Schutz gegen indirekten Kontakt

Normen und Vorschriften unterscheiden zwischen zwei Arten gefährlichen Kontakts: direktem und indirektem. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf Schutzmaßnahmen gegen Stromschläge durch indirekten Kontakt.

Unter indirekter Berührung versteht man den menschlichen Kontakt mit einem offenen leitenden Teil des Geräts, der im Normalbetrieb der Elektroinstallation nicht unter Spannung steht, sich aber aus irgendeinem Grund, beispielsweise aufgrund eines Isolationsfehlers, als unter Spannung stehend herausgestellt hat. In diesem Fall kann ein versehentlicher Kontakt einer Person mit diesem Teil äußerst gefährlich sein, da Strom durch den Körper der Person fließt.

Zum Schutz vor indirektem Kontakt, um bei einem Isolationsfehler einen Stromschlag für Menschen oder Tiere zu verhindern, werden besondere Maßnahmen einzeln oder in mehreren auf einmal angewendet:

• Schutzerdung;

• automatische Abschaltung;

• Ausgleich von Potenzialen;

• Potenzialausgleich;

• doppelte oder verstärkte Isolierung;

• Ultra-Niederspannung (Niederspannung);

• sichere elektrische Trennung von Stromkreisen;

• isolierende (nicht leitende) Räume, Flächen, Plattformen.

Verteidigungsland

Um die elektrische Sicherheit zu gewährleisten, wird eine Schutzerdung der Geräte durchgeführt. Diese Erdung unterscheidet sich von der Funktionserdung und beinhaltet den Anschluss leitfähiger, potenziell gefährlicher Geräte an ein Erdungsgerät.

Die Funktion der Schutzerdung besteht darin, die Gefahr für eine Person zu beseitigen, die auf dem Boden steht und aufgrund eines Kurzschlusses einen Teil der Anlage berührt, der unter Spannung steht. Alle potenziell gefährlichen leitenden Teile des Geräts sind über Erdungsgeräte, die an einen Erdungsleiter angeschlossen sind, mit der Erde verbunden. Durch die Schutzerdung wird die Spannung der geerdeten Teile auf einen sicheren Wert gegenüber Erde reduziert.

Schutzerdung gilt für Geräte, die mit Spannungen bis 1000 Volt betrieben werden:

• auf einphasig, vom Boden isoliert und auf dreiphasig mit isoliertem Neutralleiter;

• für Geräte, die in Netzen mit einer Spannung von mehr als 1000 Volt mit geerdetem Neutralleiter und isoliertem Neutralleiter betrieben werden.

Als Erdungsleiter zur Schutzerdung kann ein künstlich geerdeter Leiter (künstlich geerdete Elektrode) oder ein im Boden befindlicher leitfähiger Gegenstand, beispielsweise ein Stahlbetonsockel (natürlich geerdete Elektrode), dienen. Kommunikationsleitungen wie Abwasser-, Gas- oder Heizungsleitungen sollten hierfür nicht genutzt werden.

Automatische Abschaltung

Zum Schutz vor elektrischem Schlag bei indirektem Kontakt erfolgt eine automatische Abschaltung durch gleichzeitiges Öffnen mehrerer Phasenleiter, teilweise auch eines Neutralleiters. Diese Schutzmethode wird mit Erdungs- und Neutralisationsschutzsystemen kombiniert. Dies gilt auch in Fällen, in denen eine Schutzerdung nicht möglich ist.

Bei dieser Schutzart handelt es sich um Hochgeschwindigkeitssysteme, die im Gefahrenfall Geräte in weniger als 0,2 Sekunden vom Netz trennen können. Es wird empfohlen, eine Schutzabschaltung von Handwerkzeugen, mobilen Elektroinstallationen und elektrischen Haushaltsgeräten durchzuführen.

Wenn die Phase zum Kasten hin geschlossen wird, der Isolationswiderstand zur Erde erheblich abfällt oder wenn ein stromführendes Teil mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommt, ändern sich die elektrischen Parameter des Stromkreises und diese Änderung ist ein Signal für RCD-Auslösungbestehend aus einem Fehlerstromschutzschalter und einem Schalter. Der Fehlerstromschutzschalter registriert Änderungen der Stromkreisparameter und sendet ein Signal an den Schalter, der wiederum das gefährliche Gerät vom Netz trennt.

RCDs zum Schutz gegen indirektes Berühren können auf unterschiedliche Parameter reagieren: auf Kurzschlussströme im Neutralisationssystem oder auf Differenzströme, auf Körperspannung gegen Erde oder auf Nullspannung. Diese RCDs unterscheiden sich in der Art des Eingangssignals. Bei Geräten mit automatischen FI-Schutzschaltern wird nach der Registrierung einer Notfallsituation ein Potenzialausgleich vorgenommen und anschließend die Stromversorgung abgeschaltet.

