GEFAHREN DES ELEKTRISCHEN S - uni-due.de
Transcript of GEFAHREN DES ELEKTRISCHEN S - uni-due.de
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 1
GEFAHREN DESELEKTRISCHEN STROMS
SCHUTZMAßNAHMEN UNDSCHUTZEINRICHTUNGEN
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 2
1. Sicherheitsbestimmungen und Normen
2. Gefahren durch den elektrischen Strom
3. Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen
4. Vorsichtsmaßnahmen und Verhalten im Praktikum
5. Hilfsmaßnahmen beim Elektrounfall
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 3
Historischer Abriss (1)1830 Erfindung des Gleichstrommotors (Joseph Henry)1866 erster Wechselstrommotor (Werner von Siemens)1871 Reichs-Haftpflichtgesetz (Beweislast beim
Arbeitnehmer)1878 der britische Physiker Swan erhält erstes Patent in
England für die elektrische Glühlampe (1880 Edison in den USA)
1884 Erstes Unfallversicherungsgesetz / Zusammenschlussvon Unternehmen zu ersten Berufsgenossenschaften als Träger der Unfallversicherung
1886 erließen die Berufsgenossenschaften erste Unfallverhütungsvorschriften
1893 Gründung des VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker) in Berlin
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 4
Historischer Abriss (2)1895 Die erste "VDE-Vorschrift" VDE 0100 zur sicheren
Erstellung elektrotechnischer Anlagen wird verabschiedet.
1904 Das erste "Normalien-Buch" des VDE erscheint. Es umfasst 183 Seiten und enthält 17 Bestimmungen.
1906 Unter Mitwirkung des VDE wird in London die Internationale Elektrotechnische Kommission (I.E.C.) gegründet; ihr schließen sich 24 Staaten an.
1920 Einrichtung einer zentrale VDE-Prüfstelle; ihre Aufgabe: Elektrotechnische Produkte auf Übereinstimmung mit den bestehenden VDE- Bestimmungen zu überprüfen. Es folgt die erste gesetzlich geschützte Eintragung des VDE-Zeichens.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 5
Historischer Abriss (3)1925 Versicherung von Unfällen auf dem Weg zur Arbeit &
Berufskrankheiten
1935 Verkündung des Energiewirtschaftsgesetz: Die VDE-Bestimmungen erhalten den Status von "anerkannten Regeln der Technik".
1942 Umwandlung der Unternehmerhaftpflicht in eine Direktversicherung der Beschäftigten
1963 Verbesserung der vorbeugenden Unfallverhütung, Ausbau der ersten Hilfe und Rehabilitationsmaßnahmen
1970 DIN und VDE gründen die "Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN und VDE". Damit gibt es in der Bundesrepublik Deutschland nur noch eine Stelle für elektrotechnische Normung.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 6
Historischer Abriss (4)1973 Gründung der CENELEC in Brüssel: Europäische Komitee
für elektrotechnische Normung. Vorantreiben der Harmonisierung der nationalen Normen.
1998 Namensänderung des VDE - Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.
2008 Gesetz zur Modernisierung der gesetzlichen Unfallversicherung (UVMG) - zwecks Kosteneffizienz soll die Zahl der gewerblichen BG‘s soll von 23 auf 9 reduziert werden.
2010 Die BG ETE (Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro) fusioniert mit der BG Druck und Papierverarbeitung zur BG ETEM - Berufsgenossenschaft Energie Textil ElektroMedienerzeugnisse.Die BG ETEM ist verantwortlich für die Herausgabe und Kontrolle von Unfallverhütungsvorschriften sowie Einhaltung der VDE-Vorschriften
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 7
Prüfzeichen der VDE-Prüfstelle
VDE-Zeichen für Geräte als technische Arbeits-mittel im Sinne des Gerätesicherheitsgesetzes
VDE-ENEC-Prüfzeichen für Leuchten nachEN-Normen
VDE-Kabelkennzeichen/Kennfaden nach nichtharmonisierten VDE-Bestimmungen
VDE-Kabelkennzeichen/Kennfaden nach harmonisierten VDE-Bestimmungen
Für Geräte, die den Normen für elektromagnetische Verträglichkeit entsprechen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 8
Sicherheitsbestimmungen -Rechtliche Grundlagen (Deutschland)
Energiewirtschaftsgesetz (hauptsächlich für Betreiber elektrischer Anlagen)GPSG: Geräte- und Produktsicherheitsgesetz, Gesetz über technische Arbeitsmittel und Verbraucherprodukte für Hersteller und Importeure zum Schutz des Anwenders (bis 2004 GSG – Gerätesicherheitsgesetz) Sozialgesetzbuch (verpflichtet die Berufsgenossenschaften, Unfallverhütungs-vorschriften auf Grundlage der VDE-Bestimmungen herauszubringen)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 9
EU -Niederspannungsrichtlinie
Rechtliche Grundlagen der Sicherheitsbestimmungen
CENELEC -Normen
IEC -Publikationen
Energie -wirtschafts-
gesetz
Geräte-und
Produkt-sicherheits-
gesetz
Sozial-gesetzbuch
InternationaleRegelungen
NationaleRegelungen
Allgemeine Bedingungen
für die Elektrizitäts-versorgung
Vorschriftenüber das
Inverkehrbringenvon Produkten,
CE-Kennzeichen
Unfallverhütungs-vorschriften
Nationale Normen/ VDE-BestimmungenHarmonisierte Normen/ VDE-Bestimmungen
Möglichst unveränderte Übernahme der IEC-Normen
in nationale Normen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 10
Entstehung eines einheitlichen Normenwerks
IEC: Weltweit erstellen 42 nationale Kommitees IEC-Standards, formal Empfehlungen für alle Mitgliedsländer
CENELEC: Erarbeitet Europäische Normen (EN), Vornormen (ENV) und Harmonisierungsdokumente (HD), bindend für alle MitgliedsländerETSI ist zuständig für die europäische Normung im Bereich Telekommunikation. Zusammen mit CENELEC und CEN bildet ETSI das europäische System für technische Normen.
