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Probeseiten (pdf) - Verlag Handwerk und Technik

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4.1 Schutzmaßnahmen<br />

Begriffe<br />

Aktives Teil<br />

Körper<br />

Fremdes leitfähiges<br />

Teil<br />

Einpoliges Berühren<br />

Zweipoliges Berühren<br />

Elektrischer Schlag<br />

Erdung<br />

Betriebserdung<br />

Schutzerdung<br />

Bezugserde<br />

Fehlerspannung<br />

Berührungsspannung<br />

Höchstzulässige<br />

Berührungsspannung<br />

Schutz gegen direktes<br />

Berühren<br />

Schutz beim indirekten<br />

Berühren<br />

Schutzleiter<br />

PEN-Leiter<br />

Potenzialausgleichsleiter<br />

Schutzart<br />

Schutzklassen<br />

Leiter <strong>und</strong> leitfähige Teile der Betriebsmittel, die bei ungestörtem Betrieb unter Spannung<br />

stehen, einschließlich des Neutralleiters, aber vereinbarungsgemäß nicht der<br />

PEN-Leiter.<br />

Berührbare, leitfähige Teile von elektrischen Betriebsmitteln, die normalerweise nicht<br />

unter Spannung stehen, jedoch im Fehlerfall unter Spannung stehen können.<br />

Leitfähige Teile, die nicht Teil einer elektrischen Anlage sind, aber ein elektrisches<br />

Potenzial einschließlich des Erdpotenzials übertragen können.<br />

Überbrücken des Spannungspotenzials eines aktiven Teils oder eines körperschlussbehafteten<br />

Betriebsmittels gegen Erde durch den Menschen<br />

Überbrücken zweier aktiver Leiter oder aktiver Teile mit unterschiedlichem Potenzial<br />

gegen Erde durch den Menschen<br />

Pathophysiologischer Effekt, ausgelöst durch einen elektrischen Strom, der den menschlichen<br />

Körper durchfließt.<br />

Gesamtheit aller Mittel <strong>und</strong> Maßnahmen zum Verbinden eines Punktes des Betriebsstromkreises<br />

oder des Körpers der Betriebsmittel mit Erde<br />

Erdung eines Punktes des Betriebsstromkreises, die für den ordnungsgemäßen Betrieb<br />

von Geräten oder Anlagen notwendig ist.<br />

Erdung eines nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden leitfähigen Teils von Betriebsmitteln<br />

zum Schutz von Personen gegen den elektrischen Schlag<br />

Bereich der Erde, insbesondere der Erdoberfläche, der von einem stromdurchflossenen<br />

Erder so weit entfernt ist, dass zwischen beliebigen Punkten dieses Bereiches<br />

keine messbaren Potenzialdifferenzen auftreten.<br />

Spannung, die zwischen Fehlerstelle (körperschlussbehaftetes Betriebsmittel) <strong>und</strong> der<br />

Bezugserde auftritt.<br />

Spannung, die zwischen gleichzeitig berührbaren Teilen während eines Isolationsfehlers<br />

auftreten kann. Vereinbarungsgemäß wird dieser Begriff nur im Zusammenhang<br />

mit den Schutzmaßnahmen beim indirekten Berühren angewendet.<br />

Vereinbarte Grenze der Berührungsspannung, die im Falle eines Fehlers mit vernachlässigbarer<br />

Impedanz zeitlich unbegrenzt bestehen bleiben darf.<br />

Alle Maßnahmen, die das Berühren aktiver Teile durch Menschen oder Nutztiere verhindern<br />

(Basisschutz).<br />

Alle Maßnahmen, die auch im Fehlerfall beim Berühren der Körper von elektrischen<br />

Betriebsmitteln durch Menschen oder Nutztiere einen elektrischen Schlag oder seine<br />

lebensgefährlichen Auswirkungen verhindern (Fehlerschutz).<br />

Leiter, die für einige Schutzmaßnahmen gegen gefährliche Körperströme erforderlich<br />

sind <strong>und</strong> die Verbindung von Körpern elektrischer Betriebsmittel zu fremden leitfähigen<br />

Teilen, Haupterdungsklemmen, Erdern oder geerdeten Punkten der Stromquellen herstellen.<br />

Geerdeter Leiter, der zugleich die Funktion des Schutzleiters <strong>und</strong> des Neutralleiters<br />

erfüllt.<br />

Leiter zum Sicherstellen des Potenzialausgleichs zwischen Körpern elektrischer Betriebsmittel<br />

<strong>und</strong> fremden leitfähigen Teilen.<br />

Ein durch die Gehäuseausführung eines elektrischen Betriebsmittels erreichter Schutz<br />

von Personen gegen das Berühren spannungsführender <strong>und</strong> rotierender Teile sowie<br />

Schutz der Betriebsmittel gegen das Eindringen von Fremdkörpern <strong>und</strong> Wasser<br />

Klassifizierung elektrischer Betriebsmittel hinsichtlich des Schutzes gegen den elektrischen<br />

Schlag<br />

200


D<br />

D<br />

4.1.1 Gefahren des elektrischen Stromes<br />

4.1.1 Gefahren des elektrischen Stromes<br />

Gefahren für Personen <strong>und</strong> Sachwerte<br />

Gefährdung<br />

von Menschen <strong>und</strong> ihnen anvertrauten Nutztieren<br />

durch<br />

elektrische Körperströme<br />

elektromagnetische Felder<br />

elektrisch gezündete Brände<br />

von Betriebsmitteln <strong>und</strong> Anlagen<br />

durch<br />

mechanische, thermische, elektrische<br />

Überbeanspruchung<br />

elektrisch gezündete Brände<br />

Fehler in Betriebsmitteln <strong>und</strong> Anlagen als Ursache von Gefahren<br />

Kurzschluss<br />

Fehlerarten im Drehstromnetz<br />

Eine durch einen Fehler entstandene leitende Verbindung<br />

zwischen betriebsmäßig gegeneinander unter<br />

Spannung stehender Leiter ohne Nutzwiderstand im<br />

Fehlerstromkreis<br />

Erdschluss<br />

L1<br />

L2<br />

L3<br />

N<br />

Kurzschluss<br />

zweipolig<br />

einpolig<br />

Eine durch einen Fehler oder über einen Lichtbogen<br />

entstandene leitende Verbindung eines Außenleiters<br />

oder eines betriebsmäßig isolierten Neutralleiters mit<br />

Erde oder mit geerdeten Teilen<br />

Leiterschluss<br />

Körperschluss<br />

Eine durch einen Fehler entstandene leitende Verbindung<br />

zwischen Körpern <strong>und</strong> aktiven Teilen elektrischer<br />

Betriebsmittel<br />

Erdschluss<br />

D<br />

D<br />

Körperschluss<br />

Erde<br />

Leiterschluss<br />

Eine durch einen Fehler entstandene leitende Verbindung<br />

zwischen einem an einer Schalteinrichtung ankommenden<br />

Leiter mit demselben abgehenden Leiter,<br />

so dass im Fehlerstromkreis ein Nutzwiderstand liegt.<br />

Gefahren beim Berühren<br />

Gefahrenquellen<br />

■ Aktive Teile<br />

■ Körper<br />

Die betriebsmäßig Spannung führenden Leiter L1; L2; L3; N eines Drehstromnetzes,<br />

L+; L– eines Gleichstromnetzes, Klemmen in den Abzweigdosen- <strong>und</strong> Anschlusskästen,<br />

Lampenfassungen in Leuchten, Wicklungen der Transformatoren <strong>und</strong> Motoren<br />

Leitfähige <strong>und</strong> berührbare Gehäuse der Betriebsmittel, Kessel der Transformatoren,<br />

Abdeckungen der Schaltschränke, die normalerweise nicht unter Spannung stehen.<br />

■ Fremde leitfähige Teile Metallkonstruktionen von Gebäuden, metallene Gas-, Wasser- <strong>und</strong> Heizungsrohre <strong>und</strong><br />

mit diesen verb<strong>und</strong>ene nichtelektrische Einrichtungen, die im Fehlerfall ein Spannungspotenzial<br />

aufweisen können, auch nicht isolierende Fußböden <strong>und</strong> Wände.<br />