Potenzialausgleich

Wenn im selben Stromnetz mehrere Elektroinstallationen vorhanden sind, von denen einige über eine separate Erdungsvorrichtung ohne Verbindung zum PE-Kabel geerdet sind und einige Geräte an das PE-Kabel angeschlossen sind, ist dieser Zustand gefährlich und es ist verboten, elektrische Geräte zu erden Installationen auf diese Weise.Warum? Denn wenn eine Phase beispielsweise mit dem Körper eines Motors, der über eine separate Erde geerdet ist, kurzgeschlossen wird, stehen die Körper geerdeter Elektroinstallationen relativ zur Erde unter Spannung. Denken Sie daran, dass Erdung die Verbindung nicht stromführender Metallteile einer Elektroinstallation mit dem Neutralleiter des Netzes ist.

Hier besteht die Gefahr, dass Geräte mit ordnungsgemäß organisiertem Schutz unter Spannung stehen. Die tragische Erfahrung der Viehwirtschaft zeigt, dass eine solche unsachgemäße Erdung der Geräte zu einem Massensterben von Tieren geführt hat.

Um solche Gefahren zu vermeiden, wird ein Potenzialausgleich eingesetzt. Die leitenden Teile der geschützten Geräte werden so verbunden, dass ihre Potenziale gleich sind, wodurch die elektrische Sicherheit des Netzwerks bei indirektem Kontakt gewährleistet wird.

Laut PUE sind Elektroinstallationen für Spannungen bis 1000 Volt miteinander verbunden neutraler, abgeschirmter PEN- oder PE-Leiter Zuleitung des TN-Systems mit Erdungsleiter der Erdungseinrichtung IT- und TT-Systeme und mit Erdungserdungseinrichtung am Gebäudeeingang.

Metallische Kommunikationsrohre des Bauwerks, leitende Teile des Gebäuderahmens, leitende Teile zentraler Klima- und Lüftungssysteme, Erdungsgeräte des Blitzschutzsystems 3 und 2 Kat., leitende Ummantelungen von Telekommunikationskabeln sowie ggf. Funktionserdung es keine PUE-Beschränkungen gibt, sind auch hier verlinkt. Die Potentialausgleichsleitungen aller dieser Teile werden dann an die Haupterdungsschiene angeschlossen.

Potenzialausgleich

Durch den Potenzialausgleich kann die Spannung der Stufe auf der Erd- oder Bodenoberfläche deutlich reduziert werden, indem Schutzleiter verwendet werden, die im Erdreich, im Boden oder auf deren Oberfläche verlegt und mit der Erdungseinrichtung verbunden werden. In einigen Fällen wird ein spezieller Bodendecker verwendet. Der Potenzialausgleich kann als Sonderfall des Ausgleichs betrachtet werden, wenn man den leitfähigen Boden zusammen mit Metallkonstruktionen und Rohrleitungen als fremden leitfähigen Teil einer Elektroinstallation betrachtet.

Doppelte oder verstärkte Isolierung

Zum Schutz vor indirektem Berühren in Elektroinstallationen mit einer Spannung von bis zu 1000 Volt wird eine doppelte Isolierung verwendet. Die Hauptisolierung wird durch eine unabhängige Zusatzisolierung geschützt. Im Falle einer Beschädigung der Zusatzisolierung wird die Hauptisolierung geschützt.

Die verstärkte Isolierung ähnelt in ihrer Schutzfunktion der doppelten Isolierung, ihr Schutzgrad entspricht der doppelten Isolierung.

Leitfähige Teile elektrischer Anlagen mit doppelter Schutz- und verstärkter Isolierung sind weder mit dem Schutzleiter noch mit dem Potenzialausgleichssystem verbunden.

An dieser Stelle ist zu beachten, dass es sich um Elektrowerkzeuge und handgeführte Elektromaschinen handelt entsprechend der Schutzklasse gegen elektrischen Schlag werden in vier Klassen eingeteilt: 0, I, II, III. Als Nächstes schauen wir uns einige Details der darin implementierten Schutzmaßnahmen an.

