Praktische Anwendung von...

Praktische Anwendung von FI-Schutzschaltern

K O M P E T E N Z V E R B I N D E T .

w Funktionsweise

w Typen

w Bauarten

w Normen und Vorschriften

w Anwendungsbereiche

E N E R G I E I N D U S T R I E G E B Ä U D E A N L A G E N D AT E N K A B E L L I C H T P H O T O V O L TA I K

Typ A

2

Inhaltsverzeichnis

w Einleitung ........................................................................................................Seite 3

w Auswirkungen des elektrischen Stromes auf den Menschen ......................Seite 4

w Funktionsweise und Geschichte des FI-Schutzschalters ..............................Seite 4

w Typen und Bauarten von FI-Schutzschaltern ...............................................Seite 6

w Normen und Vorschriften ..............................................................................Seite 16

w Anwendungsbereiche für FI-Schutzschalter ................................................Seite 21

w Schlusswort .....................................................................................................Seite 30

w Quellennachweis ...........................................................................................Seite 31

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Sehr geehrter Infotage-Besucher!

Seit der Erfindung des FI-Schutzschalters und der verpflichtenden Installation in privaten Neubauten 1980 hat sich sehr viel geändert - nicht nur in der Kommunikationstechnik, auch bei der Beleuchtung, den Haushalts-geräten, bei Heizungen oder in der Stromerzeugung. Man bedenke nur die Kaufkriterien einer Waschmaschine in den 80ern des vorigen Jahrhunderts und heute. Damals waren die Umdrehungen des Schleuderns ein sehr wichtiger Entscheidungsgrund, heute eher die Energieeffizienz. Eine moderne Waschmaschine oder auch der Trockner kontrollieren selbstständig das Gewicht der Wäsche und lassen die Trommel langsam und die Wäsche schonend starten. Auch die Lautstärke ist heute ein Kriterium. Das bedeutet aber auch, dass die Elektronik und die elektronischen zum Teil frequenzgesteuerten Motor-Steuerungen immer mehr in unser tägliches Leben Einfluss nehmen.

Dies ändert aber auch die Bedürfnisse an unsere Sicherheitstechnik. Wer hat im Jahr 1980 an die eigene Stromerzeugung durch PV-Anlagen oder Windräder, an Ladestationen für Elektro-Autos oder auch nur an Überspannungsableiter gedacht.

Es ist klar, dass durch unser hohes Schutzniveau in Österreich glücklicherweise die Anzahl der Toten durch elektrischen Schlag ständig zurückgeht. Es wird jedoch oftmals vergessen, dass heute eine sehr häufige Brandursache der elektrische Strom ist und dadurch ebenfalls viele Personen zu Schaden oder gar zu Tode kommen. Auch die Versicherungen werden dies in Zukunft verstärkt - so wie bereits heute in Deutschland - ins Visier nehmen, da es hier natürlich um eine Reduzierung der Schäden geht.

In dieser Broschüre wollen wir auf die Typen und Bauarten der einzelnen FI-Schutzschalter eingehen und vor allem auf die Einsatzbereiche. Denn dort sind in den letzten Jahren eine Vielzahl von Gesetzen, Normen, Richtlinien und Fachinformationen erschienen und daher Stand der Technik.

Ihr

SCHRACK TECHNIK - Team

Einleitung

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Grundlagen

w Auswirkungen des elektrischen Stromes auf den Menschen

Bei Wechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hz kann der Strom ab 0,5 mA wahrgenommen werden. Ab 10 mA kommt es zu Krampfwirkung und zu Beschwerden der Atmung. Ein Loslassen ist durch die Krampf-wirkung kaum mehr möglich.

Bei ca. 50 mA wird die Herzkammerflimmer-Schwelle überschritten, wodurch Lebensgefahr gegeben ist. Natürlich ist die Zeitkomponente stets ein wichtiger Faktor bei der Gefahr, wie man der nachfolgendenGrafik entnehmen kann:

1 2 3 4

10000

ms

5000

2000

1000

500

200

100

50

2010

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 mA

Einw

irkun

gsda

uer t

WahrnehmbarkeitsschwelleKrampfschwelle (Loslassgrenze)

Flimmerschwelle

Keine Reaktion Wahrnehmung aberkeine gef. Wirkung

Krampfwirkung, Beschwerdenbei Atmung

Herzkammerflimmern mitsteigender Wahrscheinlichkeit

IΔ10 IΔ30

Körper-strom IB eff

41 2 3

w Funktionsweise und Geschichte des FI-Schutzschalters

Die physikalischen Grundlagen basieren auf den Forschungen von Gustav Robert Kirchhoff (*12. März 1824in Königsberg/Preußen; † 17. Oktober 1887 in Berlin); ein Physiker, der sich insbesondere um die Erforschung der Elektrizität verdient gemacht hat. Seine Regeln sind uns als 1. und 2. Kirchhoffsches Gesetz bekannt.

Das erste Kirchhoffsche Gesetz lautet:„Bei einem Knotenpunkt ist die Summe aller zufließenden Ströme gleich der Summe aller abfließenden Ströme“oder mit anderen Worten „Die Summe der Ströme an einem Knoten ist gleich Null“.

I1 + I2 + I3 + IN = 0Unabhängig von Frequenz und Kurvenform gilt dies auch für Drehstrom und ist die theoretische Basis für den FI-Schalter. Die „Erfassung“ eines eventuellen Differenzstromes (ist gleich Fehlerstrom) erfolgt beim „Knoten“ Summenstromwandler oder wie er auch bezeichnet wird beim Differenzstromwandler (siehe nachstehende Grafik).

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Grundlagen

w Die Entwicklung des FI-Schutzschalters im Zeitraffer

1903 Fehlerstromschutzschalter wurde bereits 1903 von Schuckert in Nürnberg unter der Bezeichnung Summen- stromschaltung zur Erdschlusserfassung patentiert (Kaiserliches Patentamt in Deutschland-Nr. 160.069)

1928 Patentschrift „Differentialschutz mit Ringstromwandler in Niederspannungsanlage“ (Hochspannungstechnik)

1950 Anfang der serienmäßigen Herstellung

1957 Erfindung des FI-Schalters mit Energiespeicherauslösung durch Prof. Ing. Dr. Phil. Gottfried Biegelmeier (Österreichische Patent Nummer 197468) bei Firma Felten & Guilleaume Carlswerk AG

1967 FI-Schutzschalter in 45 mm von SCHRACK

1980 In Österreich in Privathaushalten gesetzlich vorgeschrieben

1981 Start der stoßstromfesten FI-Schutzschalter

1984 In Deutschland für Räume mit Badewanne oder Dusche in Neubauten gefordert

1985 In der Schweiz mit dem Inkrafttreten der Vorschrift SEV 1000-1 vorgeschrieben

1987 G-FI-Schutzschalter mit Kurzzeitverzögerung

1995 Klarstellung in der Norm, dass Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen gegen thermische Überlastung und gegen Kurzschluss zu schützen sind

1996 Erste FI-Schutzschalter mit elektronischem PMA (Permanent-Magnet-Auslöser = Herzstück des FI-Schutzschalters)

1997 Vorschrift der Bauart G bei EDV-Geräten und Tiefkühlgeräten

2003 Start des FI-Schutzschalters Typ B

2009 In Deutschland sind FI für alle Steckdosen-Stromkreise mit einem Bemessungsstrom bis 20 A im Innenbereich sowie 32 A im Außenbereich verpflichtend

2009 Start der intelligenten FI-Schutzschalter Serie PRIORI

2012 Festlegung der europäischen Normen von Typ B und B+

2013 Start des FI-Schutzschalters Typ F

L2

L1

L3

N

I2

I3

I1

I N

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Typen und Bauarten

w Typen und Bauarten von FI-Schutzschaltern

FehlerstromschutzschalterEin Fehlerstromschutzschalter, FI-Schutzschalter, FI-Schalter oder RCCB (Residual Current Operated Circuit Breaker) ist eine Schutzeinrichtung, die unter anderem für den Fehler- und Zusatzschutz in Stromnetzen eingesetzt werden kann.

Hauptbaugruppen des FI-Schalters

w Typen von FI-Schutzschaltern

w Typ AC oder wechselstromsensitiv

Fehlerstromschutzschalter bei dem die Auslösung bei sinusförmigen Wechselfehlerströmen, die plötzlich oder langsam ansteigend auftreten, sichergestellt ist. Man spricht hier vom wechselstromsensitiven Typ AC Fehlerstromschutzschalter.

Fehlerströme in Verbindung mit Halbleitergeräten (aus 64/1563/CD)

a

a Deckel

Schaltwalze

Prüfkreis

Schaltschloss

PMA

Stromwandler

Wanne

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Typen und Bauarten

In der Grafik kann man erkennen, welche Fehlerstromarten der FI-Schutzschalter Typ AC erkennt und bei welchen Schaltungsarten diese Type eingesetzt werden kann.