DIN, VDE: Möglichst unveränderte Übernahme der IEC-Normenin nationale Normen (verringerter Normungsaufwand, Vermeidung von Handelshemmnissen), Überprüfung auf Einhaltung der Normen sowie Vergabe von Konformitätszeichen (VDE-Zeichen, GS-Zeichen, IECQ - Zertifizierung)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 11
ISO
Organisationen in der weltweiten Normung
VDEVDE-
Prüf- und Zertifi-zierungsinstitut
CEN CENELEC
IEC
IECEE
EU-Behörde
DIN
Deutsche Elektrotechnische KommissionFachnormenausschuss Elektrotechnik im DIN
gemeinsam mit Vorschriftenausschuss des VDE
inte
rnat
iona
leO
rgan
isat
ione
nin
nerd
euts
che
Org
anis
atio
nen VIK
VDEW
ZVEI
Ziel: einheitliches Normenwerk
ZVEI – ZentralverbandElektrotechnik-und
Elektronikindustrie e.V.
VDEW –Verein
DeutscherElektrizitätswerke
VIK - Verbandder Industriellen
Energie- undKraftwirtschaft e.V.
European Committefor Electrotechnical Standardization
InternationalElectrotechnical
Commission
Worldwide SystemFor Conformity
Testing andCertification of ElectricalEquipment
(IECEE)
International Organizationfor Standardization
Deutsches Institutfür Normung
VDE VERBAND DER ELEKTROTECHNIKELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK e.V.
ETSI
European TelecommunicationsStandards Institute
European Committeefor Standardization
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 12
http://www.bgetem.de(Berufsgenossenschaft Energie Textil ElektroMedienerzeugnisse)Hier gibt es kostenlose Broschüren im pdf-Format:„Gefahren des elektrischen Stromes“,„Sicherheit bei Arbeiten an elektrischen Anlagen“ und„Erste Hilfe mit Sonderteil „Stromunfall““.
http://www.strom.de(Verein deutscher Elektrizitätswerke - VDEW)
http://www.din.de(Deutsches Institut für Normung)
http://www.vde.de(Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.)
Deutsche Institutionen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 13
• http://www.cenelec.be(Comité Européen de Normalisation Electrotechnique)
• http://www.etsi.org(European Telecommunications Standards Institute)
• http://www.iec.ch(International Electrotechnical Commission)
• http://www.iso.ch(International Organization for Standardization)
Europäische & weltweite Institutionen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 14
1. Sicherheitsbestimmungen und Normen
2. Gefahren durch den elektrischen Strom
3. Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen
4. Vorsichtsmaßnahmen und Verhalten im Praktikum
5. Hilfsmaßnahmen beim Elektrounfall
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 15
Arbeitsunfälle durch elektrischen Strom
Sehr geringer Anteil Stromunfälle an der Gesamtheit aller Arbeitsunfälle...
20032004
20052006
2007
3676235274
3277032383 34581
543491
522472
479
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Stromunfälle
Arbeitsunfälle
1,38 %
1,47 %1,59 %
1,46 %1,39 %
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 16
Tödliche Arbeitsunfälle durch elektrischen Strom
Aber sehr hoher Anteil Stromunfälle an den tödlichen Arbeitsunfällen!45 % (1997-2006) der tödlichen Arbeitsunfälle sind Stromunfälle!
20032004
20052006
2007
16 17 22
16 2112
6 7
170
5
10
15
20
25
tödliche Stromunfälletödliche Arbeitsunfälle
75 %35,3 %
31,8 % 6,3 %
33,3 %
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 17
Tödliche Unfälle durch elektrischen Strom(ICD/9 - Klassifikation der WHO)
Absolute Anzahl tödlicher Unfälle
Anteil Laien tödlich Verunglückter: 70 %!