201


D<br />

D<br />

4.1 Schutzmaßnahmen<br />

Berührungsarten<br />

■ Zweipoliges Berühren<br />

extreme Gefährdung durch Körperquerdurchströmung<br />

L<br />

N<br />

Berührungsstrom I T<br />

■ Einpoliges Berühren<br />

meist Körperlängsdurchströmung<br />

Der geschlossene Stromweg wird im geerdeten<br />

Netz durch den zwangsläufigen Standortübergangswiderstand<br />

des Menschen, das Erdreich<br />

<strong>und</strong> den Betriebserder gebildet;<br />

Der geschlossene Stromweg wird im isolierten Netz durch<br />

den zwangsläufigen Standortübergangswiderstand des<br />

Menschen, das Erdreich, die endlichen Isolationswiderstände<br />

der parallelen Stromkreise des Netzes <strong>und</strong> ihre<br />

Leiter-Erde-Kapazitäten gebildet.<br />

I T<br />

Körperschluss<br />

Betriebserder<br />

I T<br />

I T<br />

L1<br />

L2<br />

L3<br />

N<br />

Potenzial<br />

des Leiters L3<br />

gegen Erde<br />

I T<br />

Isolationswiderstände<br />

I T<br />

Körperschluss<br />

I T I T<br />

I T<br />

Leiter-<br />

Erde- I T<br />

Kapazitäten<br />

I T<br />

I T<br />

I T<br />

Erdreich<br />

Standortübergangswiderstand<br />

I Ṫ . Erdreich I Ṫ I Ṫ I Ṫ .<br />

Standortübergangswiderstand<br />

Wirkungen des elektrischen Stromes im menschlichen Körper<br />

■ Physikalische Wirkungen<br />

– weiße bis schwarze Pünktchen, auch flächenhafte Verkohlungen als so genannte Strommarken an der Stromeintrittsstelle<br />

– Verkochung des Zellwassers <strong>und</strong> Flüssigkeitsverluste<br />

– Verbrennungen bei Lichtbogeneinwirkungen<br />

■ Physiologische Wirkungen<br />

– aktive Verkürzung der Muskeln (Kontraktion)<br />

– unvollständiger, später vollständiger Starrkrampf<br />

– Blutdrucksteigerung<br />

– Herzrhythmusstörungen, teils mit kurzzeitigem Herzstillstand<br />

– ungeordnete Koordination der Herzmuskelbereiche (Herzkammerflimmern) mit Blutdruckabfall<br />

Stromstärke <strong>und</strong> Einwirkungsdauer<br />

■ Reaktionen menschlicher Körperzellen, bestimmt durch die Kenngrößen des Stromimpulses<br />

– Intensität (Stromdichte)<br />

– Nutzzeit (Dauer des Reizes)<br />

– Steilheit des Stromimpulsanstieges<br />

202


4.1.1 Gefahren des elektrischen Stromes<br />

■ Mögliche Schädigungen bei Körperlängsdurchströmungen von der linken Hand zu beiden Füßen in Abhängigkeit<br />

von Stromstärke <strong>und</strong> Zeitdauer<br />

■ Wirkungsbereiche von Körper-Wechselströmen<br />

(Effektivwerte bei 50 bis 60 Hz)<br />

■ Wirkungsbereiche von<br />

Körper-Gleichströmen<br />

Durchströmungsdauer t<br />

10000<br />

ms<br />

2000<br />

1000<br />

500<br />

200<br />

100<br />

50<br />

20<br />

10<br />

0,1<br />

0,2<br />

1 2 3<br />

D-1<br />

D-2<br />

A B C D-3<br />

0,5<br />

1<br />

2<br />

10 50 200 1000 10000<br />

5 20 100 500 mA<br />

Körperstrom I<br />

Durchströmungsdauer t<br />

10000<br />

ms<br />

2000<br />

1000<br />

500<br />

200<br />

100<br />

50<br />

20<br />

10<br />

0,1<br />

0,2<br />

1 2 3<br />

D-1<br />

D-2<br />

A B C D-3<br />

0,5<br />

1<br />

2<br />

10 50 200 1000 10000<br />

5 20 100 500 mA<br />

Körperstrom I<br />

Wirkungen in den Bereichen<br />

A keine Einwirkungen wahrnehmbar<br />

B keine schädigenden physiologischen Wirkungen<br />

C Blutdrucksteigerung, Muskelverkrampfungen, reversible Herzrhythmusstörungen, geringe Gefahr des Herzkammerflimmerns<br />

D pathophysiologische Wirkungen, z. B. Herz- <strong>und</strong> Atemstillstand<br />

D – 1 Gefahr des Herzkammerflimmerns bei max. 5 % der Verunfallten<br />

D – 2 Gefahr des Herzkammerflimmerns noch unter 40 %<br />

D – 3 Gefahr des Herzkammerflimmerns bei über 50 %<br />

Schwellen, die die Bereiche begrenzen<br />

1 Wahrnehmbarkeitsschwelle<br />

Kleinstwert des Stromes, der von der durchströmten<br />

Person noch wahrgenommen wird<br />

2 Loslassschwelle<br />

Größtwert des Stromes, bei dem eine Person die<br />

spannungsführenden Teile noch loslassen kann<br />

3 Schwelle des Herzkammerflimmerns<br />

Kleinstwert des Stromes, der Herzkammerflimmern<br />

bewirkt<br />

Zusammenhang zwischen Elektrokardiogramm<br />

(EKG) <strong>und</strong> Blutdruckänderung in Abhängigkeit von<br />

der Einwirkungsdauer<br />

120<br />

mm Hg<br />

40<br />

0<br />

EKG<br />

Blutdruck<br />

Herzkammerflimmern<br />

elektr. Schlag<br />

t<br />

Stromstärke <strong>und</strong> Frequenz<br />

■ Gefährdungen des Körperstromes im Frequenzbereich<br />

von 0 Hz (Gleichstrom) bis 400 Hz<br />

■ Maximum der Gefährdungen bei 50 bis 60 Hz<br />

■ Kennzeichnung des Einflusses der Frequenz im Vergleich<br />

zu 50 Hz durch Frequenzfaktor<br />

Frequenzfaktor<br />

5<br />

4<br />

3<br />

Wahrnehmbarkeitsschwelle<br />

Flimmerschwelle<br />

■ Ströme hoher Frequenz in der physikalischen<br />

Therapie<br />

2<br />

– mit Reizströmen unterschiedlicher Kurvenform<br />

10 kHz<br />

Loslassschwelle<br />

– endogene Wärmewirkungen im Kondensatorfeld<br />

500 kHz<br />

1<br />

– mit Kurzwellen im Bereich von 30 MHz<br />

50 100 200 500 1000 2000 Hz 10000<br />

– mit Mikrowellen zur zusätzlichen Stimulierung durch<br />

Frequenz des Körperstromes<br />

physikalisch-chemische Prozesse im Bereich von<br />

2 GHz Frequenzfaktoren der Schwellen<br />

203


4.1 Schutzmaßnahmen<br />

Stromweg <strong>und</strong> Körperwiderstand<br />

Haut, Blut, Muskeln, anderes Gewebe <strong>und</strong> Gelenke des menschlichen Körpers setzen der elektrischen Durchströmung<br />

eine entsprechende<br />

Gesamtkörperimpedanz Z T<br />

entgegen,<br />

bestehend aus<br />

Hautimpedanz Z p<br />

mit einer halb isolierenden Schicht der trockenen Hornhaut (kapazitive Komponente) <strong>und</strong> den Poren als kleine leitende<br />