Diese Schaltungsbilder zeigen aber auch deutlich, dass bei den heute oft eingesetzten modernen Werkzeugen,Waschmaschinen oder Geschirrspülern, bei denen eine Halbwelle durch die Steuerelektronik zur Drehzahl-steuerung abgeschnitten wird, der Fehlerstromschutzschalter der Type AC wirkungslos wird. Der Grund ist, dass der integrierte Wandler des FI-Schutzschalters in Sättigung geht und der PMA Permanentmagnet den Schalter nicht zum Auslösen bringen kann. Außerdem kann ein FI-Schutzschalter Typ AC keinen ausreichendenSchutz vor eventuell auftretenden Gleichfehlerströmen bieten.

w Typ A oder pulsstromsensitiv

Dieser Typ von FI-Schutzschaltern erkennt nicht nur sinusförmige Wechselfehlerströme, sondern auch pulsierende Gleichfehlerströme, die plötzlich oder langsam ansteigend auftreten. Man spricht hier von „pulsstromsensitiven“ Fehlerstrom-Schutzschaltern.

Zusätzlich zu den Fehlerströmen, die ein Typ AC-Schalter erkennt, kann der Typ A Schalter:

Man sieht anhand der Schaltbilder, dass bei Anschluss von Geräten, wie zum Beispiel Waschmaschinen oder der Versorgung von Elektronik (es genügen eine Diode, ein Kondensator und ein ohmscher Verbraucher),ein wechselstromsensitiver FI-Schutzschalter Typ AC im Fehlerfall nicht auslösen würde, da der Ringkern-wandler in Sättigung geht.

Eigentlich sollte heutzutage der Typ A der Standard-FI sein, obwohl er nicht in der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 gefordert wird.

w Typ F oder mischfrequenzsensitiv

Im Gegensatz zu RCCBs des Typs A erfassen die neuen FI-Schutzschalter des Typs F neben Wechselfehler-strömen und pulsierenden Gleichfehlerströmen der Netzfrequenz auch Fehlerströme, die aus Mischfrequenzen

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Typen und Bauarten

bis 1 kHz bestehen, wobei der Hauptanteil immer 50 Hz beträgt. Auch glatte Gleichfehlerströme bis 10 mA dürfen die Auslösung nicht beeinflussen.

Damit werden auch die möglichen Fehlerstromformen auf der Ausgangsseite von einphasig angeschlossenen Frequenzumrichtern (z. B. in Waschmaschinen, Pumpen) beherrscht. Glatte Gleichfehlerströme bis 10 mA beeinflussen die Auslöseeigenschaften nicht unzulässig. Typ F-FI-Schutzeinrichtungen besitzen zusätzlich eine kurzzeitverzögerte Auslösung und erhöhte Stoßstromfestigkeit. Sie sind geeignet für elektronischeBetriebsmittel mit Eingangsstromkreisen.

Typische Verbraucher dafür sind moderne Waschmaschinen, Staubsauger, Geschirrspüler, Heizungs- und Wärmepumpen sowie Vorschaltgeräte in Beleuchtungsanlagen. Aber auch auf Baustellen gibt es typische Verbraucher, wie Bohrhämmer, Rüttler oder Schweißgeräte.

IΔ

t

Zusätzlich haben die FI der Type F eine höhere Immunität gegenüber Stoßströmen, die z.B. beim Einschalten von Computern, Motoren oder Beleuchtungsanlagen vorkommen können.

w Typ B oder allstromsensitiv

Diese sind allstromsensitive FI-Schutzschalter zur Erfassung von Fehlerströmen, die vom Typ A nicht mehr wahrgenommen werden. FI-Schutzschalter Typ B haben einen Frequenzbereich von 0 Hz bis 2 kHz. Die Geräte sind für den Einsatz in ein- und mehrphasigen Wechselstromnetzen (z.B. bei Frequenzumrichtern)vorgesehen. Sie sind nicht zum Einsatz in Gleichstromnetzen bestimmt.

Zusätzlich zu den Fehlerströmen, die ein Typ A-FI-Schutzschalter erkennt, kann ein Typ B-FI-Schutzschalter auch Fehlerströme erkennen, die bei den nachfolgenden Schaltungen auftreten können.(siehe Grafik auf Seite 9).

Man sieht in den Symbolen und Schaltungen eindeutig, dass auch Fehlerströme, die nicht durch den Null-Durchgang gehen, erkannt werden. Ein Typ AC oder Typ A-FI-Schutzschalter bieten bei Auftreten solcher Fehler keinen Schutz. Es ist klar, dass dies nur mit einer aufwendigen Elektronik realisierbar ist und daher der Typ B-FI-Schutzschalter ein Vielfaches an Kosten in der Produktion verursacht.

Fehlerstromsignal, das aus mehreren Frequenzeinheiten besteht

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Typen und Bauarten

w Typ B+ oder allstromsensitiv mit besonderen Anforderungen für den Brandschutz

Der FI-Schutzschalter Typ B+ bietet zum Unterschied zur Type B zusätzlich eine Erfassung des Fehlerstromes bis zu 20 kHz. Dies ist in der VDE gefordert für den gehobenen vorbeugenden Brandschutz, wobei der Grenzwert des Fehlerstroms hier mit 420 mA vorgegeben ist.

w Typ EV (zukünftig, noch nicht genormt)

Dieser FI-Schutzschalter ist eine Sonderausführung für die Absicherung von Ladeeinheiten von Elektrofahr-zeugen. Hier gibt es ähnliche Fehlermöglichkeiten wie bei der Photovoltaik, da auch die Fahrzeuge über einen Ladeteil verfügen und dadurch auch Fehlerströme mit Gleichstromanteilen auf das Netz übertragen können. Es werden momentan eigene FI-Schutzschalter entwickelt, die nicht nur die Fehlerströme erkennen, die ein Typ A registrieren würde, sondern auch DC-Fehlerströme erkennen und ab 6 mA sicher abschalten. Dieser spezielle Typ wird in den nächsten Monaten von SCHRACK TECHNIK auf den Markt gebracht, ist jedoch noch nicht genormt.

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Typen und Bauarten

w Bauarten von FI-Schutzschaltern

Es gibt verschiedene Bauarten von FI-Schutzschaltern, welche die Auslöseverzögerung definieren. Das ist auch der Grund, weshalb die österreichischen Normen bei der Ausführung der Fehlererkennung von Typen und bei der Ausführung der Verzögerung von Bauarten sprechen.

w Unverzögerte Ausführung

Die erste Grafik zeigt die Version, die keine technische Verzögerung hat und dadurch auch keine eigene Bauart kennzeichnet.

Typische Fehlerstromschutzschalter-Auslösecharakteristik, unverzögert

10000(ms)

5000

3000

1000

500

300

200

100

40

10

10 15 30 50 100 150 200 300 500 600 (mA) 500 A1 3 51

IΔn3 = 30 mA

Aus

löse

zeit

t

IΔn3 2IΔn3 5IΔn3

Auslösebereich Grenzwerte

Auslösefehlerstrom IΔn

Auslösebereich unverzögert

bedingtstoßstromfestunverzögert

4040

300

150

11

Typen und Bauarten

w Bauart G

Diese FI-Schutzschalter müssen eine Nichtauslösezeit von 10 ms aufweisen, dürfen aber auch nicht länger als 40 ms bei 5-fachem Fehlernennstrom zur Auslösung benötigen. Die Bauart G ist im Gegensatz zurBauart K, die in Deutschland verbreitet ist, nach der österreichischen Norm ÖVE/ÖNORM E 8601 geprüft. Der Unterschied dazu ist, dass die ÖVE/ÖNORM E 8601 die definierte Nichtauslösezeit, Stoßstromfestigkeit gegen Erde und eine eigene Prüfung fordert.

Typische Fehlerstromschutzschalter-Auslösecharakteristik G , verzögert

10000(ms)

5000

3000

1000

500

300

200

100

40

10

10 15 30 50 100 150 200 300 500 600 (mA) 500 A1 3 51

IΔn2 = 30 mA

G

Aus

löse

zeit

t

IΔn2 2IΔn2 5IΔn2G


Auslösebereich G-Typ


Gstoßstromfestkurzzeitverzögert

40

10

40

101010

300

150

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Typen und Bauarten

w Bauart S

Ein FI-Schutzschalter der Bauart S muss eine Auslöseverzögerung von 40 ms vorweisen und bei 5-fachem IΔn im Zeitfenster von 50 ms bis 150 ms auslösen. Zusätzlich muss der selektive FI-Schutzschalter eine Stoßstrom-festigkeit von 5 kA (8/20 μs) aufweisen. Bei 1-fachem IΔn liegt der Auslösebereich zwischen 130 ms und500 ms.

Typische Fehlerstromschutzschalter-Auslösecharakteristik S , verzögert

10000(ms)

5000

3000

1000

500

300

200

100

40

10

10 15 30 50 100 150 200 300 500 600 (mA) 500 A1 3 51

IΔn1 = 100 mA

S

Aus

löse

zeit

t

IΔn1 2IΔn1 5IΔn1S


Auslösebereich S-Typ


Sstoßstromfestselektiv

150

40

500

200

60

150

50

130

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Typen und Bauarten

w Bauart M

Dieser auf dem System eines FI-Schutzschalters arbeitende Hauptschutzschalter für den Brandschutz ist nicht nur eine selektive Type, sondern auch selektiv zu Leitungsschutzschaltern der Kennlinie B und C nach IEC/EN 60898 bei genullten Netzen. Wie man auf der Vergleichsgrafik sieht, ist dieser FI sehr verzögert und dient daher nur zum Brandschutz in genullten Netzen.