Sinkende Zahl tödlicher Stromunfälle durch ständige Verbesserungder Sicherheitsstandards
1970
1973
1976
1979
1982
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
0102030405060708090
GewerbeHaushalt
31
3
87
69
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 18
Verteilung der Stromunfälle auf Altersgruppen
0
5
10
15
20
25
<=20 >20-25 >25-30 >30-35 >35-40 >40-45 >45-50 >50-60 >60
%
Lebensalter
Risikogruppe:- Erfahrung + Risikobereitschaft
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 19
Ursachen der tödlichen Unfällebei Niederspannungsanlagen
%
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 91 direktes Berühren2 Vertauschen von Schutz- und Außenleiter3 Versagen der Schutzmaßnahmen4 Körperschluss an Kraftsteckvorrichtungen5 unterbrochener Schutzleiter berührt
Außenleiter
6 Spannungsverschleppung7 Null-Leiter-Unterbrechnung8 Kraftstecker seitenverkehrt gesteckt9 Stecker in Steckdose ohne Schutzkontakt
gesteckt
menschlichesVersagen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 20
Ursachen schwerer & tödlicher Arbeitsunfälle (Jahr 2003)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 21
Wie wirkt der el. Strom im menschlichen Körper?
Alle Funktionen im menschlichen Körper sind physikalisch-chemische Vorgänge bioelektrischer Natur.Beginnend mit der Aufnahme von Reizen bei der Sinneswahrnehmung, über die Reizleitung mittels Nervenbahnen und Reizverarbeitung im Gehirn, bis hin zur Befehlsausführung in Muskeln – alles wird über körpereigene Stromimpulse gesteuert.
Von außen aufgeprägte körperfremde Ströme sind, sofern sie gewisse Stromstärkewerte überschreiten, in der Lage, diese Funktionsabläufe zu stören.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 22
- elektrospezifische Schädigung durch elektrische Reizung von Körperzellen (z. B: Muskelverkrampfungen, Atemlähmung, Herzkammerflimmern)
- elektrothermische Schädigung durch strombedingteHitzeentstehung (z. B. äußere und innere Verbrennungen, Verkochungen)
- indirekte Stromschädigung (z.B. Sturzverletzungen nach Stromkontakt, reflexartige Schreckbewegungen, Hineingreifen in Maschinen)
Schädigungen des menschlichen Körpers durch Stromeinwirkung
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 23
•der Spannungshöhe,-je größer die Spannung, desto größer die Stromstärke
•der Frequenz (bei Wechselspannung)-bei Frequenzen >10 kHz rein thermische Wirkung
•vom Stromweg im Körper-und den damit verbundenen Widerstand des menschlichen Körpers
•Dauer der Stromeinwirkung-je länger, desto größer die Folgen (siehe Diagramm Gefährdungsbereiche)
•dem Einwirkzeitpunkt-bezogen auf den Herzrhythmus
Die Schwere eines Stromunfalls hängt ab von:
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 24
Es werden 4 Spannungsbereiche unterschieden:
- Kleinspannung („Schwachstrom“) bis 50 V AC (120 V DC),gilt beim Berühren für erwachsene Menschen als nicht lebensbedrohlich
- Niederspannung (50 V bis 1000 V),haushaltsübliche Spannungen mit 230 V und 400 V sind potentiell lebensgefährdend insbesondere durch Reizung der Herzmuskulatur
- Hochspannung (1000 V bis 100 000 V),bei Unfällen resultieren zumeist schwere Verbrennungen
- Höchstspannung (über 100 000 V),sog. Lichtbogenunfälle stehen im Vordergrund
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 25
Ca. 90 % aller Stromunfälle ereignen sichim Niederspannungsbereich unter 1000 V!
Stromunfälle im Nieder- und Hochspannungsbereich
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 26
Niederspannung: 230 V und 400 V (1)
Dreieckspannung
Sternspannung
Span
nung
Zeit
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 27
Niederspannung: 230 V und 400 V (2)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 28
Stromweg Körperwider-stand
Herzstrom- faktor
Hand-Hand Zges = 100 % 0,4
Hand-Rumpf-Füße
Zges = 75 % 0,8
Hände-Rumpf-Füße
Zges = 50 % 1,0
Hand-Brust Zges =50 % 1,3 re. Hand1,5 li. Hand
Hände-Brust Zges = 25 % 1,1
Stromwege im menschlichen Körper
Ω≈ 600TZ
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 29
Stromwege im menschlichen Körper
Quelle: Institut zur Erforschung elektrischer Unfälle derBerufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 30
Berühren einer spannungsführenden Leitung (1)(direktes Berühren, Stromweg: Hand-Hand)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 31
Berühren einer spannungsführenden Leitung (2)(direktes Berühren, Stromweg: Hand-Fuß)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 32
Berühren eines defekten Gerätes(indirektes Berühren, Körperschluss)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 33
UBUL
UL UB>
RÜ
ER
Berührungsspannung bei indirektem Berühren (1)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 34
Berührungsspannung bei indirektem Berühren (2)
mA4,18k10k5,2
V230:)k10(
M
üBL
=Ω+Ω
=
Ω≈<
I
RUU
mA922500
V230:
M
BL
=Ω
=
≈
I
UU
Die Schwere des Stromunfalls hängt wesentlich von den Übergangs-widerständen (z. B. trockene Gummistiefel oder Schuhe mit feuchten Ledersohlen) ab!
