0,4 s.
Ein RCD 30 mA ist zusätzlicher Schutz und ersetzt nicht den Fehlerschutz.
Isolationswiderstand in 230/400-V-Anlagen mit 500 V DC messen, Grenzwert mindestens 1 MΩ.
IP-Code: erste Ziffer Fremdkörper, zweite Ziffer Wasser.

Formeln

Abschaltbedingung im TN-System: $Z_{S} \cdot I_{a} \leq U_{0}$; $Z_{S}$ Schleifenimpedanz in Ω, $I_{a}$ Auslösestrom für die geforderte Abschaltzeit in A, $U_{0}$ Nennspannung gegen Erde in V
Schutzleiterwiderstand: $R_{PE} = \frac{l}{κ \cdot A}$; $l$ Länge des Schutzleiters in m, $κ$ Leitfähigkeit in m/(Ω·mm²), $A$ Querschnitt in mm²

Typische Fehler in der Prüfung

Sicherheitsregeln vertauscht, etwa Spannungsfreiheit feststellen vor dem Sichern gegen Wiedereinschalten.
Den RCD als Ersatz für Fehlerschutz oder Überstromschutz angesehen.
Bei der Abschaltbedingung den Bemessungsstrom statt des Auslösestroms eingesetzt.
IP-Ziffern verwechselt, die zweite Ziffer betrifft das Wasser.

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Zufallszahlen

Bei einem Körperschluss fließt ein Fehlerstrom von $50 mA$ über den Erdungswiderstand $R_{A} = 20 Ω$ . Welche Berührungsspannung entsteht am Gehäuse? Runden Sie auf zwei Nachkommastellen.

Tipps aus der Werkstatt

Die fünf Sicherheitsregeln in dieser Reihenfolge: 1. Freischalten, 2. gegen Wiedereinschalten sichern, 3. Spannungsfreiheit feststellen, 4. Erden und Kurzschließen, 5. benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken. Die Reihenfolge wird in der Prüfung gern abgefragt.
Spannungsfreiheit stellst du allpolig mit einem zweipoligen Spannungsprüfer fest, nie mit einem Phasenprüfer („Lügenstift“). Den Spannungsprüfer unmittelbar vorher und nachher an bekannter Spannung prüfen.
Drei Ebenen: Basisschutz gegen direktes Berühren (Isolierung, Abdeckung), Fehlerschutz bei indirektem Berühren (Schutzleiter und Abschaltung, Schutzisolierung) und zusätzlicher Schutz durch RCD mit 30 mA.

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60 Aufgaben zu „Arbeitssicherheit und Schutzmaßnahmen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: Rahmenlehrplan Elektroberufe Industrie, Lernfeld 2 (KMK); DIN VDE 0105-100; DIN VDE 0100-410, -600, -701; DIN EN 60529. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.