Elemente (ohmsche Komponente); Änderung des hochohmigen Verhalten von 50 bis 100 kW durch Isolationsdurchschlag,<br />

beginnend bei etwa 20 V<br />

Körperinnenwiderstand R i<br />

überwiegend eine vom Stromweg abhängige ohmsche Komponente.<br />

Impedanzen des menschlichen Körpers<br />

Berührungsstrom<br />

I T<br />

Hautimpedanz der<br />

Stromeintrittsstelle Z PE<br />

Körperinnenwiderstand<br />

R i<br />

Hautimpedanz der<br />

Stromaustrittsstelle Z PA<br />

Körperinnenwiderstände bei 230 V AC in Abhängigkeit<br />

vom Stromweg<br />

Stromweg<br />

Hand zu Hand<br />

Hand zu Fuß<br />

Fuß zu Fuß<br />

Hand zu Füße<br />

Hände zu Füße<br />

Hand zur Brust<br />

Hände zur Brust<br />

Körperinnenwiderstand R i<br />

1000 W<br />

750 W<br />

500 W<br />

250 W<br />

Verhaltensregeln bei elektrischen Unfällen<br />

Gr<strong>und</strong>satz<br />

■ Nach dem Gesetz ist jedermann zur Hilfeleistung verpflichtet.<br />

■ Handeln Ersthelfer schnell <strong>und</strong> richtig, kann das Leben der Unfallopfer meist<br />

gerettet werden.<br />

Schrittfolge<br />

1. Unterbrechen des Stromweges<br />

durch<br />

– Abschalten<br />

– eventuell Auslösen eines Kurzschlusses<br />

3. Einleiten von Maßnahmen der ersten Hilfe<br />

2. Bergung des Verunfallten<br />

– Verunfallten aus dem Gefahrenbereich<br />

bringen<br />

– Verunfallten vor möglichem<br />

Absturz sichern<br />

– Atmung <strong>und</strong> Puls fühlen<br />

– ärztliche Hilfe veranlassen<br />

Überlebenchance<br />

100<br />

%<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

0 1 2 3<br />

t<br />

4 5 6 min 8<br />

Überlebenschance in Abhängigkeit von<br />

der Zeit zwischen Atemstillstand <strong>und</strong><br />

künstlicher Beatmung<br />

Pathophysiologische Maßnahmen<br />

elektrischer Durchströmungen<br />

Bewusstlosigkeit<br />

– Personen sind nicht ansprechbar<br />

– Atmung <strong>und</strong> Herztätigkeit sind<br />

intakt<br />

Maßnahmen<br />

– Bewusstlosen in die rechtsseitige<br />

stabile Seitenlage bringen<br />

– beengte Kleidungsstücke öffnen<br />

– Atemwege freimachen<br />

204


4.1.2 Netzsysteme <strong>und</strong> sicherheitstechnische Maßnahmen<br />

Atemstillstand<br />

– fehlende Atemgeräusche<br />

– keine Bewegung des Oberbauchs<br />

Herzstillstand<br />

– Herztöne sind nicht mehr hörbar<br />

– Pulsschläge sind an der Halsschlagader<br />

nicht mehr fühlbar<br />

– reaktionslose Pupillen<br />

Verbrennungen<br />

– Haut ist gerötet<br />

– Blasen haben sich gebildet<br />

– Gewebe stark geschädigt<br />

– Unfallopfer in die Rückenlage bringen<br />

– Kopf des Verunglückten möglichst<br />

extrem in den Nacken überstrecken<br />

– Ersthelfer bläst seine Atemluft unter<br />

leichtem Druck in den halb geöffneten<br />

M<strong>und</strong> oder in die Nasenlöcher:<br />

M<strong>und</strong>-zu-M<strong>und</strong>-Beatmung<br />

M<strong>und</strong>-zu-Nase-Beatmung<br />

– Verunfallten in Rückenlage bringen<br />

– Oberkörper des Verunfallten freimachen<br />

– Brustkorb senkrecht von oben stoßartig<br />

in Abständen von etwa einer<br />

Sek<strong>und</strong>e 4 bis 5 cm in Richtung der<br />

Wirbelsäule drücken<br />

– Zehn bis fünfzehn Massagestöße<br />

folgen im fortwährenden Wechsel<br />

zwei bis drei Beatmungen<br />

– Betroffene Gliedmaßen in kaltes Wasser tauchen<br />

– Brandw<strong>und</strong>en keimfrei abdecken<br />

– ansprechbaren Verletzten Flüssigkeiten zum Trinken geben, möglichst<br />

Wasser mit Kochsalz oder Natron<br />

4.1.2 Netzsysteme <strong>und</strong> sicherheitstechnische Maßnahmen<br />

Netzsysteme<br />

Merkmale der Netzsysteme<br />

Unterscheidung nach der Stromart<br />

■ Gleichstromnetz als Zweileiter- oder Dreileiternetz<br />

■ Wechselstromnetz als Zweileiter- oder Dreileiternetz<br />

■ Drehstromnetz als Dreileiter-, Vierleiter- oder Fünfleiternetz<br />

Internationale Kennzeichnung der Stromversorgungsnetze<br />

Verbindliche Reihenfolge:<br />

1. Anzahl der Außenleiter L oder L1; L2; L3<br />

L+; L–<br />

2. andere Leiter Neutralleiter N; PEN-Leiter<br />

Mittelleiter M<br />

3. Spannungs- bzw. Stromart Gleichspannung DC<br />

Wechselspannung<br />

AC<br />

Gleich- oder Wechselspannung<br />

UC<br />

4. Frequenz Zahlenwert <strong>und</strong> Einheit<br />

5. Spannung Zahlenwert <strong>und</strong> Einheit<br />

Unterscheidung nach der Art der<br />

Erdverbindungen<br />

■ Erdungsbedingungen der speisenden<br />

Stromquelle<br />

T (franz. terre)<br />

Stromquelle oder Netzpunkt, im Allgemeinen<br />

der Sternpunkt des Transformators,<br />

über dem Betriebserder direkt geerdet<br />

I (franz. isolation)<br />

alle aktiven Teile von Erde isoliert<br />

■ Erdungsbedingungen der Körper elektrischer<br />

Betriebsmittel<br />

T Körper direkt über Anlagen- oder<br />

Schutzerder geerdet<br />

N Körper direkt über Netzleiter mit Betriebserder<br />

verb<strong>und</strong>en<br />

Beispiele: 2 / M DC 110 V Gleichstrom-Dreileiternetz 110 V mit Plus- , Minus- <strong>und</strong> Mittelleiter<br />

3 / PEN ~ 50 Hz 400 V Drehstrom-Vierleiternetz 400 V mit 3 Außenleitern <strong>und</strong> PEN-Leiter<br />

3/N/PE W50 Hz 400 V 5<br />

Drehstrom-Fünfleiternetz 400 V<br />

mit 3 Außenleitern, Neutral<strong>und</strong><br />

5<br />

Schutzleiter<br />

205


4.1 Schutzmaßnahmen<br />

Internationale Kennzeichnung der Systeme im Niederspannungsbereich<br />

– –<br />

1. Buchstabe: Kennzeichnung der Erdungsbedingungen der Stromquelle<br />

2. Buchstabe: Kennzeichnung der Erdungsbedingungen der Körper elektrischer<br />

Betriebsmittel<br />

3. <strong>und</strong> 4. Buchstabe: Kennzeichnung der Anordnung von Neutral- <strong>und</strong> Schutzleiter<br />

TN–S S (engl. separated) Neutral- <strong>und</strong> Schutzleiter getrennt oder<br />

TN–C C (engl. combined) Neutralleiter- <strong>und</strong> Schutzleiterfunktion in einem Leiter (PEN-Leiter) kombiniert oder<br />