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 35
Stromübertritt unter Entstehung eines Lichtbogens
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 36
Blitzschlag
- ca. 100 Unfälle pro Jahr (Deutschland)
- hohe Mortalität (bis 40 %)
- Strom fließt über Körper-oberfläche (Haut) ab
- Schritteffekt -> Teilstromdurch-fluss durch den Körper
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 37
Der durch den Körper fließende Strom bei gegebener Spannungshöhe hängt ab von:
• Übergangswiderständen• dem Widerstand der Haut an den Stromeintrittsstellen
(stark variierend)• und vom Körperwiderstand (typisch 1200 – 1300 Ohm)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 38
Auswirkung unterschiedlicher Stromstärken im Körper:- unter 0,5 mAallenfalls an der Zunge spürbar
- ab 0,5 mAzunehmend spürbares Kribbeln
- ab ca. 5 mAErregung der Muskulatur
- ab ca. 15 mAstarke Muskelverkrampfung, an der Hand ist selbstständigesLoslassen der Kontaktstelle nicht mehr möglich
- ab 25 mA bis 50 mAHerzrhythmusstörungen
- ab 50 mA bis 80 mAGefahr des Herzkammerflimmerns
- ab 80 mAHerzkammerflimmern schon nach kurzer Einwirkzeit, eventuell Atemstillstanddurch Atemmuskellähmung
- ab ca. 3 AGewebeverkochung durch Hitze, Muskelzerstörung
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 39
Gefährdungsbereiche bei Wechselspannung
Körperstrom
Dur
chst
röm
u ngs
daue
rWahrnehmbarkeits-schwelle
Loslass-schwelle
Flimmer-schwelle
Stromstärke 40 mA -Durchströmungszeit max. 10 s
vorübergehenderHerzstillstand
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 40
Gefährdungsbereiche bei Gleichspannung
Körperstrom
Dur
chst
röm
u ngs
daue
rkeine Reaktion
reversible Störungen der Reizleitung im Herzen möglich
keine patho-physiologischgefährliche Wirkung
schwere Verbrennungen,Herzkammer-flimmernzunehmend wahrscheinlich
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 41
Auslösung von Herzkammerflimmern (1)
Stromeinwirkung während der vulnerablen Perioden
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 42
Auslösung von Herzkammerflimmern (2)
rapider Abfall des Blutdrucks
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 43
Herzkammerflimmern
•Der normale rhythmische Herzschlag geht durch schnell aufeinander folgende Kontraktionen in ein ungeordnetes Fibrillieren der Herzmuskelabschnitte über.
•völlig ungeordnetes, örtlich und zeitlich unkoordinierten Zusammenziehungen der einzelnen Herzmuskelfasern
•keine Pumpwirkung des Herzens, Versagen des Blutkreislaufes, Sauerstofftransport bricht zusammen
•nach nur wenigen Minuten Sauerstoffmangel (3 bis max. 5 min) fallen wichtige Steuer- und Überwachungszentren des Gehirns aus.
