Praxis Elektrotechnik

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EUROPA-FACHBUCHREIHE für elektrotechnische Berufe 11. überarbeitete und erweiterte Auflage Bearbeitet von Lehrern an beruflichen Schulen sowie von Ingenieuren Lektorat: Peter Bastian VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG Düsselberger Straße 23 · 42781 Haan-Gruiten Europa-Nr.: 30812 Praxis Elektrotechnik

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Page 1: Praxis Elektrotechnik

Europa-FachbuchrEihEfür elektrotechnische berufe

11. überarbeitete und erweiterte Auflage

bearbeitet von Lehrern an beruflichen Schulen sowie von ingenieuren

Lektorat: peter bastian

VErLag Europa-LEhrmittEL · Nourney, Vollmer gmbh & co. KgDüsselberger Straße 23 · 42781 haan-gruiten

Europa-Nr.: 30812

Praxis Elektrotechnik

Page 2: Praxis Elektrotechnik

Autoren:

bastian, peter Kirchheim unter teck

Feustel, bernd Kirchheim unter teck

Käppel, thomas münchberg

Schuberth, günter helmbrechts

Spielvogel, otto ohmden

tkotz, Klaus Kronach

Ziegler, Klaus Nordhausen

Leitung des Arbeitskreises und Lektorat: peter bastian

Bildentwürfe: Die autoren

Fotos: autoren und Firmen (Firmenverzeichnis Seite 310)• Windows ist ein eingetragenes Warenzeichen der microsoft corporation

• iNtEL ist ein eingetragenes Warenzeichen der iNtEL corporation

• Linux ist ein eingetragenes markenzeichen von Linux torvalds

• Nachdruck der box Shots von microsoft-produkten mit freundlicher Erlaubnis der microsoft-corporation

• alle Warenzeichen, Schriftarten, Firmennamen und Logos sind Eigentum oder eingetragene Warenzeichen ihrer

Eigentümer

Bildbearbeitung:

Zeichenbüro des Verlags Europa-Lehrmittel gmbh & co. Kg, ostfildern

Das vorliegende buch wurde auf der Grundlage der aktuellen amtlichen Rechtschreibregeln erstellt.

11. auflage 2011

Druck 5 4 3 2 1

alle Drucke derselben auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die behebung von Druckfehlern untereinander unverändert sind.

iSbN 978-3-8085-3133-4

umschlaggestaltung unter Verwendung eines Fotos der Firma heinrich Kopp ag, Elektrotechnik – Elektronik, 63796 Kahlausführung: braunwerbeagentur, 42477 radevormwald

alle rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.

© 2011 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer gmbh & co. Kg, 42781 haan-gruitenhttp://www.europa-lehrmittel.de

Satz: Satz+Layout Werkstatt Kluth gmbh, 50374 ErftstadtDruck: medienhaus plump gmbh, 53619 rheinbreitbach

Page 3: Praxis Elektrotechnik

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Liebe Leserin,lieber Leser,

das buch PRAXIS ELEKTROTECHNIK vermittelt das für die fachprak-tische ausbildung erforderliche grund- und Fachwissen in den an-erkannten energietechnischen Elektroberufen des handwerks und der industrie. Die 11. auflage wurde gründlich überarbeitet. Das buch baut auf die ausbildungsordnungen und die ausbildungspläne der bundes-länder auf.

besonderer Wert wurde auf die Einarbeitung der gültigen DiN- und iEc-Normen sowie der DiN VDE-bestimmungen gelegt. So sind hin-weise zu den technischen regeln für betriebssicherheit eingearbeitet worden. Das buch ist damit aktuell und berücksichtigt neue technische Entwicklungen. Schaltzeichen und Schaltpläne entsprechen DiN EN 60617.

Das buch ist in überschaubare Kapitel gegliedert. Über 800 mehrfar-bige bilder, tabellen, Übersichten und Diagramme helfen den kom-plexen Stoff der elektrischen Energietechnik zu verstehen und ermög-lichen einen methodischen, lernfeldorientierten unterricht.

Das folgende mind-map-bild zeigt die wichtigsten informationen.

Vorwort

Zur Vertiefung weitereBücher aus der Fachbuchreihe

• Fachkunde Elektrotechnik

• prüfungsfragen praxis Elektrotechnik

• arbeitsbuch Elektrotechnik Lernfeld 1–4

• rechenbuch Elektrotechnik

• Formeln für Elektrotechniker

• tabellenbuch Elektrotechnik

Alle Normen nach dem neuesten Stand, z. B.

• Schutzmaßnahmen DIN VDE 0100, Teil 410 (6/2007)

• Sicherheitskennzeichnung am Arbeitsplatz

• Installation in Räumen mit Badewanne oder Dusche DIN VDE 0100, Teil 701 (10/2008)

• Blitzschutzanlagen DIN VDE 0185-305-3 (10/2006)

i

ihre meinung zu diesem buch ist uns wichtig. teilen Sie uns ihre Verbesserungsvorschläge, ihre Kritik aber auch ihre Zustimmung mit. Schreiben Sie uns unter: [email protected]

Die autoren und der Verlag Europa-Lehrmittel wünschen ihnen viel Erfolg. Winter 2010/2011

Fachqualifikationenvermitteln Berufsschulen

Energie- undGebäudetechnik

Gebäude- undInfrastruktursysteme

Maschinen- undAntriebstechnik

Maschinen- undAntriebstechnik

Geräte undSysteme

Automatisierungs-technik

Automatisierungs-technik

Systemelektroniker/-in

Mechatroniker/-in

Elektroniker/-in für:(Industrie)

Elektroniker/-in für:(Handwerk)

Praktiker/-in im Beruf

Auszubildende,Schüler/-in in

Betrieben

MeisterschulenüberbetrieblichenAusbildungsstätten

Hilfe bei der Projekt-bearbeitung geben

bei der Installation,Wartung und Prüfungelektrischer Anlagen helfen

Gruppenarbeit fördern

ZielgruppenDas Buch soll

Ausbildungs- richtungen

ComputertechnikBlitzschutzanlagen

Servo-Motoren

Elektrische Anlagenin Wohngebäuden

SchutzmaßnahmenSchaltungstechnik

KlemmenpläneTelekommunikationsanlagen

DSL-AnlagenBewegungsmelder

Netzfreischalteinrichtung

Beispiele fürüberarbeiteteThemenbereiche

Berufsfachschulen

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4 Lernfelder

Vorbemerkungen zu den LernfeldernDas duale System unterscheidet die Lernorte be-trieb und berufsschule. Die ausbildungsordnung des bundes regelt die ausbildung im betrieb.

Für die berufsschulen gelten die Lehrpläne des je-weiligen bundeslandes, die auf den rahmenlehr-plänen des bundes aufbauen.

Die rahmenlehrpläne für den berufsbezogenen un-terricht enthalten die gesamten ausbildungsinhalte. Sie geben eine inhaltliche und zeitliche Struktur vor, beinhalten aber keine angaben zu unterrichtsfä-chern, unterrichtsformen und Stundentafeln. Diese organisatorischen maßnahmen werden durch das jeweilige bundesland getroffen.

bei der umsetzung der Lehrpläne durch Lernfelder (Tabelle) ist es sinnvoll, die Lernfeldinhalte in über-schaubare fachpraktische Lernsituationen zu unter-teilen. Dabei kann eine gewichtung der ausgewähl-ten Lernsituationen nach den Erfordernissen des ausbildungsberufes und auch nach den zukünftigen anforderungen des ausbildungsbetriebes erfolgen. Eine mögliche reihenfolge bei der bearbeitung von Lernsituationen ist im Bild aufgezeigt.

Beispiele zu Lernsituationen:• Lernfeld 1: Elektrotechnische Systeme analysie-

ren und Funktionen prüfen, Seite 305.• Lernfeld 2: Elektrische installationen planen und

ausführen, Seite 307.

Rahmenlehrpläne enthalten:• Vorbemerkungen• bildungsauftrag der berufsschule• Didaktische grundsätze• berufsbezogene anmerkungen• Lernfeldinhalte

Lernfelder beschreiben:• Lernziele• Lerninhalte• Zeitrichtwerte

Lernfeldbearbeitung erfordert:• projektarbeit (Seite 304)• Lernsituationen (Seite 305)

Der technische, arbeitsorganisatorische und soziale Wandel stellt neue anforderungen an die Schule und an den ausbildungsbetrieb. Die Einführung von Lernfeldern ist eine hilfe zur umsetzung dieser neuen anforderungen.

Lern- Elektroniker Lernfeldinhalt (beispiele) Seitenhinweise feld Eg1 ma2 at3 bt4 gS5

gru

nd

stu

fe

Tabelle: Führer durch die Lernfelder der Grundstufe, Lernfeld 1 bis 4

1 x x x x x • Elektrotechnische Systeme analysieren • arbeitssicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 und Funktionen prüfen • Schaltzeichen, Schaltpläne. . . . . . . . . . . . . 71 • Verbindungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 • messverfahren, messen und prüfen . . . . . 163 • Elektronische bauelemente . . . . . . . . . . . . 200

2 x x x x x • Elektrische installationen planen und • Verlegen von Leitungen und Kabeln . . . . . . . 28 ausführen • Leitungen und Kabel. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 • installationsschaltungen. . . . . . . . . . . . . . . 88 • Leitungsdimensionierung . . . . . . . . . . . . . 65 • Schutzmaßnahmen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

3 x x x x x • Steuerungen analysieren und ausführen • Verbindungsprogrammierte Steuerungen 92 • Speicherprogrammierbare Steuerungen. 100 • aktoren, Sensoren. . . . . . . . . . . . . . . . . 81, 100 • ausführungen von Steuer- und meldestromkreisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 • Schutzeinrichtungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

4 x x x x x • informationstechnische Systeme • Zweidraht-bus-Sprechanlagen . . . . . . . . . 119 bereitstellen • iSDN-anlagen, DSL-anlage . . . . . . . . 122, 124 • personalcomputer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

Elektroniker für 1 Eg: Energie- und gebäudetechnik 2 ma: maschinen- und antriebstechnik 3 at: automatisierungstechnik 4 bt: betriebstechnik 5 gS: geräte und Systeme, Systemelektroniker (handwerk)

Auftragsaus-wertung

Auftragsdurch-führung

Auftrags-planung

1. Analysieren

2. Planen

3. Durchführen

4. Kontrollieren

5. Dokumentieren

6. Bewerten

Auftrags-analyse

Bild: Arbeitsschritte einer Projektbearbeitung

i

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Lernfelder 5

Lern- Elektroniker Lernfeldinhalt (beispiele) Seitenhinweise feld Eg1 ma2 at3 bt4 gS5

Fach

stu

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Fach

stu

fe ii

Tabelle: Führer durch die Lernfelder der Fachstufe I und II, Lernfeld 5 bis 13

5 x x x x • Elektroenergieversorgung und Sicherheit • Netzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 von betriebsmitteln gewährleisten • Schutzeinrichtungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 x • Energieversorgung für geräte und • Schutzarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181, 267 Systeme realisieren und deren Sicherheit • prüfen von betriebsmitteln . . . . . . . . 257, 263 gewährleisten • gleichrichter, Netzgeräte . . . . . . . . . . 210, 217

6 x x • anlagen und geräte analysieren und prüfen • geräte- und anlagenprüfung . . . . . . . . . . . 253 x • geräte und baugruppen in anlagen • mess- und prüfgeräte, prüfprotokoll. . 163, 261 analysieren und prüfen • isolationswiderstände, x • Elektrische maschinen herstellen und prüfen therm. Klassifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . .300 x • Elektronische baugruppen von geräten • bauteile der Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . 200 konzipieren, herstellen und prüfen • planung von antrieben. . . . . . . . . . . . . . . . 266

7 x x x • Steuerungen für anlagen • Sensoren, aktoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . 81, 100 programmieren und realisieren • gebäudesystemtechnik . . . . . . . . . . . . . . . 136 x • betriebsverhalten elektrischer maschinen • Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 analysieren • betriebsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 x • baugruppen hard- und softwareseitig • Elektrische maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . 266 konfigurieren • Kleinsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

8 x x x • antriebssysteme auswählen und integrieren • Elektrische maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . 266 x • Elektrische maschinen und mechanische • bauformen, betriebsarten von Komponenten integrieren Elektromotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 x • geräte herstellen und prüfen • anlassverfahren elektrischer maschinen, Drehzahlsteuerung. . . . . 271, 276 • Schutzeinrichtungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

9 x • Kommunikationsanlagen in Wohn- und • Leitungen und Kabel. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Zweckbauten planen und realisieren • telekommunikationsanlagen . . . . . . . . . . 117 x • Elektrische maschinen in Stand setzen • gefahrenmeldeanlagen . . . . . . . . . . . . . . . 132 x • Steuerungs- und Kommunikationssysteme • antennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 integrieren • iSDN-anlagen, DSL-anlagen . . . . . . . 122, 124 x • gebäudetechnische anlagen ausführen • computertechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 und in betrieb nehmen • instandsetzung elektrischer maschinen . . 285 x • geräte und Systeme warten, inspizieren und in Stand halten