10000(ms)

5000

3000

1000

500

300

200

100

40

10

10 15 30 50 100 150 200 300 500 600 (mA) 500 A1 3 51

I∆n3 = 30 mA I∆n2 = 30 mA I∆n1 = 100 mA I∆n = 300 mA

G S

Aus

löse

zeit

t

I∆n2 2I∆n2 5I∆n2

I∆n1 2I∆n1 5I∆n1

GS


Auslösebereich S-Typ

Auslösebereich G-Typ

Auslösebereich Brandschutzschalter

Auslösefehlerstrom I∆n

Auslösebereich unverzögert

Gebiet der Fehlauslösungen

G

S

MBrandschutz-Kennlinie

stoßstromfestselektiv

stoßstromfestkurzzeitverzögert

bedingtstoßstromfestunverzögert

M

5000

1000

200

500

200

500

200

150

40

40

10

200

500

200

60

40

101010

150

50

130

300

150

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Typen und Bauarten

w Weitere Ausführungen und Details

w Vorsicherungsfeste Ausführung

In der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 wird im Kapitel 12.1.4 darauf hingewiesen, dass der FI-Schutzschalter nicht nur gegen Kurzschluss, sondern auch gegen Überlast abzusichern ist.

Bei einer Schmelzsicherung z.B. Type gG/gL kann der Strom nach 1 Stunde den 1,6-fachen Nennstrom betragen. Dies bedeutet, dass eine Schmelzsicherung 35 A gG/gL eine Stunde lang (1,6 x 35 A =) 56 A durchleiten kann. Bei einem 40 A FI wäre dies nicht zulässig, da der Nennstrom kleiner ist und daher der FI Schaden nehmen könnte.

Eine vorsicherungsfeste Ausführung ist so ausgeführt, dass der FI-Schutzschalter mit einer Schmelzsicherung derselben Stromstärke in Kennlinie gG/gL vorgesichert werden kann. Ein Beispiel ist der vorsicherungsfeste FI mit Nennstrom 40 A, der mit einer Vorsicherung von 40 A (genormt gibt es nur 35 A) gG/gL vorsicherbar ist. Eine 40 A-Standardtype ist nur mit 25 A gegen Überlast vorsicherbar.

Wenn vom Hersteller keine anderen Angaben gemacht werden, ist zu beachten, dass der Nennstrom des FI-Schutzschalters größer/gleich dem großen Prüfstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung sein muss (Beispiel: FI 40 A kann mit 25 A gG/gL vorgesichert werden). Dieses Thema wird nachfolgend im Kapitel „Normen und Vorschriften“ bei der ÖVE/ÖNORM E 8001 nochmals genauer behandelt.

w Stoßstromfestigkeit

Jeder FI-Schutzschalter muss so ausgelegt sein, dass dieser durch definierte Stoßströme nicht Schaden nimmt. Je länger die Auslöseverzögerung, umso höher muss die Stoßstromfestigkeit sein - bei unverzögerten Typen ≥ 250 A (8/20 μs), bei Bauart G ≥ 3 kA (8/20 μs) und bei Bauart S mit ≥ 5 kA (8/20 μs). Diese Stoßstromfestigkeiten sind in der Produktnorm und bei Bauart G in der österreichischen Norm fixiert.

Bei manchen Herstellern werden eigene Bezeichnungen kreiert, um auf die Stoßstromfestigkeit zu verweisen. Dadurch, dass SCHRACK Produkte nach den maßgebenden österreichischen Normen geprüft sind, können wir diese Normen anführen.

w Leuchtenfeste FI-Schutzschalter

Beim Ein-und Ausschalten von Beleuchtungen mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) kommt es oftmals zu kurzzeitig erhöhten Fehlerströmen. In der Vergangen-heit führte dies oft zu Fehlauslösungen. Heute ist klar definiert, dass jeder FI bis zu 20 EVGs pro Phase (insgesamt 60) leuchtenfest ausgeführt ist. FI-Schutzschalter Bauart G haben durch die Verzö-gerung und die höhere Stoßstromfestigkeit Vorteile.

w Frequenzumrichterfeste FI-Schutzschalter

Diese Ausführung (FU-fest) von FI-Schutzschaltern ist so ausgeführt, dass diese in typischen Frequenzbereichen,in denen Frequenzumrichter Fehlerströme erzeugen, unempfindlich sind. Daher bieten frequenzumrichterfeste FI-Schutzschalter keinen Brandschutz im höheren Frequenzbereich und geben dem Anwender nicht die

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Typen und Bauarten

Sicherheit, die ein Typ B-FI-Schutzschalter ermöglicht. Es gibt auch keine Norm, die diese Ausführung als Type oder Bauart definiert. FI-Schutzschalter der Ausführung FU sind immer stoßstromfeste Typ A in Bauart S oder bei 30 mA in Bauart G.

Da generell bei Frequenzumrichtern der Typ B-FI-Schutzschalter dieser Ausführung vorzuziehen ist, wird dieser auch oft vorgeschrieben (vor allem in Deutschland ist dieser FI oftmals nicht zulässig).

w Röntgenfeste FI-Schutzschalter

Auch Röntgengeräte erzeugen beim Einschaltenkurzzeitig erhöhte Fehlerströme, die daher besondereFI-Bauarten erfordern. Diese FIs mit der Bezeichnung „röntgenfest“ bewahren vor Fehlauslösungen. Fakt ist aber, dass bei den modernen Röntgengeräten vielfach frequenzgesteuerte Motoren verbaut werden und meist ein Lebewesen im direkten Kontakt steht. Daher wird ein Typ B-FI-Schutzschalter die bessere Wahl sein und ist auch von vielen Röntgengeräte-Herstellern gefordert.

w K-Ausführung

In anderen Ländern werden Typ K-FI-Schutzschalter angeboten. Das K steht in diesen Fall für kurzzeitverzögert. Wie lange diese Verzögerungszeit ist, ist jedoch nicht genormt, der FI muss jedoch bei 5-fachem Fehler-nennstrom innerhalb von 40 ms auslösen.

Im Gegensatz dazu ist die Bauart G in Österreich genormt. Nicht nur bei der Verzögerung, sondern auch in der Stoßstromfestigkeit und in der Prüfungsart gibt es hier definitive Vorgaben.

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Anwendungen nach Vorschriften

w Normen und Vorschriften

Generell gilt bei Vorschriften und Normen folgende Reihenfolge:

Die erste Priorität und Vorschrift sind die Bundes-gesetze, nachfolgend sind die Normen, die in Gesetzen verbindlich erklärt werden können. Darunter sind Richtlinien zu finden, die Anweisungen zur Ausführung von Normen beinhalten und daher auch als Stand der Technik zu handhaben sind.

Fachinformationen enthalten kurze praxisbezogene Erläuterungen von Experten zu einer Norm, Normen-reihe oder OVE-Richtlinie.

Nachfolgend finden Sie eine Auflistung von wichtigen Normen und Vorschriften sowie eine Richtlinie und eine Fachinformation bezogen auf die Anwendung von FI-Schutzschaltern.

w Bundesgesetze

w ESV 2012

Eine maßgebende Vorschrift ist die 33. Verordnung des Bundesministers für Arbeit, Soziales und Konsumenten-schutz aus 2012. Hier wird im Artikel 1 „Verordnung über den Schutz der Arbeitnehmer/innen“ vor Gefahren durch den elektrischen Strom (Elektroschutzverordnung 2012 - ESV 2012) eingegangen. Besonders wichtig ist der Zusatzschutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen im § 5.

Laut § 5 haben Arbeitgeber/innen dafür zu sorgen, dass:

1. in Arbeitsstätten Stromkreise mit Steckdosen für den Hausgebrauch gemäß ÖVE/ÖNORM IEC 60884-1 oder für industrielle Anwendungen gemäß ÖVE/ÖNORM EN 60309 bis 16 Ampere Nennstrom bei An-wendung der Maßnahmen des Fehlerschutzes Schutzerdung, Nullung oder Fehlerstrom-Schutzschaltung mit einem Zusatzschutz in Form von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit einem Nennfehlerstrom von maximal 30 mA ausgestattet sind,

2. von Baustromverteilern gespeiste Stromkreise mit Steckdosen bis 32 Ampere Nennstrom, bei Anwendung der Maßnahmen des Fehlerschutzes Nullung oder Fehlerstrom-Schutzschaltung, mit einem Zusatzschutz in Form von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit einem Nennfehlerstrom von maximal 30 mA ausgestattet sind,

3. ortsveränderliche elektrische Betriebsmittel, die sie ihren Arbeitnehmer/innen als Arbeitsmittel zur Verfügungstellen, auf Baustellen oder auf auswärtigen Arbeitsstellen nur dann an Steckdosen, die Teil einer be- stehenden Hausinstallation oder einer ähnlichen Anlage sind, betrieben werden, wenn a) feststeht, dass die Steckdose durch eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit einem Nennfehlerstrom von maximal 30 mA geschützt ist oder b) ein ortsveränderlicher Adapter mit eingebauter Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit einem Nennfehler- strom von maximal 30 mA verwendet wird.

w ETV 2002 / A2

Weiters gibt es die Elektrotechnikverordnung (ETV), zu der immer wieder Änderungen erfolgen. Die letzte Änderung (ETV 2002 / A2) war die 223. Verordnung vom 12. Juli 2010. In dieser werden nicht nur neue Normen als verbindlich erklärt, es gibt auch Vorgaben bei Mieterwechsel einer Wohnung in Hauptmiete gemäß § 2 Abs.1 MRG (Mietrechtsgesetz). Sinngemäß wird bei Anlagen, die über keinen Zusatzschutz ver-fügen, zumindest ein 30 mA-Fehlerstrom-Schutzschalter unmittelbar vor den Sicherungsautomaten gefordert.