TN–C–S TN-System mit den beiden Teilsystemen C <strong>und</strong> S<br />

IT-<br />

System<br />

L1<br />

L2<br />

L3<br />

TT-<br />

System<br />

L1<br />

L2<br />

L3<br />

N<br />

PE<br />

PE<br />

Körper<br />

Betriebserder<br />

Körper<br />

TN-C-<br />

System<br />

L1<br />

L2<br />

L3<br />

PEN<br />

TN-S-<br />

System<br />

L1<br />

L2<br />

L3<br />

N<br />

PE<br />

Betriebserder<br />

Körper<br />

Betriebserder<br />

Körper<br />

Fehlerstromkreis<br />

Größen des Fehlerstromkreises<br />

L oder L1; L2; L3<br />

Außenleiter<br />

N<br />

Neutralleiter<br />

R Tr<br />

I F<br />

L1<br />

L2<br />

L3<br />

PEN<br />

oder<br />

R L<br />

PE<br />

Schutzleiter<br />

Potenzialausgleichsleiter<br />

Erdungsleiter<br />

oder<br />

Körperschluss<br />

Körperschluss<br />

U TP<br />

D<br />

U F<br />

D<br />

I F<br />

R F<br />

I T<br />

R K<br />

UT<br />

Erdoberfläche<br />

PEN<br />

PEN-Leiter<br />

oder<br />

Wasserrohr<br />

R B R St R A R St<br />

I F<br />

Bezugserde<br />

206


4.1.2 Netzsysteme <strong>und</strong> sicherheitstechnische Maßnahmen<br />

Fehlerstrom I F<br />

Fehlerspannung U F<br />

Berührungsstrom I T<br />

Berührungsspannung<br />

prospektive Berührungsspannung<br />

U TP<br />

beeinflusste Berührungsspannung<br />

U T<br />

Höchstzulässige<br />

Berührungsspannung<br />

U L<br />

Bezugserde<br />

ist der durch eine Isolationsminderung über die Fehlerstelle fließende Strom.<br />

Sein Betrag ist im geerdeten Netz vom Widerstand der Fehlerstromschleife (Schleifenimpedanz)<br />

mit folgenden Teilwiderständen abhängig:<br />

R TR<br />

R L<br />

R F<br />

R A<br />

R K<br />

R St<br />

Innenwiderstand des Transformators<br />

Leitungswiderstand<br />

Widerstand der Fehlerstelle<br />

Widerstand des Anlagenerders<br />

Widerstand des menschlichen Körpers<br />

zwangsläufiger Standortwiderstand der Personen oder der elektrischen Betriebsmittel<br />

Spannung, die bei einem Körper- oder Erdschluss zwischen der Fehlerstelle <strong>und</strong> der<br />

Bezugserde auftritt.<br />

(engl. touch current) ist der bei einem elektrischen Schlag durch den Körper eines Menschen<br />

fließende Strom.<br />

(engl. touch voltage) ist die Spannung, die während eines Isolationsfehlers zwischen<br />

gleichzeitig berührbaren Teilen auftreten kann.<br />

Zu unterscheiden sind die<br />

eine Spannung, die infolge eines Fehlers auftritt, ohne dass sie durch eine Person<br />

oder ein Nutztier überbrückt wird,<br />

<strong>und</strong> die<br />

Sie wird durch die Widerstände des Fehlerstromkreises beeinflusst <strong>und</strong> ist der Spannungsfall<br />

über dem Widerstand des menschlichen Körpers zwischen Stromeintritts- <strong>und</strong><br />

Stromaustrittsstelle<br />

in Niederspannungsanlagen nach internationaler Vereinbarung festgelegt für<br />

– Menschen AC 50 V oder DC 120 V<br />

– Nutztiere AC 25 V oder DC 60 V;<br />

in medizinischen Einrichtungen mitunter noch niedrigere Werte.<br />

Die Beträge bei Wechselspannung sind Effektivwerte, die bei Gleichspannung arithmetische<br />

Mittelwerte mit einer Welligkeit ≤ 10 %, oberschwingungsarm.<br />

ist der Bereich der Erde<br />

(Erdoberfläche), der<br />

außerhalb des Einflussbereiches<br />

eines stromdurchflossenen<br />

Erders –<br />

neutrales Erdreich –<br />

liegt.<br />

Erdoberfläche<br />

I F U 1 U 2 U 3<br />

DI<br />

DI<br />

stromdurchflossener<br />

R1 R2 R3<br />

Leiter DI<br />

U x v 0<br />

neutrales<br />

Erdreich<br />

– Bezugserde<br />

–<br />

Die Widerstandswerte des Erdreiches nehmen mit zunehmender Entfernung ab, ebenso<br />

die Potenzialdifferenzen.<br />

In Netzen bis 1000 V gehen in etwa 20 m Entfernung vom stromdurchflossenen Erder<br />

die Potenzialdifferenzen U x v 0.<br />

Schutzziele<br />

Rangfolge der sicherheitstechnischen Maßnahmen<br />

1. Stufe<br />

Unmittelbare Sicherheitstechnik<br />

2. Stufe<br />

Mittelbare Sicherheitstechnik<br />

3. Stufe<br />

Hinweisende Sicherheitstechnik<br />

Technische Erzeugnisse so gestalten, dass von ihnen keine Gefahren ausgehen.<br />

Werden Gefahren bei der Stufe 1 nur teilweise ausgeschlossen, sind zusätzliche<br />

„Besondere sicherheitstechnische Mittel“ anzuwenden.<br />

Führen die Maßnahmen der 1. <strong>und</strong> 2. Stufe nur unvollständig zum Ziel, sind<br />

Verhaltensregeln für die Nutzer der technischen Erzeugnisse anzugeben.<br />

207


4.1 Schutzmaßnahmen<br />

Fünf Sicherheitsregeln<br />

Regeln zum Herstellen <strong>und</strong> Sicherstellen des spannungsfreien<br />

Zustandes vor <strong>und</strong> beim Arbeiten an aktiven<br />

Teilen oder in ihrer Nähe in zwingender Reihenfolge<br />

1. Freischalten<br />

Allpolig <strong>und</strong> allseitig alle aktiven Leiter abschalten<br />

– Öffnen der Schalter<br />

– Ziehen des Netzsteckers<br />

– Entladen von Kondensatoren<br />

2. Gegen Wiedereinschalten sichern<br />

– Arretieren von Schalterantrieben<br />

– sicheres Verwahren von Schmelzeinsätzen<br />

– Anbringen von Warnschildern<br />

3. Spannungsfreiheit feststellen<br />

Potenzialfreiheit am Arbeitsort durch Elektrofachkraft<br />

oder elektrisch unterwiesenes Personal feststellen<br />

– optische Kontrolle der Trennung<br />

– Feststellen mit Spannungsprüfer oder Multimeter<br />

Zusätzlich in Hochspannungsanlagen<br />

4. Erden <strong>und</strong> Kurzschließen<br />

An der Schaltstelle <strong>und</strong> am Arbeitsort alle aktiven<br />

Leiter widerstandslos <strong>und</strong> mit Erde verbinden.<br />

5. Gegen benachbarte, unter Spannung stehende<br />

Teile schützen<br />

Durch Abdecken oder Abschranken zufälliges Berühren<br />

der im Arbeitsbereich befindlichen aktiven Leiter<br />

verhindern.<br />

4.1.3 Merkmale <strong>und</strong> Ausführung von Schutzmaßnahmen<br />

Anwendungen <strong>und</strong> Anforderungen<br />

Sicherheitsgr<strong>und</strong>norm DIN IEC 60364-4-41 <strong>und</strong> VDE 0100 Teil 410<br />

Inhalt der Gr<strong>und</strong>norm<br />

■ Wesentliche Anforderungen für den Schutz von Personen <strong>und</strong> Nutztieren gegen den elektrischen Schlag<br />

■ Anwendung <strong>und</strong> Koordinierung der Anforderungen in Beziehung zu äußeren Einflüssen<br />

Allgemeine Anforderungen<br />

■ In jedem Teil einer Anlage müssen eine oder mehrere Schutzmaßnahmen angewendet werden.<br />

■ Die in der Anlage angewendeten Schutzmaßnahmen sind bei der Auswahl <strong>und</strong> beim Errichten der Betriebsmittel<br />

zu berücksichtigen.<br />

■ Unterschiedliche Schutzmaßnahmen in derselben Anlage dürfen sich in ihrer Schutzwirkung nicht beeinträchtigen.<br />