10 x • Elektrische anlagen der haustechnik in • Elektrowärmegeräte . . . . . . . . . . . . . . 235, 245 betrieb nehmen und in Stand halten • hausgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 x •Steuerungen und regelungen für elektrische • beleuchtungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 maschinen auswählen und anpassen • blitzschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 x • automatisierungssysteme in betrieb • Verknüpfungssteuerungen. . . . . . . . . . . . . 94 nehmen und übergeben • Speicherprogrammierbare Steuerungen. 100 x • Energietechnische anlagen errichten und • unfallverhütungsvorschriften . . . . . . . . . . 11 in Stand halten x • Fertigungsanlagen einrichten

11 x • Energietechnische anlagen in betrieb • Netzsysteme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 nehmen und in Stand setzen • transformatoren, Schaltgruppen . . . 288, 292 x • Elektrische maschinen in technische • Schutzpotenzialausgleich . . . . . . . . . . . . . 106 Systeme integrieren • hauptstromversorgungssystem . . . . . . . . 108 x • automatisierungssysteme in Stand halten • Zählerplatz, Stromkreisverteiler . . . . 109, 110 und optimieren • Fotovoltaikanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 x • automatisierte anlagen in betrieb nehmen • gefahrenmeldeanlagen . . . . . . . . . . . . . . . 132 und in Stand halten • Wartung und instandhaltung x • prüfsysteme einrichten und anwenden von anlagen und geräten . . . . . . . . . . 253, 257

12 x • Energie- und gebäudetechnische anlagen • Fundamenterder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 planen und realisieren • Elektrische anlagen in Wohngebäuden . . 105 x • antriebssysteme in Stand halten • installation von räumen besonderer art . 146 x • automatisierungssysteme planen • breitband-Kommunikationsanlagen. . . . . 131 x • Energietechnische anlagen planen und • prüfen elektrischer maschinen . . . . . . . . . 300 realisieren • betriebsstörungen elektrischer maschinen 286 x • geräte und Systeme planen und realisieren

13 x • Energie- und gebäudetechnische anlagen • Schutzmaßnahmen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 in Stand halten und ändern • prüfen von Schutzmaßnahmen. . . . . . . . . 194 x • antriebssysteme anpassen und optimieren • prüfgeräte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 x • automatisierungssysteme realisieren • prüfprotokolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199, 261 x • Elektrotechnische anlagen in Stand halten • betriebsarten elektrischer maschinen. . . . 268 und ändern x • Fertigungs- und prüfsysteme in Stand halten

Elektroniker für 1 Eg: Energie- und gebäudetechnik 2 ma: maschinen- und antriebstechnik 3 at: automatisierungstechnik 4 bt: betriebstechnik 5 gS: geräte und Systeme, Systemelektroniker (handwerk)

rahmenlehrpläne können auch über die internetadresse www.kmk.org eingesehen werden.

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Inhaltsverzeichnis

1 Unfall- und Arbeitssicherheit . . . . . . . . . . . . 10

1.1 Elektrische Energie und ihre Gefahren . . . . 101.1.1 Energiewirtschaftsgesetz. . . . . . . . . . . . . . . . 101.1.2 geräte- und produktsicherheitsgesetz

(gpSg) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.1.3 unfallverhütung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.1.4 VDE-Vorschriftenwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.2 Sicherheitskennzeichnung am

Arbeitsplatz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.2.1 gefahrstoffkennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . 121.2.2 Sicherheitszeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.3 Die fünf Sicherheitsregeln. . . . . . . . . . . . . . . 141.4 Sicherheit bei Arbeiten an elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.4.1 Sicherheit beim arbeiten in der Nähe von unter Spannung stehenden anlagenteilen 161.4.2 Sicherheit beim arbeiten an unter Spannung stehenden anlagenteilen . . . . . . 161.4.3 Sicherer umgang mit Werkzeug und gerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.4.4 Schutzkleidung, Schutzausrüstung . . . . . . . 18

2 Isolierte Leitungen und Kabel. . . . . . . . . . . . 19

2.1 Aufbau und Anforderungen an isolierte Leitungen und Kabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.2 Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.3 Kabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3 Verlegen von Leitungen und Kabeln . . . . . . 28

3.1 Grundsätze der Leitungsverlegung . . . . . . . 283.2 Die klassischen Verlegearten . . . . . . . . . . . . 283.2.1 Leitungsverlegung auf putz. . . . . . . . . . . . . . 283.2.2 Leitungsverlegung im putz . . . . . . . . . . . . . . 323.2.3 Leitungsverlegung unter putz. . . . . . . . . . . . 333.2.4 Leitungsverlegung in installationsrohren . . 343.3 Elektroinstallation im Fertigbau. . . . . . . . . . 363.3.1 Leitungsverlegung im beton. . . . . . . . . . . . . 363.3.2 Leitungsverlegung in hohlwänden . . . . . . . 373.4 Leitungsverlegung in Installationskanälen 383.4.1 Verlegung in Leitungskanälen . . . . . . . . . . . 383.4.2 Verlegung in geräteeinbaukanälen . . . . . . . 393.4.3 Verlegung in Sockelleistenkanälen . . . . . . . 403.4.4 Verlegung in aufbodenkanälen . . . . . . . . . . 403.5 Unterflur-Installationssysteme. . . . . . . . . . . 403.5.1 Estrichüberdecktes Kanalsystem . . . . . . . . . 413.5.2 Estrichbündiges Kanalsystem. . . . . . . . . . . . 413.5.3 imbeton-Kanalsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.5.4 Doppelboden-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.6 Brandschottung in elektrischen Anlagen . . 423.7 Verlegung auf Kabeltragegestellen . . . . . . . 423.8 Verlegung im Erdreich. . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.9 Verlegen von Freileitungen. . . . . . . . . . . . . . 44

4 Verbindungstechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.1 Zurichten isolierter Leitungen . . . . . . . . . . . 454.2 Schraubverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.2.1 arten von Schraubverbindungen. . . . . . . . . 464.2.2 Schrauben, muttern, Schrauben-

profile und Schraubensicherungen . . . . . . . 464.2.3 Lösen festsitzender Schraubverbindungen 47

4.2.4 biegen von Ösen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484.3 Lötfreie Verbindungstechniken . . . . . . . . . . 494.3.1 pressen, Quetschen und crimpen . . . . . . . . 494.3.2 Wire-Wrap-Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.3.3 termi-point-Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . 504.3.4 isolations-Durchdringungsverfahren. . . . . . 504.3.5 Klemmenverbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . 514.4 Weichlöten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

5 Überlastschutz und Kurzschlussschutz . . . 57

5.1 Schmelzsicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575.1.1 Schraubsicherungssysteme . . . . . . . . . . . . . 575.1.2 Nh-Sicherungssystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.1.3 betriebsklassen von Niederspannungssicherungen . . . . . . . . . . . 605.1.4 geräteschutzsicherungen . . . . . . . . . . . . . . . 605.2 Leitungsschutzschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.3 Überlastschutz von Asynchronmotoren. . . 625.3.1 motorschutzschalter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625.3.2 thermisches Überlastrelais. . . . . . . . . . . . . . 635.3.3 motorschutz durch thermistoren. . . . . . . . . 645.4 Überstromschutz von fest verlegten Kabeln und isolierten Leitungen . . . . . . . . . 655.4.1 Strombelastbarkeit von fest verlegten Kabeln und Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655.4.2 Zuordnung von Überstrom-Schutz- einrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675.4.3 Überlastschutz von Kabeln und isolierten Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695.4.4 Kurzschlussschutz von Kabeln und

isolierten Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

6 Bauteile und Schaltungen der Energietechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

6.1 Technische Unterlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 716.1.1 betriebsmittelkennzeichnung . . . . . . . . . . . . 716.1.2 Schaltungsunterlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 716.2 Stecksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.2.1 Zweipolige Steckvorrichtungen

mit und ohne Schutzkontakt . . . . . . . . . . . . . 736.2.2 herstellen einer Schutzkontakt- Verlängerungsleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756.2.3 perilex-Steckvorrichtungen. . . . . . . . . . . . . . 756.2.4 Kragensteckvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . 766.3 Befehls- und Meldegeräte . . . . . . . . . . . . . . . 786.3.1 Schalter und taster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786.3.2 installationsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796.3.3 Drucktaster und Leuchtmelder . . . . . . . . . . . 806.3.4 positionsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806.3.5 Näherungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816.3.6 Schalter für maschinen und anlagen . . . . . 826.4 Elektromagnetische Schalter . . . . . . . . . . . . 836.4.1 relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836.4.2 Schütze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856.4.3 Zeitabhängige elektromagnetische

Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866.4.4 Kontakt- und anschlussbezeichnungen elektromagnetischer Schalter . . . . . . . . . . . . 876.5 Installationsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . 886.5.1 installationsschaltungen mit Schaltern . . . 88

Page 7: Praxis Elektrotechnik

7inhaltsverzeichnis

6.5.2 beleuchtung und betriebszustands- anzeige bei installationsschaltern . . . . . . . 89

6.5.3 installationsschaltungen mit elektro- magnetischen Schaltern . . . . . . . . . . . . . . . 90

6.5.4 bewegungsmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916.5.5 Netzfreischalter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916.6 Steuer- und Meldestromkreise mit elektromagnetischen Schaltern . . . . . . . . . 926.6.1 betriebsbedingungen und ausführung von Steuer- und meldestromkreisen . . . . . 926.6.2 grundschaltungen mit Schützen . . . . . . . . 946.6.3 Folge- und Verriegelungsschaltung. . . . . . 946.6.4 Stern-Dreieck-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . 956.6.5 Dahlanderschaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966.6.6 Klemmenplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 976.7 Kleinsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986.7.1 aufbau, Einbau und anschluss. . . . . . . . . . 986.7.2 programmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996.8 Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006.8.1 aufbau einer SpS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006.8.2 anschluss einer SpS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006.8.3 arbeitsweise einer speicher-

programmierbaren Steuerung . . . . . . . . . . 1016.8.4 programmierung einer speicher-

programmierbaren Steuerung . . . . . . . . . . 1016.8.5 Sicherheitstechnische anforderungen an speicherprogrammierbare Steuerungen. . 1026.8.6 anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

7 Elektrische Anlagen in Wohngebäuden . . 1057.1 Hausanschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057.1.1 Kabelanschluss. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057.1.2 hausanschlussraum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057.1.3 hausanschlusswand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1067.1.4 hausanschlussnische. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1067.2 Schutzpotenzialausgleich in

Wohngebäuden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1067.2.1 Fundamenterder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077.2.2 ausführung des Schutzpotenzialausgleichs 1077.3 Hauptstromversorgungssysteme . . . . . . . 1087.3.1 hauptleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087.3.2 Zählerplätze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1097.3.3 Steuerleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107.4 Wohnungsinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107.4.1 Stromkreisverteiler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107.4.2 Elektroinstallation im Wohnbereich. . . . . . 1117.4.3 Elektroinstallation in der Küche . . . . . . . . . 1127.4.4 installationsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1137.4.5 Elektroinstallation in räumen mit badewanne oder Dusche . . . . . . . . . . . . . . 1147.4.6 ausstattungsumfang der Elektro-

installation in Wohngebäuden . . . . . . . . . . 1167.5 Telekommunikationsanlagen. . . . . . . . . . . 1177.5.1 hausrufanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177.5.2 haussprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177.5.3 Errichten von telekommunikationsanlagen 1207.5.4 analoge telekommunikationsanlagen . . . 1217.5.5 Digitale telekommunikationsanlagen (iSDN-anlagen). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1227.5.6 DSL-technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247.6 Antennen und Empfangsanlagen . . . . . . . 1257.6.1 antennenanlagen für terrestrischen

Empfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1257.6.2 Satelliten-Empfangsanlagen. . . . . . . . . . . . 1287.6.3 Digitale terrestrische Empfangsanlagen . . 130

7.6.4 breitband-Kommunikationsanlagen (bK-anlagen). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

7.7 Gefahrenmeldeanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . 1327.7.1 Einbruchmeldeanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . 1327.7.2 brandmeldeanlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1357.8 Gebäudesystemtechnik. . . . . . . . . . . . . . . . 1367.8.1 KNX-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1367.8.2 KNX-powernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

8 Blitzschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1418.1 Äußerer Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1418.2 Innerer Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1438.3 Trennungsabstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1458.4 Prüfen der Blitzschutzsysteme . . . . . . . . . 145

9 Sonderinstallationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1469.1 Elektroinstallation in landwirtschaftlichen

und gartenbaulichen Betriebsstätten . . . . 1469.2 Elektroinstallation in feuergefährdeten

Betriebsstätten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1489.3 Elektroinstallation in medizinisch

genutzten Bereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1499.4 Elektroinstallation in explosions- gefährdeten Bereichen . . . . . . . . . . . . . . . . 1529.5 Elektrische Anlagen auf Baustellen . . . . . . 1559.6 Beleuchtungsanlagen für Innenräume . . . 1569.6.1 Schaltungen von Leuchtstofflampen. . . . . 1569.6.2 Niedervolt-halogentechnik . . . . . . . . . . . . . 1589.7 Leuchtröhrenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 1609.8 Fotovoltaikanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

