Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2

Elektrosicherheit, Netzformen und Schutzmaßnahmen

Elektrosicherheit im Serverraum: Netzformen TN-S und TT, Schutzklassen, RCD 30 mA, Abschaltbedingung, fünf Sicherheitsregeln und Überspannungsschutz.

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Darum geht es

Die Netzform beschreibt, wie Stromquelle und Körper der Betriebsmittel geerdet sind. Im TN-System ist der Sternpunkt geerdet und die Körper sind über den Schutzleiter damit verbunden. Im TN-S-System laufen Neutralleiter und Schutzleiter getrennt; das ist für IT-Räume wichtig, weil sonst Betriebsströme über Schirme und Datenleitungen fließen und Störungen verursachen. Im TT-System haben die Körper eine eigene Erdung, im IT-System ist die Stromquelle nicht oder nur hochohmig geerdet.

Der Schutz bei Fehlern nach DIN VDE 0100-410 beruht meist auf automatischer Abschaltung. Im TN-System mit 230 V muss ein Endstromkreis bis 32 A innerhalb von 0,4 s abschalten, im TT-System innerhalb von 0,2 s. Dafür darf die Schleifenimpedanz nicht zu groß sein. Ein Leitungsschutzschalter mit Charakteristik B löst sicher beim Fünffachen seines Bemessungsstroms aus, mit Charakteristik C beim Zehnfachen. Steckdosen bis 32 A für Laien erhalten zusätzlich eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) mit 30 mA, die bei direktem Berühren schützt.

Geräte der Schutzklasse I haben einen Schutzleiteranschluss, Schutzklasse II ist schutzisoliert, Schutzklasse III arbeitet mit Schutzkleinspannung. Vor Arbeiten an Anlagen gelten die fünf Sicherheitsregeln. Elektrische Anlagen darf nach DGUV Vorschrift 3 nur eine Elektrofachkraft errichten und ändern. Überspannungsschutz ist gestaffelt: Typ 1 (Blitzstrom) am Gebäudeeintritt, Typ 2 in der Verteilung, Typ 3 nahe am Gerät, dazu ein Potenzialausgleich. Die IP-Schutzart nennt mit der ersten Ziffer den Schutz gegen Fremdkörper, mit der zweiten gegen Wasser.

Das solltest du dir merken

TN-S trennt Neutral- und Schutzleiter im ganzen Netz und hält Schirme frei von Betriebsströmen.
Endstromkreise bis 32 A im TN-System mit 230 V schalten innerhalb von 0,4 s ab.
RCD mit 30 mA ist zusätzlicher Schutz, er ersetzt nicht den Schutzleiter.
Fünf Sicherheitsregeln: freischalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit feststellen, erden und kurzschließen, benachbarte Teile abdecken.
Schutzklasse I braucht den Schutzleiter, Schutzklasse II nicht.

Formeln

Abschaltbedingung im TN-System: $Z_{S} \leq \frac{U _{0}}{I _{a}}$; $Z_{S}$ Schleifenimpedanz in Ω, $U_{0}$ Spannung gegen Erde (230 V), $I_{a}$ Abschaltstrom in A
Abschaltstrom eines Leitungsschutzschalters: $I_{a} = k \cdot I_{n}$; $I_{n}$ Bemessungsstrom, $k = 5$ bei Charakteristik B, $k = 10$ bei Charakteristik C
Erdungswiderstand im TT-System mit RCD: $R_{A} \leq \frac{50 V}{I _{Δ n}}$; $R_{A}$ Erdungswiderstand der Körper in Ω, $I_{Δ n}$ Bemessungsdifferenzstrom des RCD in A

Typische Fehler in der Prüfung

Den Abschaltstrom mit dem Bemessungsstrom gleichgesetzt und den Faktor 5 oder 10 vergessen.
Die fünf Sicherheitsregeln in falscher Reihenfolge angewendet, etwa erden vor dem Feststellen der Spannungsfreiheit.
Für einen Serverraum ein TN-C-System für geeignet gehalten.
Milliampere des RCD nicht in Ampere umgerechnet.

Tipps aus der Werkstatt

Fünf Sicherheitsregeln in fester Reihenfolge: Freischalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit feststellen, Erden und Kurzschließen, benachbarte Teile abdecken. Elektrische Arbeiten machen nur Elektrofachkräfte oder unterwiesene Personen unter deren Aufsicht.
Netzformen am Namen lesen: erster Buchstabe Erdung der Quelle, zweiter Erdung der Körper. TN-S führt N und PE getrennt, TN-C kombiniert sie im PEN. Ströme auf Kabelschirmen im Serverraum deuten auf TN-C-Reste und Potentialunterschiede.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

15 Aufgaben zu „Elektrosicherheit, Netzformen und Schutzmaßnahmen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: Rahmenlehrplan IT-Systemelektroniker/-in (KMK 2019), Lernfeld 10; DIN VDE 0100-410, DIN VDE 0100-444, DIN VDE 0105-100, DGUV Vorschrift 3, DIN EN 60529. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.