Notwendige Bestandteile der Maßnahmen<br />

Kombination einer Basisschutzvorkehrung<br />

<strong>und</strong> einer<br />

unabhängigen Fehlerschutzvorkehrung<br />

oder<br />

eine verstärkte Schutzvorkehrung,<br />

die den Basis- <strong>und</strong> den<br />

Fehlerschutz gewährleistet,<br />

<strong>und</strong><br />

zusätzlicher Schutz unter bestimmten<br />

Bedingungen äußerer<br />

Einflüsse <strong>und</strong> in besonderen<br />

Räumlichkeiten<br />

Gr<strong>und</strong>regeln des Schutzes<br />

■ Beim Basisschutz (Schutz unter normalen Bedingungen) als Schutz gegen direktes Berühren dürfen gefährliche<br />

aktive Teile nicht erreichbar sein<br />

<strong>und</strong><br />

■ beim Fehlerschutz als Schutz bei indirektem Berühren dürfen erreichbare, leitfähige, nicht zum Betriebsstromkreis<br />

gehörende Teile weder unter normalen Bedingungen noch unter Einfehlerbedingungen gefährlich aktiv werden.<br />

Zulässige Schutzmaßnahmen<br />

208<br />

für allgemein zugängliche Anlagen<br />

■ Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung<br />

■ Schutz durch doppelte oder verstärkte Isolierung<br />

■ Schutz durch Schutztrennung für die Versorgung<br />

eines Verbrauchsmittels<br />

■ Schutz durch Kleinspannung (SELV <strong>und</strong> PELV)<br />

nur für Anlagen, die durch Elektrofachkräfte kontrolliert<br />

<strong>und</strong> gewartet werden<br />

■ Schutz durch Hindernisse<br />

■ Schutz durch Abstand<br />

■ Schutz durch nicht leitende Räume<br />

■ Schutz durch erdfreien örtlichen Potenzialausgleich<br />

■ Schutz durch Schutztrennung für die Versorgung<br />

mehrerer Verbrauchsmittel


4.3 Blitzschutz <strong>und</strong><br />

elektromagnetische Verträglichkeit<br />

Blitzschutz <strong>und</strong><br />

elektromagnetische Verträglichkeit<br />

Gefährdungsanalyse<br />

von Blitzeinwirkungen<br />

4.3.1<br />

Seite 267<br />

4.3.2<br />

Schutz<br />

von baulichen Anlagen <strong>und</strong> Personen<br />

Seite 269<br />

Schutz elektrischer<br />

<strong>und</strong> elektronischer Systeme<br />

4.3.3<br />

Seite 275<br />

Prüfung <strong>und</strong> Wartung<br />

von Blitzschutzsystemen<br />

4.3.4<br />

Seite 278<br />

Elektromagnetische Verträglichkeit<br />

4.3.5<br />

Seite 279<br />

266


4.3.1 Gefährdungsanalyse von Blitzeinwirkungen<br />

Begriffe<br />

Blitzschutzklasse<br />

Gefährdungspegel<br />

Blitzschutzzone<br />

Äußerer Blitzschutz<br />

Innerer Blitzschutz<br />

Fangeinrichtung<br />

Ableitungseinrichtung<br />

Erdungsanlage<br />

Elektromagnetischer<br />

Impuls<br />

Elektromagnetische<br />

Verträglichkeit (EMV)<br />

Überspannungsschutz<br />

Überspannungsschutzgerät<br />

Klassifizierung der Effektivität des Schutzes vor direkter Blitzeinwirkung. Die Blitzschutzklasse<br />

beruht auf einer Risikoabschätzung, bei der die Lage <strong>und</strong> Art der baulichen<br />

Anlage, ihre Nutzung sowie mögliche Folgeschäden berücksichtigt werden.<br />

Maßstab für die Gefährdung durch Blitzeinwirkungen; definiert den Blitz als Störquelle<br />

Nach der Art der Blitzgefährdung klassifizierter Schutzbereich (engl.: lightning protection<br />

zone – LPZ)<br />

Maßnahmen zum Schutz baulicher Anlagen vor direkter Blitzeinwirkung (Gebäudeschutz)<br />

Maßnahmen zur Verminderung der Auswirkungen des Blitzstromes innerhalb baulicher<br />

Anlagen. Sie gehen über die für den äußeren Blitzschutz getroffenen Maßnahmen<br />

hinaus (Anlagenschutz).<br />

Gesamtheit der metallenen Bauteile auf, oberhalb, seitlich oder neben der baulichen<br />

Anlage, die als mögliche Einschlagstelle für den Blitz dienen<br />

Elektrisch leitende Verbindung zwischen der Fangeinrichtung <strong>und</strong> der Erdungsanlage<br />

Gesamtheit der miteinander leitend verb<strong>und</strong>enen Erder oder in gleicher Weise<br />

wirkenden Metallteile zum Zweck des Einleitens <strong>und</strong> Verteilens des Blitzstromes in<br />

die Erde<br />

Gesamtheit aller Erscheinungen, die mit Blitzeinschlägen zusammenhängen: Blitzstrom,<br />

elektrische <strong>und</strong> magnetische Felder des Blitzes sowie induzierte Spannungen bzw. Ströme<br />

(engl.: lightning electromagnetic impuls – LEMP)<br />

Fähigkeit eines Bauteiles, Gerätes oder Systems, unter Einfluss elektromagnetischer<br />

Felder in seiner Umgebung zufrieden stellend zu arbeiten, ohne die Umgebung selbst<br />

unzulässig zu beeinflussen<br />

Maßnahmen gegen die schädigenden Auswirkungen des Blitzstromes <strong>und</strong> seiner elektrischen<br />

<strong>und</strong> magnetischen Felder auf elektrische Anlagen<br />

Gerät, das dazu bestimmt ist, plötzlich auftretende (transiente) Überspannungen zu begrenzen<br />

(engl.: surge protective device – SPD)<br />

4.3.1 Gefährdungsanalyse von Blitzeinwirkungen<br />

Schadensarten<br />

Einschlagstelle Beispiel Mögliche Schäden<br />

Bauliche Anlage<br />

D<br />

■ elektrischer Schock von Lebewesen durch Berührungsoder<br />

Schrittspannungen; Verletzung oder Tod von Personen<br />

■ thermische <strong>und</strong> mechanische Wirkungen der Blitzentladung;<br />