10 Messen in elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16310.1 Messen und Prüfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16310.2 Begriffe der Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . 16410.3 Analoge und digitale Anzeige . . . . . . . . . . 16410.4 Messwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16510.5 Messfehler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16510.6 Messen von Stromstärke, Spannung

und Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16710.7 Messen mit Vielfach-Messinstrumenten . 17210.8 Messkategorien, Messen nicht-

sinusförmiger Wechselgrößen . . . . . . . . . . 17310.9 Messen der elektrischen Leistung . . . . . . . 17410.10 Messen der elektrischen Arbeit . . . . . . . . . 17510.11 Messen mit dem Elektronenstrahl-

Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17710.11.1 inbetriebnahme des oszilloskops . . . . . . . 17710.11.2 Spannungsmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . 17810.11.3 messen der Frequenz und der Zeit. . . . . . . 17910.11.4 messen von Strömen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 17910.11.5 messen der phasenverschiebung . . . . . . . 17910.11.6 Kennlinienaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

11 Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18111.1 Auswahl der Betriebsmittel . . . . . . . . . . . . 18111.2 Schutz gegen elektrischen Schlag. . . . . . . 18211.3 Drehstromsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18311.4 Anforderungen an den Basisschutz. . . . . . 18411.4.1 basisschutz unter normalen bedingungen 18411.4.2 basisschutz unter besonderen

bedingungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18411.5 Anforderungen an den Fehlerschutz . . . . . 18511.6 Schutz durch automatische Abschaltung

im TN-, TT- und IT-System . . . . . . . . . . . . . 186

Page 8: Praxis Elektrotechnik

8 inhaltsverzeichnis

11.6.1 tN-System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18611.6.2 tt-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18711.6.3 it-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18711.7 Doppelte oder verstärkte Isolierung . . . . . 18911.8 Schutztrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18911.9 Schutz durch Kleinspannung . . . . . . . . . . . 19011.10 Zusätzlicher Schutz durch Fehlerstrom-

schutzeinrichtungen (RCD) . . . . . . . . . . . . . 19011.10.1 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (rcDs) 19111.10.2 Differenzstrom-Schutzeinrichtungen . . . . . 19211.11 Besondere Schutzvorkehrungen für

Anlagen die nur durch Elektrofachkräfte betrieben und überwacht werden . . . . . . . 193

11.12 Prüfen der Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . 19411.12.1 prüfen durch besichtigen . . . . . . . . . . . . . . 19411.12.2 prüfen durch Erproben und messen . . . . . 19411.12.3 prüfen durch messen an Drehstrom-

systemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19511.12.4 prüfen von rcDs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19711.12.5 prüfen bei Kleinspannung und

Schutztrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19711.12.6 isolationswiderstand in nicht leitender

umgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19811.12.7 Wiederholungsprüfungen. . . . . . . . . . . . . . 199

12 Schaltungen und Bauteile der Elektronik . .200

12.1 Gedruckte Schaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . 20012.1.1 aufbau der Leiterplatte . . . . . . . . . . . . . . . . 20012.1.2 herstellung gedruckter Schaltungen . . . . . 20012.1.3 Erstellen einer Leiterplatte am beispiel eines Durchgangsprüfers . . . . . . . . . . . . . . 20112.1.4 Zurichten elektronischer bauelemente . . . 20212.1.5 SmD-technik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20312.2 Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20512.2.1 Festwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20512.2.2 Einstellbare Widerstände . . . . . . . . . . . . . . 20612.2.3 Nichtlineare Widerstände . . . . . . . . . . . . . . 20612.2.4 prüfen von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . 20712.3 Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20712.3.1 Kennzeichnung und abmessungen von

Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20812.3.2 prüfen von Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . 20812.4 Halbleiterbauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . 20912.4.1 Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20912.4.2 gleichrichterschaltungen . . . . . . . . . . . . . . 21012.4.3 Z-Dioden (begrenzerdioden). . . . . . . . . . . . 21212.4.4 transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21312.4.5 thyristoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21812.4.6 triacs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21912.4.7 Diac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22012.4.8 Kühlung von halbleiterbauelementen. . . . 22112.4.9 optoelektronische bauelemente . . . . . . . . 22212.4.10 integrierte Schaltungen (ic) . . . . . . . . . . . . 223

13 Computertechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

13.1 Bestandteile und Funktionsweise eines Computers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

13.2 Hardware für Personal-Computer (PC) . . . 22513.2.1 chipsatz eines pc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22513.2.2 mainboard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22613.2.3 mikroprozessor und arbeitsspeicher. . . . . 22613.2.4 Schnittstellen und anschlüsse . . . . . . . . . . 22713.2.5 peripherie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22813.3 Software für Personal-Computer. . . . . . . . 230

13.4 Computer-Netzwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . 23113.4.1 Netzwerkverbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23113.4.2 Netzwerkeinstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . 23213.4.3 Netzwerkdrucker einbinden . . . . . . . . . . . . 23313.4.4 internetzugang einrichten . . . . . . . . . . . . . . 23313.4.5 WLaN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

14 Elektrogeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

14.1 Kleingeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23514.1.1 Elektrowärmegeräte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23514.1.2 geräte mit elektromotorischem antrieb . . 23714.1.3 Funkentstörung bei Kleingeräten . . . . . . . . 23814.2 Großgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23914.2.1 Elektroherd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23914.2.2 mikrowellengerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24214.2.3 Waschmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24314.2.4 Wäschetrockner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24414.2.5 geräte zur Warmwasserversorgung . . . . . 24514.3 Elektrische Raumheizung . . . . . . . . . . . . . . 249

15 Fehlersuche in elektrischen Anlagen und Geräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

15.1 Fehlerarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25315.2 Fehlersuche in elektrischen Anlagen. . . . . 25415.2.1 mechanische Fehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25415.2.2 Leiterunterbrechungen . . . . . . . . . . . . . . . . 25415.2.3 auffinden von Kurzschlüssen . . . . . . . . . . . 25515.2.4 auffinden von Körperschlüssen, Erdschlüssen und Leiterschlüssen. . . . . . . 25615.3 Fehlersuche in elektrischen Geräten . . . . . 25715.3.1 Systematische Fehlersuche . . . . . . . . . . . . 25715.3.2 Fehlerarten und Fehlerursachen in

elektrischen geräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25815.3.3 Fehlersuche am beispiel einer Kochplatte . 25815.4 Instand setzen von Elektrogeräten . . . . . . 25915.5 Prüfung von instand gesetzten

Elektrogeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26315.5.1 Sichtprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26315.5.2 Schutzleiterprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26315.5.3 messen des isolationswiderstandes . . . . . 26415.5.4 messen des Schutzleiterstromes und

des berührungsstromes . . . . . . . . . . . . . . . 26415.5.5 Ersatz-ableitstrommessung . . . . . . . . . . . . 26515.5.6 Funktionsprüfung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

16 Elektrische Maschinen. . . . . . . . . . . . . . . . . 266

16.1 Planung von Antrieben . . . . . . . . . . . . . . . . 26616.1.1 Eigenschaften von motoren . . . . . . . . . . . . 26616.1.2 Schutzarten von motoren . . . . . . . . . . . . . . 26716.1.3 betriebsarten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26816.2 Drehstrom-Asynchronmotoren . . . . . . . . . 26916.2.1 Kurzschlussläufer-motoren . . . . . . . . . . . . . 26916.2.2 Eigenschaften von asynchronmotoren. . . 27116.2.3 Drehstrom-asynchronmotor mit

Schleifringläufer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27316.2.4 polumschaltbare asynchronmotoren . . . . 27316.2.5 Drehstrommotoren an Wechsel-

spannung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27516.2.6 Drehzahlsteuerung bei Drehstrom-

motoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27616.3 Einphasenwechselstrommotoren . . . . . . . 27816.3.1 Wechselstrommotoren mit Kurzschluss-

läufer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27816.3.2 Spaltpolmotoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27916.3.3 universalmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

Page 9: Praxis Elektrotechnik

9inhaltsverzeichnis

16.4 Gleichstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28016.4.1 aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . 28016.4.2 Fremderregter motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28116.4.3 Nebenschlussmotor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28116.4.4 reihenschlussmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28116.4.5 Doppelschlussmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28216.4.6 Drehzahleinstellung und Drehrichtungs- umkehr bei gleichstrommotoren. . . . . . . . 28216.5 Servomotoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28316.5.1 gleichstromservomotoren . . . . . . . . . . . . . 28316.5.2 Drehstromservomotoren. . . . . . . . . . . . . . . 28416.6 Wartung und Pflege von Elektromotoren 28516.7 Betriebsstörungen bei Gleichstrom-

motoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28716.8 Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28816.8.1 aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . 28816.8.2 bauarten von transformatoren . . . . . . . . . 28816.8.3 betriebsbedingungen von

transformatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28916.8.4 Drehstromtransformatoren. . . . . . . . . . . . . 29216.9 Wicklungen von Transformatoren

und Elektromotoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

16.9.1 Dimensionierung von transformatoren . . 29316.9.2 Wickeln und isolieren von transformatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29516.9.3 prüfen von Kleintransformatoren. . . . . . . . 29616.9.4 Wicklungen von gleichstrommaschinen . 29616.9.5 Wicklungen von Drehstrommotoren . . . . . 29816.9.6 herstellen von Wicklungen . . . . . . . . . . . . . 29916.9.7 isolation von Wicklungen . . . . . . . . . . . . . . 29916.9.8 prüfen von Wicklungen . . . . . . . . . . . . . . . . 300

17 Primärelemente und Sekundärelemente . 30217.1 Primärelemente (Trockenelemente) . . . . . 30217.2 Sekundärelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

18 Projektbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

Lernsituation 1: Drehfeldrichtungsanzeiger . . . . . . 305Lernsituation 2: Elektroinstallation eines

hausanschlussraumes . . . . . . . . . 307

Sachwortverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

Page 10: Praxis Elektrotechnik

Leitungsverlegung28

3 Verlegen von Leitungen und KabelnElektrische Betriebsmittel, z.B. Schalter, Steckdosen und Leuchten, werden mithilfe von Leitungen oder Kabeln zu elektrischen Stromkreisen verbunden. Das Verlegen von Leitungen und Kabeln hat fachge-recht nach den DIN-VDE-Vorschriften, DIN-Normen und den Unfallverhütungsvorschriften zu erfolgen.

3.1 Grundsätze der LeitungsverlegungDie Planung des Leitungsweges setzt eine genaue Kenntnis der gewünschten Anschlussstellen mit den erforderlichen Maßen voraus. Künftige Erweiterungsmöglichkeiten müssen bereits in die Planung der Neuanlage aufgenommen werden. Bei der Wahl des Leitungsweges sollen Bereiche, in denen zu einem späteren Zeitpunkt z.B. Sanitär- oder Heizungsinstallationen zu erwar-ten sind, gemieden werden. Damit beim Anbringen von Gegenständen an den Wänden durch Haken oder Nägel keine Leitungen beschädigt werden, muss man den Leitungsverlauf verfolgen können.

Regeln der Leitungsverlegung:

• Bei Wandinstallationen verlegt man Leitungen immer senkrecht oder waagerecht (Bild 1).

• Sichtbar verlegte Leitungen sollen möglichst unauffällig verlegt wer-den, z.B. entlang bestehender Kanten von Türfüllungen.

• Elektrische Leitungen sind in ihrem gesamten Verlauf gegen mecha-nische Beschädigungen zu schützen, z.B. durch

– Verlegen in Schutzrohren oder in Leitungskanälen, – Verlegen im und unter Putz. Mantelleitungen und Kabel gelten als ausreichend geschützt.

Besonders gefährdet sind auf Putz verlegte Leitungen im Bereich von Fußbodendurchführungen, in Toreinfahrten oder an Treppenabgän-gen. An solchen Stellen mit besonderer Gefährdung ist daher ein zu- sätzlicher Schutz erforderlich, z.B. durch druckfeste Installationsrohre oder Installationskanäle aus Kunststoff oder Metall.

3.2 Die klassischen VerlegeartenZu den klassischen Verlegearten (Übersicht) gehören die Leitungsver-legung auf Putz, die Leitungsverlegung im Putz und die Leitungsverle-gung unter Putz (Bild 2).

Bild 1: Richtige Leitungsführung bei der Wandinstallation

Bei Wandinstallationen führt man Leitungen immer senkrecht oder waagerecht. Leitungen sollen möglichst unauffällig verlegt werden.

MauerwerkPutzschichtVerlegung auf Putz

Verlegung im Putz

Verlegung unter Putz

Bild 2: Die klassischen Verlegearten

Schraubschelle Nagelschelle Abstandschelle

Bild 3: Befestigungsschellen zur Leitungsverlegung auf Putz

3.2.1 Leitungsverlegung auf PutzBei der Verlegung auf Putz wird die Leitung direkt auf der Unterlage oder mithilfe von Abstandschellen befestigt. In trockenen Räumen werden einlappige Schraub- oder Nagelschellen verwendet. In feuchten oder nassen Räumen verwendet man meist Abstandschellen (Bild 3).

Übersicht: Verlegearten von Leitungen und KabelnKlassische Verlegearten

• Verlegung auf Putz • Verlegung im Putz • Verlegung unter Putz

Im Fertigbau

• im Beton • in Hohlwänden

In Kanalsystemen

• in Installationskanälen • Unterflurinstallation

Sonderverlegungen

• im Erdreich • als Freileitungen • auf Kabeltragegestellen

Page 11: Praxis Elektrotechnik

Leitungsverlegung auf Putz und Schelleneinteilung 29

Regeln für die Einteilung der Befestigungsschellen bei der Aufputzinstallation.