•danach irreversible Hirnschädigung und Eintritt des Todes.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 44
Der Stomunfall (1)
Verbrennungen nach Berühren eines Gehäuses unter Spannung
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 45
Der Stomunfall (2)Brandverletzungen2. Grades an denEin- bzw. Austrittstellendes Stroms(Foto: Stefan Reitzner)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 46
Der Stromunfall (3)Stromübertritt unter Entstehungeines Lichtbogens
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 47
Direkte Wirkung von elektrischen und magnetischen Feldern auf den
Menschen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 48
elektrische Feldstärke
magnetische Induktion
DIN VDE 0848 Expositionsbereich 1 21,3 kV/m 1360 uT
DIN VDE 0848 Expositionsbereich 2 6,7 kV/m 425 uT
IRPA Expositionsbereich 1 10,0 kV/m 500 uT
IRPA Expositionsbereich 2 5,0 kV/m 100 uT
Grenzwerte für elektromagnetische Felder
IRPA: Int. Radiation Protection AssociationExpositionsbereich1: Arbeitsplätze und Anlagen,
Aufenthalt nur einige Stunden pro TagExpositionsbereich2: Andere Bereiche z.B. Wohnungen,
Sport-, Freizeit- und Erholungseinrichtungen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 49
Elektrische Felder im Nahbereichvon Freileitungen
(die Feldstärkenangabe gilt für einenAufpunkt in 1 m Höhe über dem Erdboden)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 50
Wirkungen von elektrischen 50 Hz-Feldern an der Körperoberfläche
Elektrische Feldstärken an der Oberfläche und daraus resultierende Stromdichtenin einem Wechselfeld mit einer Feldstärke von 10 kV/m. (nach Kaune und Phillips 1980)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 51
Die direkte Wirkung des magnetischen Feldes
Enstehung von Wirbelströmen(in sich geschlossene Kreisströme)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 52
Elektromagnetische Felder im Vergleich
Kühlschrank 0,1 - 10 µTPlattenspieler Spülmaschine WaschmaschineStaubsauger Toaster Wäschetrockner Heizkissen Farbfernseher Heizlüfter Bohrmaschine Küchenherd Rasierapparat Tischlampe Fön Lötkolben (325 W) Rührwerk
1 - 10 µT
1 - 100 µT
1000 - 2500 µT
100 - 500 µT
650 - 1000 µT
Das natürliche Magnetfeld der Erde beträgt etwa 40-50 µT
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 53
Magnetische Induktion im Nahbereich von Freileitungen
Magnetische Induktion eines Erdkabels
max. ca. 15 µT max. ca. 24 µT
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 54
Elektromagnetische Felder - Diskussion Deutschland zählt zu den wenigen Ländern, in denen Schutzvorschriften für alle Frequenzbereiche aufgestellt wurden.
niederfrequente Felder erzeugen im menschlichen Körper elektrische Ströme
– zulässige Elektrische Feldstärke: 6,7 kV/m; Magnetische Feldstärke: 425 µT, bzw. 100 µT nach 26. BImSchV)
bei hochfrequenten Feldern größer 10 kHz (z.B. Mobilfunk) wird die in das Körpergewebe eingestrahlte Energie vorwiegend in Wärme umgewandelt (besonders empfindlich: das Auge!)
– spezifische Absorptionsrate (SAR): Der Ganzkörper-SAR-Grenzwert beträgt 0,08 W/kg, gemittelt über 6-Minuten-Intervalle über den ganzen Körper, der Teilkörper-SAR-Grenzwert (z. B. für das Auge) beträgt 2 W/kg, gemittelt über 6-Minuten-Intervalle und 10 g Gewebe.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 55
1. Sicherheitsbestimmungen und Normen
2. Gefahren durch den elektrischen Strom
3. Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen
4. Vorsichtsmaßnahmen und Verhalten im Praktikum
5. Hilfsmaßnahmen beim Elektrounfall
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 56
Energieerzeugung und -verteilung
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 57
Benennung Kennzeichnung Definition _ _Außenleiter L1/L2/L3 alle Farben außer grün,gelb Verbindung zur StromquelleNeutralleiter N hellblau Verbindung zum SternpunktSchutzleiter PE muss grün-gelb sein Schutz von KörpernPEN-Leiter PEN muss grün-gelb sein Vereinigt Funktion von N/PE
Leiterarten/Leiterbezeichnungen
(TN-C-S-System)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 58
Fehlerarten
Kurzschluss, 1-polig
Leiterschluss
Körperschluss
Erdschluss Erdschluss
Erdschluss
Kurzschluss zw. Außenleitern (3-poliger Kurzschluss)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 59
KörperschlussL
N
Fehler liegt vor dem Verbraucher
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 60
LeiterschlussL
N
Fehler liegt hinter dem Verbraucher
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 61
Netzformen1. Buchstabe: Erdungsverhältnisse der Stromquelle (Sternpunkt)2. Buchstabe: Erdungsverhältnisse der Körper der elektrischen
AnlageI - Isoliert, T - Erdung, N - Neutralleiter, PE - Schutzleiter
L1
L2
L3
N
400 V
400 V
400 V
230 V
PENPE
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 62
Leiterspannung und StrangspannungL1
L2L3
N
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 63
IT-SystemIT-System:Systeme, in denen kein Punkt des Systems direkt geerdet ist, die Körper der Betriebsmittel jedoch geerdet sind.