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Natürlich müssen die Schutzmaßnahmen der Anlage, die zum Errichtungszeitpunkt gültig waren, gemäß dem Bestandschutz aus dem ETG 1992 § 4 Absatz 1 wirksam sein. Dies ist auch zu prüfen und zu dokumentieren. Verfügt die Anlage über einen Fehlerschutz (z.B. Nullung oder Fehlerstromschutzschaltung) und ist ein Zusatzschutz mit Nennfehlerstrom 30 mA vorhanden, ist kein weiterer FI notwendig.

Aufschlussreiche Unterlagen sind vom Kuratorium für Elektrotechnik mit der Bezeichnung „Die Neue Elektro-technikverordnung ETV 2002 / A2“ aufgelegt und stehen auf der Homepage zum Download bereit.

w ETG 1992

Die zuvor erwähnte Verordnung 106 „Bundesgesetz über Sicherheitsmaßnahmen, Normalisierung und Typi-sierung auf dem Gebiete der Elektrotechnik“ (Elektrotechnikgesetz 1992 - ETG 1992) wird oft in Verbindung mit dem Bestandschutz genannt, der in § 4 wie folgt zu finden ist.

„§ 4 (1) Auf bestehende elektrische Anlagen und elektrische Betriebsmittel, welche nach den zur Zeit ihrer Errichtung beziehungsweise Herstellung in Geltung gestandenen elektrotechnischen Sicherheitsvorschriften errichtet beziehungsweise hergestellt wurden, finden neue elektrotechnische Sicherheitsvorschriften keine Anwendung. Für diese Anlagen und Betriebsmittel bleiben im Allgemeinen die zur Zeit ihrer Errichtung beziehungsweise Herstellung gestandenen elektrotechnischen Sicherheitsvorschriften weiter in Kraft.“In § 1 (3-5) wird auf die wesentlichen Änderungen Bezug genommen, die eine Installation nach heutigen Vorschriften zur Folge hätten.

Bundesgesetze stehen auch kostenlos zum Download, zum Beispiel im Bundeskanzleramt Österreich (http://www.ris.bka.gv.at/Bundesrecht/), zur Verfügung.

w Umfassende Normen

In der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 im Bild 3-13 sind die Maßnahmen des Schutzes gegen elektrischen Schlag, beruhend auf der dreifachen Sicherheit, dargestellt.

Generell werden der Zusatzschutz immer und derFehlerschutz je nach Anlage durch Fehlerstrom-schutzschalter realisiert.

FI-Schutzschalter IΔn = 0,03 APotenzialausgleich

Basisschutz

Fehlerschutz

Isolationsfehler aktive Teile berührbar

Fehler nicht erkennbar Fehler erkennbar

Schutzmaßnahmen beiindirektem Berühren

SorgfaltReparatur

Gefahr beim Versagender Schutzmaßnahmen

Gefahr durchUnachtsamkeit

Zusatzschutz

1

2

3

18


w ÖVE/ÖNORM E 8001-1

Errichtung von elektrischen Anlagen mit Nennspannungen bis AC 1000 V und DC 1500 VTeil 1: Begriffe und Schutz gegen elektrischen Schlag (Schutzmaßnahmen)

Im Normalfall wird als 2. Stufe des dreifachen Schutzes die Nullung in Österreich realisiert. Sollte dies nicht möglich sein oder die in der Änderung 4 der E 8001-1 geforderten Abschaltbedingungen der Nullung nicht eingehalten werden, wird die Fehlerstrom-Schutzschaltung durch einen FI als Schutzmaßnahme eingesetzt. Dieser FI darf aber nicht gleichzeitig als Zusatzschutz für Steckdosenkreise bis 16 A eingesetzt werden, sondern der FI muss ein eigenes Schaltgerät sein.

Damit der FI-Schutzschalter für den Fehlerschutz selektiv zum FI-Schutzschalter des Zusatzschutzes ist, muss dieser zumindest den dreifachen Fehlerstromnennwert des FI-Schutzschalters des Zusatzschutzes haben und eine selektive Type sein. In der Praxis wird hier ein IΔn ≥ 100 mA oder IΔn ≥ 100 mA in Bauart S als Fehlerschutz eingesetzt. Es ist jedoch zu beachten, dass bei der Fehlerstrom-Schutzschaltung die geforderte Anlagenerdung vorhanden sein oder errichtet werden muss.

Als dritte Stufe der Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag werden für den Zusatzschutz der Stromkreise in Anlagen für Wechselspannung mit „Steckdosen für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke“ bis 16 A Bemessungsstrom und 250 V bis 440 V Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit Nennfehlerstrom IΔn ≤ 30 mA vorgeschrieben.

Das Kapitel 12 geht darauf ein, wie die Ausführung der FI-Schutzschalter zu sein hat.

a. Der FI-Schutzschalter muss so montiert werden, dass die Prüftaste leicht zugängig ist.

b. In Kapitel 12.1.4 wird darauf hingewiesen, dass der FI-Schutzschalter selbst nicht nur gegen Kurzschluss, sondern auch gegen Überlast abzusichern ist. Es ist zu beachten, dass der Nennstrom des FI- Schutzschalters größer/gleich dem großen Prüfstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung ist. Bei einer Schmelzsicherung z.B. Type gG/gl kann der Strom nach 1 Stunde den 1,6-fachen Nennstrom betragen. Dies bedeutet, dass eine Schmelzsicherung 35 A gG/gL eine Stunde lang (1,6 x 35 A =) 56 A durchleitenkann. Dies wäre bei einem 40 A FI nicht zulässig, da der Nennstrom kleiner ist und der FI Schaden nehmen kann. In diesem Fall muss ein 63 A-FI zum Einsatz kommen, außer der Hersteller der Geräte gibt andere Angaben an. Die vorsicherungsfesten FI-Schutzschalter sind so ausgeführt, dass sie für diesen höheren Strom ausgelegt sind. Dies muss aber in den Datenblättern vom Hersteller angegeben werden. Wenn kein Wert für die Sicherung gegen Überlast vom Hersteller angegeben wird, muss der Nennstrom wie zuvor errechnet werden (1,6 x Nennstrom der Sicherung). Wenn andere Sicherungselemente einge-setzt werden gilt: großer Prüfstrom der Sicherung ≥ Nennstrom vom FI.

Bei in Serie geschalteten FI-Schutzschaltern, dies kommt vor allem dann vor, wenn die Schutzmaßnahme Fehlerschutz und Zusatzschutz jeweils durch einen FI realisiert wird, müssen die Kennlinien aufeinander abge- stimmt werden. Dabei kommt die Grafik über die Auslösekennlinien zum Tragen. Wenn ein Fehler z.B. beim Anwender an der Steckdose auftritt, soll nur der FI-Schutzschalter, der als Zusatzschutz dient, auslösen. Deshalb muss der zuvor geschaltete FI-Schutzschalter für den Fehlerschutz ein selektiver FI (Bauart S) sein. Auch beim Nennfehler-Auslösestrom ist dies zu beachten, daher muss dieser zumindest den dreifachen Fehlerstromnennwert des FI-Schutzschalters des Zusatzschutzes haben, also zumindest IΔn ≥ 100 mA.

c. In Kapitel 12.1.6 wird definitiv gefordert, dass bei Anlagen, bei denen durch unbeabsichtigtes AusschaltenPersonen- oder Sachschäden entstehen können, wie zum Beispiel Tiefkühlgeräte, Computer etc., eine Bauart des FIs eingesetzt werden muss, die zumindest eine 10 ms verzögerte Auslösezeit hat (z.B. Bauart G bei Steckdosenkreisen oder S bei fest angeschlossenen Geräten). Da heute jeder „normale“ Haushalt ein Tiefkühlgerät hat, ist die Bauart G bereits Standard.

d. Klar definiert ist auch in Kapitel 12, dass nicht ein einziger FI-Schutzschalter die Aufgaben des Zusatz-schutzes und des Fehlerschutzes übernehmen darf. Dies schließt aber nicht aus, dass bei Fehlerschutz Nullung der Steckdosenkreis nicht mit einem LS/FI ausgeführt sein darf. Auch technisch ist hier nichts dagegen einzuwenden, da die Auslöser für Überstrom (LS) und Fehlerstrom unabhängig voneinander arbeiten.