• Die erste Befestigungsschelle wird mit einem Ab-stand von 80 mm zur Außenkante der Betriebs-mittel gesetzt (Bild 1).

• An den Übergängen vom waagerechten zum senkrechten Leitungsweg werden gleichmäßige Bögen ausgeformt.

• Der Biegeradius R nicht harmonisierter Leitun-gen, z. B. NYM, beträgt R › 4 · d (Tabelle).

• Die erste Befestigungsschelle nach einem Bogen ordnet man etwa 50 mm nach dem Bogenende an (Bild 1). Den Abstand a der ersten Befesti-gungsschelle nach dem Bogen, gemessen vom Schnittpunkt des waagerechten und senkrechten Leitungsweges, berechnet man: a = R + 50 mm.

• Die Zwischenräume, z.B. zwischen der ersten Schelle nach der Abzweigdose und der Schelle vor dem Schalter, teilt man in gleich große Befes- tigungsabstände s ein (Bild 1).

Auf Putz verlegte Leitungen bleiben sichtbar. Sie müssen deshalb gleichmäßig und formschön verlegt werden.

Beispiel:

Lösung:

a) Bestimmen Sie den Mindestbiegeradius R einer Man-telleitung NYM-J 3 x 1,5 mm2 mit einem Leitungs-durchmesser von d = 10 mm.

b) Legen Sie den Abstand a der ersten Schelle zum Schnittpunkt des Leitungsweges fest.

a) R = 4 · d = 4 · 10 mm = 40 mm

b) a = R + 50 mm = 40 mm + 50 mm = 90 mm

R

4 • d80

80

280

280

280

3*28

0 =

840

80

sæ 250

sæ40

0

50

a80

R Æ 4 • da = R + 50 mm

Leitungs-durchmesser

dæ 9 mm

Bild 1: Beispiel einer Schelleneinteilung bei der Leitungsverlegung

richtig falsch

a) b) c)

Bild 2: Anordnung der Befestigungsschellen

Tabelle: Mindestbiegeradien für fest verlegte Leitungen und Kabel

Nicht harmonisierte Leitungen und Kabel Harmonisierte Leitungen

Nach DIN VDE 0298, Teil 3 Nach DIN VDE 0276, Teil 603 Nach DIN VDE 0298, Teil 300

Leitungen, z.B. NYM Kabel, z.B. NYY, NYCWY z.B. H05VV-F, H07RN-F

Mindestbiegeradius R R ≥ 4 · d

Aufbau des KabelsMindestbiege-

radius RLeitungsdurchmesser d

Mindestbiege- radius R

einadrige Kabel 15 · d bis 12 mm 3 · d

mehradrige Kabel 12 · d über 12 mm 4 · d

Anordnung der Befestigungsschellen.

Leitungen, die ohne Abstand auf dem Mauerwerk verlegt werden, können mit einlappigen Schellen befestigt werden. Die Schellen sind dabei so zu befestigen, dass die Befestigungsmittel, z. B. Stahl-nägel, unterhalb der Leitung angeordnet sind. Die Schelle soll die Leitung tragen (Bild 2a).

Bei einer Leitungsverlegung über Sockelleisten oder auf Mauervorsprüngen darf die Befestigungsschelle auch hängend angeordnet werden (Bild 2b).

Übersicht: Maximale Befestigungsabstände s(Nach DIN VDE 0298, Teil 300, Auszug)

Leitungs-durchmesser d

Befestigungsabstand s bei Verlegung

waagerecht senkrecht

d ‰ 9 mm ‰ 250 mm ‰ 400 mm

9 mm < d ‰ 15 mm ‰ 300 mm ‰ 400 mm

Page 12: Praxis Elektrotechnik

Leitungen im Bogenbereich, Befestigen mit Dübeln30

Bei mehreren parallel zueinander verlegten Lei-tungen bleibt der Leitungsabstand b im Bogenbe-reich unverändert. Der kleinste Bogen wird so aus-geformt, dass der Mindestbiegeradius der Leitung nicht unterschritten wird (Bild 1).

Befestigen mit Dübeln.

Zum Befestigen der Betriebsmittel und Schellen verwendet man meist Spreizdübel aus Kunststoff.

Zum Bohren der Dübellöcher (Bild 2a) benutzt man Schlagbohrmaschinen oder Bohrhämmer mit Gesteins-bohrern, die mit Hartmetallplättchen bestückt sind.

Spreizdübel. Am Spreizdübel längs verlaufende Flü-gel bzw. Kanten sichern diesen gegen Verdrehen. Für einen Spreizdübel, z.B. 6 x 30 mm, muss das Bohrloch einen Durchmesser von 6 mm und eine Tiefe von etwa 40 mm haben (Bild 3). Die Befestigungsschrau-be mit einem Durchmesser von 4 bis 5 mm wird in ihrer Länge so gewählt, dass sie nach dem Eindrehen mindestens um den Durchmesser der Schraube über das Dübelende hinausreicht. (Bild 3).

Schwerlastdübel.

Zur Montage schwerer Gegenstände, z.B. von Warmwasserspeichern oder Schaltschränken, verwendet man Schwerlastdübel mit metrischem Gewinde (Bild 4). Durch Anziehen der Sechskant-schraube wird der Konus in die Spreizhülle gezogen und verspannt diese gegen die Bohrlochwand.

Gipskartondübel (Bild 5a) verwendet man zur Befes- tigung von z.B. Leuchten an Gipskartonplatten.

Der Gipskartondübel wird bei Plattenstärken bis 15 mm mit dem Setzwerkzeug (Bild 5b) ohne Vor- bohren formschlüssig in die Gipskartonplatte einge-dreht. Zur Befestigung können Holz-, Blech- und Span-plattenschrauben verwendet werden. Das Setzwerk-zeug eignet sich auch zum Eindrehen der Schrauben.

bb

d R1

R 2

R3

R1 Æ 4 • dR2 = R1 + bR3 = R2 + b

Bild 1: Parallel verlegte Leitungen im Bogenbereich

a) Bohren b) Einsetzen c) Befestigen

l

Bild 2: Arbeitsgänge beim Setzen von Dübeln

Dübellänge

Dübel 6x30mm

Holzschraube d=5mm

2mm

Bestimmen Sie die Länge l der Befestigungsschraube.Lösung: l= 30 mm + 5 mm + 2 mm = 37 mm

gewählt: 40 mm

min. 1xdder Schraube

Bild 3: Befestigung eines Schellenunterteils mit einem Spreizdübel

SpreizhülseKonus

Bild 4: Schwerlastdübel

b)a)

Bild 5: Gipskartondübel mit Setzwerkzeug

Bei parallel verlegten Leitungen werden die äu-ßeren Bögen an den kleinsten inneren Bogen angepasst.

Um einen festen Sitz der Betriebsmittel zu er-reichen, müssen Durchmesser und Tiefe des Bohrloches, der geeignete Dübel für den vor-handenen Werkstoff, sowie die eingesetzte Schraube aufeinander abgestimmt sein.

Die Länge Œ der Holzschraube ergibt sich aus der Addition von Dübellänge, Schraubendurchmes-ser und Materialstärke des zu befestigenden Bauteils (Bild 3).

Zur Montage von z.B. Antennenmasthalterungen sind ausschließlich Schwerlastdübel aus Metall zulässig.

Page 13: Praxis Elektrotechnik

Verlegearten 65

5.4 Überstromschutz von fest verlegten Kabeln und isolierten Leitungen

Die Strombelastbarkeit von Kabeln und von isolierten Leitungen wird überwiegend vom Leiterquerschnitt bestimmt, aber auch durch die in der Übersicht angegebenen Größen beeinflusst. Z. B. beträgt nach DIN VDE 0298 die zulässige Betriebstemperatur am Leiter bei einer Leiter-isolation aus Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk 60 °C.

Eine im Installationskanal verlegte Leitung kann z.B. die durch den Strom erzeugte Wärme nur bedingt an ihre Umgebung abgeben, weil Luft ein schlechter Wärmeleiter ist. Eine gute Wärmeableitung haben z.B. auf, im oder unter Putz verlegte Leitungen.

5.4.1 Strombelastbarkeit von fest verlegten Kabeln und LeitungenNach der Fähigkeit der Kabel oder Leitungen, die durch den Strom erzeugte Wärme abzugeben, unterschei-det man nach DIN VDE 0298, Teil 4 neun Verlegearten: A1, A2, B1, B2, C, D, E, F und G (Tabelle).

& Zulässige Temperaturen an isolierten Leitern: Seite 20

Kabel und isolierte Leitungen mit einer guten Wärmeableitung haben eine höhere Strombelastbarkeit.

Übersicht: Einflüsse auf die Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen

• Leiterquerschnitt

• Leiterisolierung

• Leitungsaufbau

• Verlegeart

• Umgebungstemperatur

• Häufung von Leitungen oder Kabeln

Referenzverlegeart*: Verlegung in wärmegedämmten Wänden• Aderleitungen im Elektroinstallationsrohr,• Aderleitungen in Formleisten oder in Formteilen.

• Mehradrige Kabel oder mehradrige Mantelleitungen im Elektroinstallationsrohr, • mehradrige Kabel oder mehradrige Mantelleitungen in einer wärmegedämmten

Wand.

Referenzverlegeart: Verlegung in Elektroinstallationsrohren• Aderleitungen im Elektroinstallationsrohr auf oder in der Wand,• Aderleitungen, einadrige Kabel oder Mantelleitungen im Elektroinstallationskanal.

• Mehradrige Kabel oder Mantelleitungen im Elektroinstallationsrohr auf der Wand,• mehradrige Kabel oder Mantelleitungen im Elektroinstallationskanal,• mehradrige Kabel oder Mantelleitungen im Sockelleisten- oder im Unterflurkanal.

Referenzverlegeart: Verlegung direkt auf dem Untergrund (Wand)• Ein- oder mehradrige Kabel oder Mantelleitungen auf oder in der Wand oder unter

der Decke,• Stegleitungen im oder unter Putz.

Referenzverlegeart: Verlegung frei in der Luft• Mehradrige Kabel oder mehradrige Mantelleitungen frei in der Luft verlegt mit

einem Mindestabstand zur Wand a ≥ 0,3 · d (d = Leitungsdurchmesser),• Kabel oder Leitungen auf gelochten Kabelrinnen oder auf Kabelkonsolen.

• Einadrige Kabel oder einadrige Mantelleitungen mit gegenseitiger Berührung verlegt und mit einem Mindestabstand a ≥ 1 · d zur Wand.

Referenzverlegeart: Verlegung in der Erde• Mehradriges Kabel oder mehradrige ummantelte Installationsleitung im Elektro-

installationsrohr oder im Kabelschacht im Erdboden.

• Einadrige Kabel oder einadrige Mantelleitungen mit einem gegenseitigen Abstand a ≥ 1 · d verlegt und einem Mindestabstand zur Wand a ≥ 1 · d,

• Blanke Leiter oder Aderleitungen auf Isolatoren.

* Referenzverlegeart: Grundsätzliches Merkmal der Verlegeart, z.B. in wärmegedämmten Wänden oder frei in der Luft.

Verlegeart Verlegebedingungen (wichtige Beispiele)

A1

A2

B1

B2

C

D

E

F

G

Tabelle: Verlegearten von Kabeln und isolierten Leitungen (Nach DIN VDE 0298, Teil 4; Auszug)

a a Æ 0,3 • d

a a Æ 1 • d

a

a

a Æ 1 • d

Page 14: Praxis Elektrotechnik

Strombelastbarkeit von Leitungen66

Die Bemessungswerte der Strombelastbarkeit Ir sind Grundlage für die Berechnung der Strombelast-barkeit IZ bei abweichender Umgebungstemperatur oder bei Häufung von Leitungen.

& Beispiele zur Leitungsberechnung bei Häufung von Leitungen und/oder abweichenden Umge-bungstemperaturen: Seite 68

Beispiel:

Lösung:

Welche Überstrom-Schutzeinrichtung ist für eine Man-telleitung NYM 5 x 2,5 mm2 mit drei belasteten Adern bei Verlegeart B2 zulässig?

Eine Überstrom-Schutzeinrichtung mit In = 20 A (Tabelle 2).