Verlust unersetzlicher Güter<br />

■ Störungen von elektrischen <strong>und</strong> elektronischen Systemen<br />

durch Überspannungen; wirtschaftliche Verluste<br />

Erdboden neben<br />

baulicher Anlage<br />

■ Störungen von elektrischen <strong>und</strong> elektronischen Systemen<br />

durch Überspannungen; wirtschaftliche Verluste<br />

D<br />

267


D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

4.3 Blitzschutz <strong>und</strong> elektromagnetische Verträglichkeit<br />

Fortsetzung der Tabelle Seite 307<br />

Einschlagstelle Beispiel Mögliche Schäden<br />

Eingeführte<br />

Versorgungsleitung<br />

D<br />

■ elektrischer Schock von Lebewesen durch Berührungsoder<br />

Schrittspannungen; Verletzung oder Tod von Personen<br />

■ Störungen von elektrischen <strong>und</strong> elektronischen Systemen<br />

durch Überspannungen; wirtschaftliche Verluste<br />

■ thermische Wirkung der Blitzentladung<br />

Erdboden neben<br />

eingeführter<br />

Versorgungsleitung<br />

D<br />

■ Störungen von elektrischen <strong>und</strong> elektronischen Systemen<br />

durch Überspannungen; wirtschaftliche Verluste<br />

Blitzstromkennwerte <strong>und</strong> Gefährdungspegel<br />

90%<br />

î<br />

i<br />

50%<br />

O 1<br />

î<br />

T 1<br />

T 2<br />

Stoßbeginn<br />

Scheitelwert<br />

Stirnzeit<br />

Rückenhalbwertzeit<br />

10%<br />

O 1<br />

T 1<br />

T 2<br />

t<br />

Erster Stromstoß<br />

Gefährdungspegel<br />

Stromparameter Symbol Einheit I II III IV<br />

Scheitelwert î kA 200 150 100<br />

Ladung des Stoßstroms Q stoß C 100 75 50<br />

Spezifische Energie W/R kJ /W 10 000 5 625 2 500<br />

Zeitparameter T 1 /T 2 ms/ms 10/350<br />

Blitzschutzzonen<br />

S3<br />

S4<br />

LPZ 0 A<br />

eingeführte<br />

Versorgungsleitungen<br />

R<br />

LPZ 0 B<br />

SPD<br />

0 A /1<br />

0 C<br />

s<br />

s<br />

S1<br />

Fangeinrichtung<br />

Ableitungseinrichtung<br />

LPZ 1<br />

R<br />

bauliche Anlage<br />

LPZ 0 B S2<br />

0 C<br />

S1 Blitzdirekteinschlag in die<br />

bauliche Anlage<br />

S2 Blitzeinschlag in der Nähe<br />

der baulichen Anlage<br />

S3 Blitzeinschlag in die eingeführte<br />

Versorgungsleitung<br />

S4 Blitzeinschlag in der Nähe<br />

der eingeführten Versorgungsleitung<br />

R Radius der Blitzkugel<br />

s Trennungsabstand gegen<br />

gefährliche Funkenbildung<br />

SPD<br />

0<br />

eingeführte A /1<br />

Versorgungsleitungen<br />

Erdungsanlage<br />

268


4.3.2 Schutz von baulichen Anlagen <strong>und</strong> Personen<br />

Äußere Zonen:<br />

LPZ 0 A Bereich, der durch direkte Blitzeinschläge, durch Impulsströme bis zur vollen Blitzstromstärke <strong>und</strong> durch<br />

das ungeminderte Feld des Blitzes gefährdet ist.<br />

LPZ 0 B Bereich, der gegen direkten Blitzeinschlag geschützt ist, jedoch durch Impulsströme bis zu anteiligen Blitzstromstärkewerten<br />

<strong>und</strong> durch das ungeminderte Feld des Blitzes gefährdet ist.<br />

LPZ 0 C Teilbereich der Zone 0 B , jedoch mit der zusätzlichen Gefahr für Berührungs- <strong>und</strong> Schrittspannungen<br />

Innere Zonen:<br />

LPZ 1 Bereich, der gegen direkten Blitzeinschlag geschützt ist, jedoch durch Teilblitzströme <strong>und</strong> induzierte Ströme<br />

gefährdet ist; das Feld des Blitzes ist geschwächt.<br />

LPZ 2 … n Bereiche mit abnehmenden Induktionsströmen; das Feld des Blitzes ist weiter geschwächt.<br />

4.3.2 Schutz von baulichen Anlagen <strong>und</strong> Personen<br />

Gebäudeschutz<br />

In den Bauordnungen der deutschen B<strong>und</strong>esländer heißt es sinngemäß:<br />

Bauliche Anlagen, bei denen nach Lage, Bauart oder Nutzung Blitzschlag leicht eintreten oder zu schweren Folgen führen<br />

kann, sind mit dauernd wirksamen Blitzschutzanlagen zu versehen.<br />

Bauliche Anlagen (Gebäude)<br />

Lage Bauart Nutzung<br />

z. B. Gebäude<br />

an Bergkuppen<br />

z. B. Gebäude<br />

mit Spitzen (Kirchen)<br />

z. B. Gebäude<br />

mit Menschenansammlung<br />

Blitzschlag kann leicht eintreten Blitzschlag kann leicht eintreten Blitzschlag hat schwere Folgen<br />

(äußerer) Blitzschutz zwingend<br />

vorgeschrieben<br />

Schutzziel: Vermindern des Schadensrisikos unter den Wert des annehmbaren Risikos<br />

Blitzschutzklassen<br />

Beziehung zwischen Gefährdungspegel/Schutzklasse <strong>und</strong> Einfangwahrscheinlichkeit<br />

Gefährdungspegel / Einfangwahrscheinlichkeit /<br />

Schutzklasse 1 )<br />

Effektivität des Schutzes<br />

in %<br />

I<br />

99<br />

II<br />

97<br />

III<br />

91<br />

IV<br />

84<br />

1 ) Die notwendige Schutzklasse des Blitzschutzsystems<br />

wird durch eine Risikoanalyse<br />

gemäß VDE V 0185 Teil 2 ermittelt, soweit<br />

dies nicht durch anderweitige Vorschriften<br />

festgelegt ist.<br />

269


4.3 Blitzschutz <strong>und</strong> elektromagnetische Verträglichkeit<br />

Äußerer Blitzschutz<br />

Verfahren für die Planung des äußeren Blitzschutzes<br />

Blitzkugelverfahren<br />

Der Raum wird durch Fangeinrichtungen geschützt, die an den Stellen angebracht werden, die von der Blitzkugel<br />

berührt werden.<br />

Schutzklasse<br />

Radius R der Blitzkugel<br />

R<br />

R<br />

R<br />

I<br />

II<br />

III<br />

IV<br />

20 m<br />

30 m<br />

40 m<br />

60 m<br />

Maschenverfahren<br />

Der Raum wird durch eine maschenförmige Fangeinrichtung geschützt.<br />

M<br />

Schutzklasse<br />

I<br />

II<br />

III<br />

IV<br />

Maschenweite M<br />

5 x 5 m<br />

10 x 10 m<br />

15 x 15 m<br />

20 x 20 m<br />

Schutzwinkelverfahren<br />

Der Raum wird durch eine Fangstange oder Fangleitung geschützt.<br />

a<br />

h<br />

Schutzwinkel a in Abhängigkeit<br />

von der Höhe h <strong>und</strong> der<br />

Blitzschutzklasse<br />

a<br />

80<br />

in °<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

I II III IV Schutzklasse<br />

20<br />

10 Grenze der Anwendbarkeit<br />

0<br />

0 10 20 30 40 m 60<br />

h<br />

Fangeinrichtungen<br />

Die Fangeinrichtung ist die Gesamtheit der metallenen Bauteile auf, oberhalb, seitlich oder neben der baulichen<br />

Anlage.<br />

Fangeinrichtung „Masche“<br />

■ Die Fangeinrichtung ist unabhängig von der Gebäudehöhe.<br />

■ Auf der Dacheindeckung wird ein maschenförmiges Fangnetz errichtet.<br />

■ Die erwartete Effektivität des Schutzes (Blitz-Schutzklasse) bestimmt die Maschenweite.<br />

Masche<br />

Masche<br />

z.B. Regenrinne<br />

270


4.3.2 Schutz von baulichen Anlagen <strong>und</strong> Personen<br />

Fangeinrichtung „Fangleitung mit Schutzraum“<br />

■ Die Fangeinrichtung ist bis zu einer Gebäudehöhe von 20 m anwendbar.<br />

■ Sie ist nur für Gebäude mit Steildach geeignet.<br />

■ Die erwartete Effektivität des Schutzes (Blitzschutzklasse) bestimmt den Schutzraum.<br />

Schutzraum<br />

a<br />

a<br />

h<br />

Fangeinrichtung „Fangstange mit Schutzraum“<br />

■ Die Fangeinrichtung ist bis zu einer Gebäudehöhe von<br />

20 m anwendbar.<br />

■ Sie ist besonders für Gebäude mit Steildach geeignet.<br />

■ Die erwartete Effektivität des Schutzes (Blitzschutzklasse)<br />

bestimmt den Schutzraum.<br />

Fangeinrichtungen: Einzelheiten<br />

a<br />

Schutzraum<br />

a<br />

h<br />

Ableitungseinrichtungen<br />

Die Ableitungseinrichtung ist eine elektrisch leitende Verbindungen zwischen der Fangeinrichtung <strong>und</strong> der Erdungsanlage.<br />