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In der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 nach heutigem Stand wird jedoch keine explizierte Type gefordert, das bedeutet aber nicht, wenn wissentlich Verbraucher durch deren Charakteristik die Schutzmaßnahmen „ausschalten“ oder verhindern, dies missachtet werden darf. Hier muss dann auf die richtige Type geachtet werden. Mehr Informa-tion dazu ist in der Fachinformation des Österreichischen Elektrotechnischen Komitees - OEK erstellt durch das des Technischen Subkomitees TSK IS 23E - Schutzschalter zu finden.

w ÖVE/ÖNORM E 8015-2

Elektrische Anlagen in Wohngebäuden - Teil 2: Art und Umfang der Mindestausstattung

Diese Norm befasst sich mit elektrischen Anlagen in Wohngebäuden in der wörtlich in Kapitel 4.5.1 steht:„Die Zuordnung von Fehlerstrom-Schutzschaltern, ausgenommen selektive Fehlerstromschutzschalter, zu den Stromkreisen ist so vorzunehmen, dass das Abschalten eines Fehlerstrom-Schutzschalters nicht zum Ausfall aller durch Fehlerstrom-Schutzschalter geschützten Stromkreise führt.“

Das weist darauf hin, dass in jeder Wohnung zumindest auf zwei FI-Schutzschalter aufgeteilt werden sollte. Der Hintergrund ist, dass wenn in einem Teil der Wohnung oder des Wohnhauses durch einen Fehler der FI-Schutzschalter ausgelöst hat, soll nicht in der ganzen Wohnung oder im Wohnhaus die Beleuchtung ausfallen.Die Norm ÖVE/ÖNORM E 8015-2 wurde durch keine Elektrotechnikverordnung verbindlich erklärt, ist jedoch Stand der Technik.

w Richtlinien

w OVE-Richtlinie R 5

Bedienen und Erhalten des ordnungsgemäßen Zustandes von elektrischen Anlagen durch Laien - Festlegungenfür Anlagen mit Nennwechselspannungen bis 230/400 V, die für den Gebrauch durch Laien installiert wurden.

Diese Richtlinie wurde 2010 veröffentlicht und hat zum Ziel, den Laien über das Bedienen und Erhalten des ordnungsgemäßen Zustands von elektrischen Anlagen durch Laien in Wohnbereichen zu informieren. Bezogen auf den FI-Schutzschalter wird in dieser Richtlinie eine mindestens 2-mal jährliche Betätigung der Prüftaste gefordert, sofern vom Hersteller kein kürzeres Intervall gefordert wird. Löst der FI-Schutzschalter nicht sofort aus, muss der Anwender diesen unverzüglich durch eine Elektrofachkraft überprüfen lassen.

w Fachinformation

Fachinformationen sind kurze praxisbezogene Erläuterungen zu einer Norm, Normenreihe oder OVE- Richtlinie und stehen kostenlos auf der Homepage des OEK (Österreichisches Elektrotechnisches Komitee) zum Download zur Verfügung: http://oek.ove.at/info/fach.html

Im Jahr 2011 wurde vom Österreichischen Elektrotechnischen Komitee eine Fachinformation veröffentlicht, die einen Überblick über die Anwendung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in Niederspannungsanlagen nach den aktuellen Normen und Regeln der Technik zeigen soll. 2013 wurden Änderungen und Verbes- serungen vorgenommen. Diese Fachinformation ist sehr informativ und hilfreich, nicht nur bei der Erklärung der Typen, sondern auch bei der Zuordnung welche Type von FI-Schutzschaltern, welche Fehlerströme ergebend aus den Schaltungsarten erkennt und damit auch Schutz bietet.

Weiters finden sich in dieser Fachinformation Erklärungen des Überlast- und Kurzschlussschutzes des FI-Schutzschalters sowie eine sehr hilfreiche Tabelle mit Anwendungsbeispielen.

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w Produktnormen

Natürlich gibt es Vorschriften wie ein FI-Schutzschalter ausgeführt sein muss, welche Auslösewerte und Prüfanforderungen gefordert werden. Generell müssen alle Produkte, die in Europa in Verkehr gebracht werden, den europäischen Produktnormen (EN-Normen) entsprechen. Dies symbolisiert das CE-Zeichen auf den jeweiligen Produkten.

Die österreichischen Normen, die eingehalten werden müssen, basieren auf den europaweiten EN-Normen, sind die folgenden ÖVE Normen:

•ÖVE/ÖNORM EN 61008-1: Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter ohne eingebauten Überstrom-schutz (RCCBs) für Hausinstallationen und für ähnliche Anwendungen - Teil 1: Allgemeine Anforderungen

•ÖVE EN 61008-2-1+A11: Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter ohne eingebauten Überstromschutz für Hausinstallationen und für ähnliche Anwendungen - Teil 2-1: Anwendung der allgemeinen Anforderungen auf netzspannungsunabhängige RCCB

•ÖVE/ÖNORM EN 62423: Typ B Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter mit und ohne eingebauten Überstromschutz für Hausinstallationen und für ähnliche Anwendungen

• Eine nationale österreichische Vorschrift ist die Norm der Bauart G, diese ist zu finden in der ÖVE/ÖNORM E 8601: Kurzzeitverzögerte Fehlerstrom-Schutzschalter des Typs G ohne und mit eingebautem Überstrom-schutz Ergänzung zu ÖVE EN 61008-1 und ÖVE EN 61009-1

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w Anwendungsbereiche für FI-Schutzschalter

In diesem Kapitel möchten wir auf die einzelnen Bereiche eingehen, in denen FI-Schutzschalter gefordert werden, welche Vorschriften dazu beigezogen werden und welche Type und Bauart einzusetzen ist.

w Allgemein Schutzmaßnahme Fehlerstrom-Schutzschaltung als Fehlerschutz

In der zweiten Stufe des dreifachen Schutzkonzeptes der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 wird, vor allem wenn kein genulltes Netz zur Verfügung steht, die Schutzmaßnahme Fehlerstromschutzschaltung ausgeführt. Die Aus-wahl des Nennfehlerstroms ist abhängig von den Bedingungen der Schleifenimpedanz der Erdungsanlage nach Kapitel 12.2.1.1 der E 8001-1. Ein Praxisbeispiel: Ist die Nennspannung 230 V zwischen Außenleiter und Neutralleiter, dann darf der Auslösefehlerstrom des FI-Schutzschalters maximal 300 mA sein, wenn die Schleifenimpedanz nicht mehr als 100 Ω beträgt.

Dieser FI darf aber nicht gleichzeitig für den Zusatzschutz für Steckdosenkreise bis 16 A eingesetzt werden, sondern muss ein eigenes Schaltgerät sein. Damit der FI-Schutzschalter für den Fehlerschutz selektiv zum FI-Schutzschalter des Zusatzschutzes ist, muss dieser eine selektive Bauart S-Ausführung sein und denzumindest dreifachen Fehlernennstrom haben (IΔn ≤ 100 mA oder 300 mA).

w Allgemein bei Nullung als Maßnahme des Fehlerschutzes, wenn die Abschaltbedingung nicht eingehalten werden kann

Wenn die Abschaltbedingungen der ÖVE/ÖNORM E 8001-1, die in der Änderung 4 festgelegt wurden, abhängig vom Sicherungselement nicht eingehalten werden kann, ist ein FI-Schutzschalter als Schutzmaß-nahme Fehlerschutz zu verwenden. Dies zeigt deutlich die Grafik aus dieser Änderung.

Ein Beispiel aus der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 / A4 Bild 103

1 Fehlerstrom-Schutzschalter zur Erfüllung der Ausschaltbedingung für die Stromkreise 4 und 5.2 Fehlerstrom-Schutzschalter für den Zusatzschutz.3 Stromkreise, bei denen die Ausschaltbedingung durch die vorgeschalteten Überstrom-Schutzeinrichtungen erfüllt ist.4 Stromkreis ohne Steckdosen, bei dem die Ausschaltbedingung aufgrund der Leitungslänge nicht erfüllt ist, jedoch

mindestens 1 Ausschaltstromfaktor von m = 2,5 eingehalten wird.5 Stromkreis mit Steckdosen, bei dem die Ausschaltbedingung aufgrund der Leitungslänge nicht erfüllt ist, jedoch

mindestens 1 Ausschaltstromfaktor von m = 2,5 eingehalten wird.6 Das strichpunktierte Rechteck symbolisiert den Bereich, innerhalb dessen die Ausschaltbedingung aufgrund der

Leitungslänge erfüllt ist.