19,5 17,5 27 24 36 32 46 41 63 57 85 76 112 96 138 119

16,5 15 23 20 30 27 38 34 52 46 69 62 90 80 111 99

18,5 15,5 25 21 32 27 40 34 54 45 69 59 88 76 106 91

Verlegeart A1

2 3belastete Adern

15,5 13,5 19,5 18 26 24 34 31 46 42 61 56 80 73 99 89

15,5 13 18,5 17,5 25 23 32 29 43 39 57 52 75 68 92 83

17,5 15,5 24 21 32 28 41 36 57 50 76 68 101 89 125 110

1,5 2,5 4 6 10 16 25 35

Nennquerschnitt in mm2 Cu

Bemessungswert Ir der Strombelastbarkeit in A für PVC-isolierte Kabel und Leitungen mit einer Betriebstemperatur am Leiter bis 70 °C

Bemessungswerte Ir für die Verlegearten E, F und G siehe DIN VDE 0298 Teil 4 oder Tabellenbuch Elektrotechnik

A2

2 3

B1

2 3

B2

2 3

C

2 3

D

2 3

Tabelle 1: Bemessungswerte Ir der Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen für feste Verlegung in Gebäuden in den Verlegearten A1, A2, B1, B2, C und D bei einer Umgebungstemperatur von 30 °C (Nach DIN VDE 0298, Teil 4)

20 16 25 25 35 (32) 25 (32) 35 (40) 35 (40) 63 50 80 80 100 100 125 125

16 16 20 20 25 25 35 (40) 35 (32) 50 35 (40) 63 63 80 80 100 100

16 16 25 20 25 (32) 25 35 (40) 35 (32) 50 35 (40) 63 63 80 80 100 80

Verlegeart A1

2 3belastete Adern

16 10 (13) 20 16 25 25 35 (32) 25 (32) 35 (40) 35 (40) 63 50 80 63 100 80

16 13 16 16 25 20 25 (32) 25 35 (40) 35 (40) 50 50 63 63 80 80

16 16 25 20 25 (32) 25 35 (40) 35 (32) 50 50 80 63 100 80 125 100

1,5 2,5 4 6 10 16 25 35

Nennquerschnitt in mm2 Cu

Bemessungsstrom In der Überstrom-Schutzeinrichtung in A für PVC-isolierte Kabel und Leitungen* mit einer Betriebstemperatur am Leiter bis 70 °C

* Häufung von Leitungen nicht berücksichtigt; in Klammern: abweichende Bemessungsströme für LS-Schalter.

A2

2 3

B1

2 3

B2

2 3

C

2 3

D

2 3

Tabelle 2: Zuordnung von Leitungsschutzsicherungen gG und LS­Schaltern Typ B und C mit einem Abschaltstrom Ia ≤ 1,45 · In, zu den Nennquerschnitten isolierter Leitungen bei Dauerbetrieb (umgerechnet auf eine Umgebungstemperatur von 25 °C) (Nach DIN VDE 0298, Teil 4)

Tabelle 1 gibt die Bemessungswerte für die Strombelastbarkeit Ir von Leitungen und Kabeln bei Dauerbe-trieb und einer Umgebungstemperatur von 30 °C an. Für jede Verlegeart ist der Bemessungswert bei zwei belasteten Adern (Wechselstromkreise) und bei drei belasteten Adern (Drehstromkreise) angegeben.

Die Umrechnungsfaktoren f1 bei abweichenden Umgebungstemperaturen sind in Tabelle 1, Seite 67, die Umrechnungsfaktoren f2 bei Häufung von Leitungen sind in Tabelle 2, Seite 67 angegeben.

Übersteigt die Umgebungstemperatur den üblichen Wert von 25 °C nicht und liegt auch keine Häufung von Leitungen vor, z.B. durch Verlegung von meh-reren belasteten Mantelleitungen NYM in einem ge-meinsamen Elektroinstallationskanal, so kann man den zulässigen Bemessungsstrom In der Überstrom-Schutzeinrichtung direkt aus Tabelle 2 ablesen.

Page 15: Praxis Elektrotechnik

Umrechnungsfaktoren 67

30 }C

NYM-J 3 x 1,5Verlegeart B2

Bild: Verlegebedingungen

Tabelle 1: Umrechnungsfaktoren f1 für abweichende Umgebungstemperaturen (Nach DIN VDE 0298, Teil 4)

Umgebungstemperatur in °C 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Gummi-Isolation* 1,29 1,22 1,15 1,08 1,0 0,91 0,82 0,71 0,58 0,41 – – –

PVC-Isolation 1,22 1,17 1,12 1,06 1,0 0,94 0,87 0,79 0,71 0,61 0,50 – –

ERP-Isolation* * 1,18 1,14 1,10 1,05 1,0 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0,55 0,45

* Natur-Kautschuk (NR) oder synthetischer Kautschuk (SR); * * Ethylen-Propylen-Kautschuk

Tabelle 2: Umrechnungsfaktoren f2 bei Häufung von Kabeln oder Leitungen auf der Wand, im Rohr oder Kanal oder auf dem Fußboden (Nach DIN VDE 0298, Teil 4; Auszug)

Anordnung der Leitungen

Anzahl der mehradrigen Leitungen oder Anzahl der Wechsel- oder Drehstromkreise aus einadrigen Leitungen

1 2 3 4 5 6 7 8

Gebündelt direkt auf der Wand oder auf dem Fußboden, im Elektroinstallationsrohr oder -kanal, auf oder in der Wand

1,0 0,8 0,7 0,65 0,6 0,57 0,54 0,52

Einlagig auf der Wand oder auf dem Fußboden mit Berührung

1,0 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71

Einlagig unter der Decke mit Berührung 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62

Ib ≤ In ≤ IZ

Ia ≤ 1,45 · IZ

Ib BetriebsstromIn Bemessungsstrom der

Überstrom-SchutzeinrichtungIZ Strombelastbarkeit der Leitung

bei abweichenden Betriebs-bedingungen

Ia Abschaltstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung

Zuordnung von Überstrom­Schutzeinrichtungen

Beispiel:

Lösung:

Eine Mantelleitung NYM-J 3 x 1,5 mit 2 belasteten Adern hat bei Verlegeart B2 (Bild) und der Umgebungstemperatur 30 °C eine Strombelastbarkeit Ir = 16,5 A (Tabelle 1, Seite 66). Welcher Bemessungsstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung ist zulässig?

Aus Tabelle 2, Seite 66, ein LS-Schalter z. B. Typ B, In = 16 A oder eine Schmelzsicherung gG mit In = 16 A.

5.4.2 Zuordnung von Überstrom­SchutzeinrichtungenBei der Zuordnung von Überstrom-Schutzeinrichtungen zum Über-lastschutz von fest verlegten Leitungen müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

• Um ein Auslösen der Überstrom-Schutzeinrichtung bei fehlerfreier Anlage zu vermeiden, muss der Bemessungsstrom In der Schutz-einrichtung mindestens gleich groß sein wie der Betriebsstrom Ib bei ungestörtem Betrieb der Anlage. Der Bemessungsstrom In der Überstrom-Schutzeinrichtung darf jedoch nicht größer sein als die Strom belast barkeit IZ der Leitung.

• Eine Überlastung der Leitung wird verhindert, wenn der Abschalt-strom Ia der Schutzeinrichtung kleiner oder gleich groß ist wie der Grenzwert der Strombelastbarkeit der Leitung IZ max = 1,45 · IZ.

Bei Abweichungen von der festgelegten Umgebungstemperatur 30 °C, bei Häufung von Leitungen oder bei Überstrom-Schutzeinrichtungen mit einem Abschaltstrom Ia > 1,45 · In ist der Bemessungsstrom der Schutzeinrichtung bzw. der Querschnitt der Leitung zu berechnen.

Die Umrechnungsfaktoren f1 bei abweichenden Umgebungstemperaturen sind in der Tabelle 1 angegeben, die Umrechnungsfaktoren f2 bei Häufung von Leitungen in Tabelle 2. Zum Bestimmen des Bemessungs-stromes der Schutzeinrichtung oder des Leiterquerschnittes ist grundsätzlich vom Bemessungswert Ir der Strombelastbarkeit der Leitung (Tabelle 1, Seite 66) auszugehen.

Page 16: Praxis Elektrotechnik

Leitungsberechnungen68

1 c griech. Kleinbuchstabe Chi

& c-Faktoren: Hintere Umschlaginnenseite

Bemessungsstrom von Überstrom­Schutzeinrichtungen mit einem Abschaltstrom Ia > 1,45 · In.

Sind in Anlagen Überstrom-Schutzeinrichtungen mit einem Abschalt-strom Ia > 1,45 · In eingebaut, z.B. LS-Schalter Typ L in Altanlagen, so muss der Bemessungsstrom In der Schutzeinrichtung nach den rechts angegebenen Formeln berechnet werden. Bei Leistungsschaltern tritt anstelle des Abschaltstromes der Einstellstrom des Überstromaus-lösers.

a) Nennquerschnitt einer Motorzuleitung

Beispiele zur Leitungsberechnung

Beispiel 1: Ein Drehstrommotor mit den Daten 400/230 V, P = 4 kW ist nach den Herstellerangaben (Tabelle, Seite 272) abgesichert. Ermitteln Sie den zu verlegenden Nennquerschnitt der Mantelleitung NYM (Bild 1).

Lösung: Aus der Tabelle, Seite 65 wird für eine auf der Wand verlegte Man-telleitung die Verlegeart C entnommen.

Da keine Häufung vorliegt und die Umgebungstemperatur von 25 °C nicht überschritten wird, kann der Nennquerschnitt der Mantelleitung direkt aus Tabelle 2, Seite 66 abgelesen werden.

Für eine Drehstromleitung mit drei belasteten Adern kann bei Verlegeart C und einem Bemessungsstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung mit In = 20 A ein Nennquerschnitt von 2,5 mm2 Kupfer verlegt werden.

A in mm2 ?¡n = 20 A; ªu = 25 }C

4

M3_

Verlegeart:

3N/PE 50 Hz 400/230 V

Bild 1: Motorzuleitung

b) Überstrom­Schutzeinrichtung einer Steckdosenleitung

Beispiel 2: Die Zuleitung einer Schutzkontakt-Steckdose in einem Heizraum ist nach den Bedingungen in Bild 2 verlegt. Welchen Bemessungsstrom darf die Überstrom-Schutzeinrichtung für die Steckdosenzuleitung haben?

Lösung: Aus der Tabelle Seite 65 entnimmt man für die in einer wärmege-dämmten Wand verlegte Mantelleitung die Verlegeart A2.

Der Bemessungswert der Strombelastbarkeit Ir beträgt nach Tabelle 1, Seite 66 bei Verlegeart A 2 und zwei belasteten Adern Ir = 15,5 A.

Der Umrechnungsfaktor f1 bei abweichender Umgebungstemperatur von 35 °C beträgt bei PVC-isolierten Leitungen f1 = 0,94 (Tabelle 1, Seite 67).

Da keine Häufung von Leitungen vorliegt, berechnet man die Strombelastbar-keit der Leitung: IZ = Ir · f1 = 15,5 A · 0,94 = 14,57 A.

Die Leitung kann mit einem LS-Schalter Typ B, In = 13 A oder mit einer Lei-tungsschutzsicherung gG, In = 13 A abgesichert werden.

1N/PE 50 Hz 230 V

¡n = ?

NYM 3 * 1,5 mm2; ªu = 35 }C

Verlegeart:

Bild 2: Steckdosenzuleitung

c) Überstrom­Schutzeinrichtung für einen Elektrowärmespeicher

Beispiel 3: Die Zuleitung eines Elektrowärmespeichers ist in PVC-isolierter Mantelleitung ausgeführt (Bild 3). Gesucht ist die Strombelastbarkeit IZ der Leitung und der Bemessungsstrom In der Überstrom-Schutzeinrichtung.

Lösung: Die Verlegeart B2 entnimmt man der Tabelle Seite 65.

Für die Verlegeart B2 ist bei drei belasteten Adern und einem Querschnitt von 2,5 mm2 Kupfer ein Bemessungswert der Strombelastbarkeit Ir = 20 A angegeben (Tabelle 1, Seite 66).

Der Umrechnungsfaktor f1 bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C beträgt f1 = 1,06 (Tabelle 1, Seite 67), der Umrechnungsfaktor f2 bei Häufung beträgt bei zwei Leitungen f2 = 0,8 (Tabelle 2, Seite 67).

Die Strombelastbarkeit der Leitung wird berechnet:IZ = Ir · f1 · f2 = 20 A · 1,06 · 0,8 = 17 A.

Die Zuleitung kann mit einem LS-Schalter Typ B, In = 16 A oder mit einer Leitungsschutzsicherung gG, In = 16 A abgesichert werden.

3N/PE 50 Hz 400/230 V

¡n = ?¡z = ?

NYM 5 * 2,5 mm2; ªu = 25 }C

5Verlegeart:

Bild 3: Elektrowärmespeicher

Ia = c · In; In ≤ 1,45 · IZ

c

Ia Abschaltstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung

In Bemessungsstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung

c1 Faktor zur Berechnung des Abschaltstromes Ia

IZ Strombelastbarkeit der Leitung

Bemessungsstrom In

Page 17: Praxis Elektrotechnik

Klemmenplan 97

L2L3

L1 X1:1

NPE

F1

Q1

1 3 5

2 4 6

2213 13

2122

2196

95

14

13

21

A2

A1

9798

F2

F2

F4

S1

S2

S3Q1

S4

M1

P1Q1

X1:2X1:3X1:4

X1:8 X1:9 X1:10

X1:5X1:6

X1:7

1.1

F3

T1

M3~

X1:17 X1:18

X1:15

X1:14

X1:12X1:13

14 14

X1:16

X1:22

U1 V1 W1

1.2

2.1

2.2

X1:19

Bedien-feld 1

P1

Bedien-feld 2

X1:20 X1:21

X1:23

X1:11

Bild 1: Schaltung einer Ventilatorsteuerung

Schalt-schrank

Zu

leit

un

g

S1

S3

inte

rne

Bet

rieb

smitt

elex

tern

eB

etri

ebsm

ittel

M1

F1 F3

T1

F4Q1F2

X1

P1M3~

S2

S4

Bild 2: Aufbau der Ventilatorsteuerung

X1

Zu

-le

itu

ng

Mo

tor

M1

Bed

ien

-fe

ld 1

Bed

ien

-fe

ld 2

Stö

rung

s-an

zeig

e

5

F1:L

1F1

:L2

T1:P

EF2

:2

Q1:

13Q

1:A

1Q

1:14

F2:9

8T1

:2.1

F2:4

F2:6

F2:9

6

F1:L

3

1 2 3 4

N

5 6 7 8 9 10 11 1213 14 15 16 17 18 19

PEPEPE

20 21 22 23

L1 L2 L3 N PE

M1:

PE

M1:

U1

M1:

V1

M1:

W1

S1:

21S

1:22

S2:

21S

2:22

S3:

13S

4:13

S3:

14S

4:14

P1:

1P

E

P1:

2

PE

PE

45 5

3End-winkel

PEPEPE

Bild 3: Klemmenplan der Ventilatorsteuerung

6.6.6 KlemmenplanIn elektrischen Steuerungen gehören zu den tech­nischen Unterlagen auch Klemmenpläne (Bild 3). Sie zeigen den Aufbau einer Klemmleiste und ge­ben z. B. Auskunft über:

• die Nummerierung der Klemmen,

• eventuell vorhandene Brücken,

• die Anschlussklemmen der Betriebsmittel.