Schutz durch:Schutz durch:Isolationsüberwachung (Meldung),Überstrom-Schutzeinrichtungen,Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen,Fehlerspannungs-Schutzeinrichtungen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 64
M
L1L2L3
Körperschluss im ungeerdeten Netz
UngeerderterSternpunkt
Erdkapazitäten
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 65
M
L1L2L3
M
Doppelfehler im ungeerdeten Netz
400 V
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 66
230 V
400 V
IT-SystemBerühren eines Gerätes mit Körperschluss ergibt keinen geschlossenen StromkreisGefährliche Berührungsspannungen durch:– Kapazitäten zwischen Außenleitern und Erde in
ausgedehnten Netzen– Rückwärtige Erdverbindungen durch brüchige
Isolierungen– Zweiten Körperschluss (siehe vorherige Folie)
Einpoliger Erdschluss lässt die Spannung der ungestörten Phasen um das 1,7-fache ansteigenSchutzmaßnahmen:– Einsatz einer
Isolationsüberwachungs-Einrichtung– Gute Erdung aller Geräte-Körper (IT-
Netz)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 67
Erdung der Geräte-Körper im IT-Netz
M
L1L2L3
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 68
TT-SystemTT-System:Systeme, in denen ein Punkt des Neutralleiters -meist in der Nähe der speisenden Stromquelleund die Körper der Betriebsmittel mit anderen -das heißt von der Erdung des Neutralleitersunabhängigen Erdernverbunden sind.
Schutz durch:Überstrom-SchutzeinrichtungenFehlerstrom-Schutzeinrichtungen Fehlerspannungs-Schutzeinrichtungen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 69
Überführen eines Körperschlusses in einen Kurzschluss im TT-Netz
M
L1L2L3
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 70
TT-SystemDurch wirksame Erdung von Sternpunkt und Körper entsteht im Fehlerfall ein großer Strom, welcher ein Auslösen der Überstrom-Schutzeinrichtung verursacht. (Überführung in Kurzschluss)Einzelne Erdung oder gemeinsame Erdung über SchutzleiterTT-Netz mit Überstrom-Schutzeinrichtung ist die älteste Schutzmaßnahme gegen indirektes Berühren (früher Schutzerdung genannt)Sehr großer Erdungsaufwand (sonst kein hinreichend großer Abschaltstrom!)Gefährliche Potentialunterschiede bei getrennten Erdern (siehe nächste Folie)Heute Verwendung von Fehlerstromschutz-Einrichtungen (FI-Schalter) statt Überstrom-Schutzeinrichtungen (Auslösen bereits bei geringen Fehlerströmen, 10 mA, 30 mA)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 71
M
L1L2L3
MUF
Doppelfehler bei getrennten Erdern
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 72
TN-System
TN-S-System:S steht für „separated“, getrennter (separater) Neutralleiter undSchutzleiter im gesamten System
Schutz durch:Überstrom-Schutzeinrichtungen,Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
TN-SystemeSysteme, in denen ein Punkt des Neutralleiters - meist in der Nähe der speisenden Stromquelle - direkt geerdet ist und die Körper der Betriebsmittel über Schutzleiter mit diesem Punkt verbunden sind.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 73
TN-SystemTN-C-System:S steht für „common“, kombinierter Neutral- und Schutzleiter (PEN-Leiterim gesamten System
Schutz durch:Nur durch Überstrom-Schutzeinrichtungen möglichKeine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung verwendbar!
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 74
TN-System
TN-C-S-System:Im ersten Teil des Systems (Netz) kombinierter, im zweiten Teil des Systems getrennter Neutralleiter und Schutzleiterkombinierter Neutral- und Schutzleiter (PEN-Leiter
Schutz durch:Überstrom-Schutzeinrichtungen,Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 75
TN-SystemFI-Schalter
0=ΣI
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 76
TN-SystemDie niedrige Impedanz des PEN-Leiters (Schutzleiters) führt zu höheren Kurzschlussströmen / AbschaltströmenÜberstromschutzorgane schalten schneller ab, Fehlerspannungen stehen nur kurzzeitig an.Sternpunkt ist geerdet, damit die Spannung der ungestörten Phasen nicht auf Außenleiterspannung ansteigen kann.TN-Netz mit Überstromeinrichtung ist– bewährt,– einfach in der praktischen Ausführung und– die häufigste verwendete Netzform im Niederspannungsbereich.