■ Bei der Anordnung ist auf möglichst kurze Verbindungswege zu achten.<br />

■ Je 20 m Umfang (Projektion der Dach-Außenkanten auf die Gr<strong>und</strong>fläche) ist eine Ableitung vorzusehen.<br />

■ Ausgehend von den Ecken der baulichen Anlage sind die Ableitungen möglichst gleichmäßig auf den Umfang zu verteilen.<br />

■ Zu Fenstern, Türen <strong>und</strong> anderen Öffnungen der baulichen Anlage muss ein Mindestabstand von 0,5 m eingehalten<br />

werden.<br />

■ Ableitungen müssen Trennstellen (möglichst oberhalb der Erdeinführung) erhalten.<br />

Anzahl der Ableitungen<br />

Umfang der Symmetrische Unsymmetrische Satteldach bis max.<br />

Dachaußenkanten Gebäude Gebäude 12 m Breite bzw. Länge<br />

oder<br />

max.12 m<br />

… 20 m 1 1 1<br />

21 … 49 m 2 2 2<br />

50 … 69 m 4 3 2<br />

70 … 89 m 4 4 4<br />

90 … 109 m 6 5 4<br />

110 … 129 m 6 6 6<br />

130 … 149 m 8 7 6<br />

271


4.3 Blitzschutz <strong>und</strong> elektromagnetische Verträglichkeit<br />

Bei Fangeinrichtung „Masche“<br />

■ Die Ableitungen sind an dem Eck- bzw. Knotenstück der Maschen angeordnet.<br />

20 m<br />

20 m<br />

15 m<br />

20 m<br />

Umfang ≤ 20 m:<br />

1 Ableitung ausreichend<br />

18 m<br />

Anzahl der Ableitungen:<br />

70 m : 20 m = 3,5,<br />

also 4 Ableitungen<br />

32 m<br />

Anzahl der Ableitungen:<br />

80 m : 20 m = 4<br />

also 4 Ableitungen<br />

40 m<br />

12 m<br />

14 m<br />

10 m<br />

20 m<br />

Anzahl der Ableitungen:<br />

60 m : 20 m = 3; Breite ≤ 12 m: 3 – 1 = 2<br />

also 2 Ableitungen<br />

Anzahl der Ableitungen:<br />

92 m : 20 m = 4,6, also 5; symmetrisches<br />

Gebäude: 5 + 1 = 6 also 6 Ableitungen<br />

Anzahl der Ableitungen:<br />

120 m : 20 m = 6,<br />

also 6 Ableitungen<br />

20 m<br />

Bei Fangeinrichtung „Fangleitung mit Schutzraum“<br />

■ Die Ableitungen werden mit der Fangleitung verb<strong>und</strong>en;<br />

ihre Anzahl richtet sich nach dem Umfang der<br />

baulichen Anlage.<br />

Fangleitung mit<br />

45°-Schutzraum<br />

Bei Fangeinrichtung „Fangstange mit Schutzraum“<br />

■ Die Anzahl richtet sich nach dem Umfang der baulichen<br />

Anlage.<br />

■ Für jede Stange ist mindestens eine Ableitung vorzusehen.<br />

Fangstange mit<br />

45°-Schutzraum<br />

Umfang ≤ 20 m:<br />

1 Ableitung ausreichend<br />

Umfang ≤ 20 m:<br />

1 Ableitung ausreichend<br />

18 m<br />

12 m<br />

Anzahl der Ableitungen:<br />

60 m : 20 m = 3<br />

Breite ≤ 12 m: 3 – 1 = 2<br />

also 2 Ableitungen<br />

20 m<br />

20 m<br />

15 m<br />

15 m<br />

Anzahl der Ableitungen:<br />

70 m : 20 m = 3,5<br />

also 4 Ableitungen<br />

Anzahl der Ableitungen:<br />

70 m : 20 m = 3,5<br />

also 4 Ableitungen<br />

272


4.3.2 Schutz von baulichen Anlagen <strong>und</strong> Personen<br />

Ableitung: Einzelheiten<br />

Werkstoffe, Form <strong>und</strong> Mindestabmessungen von Fangleitungen, Fangstangen <strong>und</strong> Ableitungen<br />

Werkstoff Form Mindest- Anmerkungen<br />

querschnitt<br />

mm 2<br />

Kupfer Band 50 Mindestdicke 2 mm<br />

r<strong>und</strong> 50 8 mm Durchmesser<br />

Seil 50 Mindestdurchmesser<br />

jedes Drahtes 1,7 mm<br />

r<strong>und</strong> 3 ), 4 ) 200 16 mm Durchmesser<br />

Verzinntes Kupfer 1 ) Band 50 Mindestdicke 2 mm<br />

r<strong>und</strong> 50 8 mm Durchmesser<br />

Seil 50 Mindestdurchmesser<br />

jedes Drahtes 1,7 mm<br />

Aluminium Band 70 Mindestdicke 3 mm<br />

r<strong>und</strong> 50 8 mm Durchmesser<br />

Seil 50 Mindestdurchmesser<br />

jedes Drahtes 1,7 mm<br />

Aluminiumlegierung Band 50 Mindestdicke 2,5 mm<br />

r<strong>und</strong> 50 8 mm Durchmesser<br />

Seil 50 Mindestdurchmesser<br />

jedes Drahtes 1,7 mm<br />

r<strong>und</strong> 3 ) 200 16 mm Durchmesser<br />

Feuerverzinkter Stahl 2 ) Band 50 Mindestdicke 2,5 mm<br />

r<strong>und</strong> 50 8 mm Durchmesser<br />

Seil 50 Mindestdurchmesser<br />

jedes Drahtes 1,7 mm<br />

r<strong>und</strong> 3 ), 4 ) 200 16 mm Durchmesser<br />

Nicht rostender Stahl 5 ) Band 6 ) 60 Mindestdicke 2 mm<br />

Band 105 Mindestdicke 3 mm<br />

r<strong>und</strong> 6 ) 50 8 mm Durchmesser<br />

Seil 70 Mindestdurchmesser<br />

jedes Drahtes 1,7 mm<br />

r<strong>und</strong> 3 ) 200 16 mm Durchmesser<br />

r<strong>und</strong> 4 ) 78 10 mm Durchmesser<br />

1 ) Feuerverzinnt oder galvanisch<br />

verzinnt, Mittelwert 2 mm.<br />

2 ) Der Zinküberzug sollte glatt,<br />

durchgehend <strong>und</strong> frei von Flussmittelresten<br />

sein, Mittelwert<br />

50 mm.<br />

3 ) Nur für Fangstangen. Für Anwendungen,<br />

bei denen mechanische<br />

Beanspruchungen, wie<br />

Windlast, nicht kritisch sind, kann<br />

eine max. 1 m lange Stange aus<br />

10 mm R<strong>und</strong>material verwendet<br />

werden.<br />

4 ) Nur für Erdeinführungsstangen.<br />

5 ) Chrom ≥ 16 %, Nickel ≥ 8 %,<br />

Kohlenstoff max. 0,03 %.<br />

6 ) Bei nicht rostendem Stahl im<br />

Beton <strong>und</strong> /oder in direktem<br />

Kontakt mit entflammbarem<br />

Werkstoff ist der Mindestquerschnitt<br />

für R<strong>und</strong>material auf<br />

78 mm 2 (10 mm Durchmesser)<br />

<strong>und</strong> für Flachmaterial auf<br />

75 mm 2 (3 mm Dicke) zu<br />

erhöhen.<br />

Erdungsanlage<br />

Die Erdungsanlage ist die örtlich begrenzte Gesamtheit miteinander leitend verb<strong>und</strong>ener Erder oder in gleicher Weise<br />