Ferner kann ein Klemmenplan Informationen über Leiterquerschnitt, Klemmentyp oder Planabschnitt des zugehörigen Stromlaufplans enthalten.

Bei der Erstellung eines Klemmenplanes sind Kenntnisse über die Funktion und den Aufbau der Steuerung erforderlich. Anhand des Beispiels einer Ventilatorsteuerung mit zwei Bedienstellen für EIN und AUS und einer Störungsanzeige (Bild 1) wird der Aufbau eines Klemmenplanes erklärt.

Die Steuerung soll in einem Schaltschrank montiert werden (Bild 2). Die Bedientaster (S1/S3 und S2/S4) sind in zweiteiligen Tastergehäusen eingebaut, die außerhalb des Schaltschrankes installiert sind. Der Leuchtmelder für die Störungsanzeige (P1) ist ebenfalls außerhalb des Schaltschrankes montiert. Der Ventilator (M1) ist in der Außenwand des Ge­bäudes eingebaut.

Beim Erstellen des Klemmenplanes ist die Klemm­leiste so aufzubauen, dass alle externen Betriebs­mittel (rot gekennzeichnet) sowie die internen Be­triebsmittel im Schaltschrank über eine Klemme verbunden werden.

Als Klemmen werden meist Reihenklemmen verwen­det, die auf einer Profilschiene eingerastet werden.

Alle Schaltungsunterlagen müssen aufeinander ab­gestimmt sein, z.B. muss die Verbindung von F2 Klemme 96 sowohl im Stromlaufplan als auch im Klemmenplan auf die Klemme 11 der Klemmleiste X1 geführt werden.

Durch die Zielangabe an den Anschlüssen der Klemmen, z.B. intern Q1:A1 und extern S3:14 an Klemme 17 (Klemme X1:17, Bild 3) wird z.B. die Feh­lersuche erleichtert oder eine spätere Erweiterung der Steuerung vereinfacht.

Durch den Einsatz von Klemmleisten kann die Steu­erung in der Werkstatt vorgefertigt werden. Der An­schluss der externen Betriebsmittel erfolgt dann auf der Baustelle vor Ort.

Klemmenpläne sind bei der Montage der Steu­ erung und auch bei der Störungssuche eine wertvolle Hilfe.

Reihenklemmen dürfen an jeder Klemmstelle mit nur einem Leiter belegt werden.

Page 18: Praxis Elektrotechnik

111Installationszonen

200

100

150 100 200

150

100

300

150

150

300

150

150

150

150

Vorzugshöhen für Schalter undSteckdosen über den Fußboden

1050 30

0

200 300

Bild: Installationszonen im Wohnbereich

7.4.2 Elektroinstallation im WohnbereichVerdeckt verlegte Leitungen können bei der Monta-ge von z.B. Bildern, Spiegeln oder Hängeschränken beschädigt werden. Deshalb muss man den Lei-tungsverlauf verfolgen können. Den Leitungsverlauf kann man nachträglich aber nur bestimmen, wenn die in DIN 18015, Teil 3 festgelegten lnstallationszo-nen eingehalten werden (Übersicht und Bild).

Die senkrechten, 20 cm breiten Installationszonen reichen von der Fußbodenoberkante bis zur Decke. An Fenstern und an zweiflügeligen Türen ordnet man die Installationszonen beidseitig, an einflügeligen Türen an der Schlossseite an (Bild). Bei Wandflächen, die nicht senkrecht verlaufen, z.B. bei schrägen Wänden in Dachgeschosswohnungen, sind die Installationszonen vom Fußboden aus zunächst senkrecht und dann parallel zu den schrägen Wandflächen angeordnet. Leitungen, zu Auslässen außerhalb der Installations-zonen, z.B. zu Wandleuchten oder zu einem Raumthermostat, sind von der Anschlussstelle aus senkrecht zur nächsten waagerechten Installationszone zu führen.

Schalter werden immer an der Schlossseite der Türen angeordnet. In Räumen mit mehreren Eingängen ist an jeder Tür eine Schaltstelle für die Raumbeleuchtung vorzusehen. In Schlafräumen ist neben jedem Bett eine zusätzliche Schaltstelle erforderlich.

Im Wohnbereich verlegt man waagerecht ge-führte Leitungen vorzugsweise 30 cm unter der Decke bzw. 30 cm über dem Fertigfußboden.Senkrechte Leitungen führt man möglichst im Abstand von 15 cm zu Rohbaukanten oder Raumecken.

Schalter montiert man meist in einer Höhe von 105 cm, Steckdosen 30 cm über dem Fertigfußboden (Bild).

Bei der Leitungsführung auf der Rohdecke (Rohfußboden) oder unter der Decke verlaufen die Installati-onszonen im Abstand von 20 cm zu den Wänden mit einer Breite von 30 cm (DIN 18015, Teil 3).

Übersicht: Installationszonen im Wohnbereich

Waagerechte Installationszonen

• 15 cm bis 45 cm unter der Decke• 15 cm bis 45 cm über dem Fußboden• Vorzugsmaße:

– 30 cm unter der Decke oder – 30 cm über dem Fußboden

Senkrechte Installationszonen

• 10 cm bis 30 cm von Rohbaukanten• 10 cm bis 30 cm von Raumecken• Vorzugsmaße:

– 15 cm bis zu den Rohbaukanten – 15 cm bis zu den Raumecken

Page 19: Praxis Elektrotechnik

112 Elektroinstallation in der Küche

2100

1150

600

300

Gefrierschrank Geschirrspüler Warmwasserbereiter Anschlussdose Elektroherd

Steckdosen fürKleingeräte

Steckdosen für Kühl-und Gefrierschrank

Steckdose fürMikrowellengerät

Steckdose fürLichtleiste

Steckdose fürDunstabzug

Bild: Einrichtungsplan und Maße für die Installationshöhen im Küchenbereich

7.4.3 Elektroinstallation in der KücheFür die Planung der Elektroinstallation im Küchenbereich ist ein fertig ausgearbeiteter Einrichtungsplan der Küche erforderlich (Bild). Damit die elektrischen Anschlüsse lagerichtig und in der richtigen Höhe installiert werden können, muss bereits bei der Installation die Fertigfußbodenhöhe bekannt sein.

Küchenbeleuchtung. Für die Allgemeinbeleuchtung ist, je nach Größe der Küche, mindestens ein Decken-auslass erforderlich. Eine schattenfreie Beleuchtung des Arbeitsplatzes erreicht man durch zwei weitere, unabhängig voneinander schaltbare Arbeitsplatzleuchten für den Herd- und den Spülenbereich. Sie wer-den meist als Lichtleisten ausgeführt und an der Unterseite der Hängeschränke montiert (Bild).

Anschluss der Kleingeräte. Toaster, Küchenmaschine, Eierkocher oder Kaffeeautomat werden über Steck-dosen, die im Arbeitsbereich (Bereich der Arbeitsplatte) angeordnet sind, angeschlossen. Die Anzahl der erforderlichen Steckdosen richtet sich nach der Länge der Arbeitsfläche.

Steckdosen für Einbaugeräte, z.B. Dunstabzug, Kühl- oder Gefrierschrank, können im Einbaubereich der Geräte, oder direkt über den Hoch- oder Hängeschränken, montiert werden. Eine Anordnung der Steck-dosen über den Schränken hat den Vorteil, dass man die Geräte im eingebauten Zustand, z.B. zur Reini-gung, Instand setzung oder Stilllegung, vom Netz trennen kann.

Großgeräte mit Anschlussleistungen über 2 kW, z.B. Warmwasserbereiter, Geschirrspüler oder Elektro-herd, müssen über eigene Stromkreise versorgt werden.

Die Zuleitung zum Elektroherd und gegebenenfalls die zur getrennt angeordneten Backröhre endet jeweils in einer Anschlussdose. An der Anschlussdose wird der Elektroherd oder die Backröhre über eine Gum-mi- oder Kunststoffschlauchleitung, z.B. H05RR-F oder H05VV-F, angeschlossen. Damit die Geräte zur Instandsetzung aus den Einbauschränken gezogen werden können, sollen die Anschlussleitungen eine Reservelänge von etwa 1 m haben.

Wiederholungsfragen

1 Erklären Sie die drei Ausführungsarten für Hausanschlüsse mit Erdkabel.2 Nennen Sie die vorgeschriebenen Werkstoffe und Mindestabmessungen für Fundamenterder. 3 Welche Aufgabe haben Schutzpotenzialausgleichsleitungen? 4 Welche Anlagenteile sind durch die Schutzpotenzialausgleichsleitungen mit der Haupterdungsschiene zu verbinden?5 Bestimmen Sie den Mindestquerschnitt einer Schutzpotenzialausgleichsleitung bei einem Außenleiterquerschnitt

der Hauptleitung von 16 mm2.6 Beschreiben Sie den Verlauf der a) waagerechten und b) senkrechten lnstallationszonen im Wohnbereich.7 In welcher Höhe über dem Fertigfußboden ordnet man a) Schalter und b) Steckdosen an?

Leitungen für Elektroherde sind nach DIN 18015, Teil 2 als Drehstromleitungen mit einer Mindeststrom-belastbarkeit von 20 A auszuführen.

Page 20: Praxis Elektrotechnik

Installationsformen 113

obere waagerechteInstallationszone

Deckenauslassdose

Schalter-dose

Leuchten-anschluss-dose

Verbindungsdose

Bild 1: Installation mit Verbindungsdosen

untereInstallations-zone

Deckenauslassdose

Geräte-verbindungs-dosen

Bild 2: Installation mit Geräteverbindungsdosen

obere Installations-zone

Deckenauslassdose

zentraler Klemmen-kasten, z.B. im Flur

Bild 3: Installation mit zentralem Klemmenkasten

Übersicht: Installationsformen

• Installation mit Verbindungsdosen

• Installation mit Geräteverbindungsdosen

• Installation mit zentralem Klemmenkasten

Die Installation mit zentralem Klemmenkasten wird vor allem in Büro- und Verwaltungsgebäu-den, in Krankenhäusern und bei der Installation in medizinisch genutzten Bereichen (Seite 149) angewendet.

7.4.4 Installationsformen

Installation mit Verbindungsdosen. Bei der Elekt-roinstallation mit Verbindungsdosen führt man die Leitungen meist in der oberen waagerechten Installa tions zone (Bild 1). An allen Abzweigungen in senkrechter Richtung werden Verbindungsdosen in einem Abstand von etwa 30 cm unter der Decke angebracht. Die Leitungsverbindungen stellt man in den Verbindungsdosen mithilfe von Dosenklemmen, meist schraubenlose Steckklemmen (Seite 51), her. Diese Art der Elektroinstallation ist am weitesten ver-breitet und wird deshalb als klassische Installation bezeichnet. Nachteilig ist, dass Wandverkleidungen, z.B. Tapeten, beim Öffnen der Verbindungsdosen zur Fehlersuche, bei Änderungen oder zur Prüfung der elektrischen Anlage, beschädigt werden.

Installation mit Geräteverbindungsdosen. Bei die-ser Installation (Bild 2) stellt man die Verbindungen der Adern in Schalterdosen mit größerer Einbau-tiefe her. Die Verbindungsklemmen sind meist am Dosenboden befestigt. Die Klemmen sind dadurch nach dem Ausbau der Betriebsmittel, z.B. Schalter oder Steckdosen, frei zugänglich. Diese Installa-tions form wird meist bei der lmbetoninstallation (Seite 36) und bei der Hohlwandinstallation (Seite 37) eingesetzt.

Installation mit zentralem Klemmenkasten. Bei der Elektroinstallation mit zentral angeordnetem Klem-menkasten (Bild 3) ist jedes Betriebsmittel und je-der Leuchtenauslass durch eine eigene Leitung mit dem Klemmenkasten verbunden. Den Klemmen-kasten ordnet man meist an einer zentralen Stelle an, z.B. im Flur. Die Leitungsverbindungen werden durch Reihenklemmen hergestellt. Bei Änderungen an der Raumaufteilung, z.B. durch Einsetzen oder Entfernen von Trennwänden, lässt sich die beste-hende Installation den neuen Anforderungen leicht anpassen. Bei dieser Installationsform lassen sich Änderungen an der Anlage sowie Prüfungen und Wartungsarbeiten vornehmen, ohne den Betrieb zu stören.