Bietet hervorragenden Schutz in Kombination mit Hauptpotentialausgleich und FI-Schalter
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 77
Abschaltung
Schutz durch Abschaltung oder Meldung
Meldung
TN-Netz TT-Netz IT-Netz
• Überstromschutz-einrichtungen
• Fehlerstromschutz-einrichtungen
• Überstromschutz-einrichtungen
• Fehlerstromschutz-einrichtungen
• Fehlerspannungs-schutzeinrichtungen
Schutzeinrichtungen in den Netzformen
• Überstromschutz-einrichtungen
• Fehlerstromschutz-einrichtungen
• Fehlerspannungs-schutzeinrichtungen
IT-Netz
• Isolationsüberwachungs-einrichtung
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 78
Schutz gegen direktes Berühren
PERSONENSCHUTZ
Schutz sowohl gegen direktesals auch bei indirektem Berühren
Schutz bei indirektem Berühren
erfolgt durch erfolgt durch erfolgt durch
• Isolierung aktiver Teile
• Abdeckung oder Umhüllungen
• Hindernisse
• Abstand
• Erdung passiver Teile in Anlagen über 1 kV
• Abschaltung oder Meldung
• Schutzisolierung
• nichtleitende Räume
• erdfreien, örtlichen Potential-ausgleich
• Schutztrennung
• Schutzkleinspannung
• Funktionskleinspannung
Schutzmaßnahmen zum Personenschutz
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 79
Schutzklassen bei Geräten
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 80
Schutzisolierung
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 81
Schutzerdung (bei Betriebsstrom)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 82
Schutzerdung (Fehlerstrom bei Körperschluss)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 83
Schutzerdung (Überführung in Kurzschlussstrom)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 84
Schnitt durch einen Niederspannung-Hochleistungs - Sicherungseinsatz
Strombegrenzende Ausschaltungeiner Schmelzsicherung
Schmelzsicherungen
Schmelzsicherungen•stellen „Sollbruchstellen“ im Stromkreis dar.•sind strombegrenzende Schaltgeräte,der Stoßkurzschlussstrom wird auf den Durchlassstrom begrenzt.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 85
Auslösen eines NH-Sicherungseinsatzes
Sollbruchstellen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 86
Leitungsschutzschalter (ugs. Sicherungsautomat)
•Automatisches Auslösen bei Überlastung - Bei Überlastung (Erwärmung durch Überlaststrom) unterbricht ein Bimetallschalter den Stromkreis
-Zeit bis zum Auslösen in Abhängigkeit des Überlaststroms einige Sekunden bis Minuten
•Automatische Auslösen bei Kurzschluss -Bei Kurzschluss oder hohem Überlaststrom Abschalten innerhalb weniger Millisekunden durch einen Elektromagnetschalter
•Manuelles Auslösen - Durch Betätigung des Hebels an der Vorderseite des Leitungsschutzschalters
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 87
Fehlerstromschutzschalter (1) (FI-Schalter)
0NL =+ II
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 88
Fehlerstromschutzschalter (2) (FI-Schalter)
0NL ≠+ II
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 89
Prinzip eines Fehlerstrom-Schutzschalters
• Auslösezeit ca. 30 ms• Auslösestrom ca. 10-30 mA
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 90
Einblick in einen Fehlerstrom-Schutzschalter
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 91
Schutztrennung
• Schutztrennung- Prinzip: Betriebsmittel ist vom speisenden Netz mittels Trenntransformator
galvanisch getrennt und nicht geerdet- Freies Potential auf der Sekundärseite, das heißt keine Beziehung zum
Erdpotential - bei Körperschluss kann kein Strom in Richtung Erde fließen.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 92
Schutzkleinspannung
• Schutzkleinspannung- Prinzip: U < 50 V ~ bzw. 120 V =, Stromkreis ungeerdet- Realisierung: Trafoanordnung, Motor-Generator-Kopplung,
galvanische Elemente
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 93
Isolationsüberwachungseinheit
- Netz darf nicht geerdet sein, alle Körper mit Schutzleiter verbunden- Anwendung: Operationsräume, Intensivstationen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 94
Einführung des Hauptpotentialausgleichs
Problem: Fehlerspannungsverteilung im TN-S-Netz(Kurzschlussstrom durch Schutzerdung)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 95
PEN
L1
L2
L3
=115,5 VUF
Z'LZ'PEN
Fehlerspannungsverteilung bei einpoligem Kurzschluss
In ausgedehnten Netzen kann die Fehlerspannung bis zu 0,5UStr ansteigen.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 96
Hauptpotentialausgleich nach DIN VDE 0190
GasinnenleitungHeizung
BadewanneDuscheHeizung
Brauchwasser
Warmwasser
AntennePENNullleiter
Blitzschutz
Potenzialausgleichs-schiene
Frisch- und Abwasser
Ölversorgung Fernmeldeanlage
Isol
iers
tück
z.B. Fundamenterder
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 97
Zusammenfassung der Schutzmaßnahmen
Sicherungen (Sollbruchstellen)ÜberstromschutzeinrichtungenIsolationswächterErdung, SchutzleiterFehlerstromschutzeinrichtungen (FI)Hauptpotentialausgleich
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 98
1. Sicherheitsbestimmungen und Normen
2. Gefahren durch den elektrischen Strom
3. Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen
4. Vorsichtsmaßnahmen und Verhalten im Praktikum
5. Hilfsmaßnahmen beim Elektrounfall
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 99
Die fünf Sicherheitsregeln
1. Freischalten
2. Gegen Wiedereinschalten sichern
3. Spannungsfreiheit feststellen
4. Erden und Kurzschließen
5. Benachbarte unter Spannung stehendeTeile abdecken oder abschranken
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 100
1. Freischalten
• Sicherungen herausschrauben
• Sicherungsautomaten schalten
• Hauptschalter schalten
• Not-Aus-Schalter betätigen
• Sicherungen ziehen bei NH
Die fünf Sicherheitsregeln
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 101
2. Gegen Wiedereinschalten sichern
• Hinweisschilder anbringen
• Aufkleber auf Sicherheitsautomaten
• Schmelzsicherungen mit Kappen sicheraufbewahren (nicht im Verteiler liegenlassen!)