wirkender Metallteile.<br />

Erder<br />

Staberder<br />

Plattenerder<br />

Ringerder<br />

273


4.3 Blitzschutz <strong>und</strong> elektromagnetische Verträglichkeit<br />

In Neuanlagen wird der Erder<br />

meist als geschlossener Ring<br />

in das F<strong>und</strong>ament der baulichen<br />

Anlage als so genannter<br />

F<strong>und</strong>amenterder unterhalb<br />

der untersten Sperrschicht<br />

eingebracht.<br />

Die Anschlussfahnen sind an<br />

der Austrittsstelle aus dem<br />

F<strong>und</strong>ament gegen Korrosion<br />

zu schützen.<br />

Kies<br />

Trennstelle<br />

Anschlussfahne<br />

(korrosionsgeschützt)<br />

Dämmplatte<br />

Mauerwerk<br />

Anschlussfahne<br />

Putz<br />

F<strong>und</strong>amenterder<br />

Oberboden<br />

Estrich<br />

Estrichfolie<br />

Trittschalldämmung<br />

Feuchtigkeitssperre<br />

F<strong>und</strong>amentplatte<br />

Perimeterdämmung<br />

Sauberkeitsschicht<br />

Erdreich<br />

Werkstoffe, Form <strong>und</strong> Mindestabmessungen von Erdern<br />

Material Form Mindestabmessungen Anmerkungen<br />

Kupfer Seil 6 ) 50 mm 2 Mindestdrahtdurchmeser 1,7 mm<br />

r<strong>und</strong> 6 ) 50 mm 2 8 mm Durchmesser<br />

Band 50 mm 2 Mindestdicke 2 mm<br />

r<strong>und</strong> 20<br />

Rohr 20 Mindestwandstärke 2 mm<br />

Platte 500 x 500 mm Mindestdicke 2 mm<br />

Gitterplatte 600 x 600 mm 25 x 2 mm Querschnitt<br />

Stahl verzinkt, r<strong>und</strong> 1 ), 2 ) 20 ∅ 10 mm<br />

verzinkt, Rohr 1 ), 2 ) 25 Mindestwandstärke 2 mm<br />

verzinkt, Band 1 ) 100 mm 2 Mindestdicke 3 mm<br />

verzinkt, Platte 1 ) 500 x 500 mm Mindestdicke 3 mm<br />

verzinkt, Gitterplatte 1 ) 600 x 600 mm 30 x 3 mm Querschnitt<br />

verkupfert, r<strong>und</strong> 3 ) 14 mindestens 250 mm Auflage<br />

mit 99,9 % Kupfer<br />

blank, r<strong>und</strong> 5 )<br />

∅ 10 mm<br />

blank, oder<br />

verzinktes Band 4 ) 5 ) 75 mm 2 Mindestdicke 3 mm<br />

verzinktes Seil 4 ) 100 mm 2 Mindestdrahtdurchmesser 1,7 mm<br />

Nicht r<strong>und</strong> 20 ∅ 10 mm 8 )<br />

rostender Band 8 ) 100 mm 2 Mindestdicke 3 mm<br />

Stahl 7 )<br />

274<br />

Staberder Erdleiter Plattenerder<br />

∅ in mm<br />

1 ) Der Zinküberzug muss glatt, durchgehend <strong>und</strong> frei von Flussmittelresten sein, Mittelwert 50 mm für r<strong>und</strong>e <strong>und</strong><br />

70 mm für flache Werkstoffe.<br />

2 ) Das Material muss vor der Verzinkung in die entsprechende Form gebracht werden.<br />

3 ) Das Kupfer muss mit dem Stahl unlösbar verb<strong>und</strong>en sein.<br />

4 ) Nur erlaubt, wenn vollständig in Beton eingebettet.<br />

5 ) In dem Teil des F<strong>und</strong>amentes, der Erdberührung hat, nur erlaubt, wenn wenigstens alle 5 m mit der Bewehrung<br />

sicher verb<strong>und</strong>en.<br />

6 ) Kann auch verzinnt sein.<br />

7 ) Chrom ≥16 %, Nickel ≥ 5 %, Molybdän ≥ 2 %, Kohlenstoff ≤ 0,03 %.<br />

8 ) Erlaubt auch als Erdeinführung.<br />

Anmerkung: Aluminium <strong>und</strong> Aluminium-Legierungen dürfen nicht in Erde verlegt werden.


D D<br />

D<br />

4.3.3 Schutz elektrischer <strong>und</strong> elektronischer Systeme<br />

Blitzschutz-Potenzialausgleich<br />

Der Blitzschutz-Potenzialausgleich ist vorgeschrieben für alle von außen (LPZ 0) in das Gebäude (LPZ 1) eingeführten<br />

leitfähigen Systeme. Die Forderung wird erfüllt durch<br />

■ direkten Anschluss aller metallenen Systeme (Rohrleitungen usw.) mithilfe von Verbindern <strong>und</strong> Funkenstrecken,<br />

■ indirekten Anschluss aller unter Betriebsspannung stehenden Systeme über Blitzstromableiter.<br />

Beispiel<br />

für die Durchführung<br />

des Hauptpotenzialausgleichs<br />

nach<br />

VDE 0100 Teil 410<br />

<strong>und</strong> des Blitzschutz-<br />

Potenzialausgleichs<br />

nach VDE V 0185<br />

Teil 3<br />

erdverlegte Anlage betriebsmäßig<br />

getrennt (z.B. katodisch<br />

geschützte Tankanlage)<br />

Y<br />

Y<br />

gebäudedurchziehendes<br />

Metallteil<br />

(z.B. Aufzugsschiene)<br />

I<br />

Y<br />

T<br />

Q<br />

Antenne<br />

Fernmeledeanlage<br />

Bad-Potenzialausgleich<br />

Y<br />

R<br />

zu PEN<br />

400/<br />

230 V<br />

kWh<br />

HAK<br />

Q Potenzialausgleichsschiene<br />

W Abstandhalter<br />

E Keilverbinder<br />

R Blitzstrom-Ableiter<br />

T Anschlussklemme<br />

Y Rohrschelle<br />

U Anschlussfahne<br />

I Trennfunkenstrecke<br />

Isolierstück<br />

Gas<br />

Z<br />

Z<br />

Wasser<br />

Abwasser<br />

Heizung<br />

W<br />

U<br />

E<br />

R<br />

energietechnisches Netz<br />

informationstechnisches<br />

Netz<br />

Anschussfahne zum<br />

äußeren Blitzschutz<br />

F<strong>und</strong>amenterder bzw. Blitzschutzerder<br />

Mindestabmessungen der Leiter im Bereich des Blitzschutz-Potenzialausgleichs 1 )<br />

Schutzklasse<br />

I bis IV<br />

Werkstoff<br />

Kupfer<br />

Aluminium<br />

Stahl<br />

Verbindung der Potenzialausgleichsschiene<br />

mit der Erdungsanlage<br />

in mm 2<br />

16<br />

25<br />

50<br />

1 ) soweit nicht nach mitgeltenden Normen größere Querschnitte gefordert sind<br />

Verbindung der Potenzialausgleichsschiene<br />

mit inneren metallenen<br />

Installationen<br />

in mm 2<br />

6<br />

10<br />

16<br />

4.3.3 Schutz elektrischer <strong>und</strong> elektronischer Systeme<br />

Anlagenschutz<br />

Atmosphärische Entladungen<br />

<strong>und</strong> Schalthandlungen<br />

können zu gefährlichen<br />

Überspannungen<br />

in der elektrischen<br />

Anlage führen.<br />

1 ) LEMP: lightning electromagnetic<br />

impulse –<br />

elektromagnetischer<br />

Impuls<br />

2 ) SEMP: switching<br />

electromagnetic<br />

impulse – elektromagnetischer<br />

Schaltimpuls<br />

Ursache Einkopplung in das Gebäudeinnere Wirkung<br />

Blitzentladung<br />

(atmosphärische<br />

Einwirkung)<br />

LEMP 1 )<br />

Schaltvorgang<br />

in elektrischen<br />

Anlagen<br />

SEMP 2 )<br />

magnetisches<br />

Blitzfeld<br />

elektrisches<br />

Blitzfeld<br />

Blitzschlag<br />

+ –<br />

Induktion<br />

Influenz<br />

direkt<br />

direkt<br />

Blitz- <strong>und</strong><br />

Schaltüberspannungen<br />

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