Klemmenkästen und Verbindungsdosen, die lös-bare Verbindungsstellen enthalten, z.B. Dosenklem-men oder Reihenklemmen, müssen immer frei zu-gänglich bleiben. Sie dürfen auch nach Abschluss der Elektro installation nicht durch feste Einbauten überdeckt werden.

Page 21: Praxis Elektrotechnik

Bereichseinteilung in Baderäumen114

Bereich 2

Bereich 0

Bereich 10,6 m

0,6m

0,6 m

FesteMauer

Bereich2

Bereich 1

unter derBadewanne:Bereich 1

Bereich 0

Draufsicht Seitenansicht

2,25

m

Bild 1: Bereichseinteilung in Räumen mit Badewanne oder Dusche

Bereich 1

Bereich 0

Bereich 2

0,6 m

Feste Trenn-wand

Grenzlinie Bereich 2(mit Fadenmaß 0,6 m ermitteln)

Bild 2: Bereichseinteilung bei Bade- oder Duschwannen mit fester Trennwand

Außerhalb der Bereiche,d.h. kein Bereich 2

h

Bereich 1BegrenztdurchWand-fläche

Außerhalb der Bereiche,d.h. kein Bereich 2

Bereich 1

R = 1,20 mR = 1,2

0 m

KeinBereich 0

Die Höhe h des Bereichs 1 wird begrenzt auf:• 2,25 m über dem Fertigfußboden oder• durch höher fest angebrachte Wasser- auslassstellen

Bild 3: Grenze des Bereiches 1 bei Duschen ohne Duschwanne (Beispiel)

Bei der Installation von Räumen mit Badewanne oder Dusche unterscheidet man nach DIN VDE 0100, Teil 701 die Bereiche 0, 1 und 2.

• Bereich 0 umfasst das Innere der Bade- oder Dusch-wanne.

• Bereich 1 ist durch die senkrechten Flächen um die Bade- oder Duscheinrichtung begrenzt (Bild 1 und 2). Zum Bereich 1 gehört auch der Raum unter Bade- oder Duschwannen (Bild 1).

• Bereich 2 schließt seitlich an den Bereich 1 mit einer Breite von 0,6 m an (Bild 1 und 2).

• Die Höhe der Bereiche 1 und 2 werden begrenzt: – 2,25 m über dem Fertigfußboden oder – durch den höchsten fest angebrachten Brausekopf

oder fest angebrachten Wasserauslass, je nachdem was höher ist.

• Bei Duschen ohne Duschwannen (Bild 3) begrenzt die senkrechte Mantelfläche mit einem Radius R = 1,2 m um die Wasseraustrittstelle (Brausekopf) den Bereich 1. Feste Raum- oder Trennwände begrenzen ebenso den Bereich 1.

• Bei Duschen ohne Duschwanne entfallen die Bereiche 0 und 2 (Bild 3).

Bereiche in Räumen mit Badewanne oder Dusche

7.4.5 Elektroinstallation in Räumen mit Badewanne oder DuscheIn Wohngebäuden gehören Räume mit Badewanne oder Dusche zu den trockenen Räumen, weil dort Feuchtigkeit nur zeitweise auftritt. In diesen Räumen besteht jedoch eine besondere Gefährdung, da ein durch Feuchtigkeit verringerter Körperwiderstand in Verbindung mit Erdpotenzial bereits bei kleiner Berührungsspannung einen gefährlichen Körper-strom hervorrufen kann.

Die Elektroinstallation in Räumen mit Badewanne oder Dusche ist deshalb so auszuführen, dass Per-sonen keinem gefährlichen Körperstrom ausgesetzt werden.

Die Grenzen der Bereiche 2 bei Duschen mit fester Trennwand (Bild 2), bzw. des Bereiches 1 bei Du-schen ohne Duschwanne (Bild 3), lassen sich mit einem Fadenmaß, z. B. einer Schnur der Länge 0,6 m bzw. 1,2 m, festlegen. Das Fadenmaß bildet den Bereich nach, den ein Mensch aus dem Bereich 1 um- oder übergreifen kann (Bild 2 und Bild Seite 115).

Bei Duschen oder Badewannen mit fester Trenn-wand setzt man das Fadenmaß an der inneren Trennwandecke an (Bild 2). Deshalb verringert sich der Radius und damit der Verlauf des Bereiches 2 um die Wandstärke der Trennwand. Bei Duschen ohne Duschwanne setzt man das Fadenmaß an der Was-seraustrittstelle, z. B. am Brausekopf, an (Bild 3).

Page 22: Praxis Elektrotechnik

Betriebs- und Verbrauchsmittel. In den Bereichen 0, 1 und 2 sind die in der Übersicht genannten Be-triebs- und Verbrauchsmittel mit der angegebenen Schutzklasse zugelassen.

Schutz gegen elektrischen Schlag. Stromkreise für Räume mit Badewanne oder Dusche müssen durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit einem Bemessungs-Differenzstrom I∆n ≤ 30 mA geschützt werden. Ausgenommen sind Stromkreise zu fest montierten und fest angeschlossenen Wasserer-wärmern, sowie Kleinspannungsstromkreise SELV oder PELV und Stromkreise mit Schutztrennung.

Leitungen und Kabel

Ausgenommen hiervon sind Leitungen für SELV- und PELV-Stromkreise und Leitungen für Strom-kreise mit der Schutzmaßnahme Schutztrennung.

Leitungen oder Kabel zur Versorgung von Ver-brauchsmitteln im Bereich 1 sind senkrecht, oder waagerecht von hinten durch die angrenzende Wand, zum Anschlussraum der Geräte, z. B. Was-sererwärmer, zu führen.

Leitungen, Kabel und Zubehörteile, die außerhalb der Bereiche 0 und 1 angeordnet sind oder nicht zur Versorgung von Bade- oder Duschräumen beitragen, müssen mit einer Mindesttiefe von 6 cm, gemessen von der Wandoberfläche, eingebettet sein. Ist diese Forderung nicht zu erfüllen, z. B. wegen zu geringer Wandstärke, ist für solche Stromkreise Schutz durch Kleinspannung SELV oder PELV, Schutztrennung oder Schutz durch RCDs mit I∆n ≤ 30 mA oder die Verlegung in metallenen geerdeten Installationsroh-ren oder Kanalsystemen anzuwenden.

Baderäume, Betriebsmittel, zusätzlicher Schutzpotenzialausgleich 115

2,25

m

Bereich 2Bereich 1

Bereich 0

Berei

ch

2

Bereich 2

unter derWanne:Bereich 1

0,6m

0,6m

Berei

ch

1

Außerhalb derBereiche zulässig:- Installationsgeräte- Schalter- Steckdosen

Grenzlinien Bereich 2(mit Fadenmaß 0,6 m ermitteln)

0,6 m

Bild: Bereichsgrenzen bei Trennwänden mit einer Höhe unter 2,25 m (Beispiel)

Übersicht: Schutzarten und zulässige Betriebs-und Verbrauchsmittel in den Bereichen 0, 1 und 2• Bereich 0: Mindestens Schutzart IPX7 – Ortsfest angebrachte, fest angeschlossene elektri-

sche Verbrauchsmittel, die mit Kleinspannung SELV* bis AC 12 V oder DC 30 V betrieben werden und nach Herstellerangaben für die Montage und Verwendung im Bereich 0 geeignet sind.

• Bereich 1: Mindestens Schutzart IPX4 – Ortsfest angebrachte, fest angeschlossene elektri-

sche Verbrauchsmittel, die vom Hersteller für den Bereich 1 zugelassen sind, z. B. Whirlpooleinrichtun-gen, Duschpumpen, Wassererwärmer oder Lüfter.

– Installationsgeräte und Verbrauchsmittel von Strom-kreisen, die mit Kleinspannung SELV oder PELV* bis AC 25 V oder DC 60 V betrieben werden.

– Nur Abzweig- und Anschlussdosen für Verbrauchs-mittel, die in den Bereichen 0 und 1 zugelassen sind.

• Bereich 2: Mindestens Schutzart IPX4**

– Installationsgeräte, ausgenommen Steckdosen – Rasiersteckdoseneinheiten mit Schutztrennung – Installationsgeräte einschließlich Steckdosen, sowie

Betriebsmittel der Signal- und Kommunikations-technik mit Kleinspannung SELV oder PELV* bis AC 50 V oder DC 120 V.

* Die Stromquelle muss außerhalb der Bereiche 0 und 1 angeordnet sein.

** IPX4 gilt nicht für Rasiersteckdosen mit Schutztrennung

Stegleitungen dürfen in Räumen mit Badewan-ne oder Dusche nur verlegt werden, wenn sie mindestens 6 cm tief in der Wand eingebettet sind.

Der Mindestquerschnitt für den zusätzlichen Schutzpotenzialausgleichsleiter beträgt bei geschützter Verlegung 2,5 mm2, bei ungeschützter Verlegung 4 mm2 Kupfer. Der Schutzpotenzialausgleichs leiter muss mit dem Schutzleiter im Stromkreisverteiler oder mit der Haupterdungsschiene verbunden sein.

Zusätzlicher Schutzpotenzialausgleich. Ein zusätzlicher Schutzpotenzialausgleich ist nur in Gebäuden vorgeschrieben, in denen ein Schutzpotenzialausgleich über die Haupterdungsschiene noch nicht durch-geführt wurde, z. B. in Altbauten. Lässt sich der Schutzpotenzialausgleich über die Haupterdungsschiene nicht nachrüsten, ist in Räumen mit Badewanne oder Dusche ein zusätzlicher Schutzpotenzialausgleich auszuführen. Dabei sind metallene Gas-, Heizungs-, Frisch- und Abwasserleitungen sowie fremde leitfähi-ge Anlagenteile durch den Potenzialausgleichsleiter miteinander zu verbinden. Dusch- oder Badewannen müssen nach DIN VDE 0100, Teil 701, nicht in den Schutzpotenzialausgleich einbezogen werden.

In Räumen mit Badewanne oder Dusche müssen Leitungen und Kabel immer einen Schutzleiter enthalten, der mit dem Schutzleiter der Anlage leitend verbunden ist.

Page 23: Praxis Elektrotechnik

Schutzmaßnahmen182

0,2 1 2 5 10 20 50 100 500 1000 50000,5 mA

5000

2000

1000

500

200

10050

20

10200

a) b) c)ms

Wahrnehmbar-keitsschwelle

Loslass-schwelle

Flimmer-schwelle

TödlicheStromwirkungwahrscheinlich

1 2 3 4

Einw

irkd

auer

t

Strom ¡k durch den menschlichen Körper

1

2

3

4

Keine Reaktion des KörpersKeine gefährliche WirkungGefahr von HerzkammerflimmernHerzkammerflimmern ist möglich

Bereich Körperreaktionen

0,1

Auslösekennlinieeines FI-Schutzschaltersmit ¡#n æ 30 mA

10000

Bild: Wirkungsbereiche von Wechselstrom 50 Hz auf erwachsene Personen (nach IEC)

11.2 Schutz gegen elektrischen SchlagDurch Fehler in elektrischen Anlagen oder Geräten, z.B. Isolationsfehler, kann an leitfähigen Körpern eine Spannung anliegen, die bei Berührung durch Menschen oder Tiere zu einer lebensgefährlichen elektrischen Durchströmung des Körpers führen kann. Schutzmaßnahmen (Übersicht) sollen gefährliche Berührungs-spannungen vermeiden oder die Anlage im Fehlerfall abschalten, um eine Gefährdung von Menschen oder Tieren durch den elektrischen Strom sowie Sachschäden zu verhindern.

Stromwirkungen auf Menschen und TiereBerühren Menschen oder Tiere unter Spannung stehende Anlagenteile, fließt durch ihren Körper ein elektrischer Strom. Die Stromstärke IK hängt von der Berührungsspannung UB und vom Widerstand im Fehlerstromkreis ab. Stromstärke und Einwirkdauer des Stromes bestimmen die Körperreaktionen (Bild).

Die Grenze der dauernd zulässigen Berührungs-spannung UL ist international vereinbart:Wechselstrom AC 50 V und Gleichstrom DC 120 V.

Nach DIN VDE 0100, Teil 410 bestehen Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag immer aus: • Einer Kombination von zwei unabhängigen Schutzvorkehrungen, dem Basisschutz (früher: Schutz

gegen direktes Berühren) und dem Fehlerschutz (früher: Schutz bei indirektem Berühren) oder• einer verstärkten Schutzvorkehrung die den Basisschutz und den Fehlerschutz sicherstellt.

Beispiel:

Lösung:

Der Körper eines Menschen wird bei der Berührung eines aktiven Leiters 100 ms von einem Strom Ik = 150 mA durchflossen. Welche Körperreaktion kann auftreten?

Im Bereich ➂ (Bild) ist die Loslassschwelle überschritten. Es besteht die Gefahr des Herzkammerflimmerns.