3 4

1

3 3

FI/LS

3 5

FIIΔn

S

2

FIIΔn

6

L1L2L3NPE

L1L2L3NPE

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w Photovoltaikanlagen

Für den Anschluss der Wechselrichter der PV-Anlagen ist die für PV-Anlagen maßgebende Norm die ÖVE/ÖNORM E 8001-4-712. Sie ist entscheidend für die Schutzmaßnahme oder die notwendige Type des FI-Schutzschalters. Da der Wechselrichter fest angeschlossen ist, geht es hier um die zweite Stufe der Schutzmaßnahmen, den Fehlerschutz. Das Auswahlkriterium der Schutzmaßnahme ist wie folgt:

• Ist der Wechselrichter der PV-Anlage eine Ausführung mit galvanischer Trennung? Ist dies der Fall, dann ist das Gleichspannungsnetz der PV-Paneele vom Wechselspannungsnetz galvanisch

Die Auswahl des Nennfehlerstroms ist abhängig von den Bedingungen und der Ausführung der Type nach der Art der Schaltung. In den meisten Fällen wird eine Ausführung mit einem Nennfehlerstrom von IΔn ≤ 100 mA in Bauart S ausgeführt.

w Allgemeine Anwendung der Schutzmaßnahme Zusatzschutz für Steckdosenkreise bis 16 A

Für alle Steckdosenkreise bis 16 A mit „Steckdosen für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke“ ist ein FI-Schutzschalter mit Nennfehlerstrom I∆n ≤ 30 mA notwendig. Wenn daran Verbraucher angeschlossen werden, die bei unbeabsichtigtem Auslösen des FI-Schutzschalters zu Personen- oder Sachschäden führen, wie z.B. bei Tiefkühlgeräten oder Computer, dann ist laut Kapitel 12.1.6 ein FI Bauart G (verzögert) einzusetzen.

w Baderäume

In Räumen mit Badewanne oder Dusche ist ein Zusatzschutz durch einen FI mit IΔn ≤ 30 mA für alle Stromkreise zu realisieren - ebenso die Stromkreise für Beleuchtung oder ausschließlich fest angeschlossene Betriebsmittel. Wenn Räume anderen Zwecken dienen, ist zumindest der Teil für Bade- oder Duschzwecke so auszuführen. Dies ist in der 2013 erschienen Norm ÖVE/ÖNORM E 8001-4-701 festgelegt.

Eine Type ist nicht vorgeschrieben, man kann jedoch in modernen Badezimmern davon ausgehen, dass Waschmaschinen oder Trockner betrieben werden, daher sollte ein Typ A oder F zur Anwendung kommen. Die Bauart kann unverzögert oder G sein.

w Saunaanlagen

Entsprechend der im Jahr 2013 erschienen Norm ÖVE/ÖNORM E 8001-4-704 müssen alle Strom-kreise, die sich in Räumen oder in Kabinen mit Saunaheizgeräten (Schutzklasse 1) befinden, mit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit maximalem Fehlerstrom von IΔn ≤ 30 mA ausgeführt werden.

Eine Type oder Bauart ist nicht vorgegeben. Da die Öfen rein ohmsche Verbraucher sind, genügt ein Typ AC. Eine verzögerte Bauart ist hier nicht not-wendig.

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getrennt und es können keine Gleichfehlerströme auf das Netz übertragen werden, die den FI Typ AC oder A beeinflussen würden. Daher sind die normalen Schutzmaßnahmen der E 8001-1 für den Fehlerschutz (z.B. Nullung oder Fehlerschutzschaltung) ausreichend.

• Ist der Wechselrichter eine Ausführung ohne galvanische Trennung, jedoch mit Fehlerstromerkennung von Gleichfehler- strömen (RCMU) ausgeführt? Laut Norm gilt nun das Gleiche wie zuvor. Da der Wechselrichter, wenn dieser durch einen Fehler Gleichstromanteile auf die AC-Seite über- trägt, dies bemerkt und selbstständig in Störung geht, um diesen Fehler zu verhindern. Deshalb sind laut Norm auch die normalen Schutzmaßnahmen der E 8001-1 für den Fehlerschutz (z.B. Nullung oder Fehlerschutzschaltung) ausreichend. Der Nachteil ist, dass viele Geräte diese Prüfung nur beim Start durchführen und keine andauernde Über-

wachung stattfindet. Daher bietet ein vorgeschalteter FI Typ B einen höheren Schutz, obwohl laut Norm genügen die normalen Schutzmaßnahmen der E 8001-1.

• Ist der Wechselrichter eine Ausführung ohne galvanische Trennung und ohne Fehlerstrom-erkennung von Gleichfehlerströmen? Es ist möglich, dass bei Fehlern am Wechselrichter Gleichstromanteile auf das Wechselstromnetz übertragen werden. Da dies die FI-Schutzschalter der Type A oder AC in einer Anlage so beeinflussen würde, dass diese Fehlerströme auf der Wechselspannungsseite nicht richtig erkennen würden, ist die Schutzmaßnahme nicht gegeben. Deshalb fordert die ÖVE/ÖNORM E 8001-4-712 einen FI-Schutzschalter der Type B.

Eine Bauart ist bei PV-Anlagen nicht vorgegeben. Natürlich hat es Vorteile, wenn eine verzögerte Bauart G oder S eingesetzt wird, damit nicht durch unbeabsichtigtes Ausschalten Energie verloren geht.

w Stromtankstellen für Elektrofahrzeuge

Eine eigene Norm für Stromtankstellen von Elektro-fahrzeugen ist im Moment noch nicht erschienen. Deshalb gelten heute die normalen Vorschriften der E 8001-1 mit deren Regeln.

Generell ist ein FI-Schutzschalter mit IΔn ≤ 30 mA als Zusatzschutz für Steckdosenkreise (bis 16 A) vorge-schrieben. Da ein erhöhtes Risiko durch die Kabel besteht, sollte die Empfehlung aus der Norm auch für höhere Stromstärken umgesetzt werden.

Bei der Type des FI-Schutzschalters ist auch das Fahrzeug zu beachten, in der Norm wird zwar keine Type gefordert, im Normalfall sollte aber zumindest

ein Typ A eingesetzt werden. Bei manchen Fahrzeugen wie z.B. dem Renault Zoe wird sogar ein Typ B gefordert. Im Moment steht ein eigener FI, der speziell für Elektrofahrzeuge ausgelegt ist, mit der Type EV in der Entwicklung und Prüfung.

Als Bauart empfiehlt sich die Bauart G, damit Fehlauslösungen vermieden werden und die Batterie des Fahrzeuges nicht leer bleibt. Auch Wiedereinschalte-Einheiten sind nach der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 zulässig.

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w Beleuchtungsanlagen im Freien

Für Beleuchtungsanlagen im Freien ist nach der Norm ÖVE/ÖNORM E 8001-4-714 als Zusatzschutz für alle Betriebsmittel mit integrierter Beleuchtung ein Zusatzschutz mit IΔn ≤ 30 mA empfohlen, mit der Bauart G oder unverzögert. Darüber gibt es eine Anmerkung in der Norm: „Die Sicherheit der Personen ist hier wichtiger als die Beleuchtung dieser Einrichtungen. Solche Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen bieten darüber hinaus einen zusätzlichen Schutz bei direktem Berühren.“

In der Praxis ist wichtig, dass nicht der gleiche FI benutzt wird an dem andere Teile eines Gebäudes abgesichert sind. Denn erfahrungsgemäß ist die

Gefahr von unbeabsichtigten Auslösungen dabei am größten. Deshalb hat sich für den Außenbereich, viel-leicht gemeinsam mit Garage, den Steckdosen für Gartenarbeiten oder Weihnachtsbeleuchtung, ein separater FI oder LS/FI schon sehr oft bewährt.

w Elektrische Heizanlagen und Heizleitungen mit Flächenheizelementen

Für elektrische Heizanlagen ist, ausgenommen bei Schutztrennung als Maßnahme des Fehlerschutzes, generell ein Zusatzschutz nach der ÖVE/ÖNORM E 8001-4-753 vorzusehen. Das bedeutet ein FI mit IΔn ≤ 30 mA. Es können die Bauarten G oder unver-zögert ausgeführt werden. Da es aber unangenehm ist, wenn die Heizung ausfällt, ist ein FI der Bauart G empfehlenswert.

Eine Anmerkung zu Stromkreisen für Erdwärmepumpen, in denen ein FI-Schutzschalter vorgeschaltet ist: Oft-mals werden diese Pumpen mit frequenzgesteuerten Motorsteuerungen versehen. Dadurch ist ein FI der Type A unerlässlich und in Montageanleitungen ge-

fordert und eine Type F wäre sogar empfehlenswert.w Brandgefährdete Räume

Wenn widerstandsbehaftete Fehler einen Brand verursachen können, sind Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit IΔn ≤ 30 mA der Bauart G oder unverzögert einzubauen. Generell ist in brandgefährdeten Räumen in TN- und TT-Systemen ein FI mit IΔn ≤ 300 mA in Bauart S, G oder unverzögert einzusetzen. Dies ist in der ÖVE/ÖNORM E 8001-4-50 definiert.

Die Type ist abhängig von der Anwendung. Gibt es in diesen Räumen frequenzgesteuerte Maschinen, dann ist ein FI-Schutzschalter Typ B+ die optimale Lösung. In Deutschland wird dies vom VDS (Verband der Versicherungen) sogar gefordert und dadurch in die VDE-Norm eingetragen und umgesetzt.