Klasse 0. Die Basisisolierung bietet Schutz vor elektrischem Schlag. Im Falle eines Isolationsversagens werden die Isolationsräume, Isolationsbereiche, Plattformen und Isolationsböden vor indirekter menschlicher Berührung geschützt.Ein Beispiel hierfür ist eine Bohrmaschine, deren Metallgehäuse keinen Schutzkontakt hat und deren Stecker zweipolig ist. Zwischen dem Kabel und dem Gehäuse, wo das Kabel in das Gehäuse eintritt, sollte zur Isolierung eine Gummitülle angebracht werden.

Klasse I. Die Basisisolierung bietet Schutz vor elektrischem Schlag, während berührbare leitfähige Teile mit dem PE-Leiter des Netzes verbunden sind. Beispielsweise werden Waschmaschinen mit einem 3-poligen Eurostecker auf diese Weise geschützt.

Klasse II. Doppelte oder verstärkte Gehäuseisolierung. Ein Beispiel hierfür ist das Kunststoffgehäuse einer Schlagbohrmaschine mit 2-poligem Stecker und ohne Erdung.

Klasse III. Die Versorgungsspannung ist für Personen ungefährlich. Dabei handelt es sich um die sogenannte extrem niedrige (Nieder-)Spannung. Ein Beispiel hierfür ist ein Haushaltsschraubendreher.

Niedrige (extrem niedrige) Spannung

Die niedrige bzw. extrem niedrige Spannung ist an sich schon ein Schutz gegen indirektes Berühren. In Kombination mit einer schützenden Stromkreistrennung, beispielsweise durch einen Trenntransformator, ist die Sicherheit ebenso hoch. Niederspannungskreise werden von Hochspannungskreisen getrennt, und in Fällen, in denen die extrem niedrige Spannung mehr als 60 Volt Gleichstrom oder mehr als 25 Volt Wechselstrom beträgt, werden zusätzliche Maßnahmen angewendet: Isolierung, Ummantelung.

Durch die Verwendung extrem niedriger Spannung in Elektrogeräten können Sie auf die Schutzerdung ihrer leitfähigen Gehäuse verzichten, außer bei Zwangsverbindungen mit leitfähigen Teilen von Geräten mit gefährlicher Spannung. Bei Verwendung von Niederspannung in Verbindung mit automatischer Abschaltung wird einer der Anschlüsse der Quelle mit dem Schutzleiter des Netzes verbunden, das diese Quelle versorgt.

Sichere elektrische Trennung von Stromkreisen

In Elektroinstallationen mit einer Spannung von bis zu 1000 Volt wird eine sichere elektrische Trennung der Stromkreise angewendet. Durch eine verstärkte oder doppelte Isolierung oder Basisisolierung und einen leitfähigen Schutzschirm werden einige spannungsführende Teile oder Stromkreise von anderen getrennt. Die Spitzenspannung des isolierten Stromkreises darf nicht höher als 500 Volt sein. Die sichere elektrische Trennung von Stromkreisen erfolgt beispielsweise in einem Trenntransformator. Spannungsführende Teile des versorgten Stromkreises müssen getrennt von anderen Stromkreisen platziert werden.

Durch die elektrische Trennung von Stromkreisen wird die Sicherheit von Fernnetzen durch Trenntransformatoren deutlich erhöht. Vom Boden isolierte und kurze Netzabschnitte unterscheiden sich im Vergleich zum gesamten verzweigten Netz durch eine unbedeutende elektrische Kapazität und einen hohen Isolationswiderstand. Bei indirektem Kontakt fließt ein kleiner Strom durch den menschlichen Körper von der Phase zur Erde. Ein separater Abschnitt des Stromkreises erweist sich bei dieser Trennung als sicherer.

Isolierung (nicht leitender) Räume, Bereiche, Plattformen

Der erhebliche elektrische Widerstand der Wände und Böden einiger Räume, Bereiche und Standorte bietet ausreichenden Schutz vor indirektem Kontakt, auch wenn leitende Teile elektrischer Anlagen mit einer Spannung von bis zu 1000 Volt nicht geerdet sind. Isolierräume dienen dem Schutz von Personen vor indirektem Kontakt in Fällen, in denen andere Schutzmaßnahmen nicht anwendbar oder unpraktisch sind.

Es gibt jedoch eine wichtige Bedingung: Wenn die Spannung der Elektroinstallation mehr als 500 Volt beträgt, darf der Widerstand der isolierenden Wände und des Bodens gegenüber der örtlichen Erdung an keiner Stelle im Raum und bei Spannungen weniger als 100 kΩ betragen bis 500 Volt, mindestens 50 kΩ. Isolierte Räume bedeuten nicht das Vorhandensein eines Schutzleiters, daher ist in ihnen eine Abweichung des Potenzials von außen zu den leitenden Teilen des Raumes in jeder Hinsicht ausgeschlossen.