Übersicht: Schutzmaßnahmen (Nach DIN VDE 0100, Teil 410: 2007-06)

Automatische Abschaltung der Stromversorgung Seite 186

Anforderungen an den Basisschutz Seite 184

Anforderungen an den Fehlerschutz Seite 185• Schutzerdung und Schutzpotenzialausgleich• Automatische Abschaltung im Fehlerfall• Zusätzlicher Schutz für Endstromkreise für den Außenbereich und Steckdosen Seite 190

Anforderungen:• im TN-System Seite 183, 186• im TT-System Seite 183, 187• im IT-System Seite 183, 187

Vorkehrungen für den Basisschutz unter normalen Bedingungen (Seite 184): (Anhang A, DIN VDE 0100, Teil 410) • Basisisolierung aktiver Teile • Abdeckungen oder Umhüllungen

Vorkehrungen für den Basisschutz unter besonderen Bedingungen (Seite 184): (Anhang B, DIN VDE 0100, Teil 410) • Hindernisse • Anordnung außerhalb des Handbereichs

Vorkehrungen zur ausschließlichen Anwendung in Anlagen, die nur durch Elektrofachkräfte oder elektrotechnisch unterwiesene Personen betrieben und überwacht werden (Seite 193): (Anhang C, DIN VDE 0100, Teil 410)• Nicht leitende Umgebung • Schutz durch erdfreien örtlichen Schutzpotenzialausgleich• Schutztrennung mit mehr als einem Verbrauchsmittel

Schutztrennung mit nur einem Verbrauchsmittel Seite 189

Schutz durch Kleinspannung SELV oder PELV Seite 190

Zusätzlicher Schutz durch:• Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) Seite 190 • Zusätzlicher Schutzpotenzialausgleich Seite 193

Doppelte oder verstärkte Isolierung Seite 189

Page 24: Praxis Elektrotechnik

183Drehstromsysteme

Drehstromsystem Anwendungsbeispiele Schutzeinrichtungen

L1

L1L2L3N

PERB RA

L1L2L3

PENNPE

RB

IT-System

L2L3

Z<PE

RARA

TT-System

TN-C-S-System

NPE

L1L2L3

RB

TN-S-System

TN-C-SystemL1L2L3PEN

RB

Öffentliche Verteilungs- netze, Verbraucheranlagen mit fester Leitungsverle- gung und Leiterquerschnit-ten ab 10 mm2 Kupfer.

Überstrom-Schutzeinrich-tungen:– Schmelzsicherungen,– Leitungsschutzschalter,– Leistungsschalter.

Tabelle 2: Drehstromsysteme, Anwendung und zulässige Schutzeinrichtungen

Installationen in Wohnungen, Büros oder Werkstätten.Vorgeschrieben für Strom-kreise mit Leiterquerschnit-ten bis einschließlich 6 mm2 Kupfer.

Überstrom-Schutzeinrich-tungen, Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen (RCD).

PE- und N-Leiter sind in Teilen der Anlage getrennt.Nach dem Trennen des PEN-Leiters in PE und N dürfen diese Leiter nicht wieder verbunden werden.

Überstrom-Schutzeinrich-tungen, Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen (RCD) nur in Anlagenteilen mit getrenntem PE- und N-Leiter.

In landwirtschaftlichen und gartenbaulichen Betriebs- stätten, auf Baustellen.

Überstrom-Schutzeinrich-tungen sind meist nur in Stromkreisen mit Si-cherungen und einem Bemes sungsstrom bis 6 A an wendbar, RCDs, Fehler-spannungs-Schutzschalter im Sonderfall.

Ersatzstromversorgungen, in Krankenhäusern, in der chemischen Industrie, bei Glasöfen, bei Hochöfen für die Stahlerzeugung.

Überstrom-Schutz- einrichtungen, Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD), Differenzstrom-Überwa-chungsgeräte (RCM), Isolati-onsüberwachungsgeräte.

11.3 DrehstromsystemeDer Aufbau von Drehstromsystemen ist genormt und wird durch Buchstaben gekennzeichnet.• Der erste Buchstabe, T oder I (Tabelle 1), gibt die Erdungsverhältnisse der Stromquelle an.• Der zweite Buchstabe kennzeichnet die Erdungsverhältnisse der angeschlossenen Betriebsmittel.

Im TN-System gibt ein dritter Buchstabe an, ob der Schutzleiter PE und der Neutralleiter N getrennt verlegt sind oder als Kombination der beiden Leiter zum PEN-Leiter zusammengefasst sind (Tabelle 1 und 2).

Tabelle 1: Kennzeichnung von Drehstromsystemen (Nach DIN VDE 0100, Teil 100)1. Buchstabe: Erdungsverhältnisse

der Stromquelle2. Buchstabe: Erdungsverhältnisse

der Körper (Betriebsmittel)3. Buchstabe: Anordnung von Neu-

tral- und Schutzleiter im TN-System

T: Direkte Erdung eines Punktes der Stromquelle

I: Isolierung aktiver Teile von Erde oder Verbindung eines Punktes mit Erde über eine hochohmige Impedanz

T: Direkte Erdung der Körper von Betriebsmitteln

N: Direkte Verbindung der Körper von Betriebsmitteln mit dem geerdeten Punkt des Systems

C: Neutralleiter und Schutzleiter in einem Leiter kombiniert (PEN)

S: Neutralleiter und Schutzleiter getrennt verlegt

T von terre (franz.) = Erde I von isolé (franz). = isoliert N von neutre (franz.) = neutral C von combiné (franz.) = kombiniert S von separé (franz.) = getrennt

Page 25: Praxis Elektrotechnik

184 Basisschutz

Mantel-isolation

Ader-isolation

Bild 1: Schutz durch Isolierung

Bild 2: Schutz durch Umhüllung

Bild 3: Schutz durch Hindernisse

R2,5m

0,75m

Æ2,5m

M M

R1,25

m

R1,25m

Standfläche

Grenze desHandbereichs

Bild 4: Abmessungen des Hand-bereiches

11.4 Anforderungen an den Basisschutz11.4.1 Basisschutz unter normalen Bedingungen (Anhang A, DIN VDE 0100, Teil 410)

Abdeckungen oder Umhüllungen müssen mindestens der Schutz-art IP 2X oder IP XXB entsprechen. Horizontale, leicht zugängliche Oberflächen müssen mindestens der Schutzart IP 4X oder IP XXD entsprechen.

Der Basisschutz unter normalen Bedingungen (früher: Schutz gegen direktes Berühren) soll in fehlerfreien Anlagen ein direktes Berühren unter Spannung stehender Anlagenteile verhindern. Gefährliche aktive Teile dürfen nicht berührbar sein. Ebenso dürfen berührbare leitfähige Teile weder unter Normalbedingungen noch unter Fehlerbedingungen zu gefährlichen aktiven Teilen werden.

Basisisolierung aktiver Teile. Aktive Teile eines Stromkreises, z. B. Lei-ter (Bild 1), müssen vollständig mit einer Isolierung umhüllt sein. Die Isolierung muss den elektrischen, chemischen, mechanischen und thermischen Beanspruchungen standhalten und darf nur durch Zer-stören entfernbar sein.

Abdeckungen und Umhüllungen. Abdeckungen und Umhüllungen an elektrischen Betriebsmitteln, z. B. Gehäuse (Bild 2), schützen Menschen und Tiere vor unbeabsichtigtem direktem Berühren aktiver Teile.

Basisschutz ist erforderlich, wenn die Bemessungsspannung AC 25 V oder DC 60 V überschreitet.

& IP-Schutzarten: Seite 181

Vorkehrungen für den Basisschutz unter besonderen Bedingungen sind ausschließlich für Anlagen oder Räume vorgesehen, die nur von Elektrofachkräften oder elektrotechnisch unterwiesenen Per-sonen betrieben oder überwacht werden, z. B. abgeschlossene elektrische Betriebsstätten.

Abdeckungen und Umhüllungen müssen sicher befestigt sein und eine ausreichende mechanische Festigkeit haben. Sie dürfen nur mit Werk-zeugen oder durch Verwendung eines Schlüssels entfernbar sein.

11.4.2 Basisschutz unter besonderen Bedingungen (Anhang B, DIN VDE 0100, Teil 410)

Hindernisse. Hindernisse, z. B. Schutzleisten oder Abschrankungen (Bild 3), sollen vor unbeabsichtigtem Berühren aktiver Teile schützen. Sie können aber ein absichtliches Berühren durch bewusstes Umge-hen der Hindernisse nicht verhindern. Hindernisse dürfen ohne Werk-zeuge entfernbar sein. Sie müssen aber so angebracht sein, dass ein unbeabsichtigtes Entfernen unmöglich ist.

Anordnung außerhalb des Handbereiches. Schutz durch Anordnung außerhalb des Handbereiches soll ein unbeabsichtigtes Berühren ak-tiver Teile verhindern. Gleichzeitig berührbare Teile mit unterschied-lichem Potenzial, z. B. Motoren oder Sammelschienen in abgeschlos-senen elektrischen Betriebsstätten, dürfen innerhalb des Handbe-reiches (Bild 4) nicht angeordnet sein. Als gleichzeitig berührbar gelten Teile mit einem gegenseitigen Abstand bis 2,5 m.

Page 26: Praxis Elektrotechnik

185Anforderungen an den Fehlerschutz

Der Fehlerschutz (früher: Schutz bei indirektem Be-rühren) umfasst Maßnahmen zum Schutz gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen. Der Fehlerschutz soll bei Versagen des Basisschutzes eine für Menschen und Tiere gefährliche elektri-sche Körperdurchströmung verhindern. Tritt z. B. an einem Betriebsmittel infolge eines Isolationsfehlers ein Körperschluss auf (Bild 1), kann der Körper des Betriebsmittels eine für Menschen und Tiere gefähr-liche Berührungsspannung annehmen. Die fehler-hafte Anlage muss dann automatisch abgeschaltet werden, im TN-System (Bild 1) z. B. bei AC 230 V innerhalb von 0,4 s.

Automatische Abschaltung im Fehlerfall erfordert:• Schutzerdung,• Schutzpotenzialausgleich über die Haupter-

dungsschiene.

Die Leiter für den Schutzpotenzialausgleich über die Haupterdungsschiene müssen einen Mindestquer-schnitt von 6 mm2 Kupfer, 16 mm2 Aluminium oder 50 mm2 Stahl haben (DIN VDE 0100, Teil 540).

& Schutzpotenzialausgleich: Seite 106

& Zulässige Abschaltzeiten im TN-System: Seite 186

Übersicht: Schutzpotenzialausgleich über die Haupterdungsschiene (Anschlussbeispiele)• Antennenanlage• Blitzschutzanlage • metallene Frischwasser- und Abwasserleitungen• Gasinnenleitung• Vor- und Rücklauf der Heizungsanlage• metallene Klimaschächte• metallene Gebäudekonstruktionen• Schirmung der Telekommunikationsleitung• PE- oder PEN-Leiter des TN-Systems• Fundamenterder

11.5 Anforderungen an den Fehlerschutz (Nach DIN VDE 0100, Teil 410)

L1L2L3NPE

Körperschluss durchVersagen der Basisisolierung

Abschalten durchÜberstrom-Schutz-Einrichtung

¡PE

RB Betriebserder

¡F

F1

Bild 1: Beispiel eines Fehlerstromkreises (Prinzip)

L1

Haupt-erdungs-schiene

Körper-schluss

Fehlerstromkreis im TN-System

L2L3NPE

Abschalten imFehlerfall durch:• Schmelzsicherungen• LS-Schalter• Leistungsschalter• Fehlerstrom-Schutz- einrichtungen

RB Betriebs-erder

RA Fundament-erder

¡F

Bild 2: Fehlerstromkreis im TN-System

Schutzerdung (Erdung über den Schutzleiter). Die Sicherheit in elektrischen Anlagen erfordert, dass in Drehstromsystemen leitfähige Körper von Betriebs-mitteln (Betriebsmittel der Schutzklasse I) und ggf. ein Punkt oder mehrere Punkte des Versorgungs-systems geerdet werden (Bild 1).

Gleichzeitig berührbare Körper müssen mit dem Er-dungssystem einzeln, gruppenweise oder gemein-sam verbunden werden.

Schutzpotenzialausgleich über die Haupterdungs-schiene. In jedem Gebäude müssen der Erdungs-leiter und alle leitfähigen Teile, z. B. metallene Was-ser-, Gas- und Heizungsrohre (Übersicht), über die Haupterdungsschiene (Bild 2) zum Schutzpotenzial-ausgleich verbunden werden.

Automatische Abschaltung im Fehlerfall. Fehlerhafte Anlagen oder Betriebsmittel, z. B. ein Gerät mit Körperschluss im TN-System (Bild 2), müssen durch Schutzeinrichtungen innerhalb der zulässigen Ab-schaltzeit vom Netz getrennt werden. Schutzeinrichtungen zum Abschalten fehlerhafter Stromkreise kön-nen z. B. Schmelzsicherungen, Leitungsschutzschalter, Leistungsschalter mit einstellbarem Überlast- und Kurzschlussstromauslöser oder Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) sein.

Für jeden Stromkreis muss ein Schutzleiter vor-handen sein, der über die dem Stromkreis zu-geordnete Erdungsklemme geerdet ist.