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w Landwirtschaftliche und gartenbauliche Anlagen

Für landwirtschaftliche Betriebe sind nach der Norm ÖVE/ÖNORM E 8001-4-56 immer zwei FI-Schutzschalter in Serie gefordert. Ein FI-Schutz-schalter für den Fehlerschutz und Brandschutz, mit maximal IΔn ≤ 300 mA, üblicherweise in Bauart S und ein FI für alle Stromkreise als Zusatzschutz mit IΔn ≤ 30 mA. Denn auch in landwirtschaftlichenBetrieben oder Gärtnereien besteht neben weiteren Risiken auch ein erhöhtes Brandrisiko.

Bei Intensivtierhaltung ist ausdrücklich nach der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 Kapitel 12.1.6 eine verzögerte Type wie Bauart G vorgeschrieben.

Auch sonst ist mit Schäden bei Fehlauslösungen zu rechnen und daher Bauart G notwendig.

w Aufzüge

Beim Einsatz der Fehlerstrom-Schutzschaltung als Maßnahme des Fehlerschutzes müssen die Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in der Nähe des jeweiligen Hauptschalters für die Stromversorgung des Triebwerkes beziehungsweise des Schalters für die Beleuchtungsstromkreise des Fahrkorbes ange-ordnet sein. Bei Aufzügen mit umrichtergespeisten Motoren ist auf die Auswahl geeigneter Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen zu achten, das bedeutet, dass ein FI Typ B notwendig ist.

Weiters sind die Steckdosen und die Beleuchtung im Fahrzeugkorb, die Beleuchtung und natürlich auch die Steckdosen im Aufzugsschacht durch einen

FI oder LS/FI abzusichern. Dazu gibt es in der 2008 erschienen Norm ÖVE/ÖNORM E 8001-4-95 im Anhang B ein aufschlussreiches Schaltschema.

Als Bauart ist bei Aufzügen eindeutig der Bauart G der Vorzug zu geben.

w Ersatzstromanlagen

Hier sind auch in TN-Systemen Fehlerstrom-Schutz-einrichtungen zur Abschaltung vorgeschrieben. Das dient dazu, dass im Betrieb zur Notversorgung die Schutzmaßnahmen bestehen. Die Auswahl des Nennfehlerstromes des Fehlerstromschutzschalters ist abhängig vom Schleifenwiderstand. Die Norm dazu ist die ÖVE-EN 1, Teil 4 § 53.

Natürlich ist die Verfügbarkeit einer Ersatzstrom- anlage ein hohes Ziel, daher ist eine verzögerte Bauart wie G oder S sehr sinnvoll.

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w Schwimmbäder und Springbrunnen

Vereinfacht gesagt ist in einem Bereich von 2 m um das Wasser und von 2,5 m Höhe der Bereich 1, in dem nur Schutzkleinspannung zulässig ist. Um diesen Bereich liegt der Bereich 2, in dem jeder Stromkreis mit einem FI-Schutzschalter mit max. IΔn ≤ 30 mA abzusichern ist. Der Teil 4-702 der ÖVE/ÖNORM E 8001 ist 2013 erschienen und eine wichtige Norm bei der Errichtung von Schwimmbädern oder Spring-brunnen. Nicht nur wegen der FI-Schutzschalter, sondern auch bezüglich der Einhaltung der Bereiche, die in der Norm in Zeichnungen dargestellt werden.

Bei Auswahl der Type ist zu berücksichtigen, welche Steuerung eingesetzt wird. Werden für Drehstrom-

motoren oder Pumpensteuerungen Frequenzumrichter verwendet, ist ein Typ B-FI-Schutzschalter erforderlich.Bezüglich der Bauart gibt es keine Vorgaben, eine unverzögerte Bauart wird für diese Anwendungen ausreichen.

w Unterrichtsräume mit Experimentierständen

Generell ist für die Stromkreise ein FI-Schutzschalter mit IΔn ≤ 30 mA unerlässlich. Die Type des FI-Schutz-schalters ist von der Möglichkeit der auftretenden Kurvenformen oder den Schaltungen abhängig. Es kann sein, dass durch Verwendung der Experimentier-stände Gleichfehlerströme auftreten und damit ein Typ B erforderlich ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird ein Typ A ausreichend sein. Ein Typ AC wird bei diesem Anwendungsbereich nicht empfohlen.

Bei der Schutzmaßnahme Fehlerstromschutzschaltung gilt zusätzlich die Forderung, dass der Erdungswider-stand RA kleiner ist als der Wert aus 25 V / IΔn ≤ 30 mAist. Bezüglich der Bauart wird keine Vorgabe gemacht,

obwohl rasches Abschalten Vorzug hat und daher eine unverzögerte Type in Standard-Bauart die beste Wahl ist. SCHRACK TECHNIK bietet für solche Einsatzbereiche FI-Schutzschalter und LS/FI mit 10 mA an - natürlich nur für kleinen Nennstrom.

w Baustellen und Provisorien

Für Baustellen und Provisorien ist im Jahr 2012 die ÖVE/ÖNORM E 8001-4-704 erschienen. Bei Anwendung der Fehlerstrom-Schutzschaltung oder Nullung als Schutzmaßnahme des Fehlerschutzes gilt zusätzlich zur ÖVE/ÖNORM E 8001-1 für Stromkreise mit Steckdosen über 32 A, dass diese immer mit einer Fehlerstrom-SchutzeinrichtungIΔn ≤ 500 mA auszuführen sind. Die Anforderung an die Anlagenerdung gilt als erfüllt, wenn die Schleifen-impedanz ZS ≤ 100 Ω ist.

Als Zusatzschutz müssen alle Stromkreise zur Versor-gung von Steckdosen mit einem Bemessungsstrom

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bis einschließlich 32 A und andere Stromkreise, die in der Hand gehaltene elektrische Betriebsmittel miteinem Bemessungsstrom bis einschließlich 32 A versorgen, bei Anwendung der Maßnahmen des Fehler-schutzes Nullung oder Fehlerstrom-Schutzschaltung, zusätzlich durch FI-Schalter IΔn ≤ 30 mA geschützt sein.

In der Norm ist keine Type vorgegeben, es ist jedoch anzumerken, bei Anwendungen mit umrichtergesteuertenMotoren, zum Beispiel bei Kränen, muss der geeignete FI eingesetzt werden. Deshalb ist bei verschiedenen Maschinen oftmals ein Typ B erforderlich. Auf Baustellen gibt es typische Verbraucher, wie Bohrhämmer, Rüttler oder Schweißgeräte, die oftmals einphasige Frequenzumrichter haben, wodurch ein Typ F optimal ist.

Für die Bauart gibt es keine speziellen Vorgaben, jedoch ist die Selektivität zwischen der zweiten Stufe der Schutzmaßnahme und der dritten Stufe Zusatzschutz zu beachten.

w Campingplätze und Caravans

Für Campingplätze ist in der im Jahr 2012 erschienen Norm ÖVE/ÖNORM E 8001-4-708 für jede Steck-dose eine eigene Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit IΔn ≤ 30 mA gefordert. Auch jeder feste Anschluss, z.B. für Dauercamper, muss durch einen eigenen FI-Schalter IΔn ≤ 30 mA geschützt sein.

Der Grund für diese Vorschrift erklärt sich durch die Anwendungen auf einem Campingplatz. Es kann schnell ein Stecker mit Wasser in Berührung kommen oder ein Kabel defekt werden. Natürlich können für die einzelnen Kreise auch LS/FI für die Abgänge eingesetzt werden. Vorzugsweise sind Bauart G FI-Schutzschalter einzusetzen. Vor allem Fahrzeuge

oder Bauten von Dauercampern sind umfangreich ausgestattet, oft auch mit Tiefkühlgeräten.

In der neuen gleichzeitig erschienenen Norm für Caravans mit der Bezeichnung ÖVE/ÖNORM E 8001-4-721 wird das Gleiche wie bei Campingplätzen gefordert. Jede Einspeisesteckvorrichtung ist mit einem FI mit IΔn ≤ 30 mA auszuführen.

w Marinas und Wassersportfahrzeuge

Im Prinzip gilt hier Ähnliches in Bezug auf FI-Schutz-schalter wie bei Campingplätzen. Auch die dafür vorgesehene Norm ÖVE/ÖNORM E 8001-4-709 ist zum selben Zeitpunkt erschienen.

Selbstverständlich ist auch bei diesen Anwendungenfür jede einzelne Steckdose ein eigener FI-Schutz-schalter mit IΔn ≤ 30 mA gefordert. Für festverbundene Hausboote gilt Gleiches für die End-stromkreise für die feste Verbindung.

Die Bauart wird unverzögert oder bei Hausbooten Bauart G sein.

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w Fliegende Bauten (Vorübergehende Aufbauten)

Typische fliegende Bauten sind zum Beispiel Messestände oder Hütten für Weihnachtsmärkte oder Jahrmärkte.

Die Norm mit der Bezeichnung ÖVE/ÖNORM E 8001-4-740, die am 01.08.2013 erschienen ist, fordert in der zweiten Stufe der Schutzmaßnahmen als Fehlerschutz die Fehlerstromschutzschaltung mit IΔn ≤ 300 mA in Bauart S aufgrund der erhöhten Brandgefahr.