• Schaltkästen abschließen
Die fünf Sicherheitsregeln
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 102
Die fünf Sicherheitsregeln2. Gegen Wiedereinschalten sichern (Fortsetzung)
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 103
3. Spannungsfreiheit feststellen
• An der Arbeitsstelle muss mit geeigneten,für den Spannungsbereich
ausgelegten zweipoligen Messgeräten die
Spannungs-freiheit gemessen werden.
• Spannungsfreiheit sollte regelmäßig auch während der Arbeit geprüft werden!
Die fünf Sicherheitsregeln
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 104
Die fünf Sicherheitsregeln4. Erden und Kurzschließen
• Die frei geschalteten Leiter werden mit Erdpotential verbunden.
• Die Kurzschließvorrichtungen werden zuerst mit dem Erdpotential verbunden, erst danach mit dem Leiter!
• Erden und Kurzschließen findet im 400-Volt-Bereich nicht so häufig Anwendung, da in diesem Spannungsbereich auf diese Maßnahme verzichtet werden kann.
• Es ist aber eine weitere Option, um die Sicherheit zu erhöhen und eventuellen Fehlern Dritter vorzubeugen!
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 105
Die fünf Sicherheitsregeln
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 106
5. Benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken
Der Arbeitsbereich ist klar zu trennen und kenntlich zu machen, um eventuellen Gefahren durch Stolpern oder Fehlgriffe auf aktive Teile vorzubeugen.
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 107
Punkte der Laborordnung
• Vor dem Einschalten vertraut machen mit den Möglichkeiten einesschnellen Abschaltens!
• Änderungen in einer unter Spannung stehende Versuchsschaltung sind verboten!
• Zusätzliche Sicherheitsregeln bei hohen Spannungen z.B für dasHochspannungstechnische Praktikum beachten!
• Einwandfreie körperliche und geistige Verfassung!
• Übersichtliches Aufbauen der noch spannungslosen Schaltungen!
• Einschalten erst nach Überprüfung durch den Betreuer!
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 108
1. Sicherheitsbestimmungen und Normen
2. Gefahren durch den elektrischen Strom
3. Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen
4. Vorsichtsmaßnahmen und Verhalten im Praktikum
5. Hilfsmaßnahmen beim Elektrounfall
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 109
bei Niederspannung• Stromkreis unterbrechen (Stecker herausziehen, Not-Aus)• Falls keine Unterbrechung möglich ist,
Isolierung zum Verletzten (trockene Decke)und zum Boden (Gummistiefel) herstellen.
• Falls irgendwelche Unklarheiten auftreten, wie man sichverhalten soll, auf Experimente verzichten!
bei Hochspannung:• Keine Annäherung an den Verletzten solange der Strom
nicht ausgeschaltet ist (besser auf die Feuerwehr warten!)• Über Polizei/Feuerwehr das zuständige E-Werk verständigen!
Hilfsmaßnahmen
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 110
Maßnahmen der ersten Hilfenach Stromkreis-Unterbrechung:
1. Atmung und Herztätigkeit kontrollieren
2. bei Atemstillstand Beatmung durchführen
3. bei Herz-Kreislauf-Stillstand äußere Herzmassagemit Weiterführen der Beatmung
4. Bei Herzkammerflimmernoptimal: sofortige Defibrillation
5. Bei Schock stabile Seitenlage , Hochhalten der Beine, ...
6. VerbrennungenVerbrennungswunden nur steril abdecken
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 111
Quelle: BG-ETEM, Gefahren des elektrischen Stroms
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 112
DIN VDE 0100Buch aus dem VDE-Verlag mit Hinweisen auf Neuerungen und Änderungen (erscheint halbjährlich)
Die vorschriftsmäßige Elektroinstallation (Hösl & Ayx, Hüthig Verlag, Heidelberg)
Kostenlose Broschüren der Berufsgenossenschaft „Gefahren des elektrischen Stromes“, „Sicherheit bei Arbeiten an elektrischen Anlagen“ und „Erste Hilfe“ zum kostenlosen Download: www.bgetem.de
Schrifttum:
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 113
Broschüren der Berufsgenossenschaft
Gefahren des elektrischen StromsFachgebiet Energietransport und -speicherungProf. Dr. Ing. H. Brakelmann
UNIVERSITÄT
D U I S B U R GE S S E NFolie Nr. 114
Download dieser Vorlesung
www.ets.uni-duisburg-essen.de/download/
Raum BE 004, Bismarckstraße 81
Raum BE 102, Bismarckstraße 81