Weiters ist nicht nur der Zusatzschutz mit einem FI IΔn ≤ 30 mA für alle Steckdosen bis 32 A vorge-schrieben, sondern auch für fest angeschlossene ortsveränderliche Verbraucher und die Beleuchtung. Grund dafür ist, dass sehr viele Beleuchtungsteile durch die Vielzahl an Personen leicht beschädigt werden können, aber trotzdem ein Schutz bestehen bleiben muss. Ausgenommen sind daher nur direkt angeschlossene Verbrauchsmittel, die sich nicht im Handbereich befinden.

Es ist auch klar definiert, dass vorzugsweise LS/FI mit ausreichender Stoßstromfestigkeit und erhöhter Versorgungssicherheit (z.B. Bauart G) zu verwenden sind.

w Krankenhäuser und medizinisch genutzte Räume außerhalb von Krankenhäusern

Bei Krankenhäusern und medizinisch genutztenRäumen gibt es klarerweise eine Vielzahl von zu-sätzlichen Anforderungen, die in der ÖVE/ÖNORM E 8007 aus dem Jahr 2007 ausgeführt sind. Vorallem in Krankenhäusern sind die Anwendungen sehr unterschiedlich und es wird besonders Augen-merk auf Ausfalls- und Ausschaltsicherheit gelegt.

Für Stromkreise, die nicht in medizinisch genutzte Räume führen, sondern z.B. nur für die Verwaltung genutzt werden, gelten die normalen Schutz-maßnahmen der ÖVE/ÖNORM E 8001-1 fürFehlerschutz und Zusatzschutz.

Als Fehlerschutz und Zusatzschutz sind Schutzisolierung, Schutzkleinspannung, Funktionskleinspannung, Isolationsüberwachung sowie Schutztrennung gegenüber der Abschaltung (FI) aufgrund der Ausfalls-sicherheit die bevorzugten Schutzmaßnahmen. Sollten diese Schutzmaßnahmen nicht realisierbar sein, so ist bei Anwendung der Schutzmaßnahme Nullung als Maßnahme des Fehlerschutzes außerhalb des Handbe-reiches sowie für Stromkreise bis 63 A ein FI mit IΔn ≤ 300 mA einzusetzen. Die Bauart ist nicht vorgeschriebenund kann daher unverzögert, G oder S sein, wobei SCHRACK TECHNIK aufgrund der Ausfallssicherheit Bauart S empfiehlt.

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Als dritte Stufe Zusatzschutz ist für alle Endstromkreisebis 63 A für Betriebsmittel im Handbereich ein FI mit IΔn ≤ 30 mA auszuführen, wenn in der zweiten Stufe der Schutzmaßnahme Fehlerschutz Nullung oder Fehlerstrom-Schutzschaltung Anwendung findet. Auch für diese Fälle ist keine Bauart vorgeschrieben und von der Anwendung abhängig. Im Normalfall wird das beim Zusatzschutz die Bauart G und beim Fehlerschutz die Bauart S sein.

Auch die Type des FI-Schutzschalters ist in der Norm nicht festgeschrieben und nach der Anwendung zu wählen. Oftmals wird bei Röntgengeräten oder bei Geräten mit frequenzgesteuerten Motoren sogar

ein Typ B vorgeschrieben und auch notwendig sein. Generell sollte zumindest ein Typ A-FI-Schutzschalter eingesetzt werden.

Auch bei der Prüfung gibt es besondere Vorgaben für Krankenhäuser: Die FI-Schutzschalter sind zumindest alle sechs Monate durch eine Fachkraft oder eine unterwiesene Person gemäß ÖVE/ÖNORM EN 50110-1 zu prüfen.


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Schlusswort

Die Idee zu dieser Broschüre war, klar die Unterschiede zwischen den einzelnen Typen von FI-Schutzschalternaufzuzeigen und dass eine Bauart eine Ausführung dieser ist. Die Aufzählung ist sicherlich nicht vollständig, soll aber Einblicke in die Normen geben, um im Alltag der Elektroinstallation ein hilfreiches Tool zu sein.

Generell ist es dem SCHRACK TECHNIK Team sehr wichtig, die Kunden zu informieren, dass nur auf ein richtiges Schutzelement (FI-Schutzschalter) auch wirklich Verlass ist. Bei seinem Auto würde jeder in die Werkstätte fahren, wenn die Airbag-Lampe leuchtet oder der Gurt nicht funktioniert. Bei der Prüftaste des FI-Schutzschalters ist dies noch nicht jedem Laien wirklich klar.

Was in diesen Unterlagen auch deutlich zum Ausdruck kommen sollte ist, dass heute der Typ A-FI-Schutz-schalter bereits Stand der Technik darstellt und oft sogar ein Typ F oder B erforderlich ist, obwohl dies in Österreich noch nicht in einer Norm fixiert wurde. Auch ein Airbag ist im Auto nicht vorgeschrieben, es möchte aber kaum ein Autofahrer darauf verzichten.

Auch die Elektroschutzverordnung für Betriebe fordert Änderungen, die zur Sicherheit der Arbeitnehmer dienen und so können wir uns vorstellen, dass in zukünftigen Elektrotechnikverordnungen oder Normen auch Typen von FI-Schutzschaltern vorgegeben werden. Es ist bereits heute üblich, dass der Ausführende heran-gezogen wird, wenn er wissentlich ein Schutzelement wählt, das im Bedarfsfall keinen ausreichenden Schutz bietet.

Wenn es um die Sicherheit geht, ist das vielen Verbrauchern und Kunden etwas Wert, er muss jedoch die Unterschiede und seinen Vorteil erkennen können.

Ihr

SCHRACK TECHNIK - Team

w Herausgeber und Hersteller

SCHRACK TECHNIK GmbH, 1230 Wien

Die hier enthaltenen Informationen entsprechen der Meinung des Unternehmens zum Zeitpunkt der Erstellung.Sie wurden auf Basis von Normenpublikationen, Branchenfachvorträgen, Fachliteratur und dem unternehmens-eigenen Know-how erstellt. Der Inhalt hat Informationscharakter und daher keine Rechtsverbindlichkeit.

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Quellennachweis

• Biegelmeier, Gottfried: Liber Amicorum - Liber Inimicis

• Biegelmeier, Gottfried: Wirkungen des elektrischen Stromes auf Menschen und Nutztiere

• Biegelmeier, Gottfried: Die Wirkungen des elektrischen Stromes auf den Menschen und der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers

• Biegelmeier, Kiefer, Krefter: Schutz in elektrischen Anlagen, Schutzeinrichtungen Band 5

• Biegelmeier, Mörx: Schutz gegen gefährliche Körperströme und gegen Überspannungen

•Graßmück, Alexander: Fehlerstromschutzschalter, Technische Produktinformation

• Kuratorium für Elektrotechnik: Die Neue Elektrotechnikverordnung ETV 2002 / A2

•ÖVE/ÖNORM E 8001-1 und deren Änderungen

•ÖVE/ÖNORM E 8001-4-701

•ÖVE/ÖNORM E 8001-4-702

•ÖVE/ÖNORM E 8001-4-704

•ÖVE/ÖNORM E 8001-4-708

•ÖVE/ÖNORM E 8001-4-714

•ÖVE/ÖNORM E 8001-4-721

•ÖVE/ÖNORM E 8001-4-740

•ÖVE/ÖNORM E 8001-4-753

•ÖVE/ÖNORM E 8007

•ÖVE/ÖNORM E 8601

•OVE-Richtlinie R 5

•ÖVE EN 1

•ÖVE/ÖNORM EN 61008-1

•ÖVE EN 61008-2-1+A11

•ÖVE/ÖNORM EN 62423

• IEC/EN 61008

• EN 50178

• IEC 60479-1 – Risk limit of ventricular fibrillation

• IEC 23E/604/DTR Guide on the correct use of RCDs

• VDS 3501

• 33. Verordnung: Verordnung über den Schutz der Arbeitnehmer/innen vor Gefahren durch den elektrischen Strom sowie Änderung der Bauarbeiterschutzverordnung und der Verordnung explosionsfähige Atmo-sphären [CELEX-Nr.: 31992L0091; 31992L0104] Ausgegeben am 6. Februar 2012

• 106. Bundesgesetz. Elektrotechnikgesetz 1992 - ETG1992 (Nr. GP XVIII RV 806 AB896 S. 100. BR: AB 446 §. 564.) ausgegeben am 12. Februar 1993

• 33. Verordnung des Bundesministers für Wirtschaft und Arbeit zur Änderung der Elektrotechnikverordnung 2002 (Elektrotechnikverordnung 2002/A1 – ETV 2002/A1) ausgegeben am 30. Jänner 2006

• 223. Verordnung des Bundesministers für Wirtschaft, Familie und Jugend, mit der die Elektrotechnik- verordnung 2002 geändert wird (Elektrotechnikverordnung 2002/A2 - ETV 2002/A2) ausgegeben am 12. Juli 2010

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