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Schutzarten

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Schutzarten

Schutzarten bei Elektroarbeiten sind unerlässlich, um Personen und Anlagen vor elektrischen Gefahren zu schützen und die Sicherheit zu gewährleisten

Die richtige Auswahl des Schutztyps hängt von den spezifischen Umweltbedingungen und Anwendungsbereichen elektrischer Systeme ab. Die Einhaltung von Schutzklassen und Schutzgraden ist entscheidend, um die Einhaltung nationaler und internationaler Vorschriften sicherzustellen. Fachleute, die in elektrischen Arbeiten tätig sind, sollten umfassend geschult sein, um die korrekte Anwendung von Schutzklassen zu gewährleisten.

Schutzarten und Schutzmaßnahmen vor Strom

Ohne Strom zu leben, ist unvorstellbar. Aus diesem Grund leben wir - ob bewusst oder unbewusst - mit den in der Nutzung von elektrischem Strom inhärenten Gefahren. Im Facility Management, das in der Regel für die Funktionalität der elektrischen Systeme im Unternehmen verantwortlich ist, kann es kein anderes Motto geben als diese Gefahren bewusst wahrzunehmen und die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen umzusetzen oder sicherzustellen, dass sie umgesetzt werden. Wie im Teil 1 dieses Buches beschrieben, ist es entscheidend, eng mit allen möglichen internen und externen Organisationen und Vertretern zusammenzuarbeiten. Diese Details werden jedoch hier nicht wiederholt.

Die wichtigsten Standards in diesem Zusammenhang betreffen den Schutz von Personen und elektrischen Systemen, zusätzlich zu anderen Vorschriften wie staatlichen Gesetzen, DIN 57100 und VDE 0100. Wie bekannt, besteht VDE 0100 aus mehreren speziellen Teilen.

Es gibt zwei grundsätzlich unterschiedliche potenzielle Gefahren, nämlich solche für Menschen und solche für technische Systeme:

  • Bei Menschen besteht die Gefahr, dass sie einen elektrischen Schlag erleiden.

  • Anlagen können infolge thermischer oder mechanischer Beanspruchungen ausfallen oder gar zerstört werden.

Die Schutzmaßnahmen für Personen gegenüber elektrischen Stromschlägen hängt auch wesentlich davon ab, welche Wirkung auf den menschlichen Körper der Strom verursachen kann.

Man unterscheidet:

  • Physikalische Wirkung: Gerinnung von Eiweiß, innere Verbrennungen, Strommarken an der Stromeintrittsstelle

  • Physiologische Wirkung: Herzflimmern (bei Wechselstrom), Atemstillstand, Verkrampfung der Muskulatur

  • Chemische Wirkung: Zersetzung der Zellflüssigkeit bei Gleichstrom.

Welche Folgen diese Einwirkungen für den Menschen haben können, ist auch abhängig von den folgenden Einflussgrößen bzw.

Parametern:

  • die Stromart (Gleich- und Wechselstrom)

  • die Einwirkdauer

  • die Frequenz

  • die Stromstärke (auch insbesondere die Höhe der Spannung)

  • die körperliche Verfassung des betroffenen Menschen,

  • die äußeren Umstände, wie beispielsweise die Beschaffenheit des Bodens.

Schutz von Personen

Die anzuwendenden Schutzmaßnahmen sind entsprechend unterschiedlicher Schutzarten definiert.

Die wesentlichen Schutzarten (Schutzarten der ersten Kategorie) bestehen aus drei Bereichen, nämlich

  • Schutz gegen direktes Berühren

  • Schutz bei direktem Berühren

  • Schutz bei indirektem Berühren.

Weil diese individuellen Schutzmaßnahmen so gestaltet sind, dass jeder Einzelne bereits den angemessenen Schutz bietet, um elektrische Unfälle zu verhindern, kann geschlussfolgert werden, dass es mehrere Sicherheitsebenen gibt.

Experten - und tatsächlich jeder Einzelne - wissen, dass bereits niedrige Spannungen (400 V/230 V) tödlich sein können, wenn sie berührt werden. Es ist daher überraschend, dass Unfälle aufgrund von Nichtbeachtung technischer Regeln und Sicherheitsvorschriften weiterhin auftreten. Auch wenn sie nicht systematisch auftreten, ist es glücklicherweise selten, dass Unfälle zu Todesfällen führen.

In den folgenden Abschnitten werden die Möglichkeiten zum Schutz vor elektrischem Strom genauer erläutert.

Schutz bei direktem Berühren

Das Prinzip hierbei ist, dass alle Teile, die während des Betriebs unter Spannung stehen und eine Gefahr für Menschen darstellen könnten, vor unbeabsichtigtem Kontakt geschützt werden müssen. In der Regel obliegt diese Verantwortung den Herstellern von Geräten und Systemen. Dennoch gibt es innerhalb des Facility Managements stets Situationen, in denen Systeme behandelt oder sogar auseinandergenommen werden. In solchen Fällen wird es besonders wichtig, dass die Verantwortlichen Schutzmaßnahmen gegen direkten Kontakt gewährleisten.

Beispielsweise stehen unvermeidbare Öffnungen in Geräten und Systemen im Widerspruch zu den Schutzanforderungen. Die IEC legt Richtlinien für den Schutz gegen:

  • Berührung und das Eindringen von Fremdkörpern (X=erste Kennziffer)

  • und von Wasser (Y=zweite Kennziffer),

  • sowie mit IP X die Schutzklasse der Geräte und Anlagen.

Schutz gegen direktes Berühren

In diesem Fall sind lediglich organisatorische und technische Maßnahmen erforderlich. Dies stellt gewissermaßen eine zusätzliche Anforderung im Vergleich zum vorherigen Abschnitt dar, in dem der direkte Kontakt verhindert wird. Die psychologische Auswirkung auf Mitarbeiter, die in Gefahrenbereichen arbeiten, spielt hier eine entscheidende Rolle. Es ist von entscheidender Bedeutung, sich der Gefahren bewusst zu sein und die geltenden Sicherheitsvorschriften in jeder Situation konsequent einzuhalten. Diese Beeinflussung erfolgt in der Regel durch Schulungen, die selbst für erfahrene Personen zwar eintönig sein mögen, aber dennoch regelmäßig wiederholt werden müssen. Praktische Beispiele und die Auswertung aktueller Unfälle sind in diesem Zusammenhang wichtig.

Der weitere Verlauf dieser Schutzmaßnahme ist gekennzeichnet durch die Umsetzung aller Maßnahmen zur Verhinderung eines unbeabsichtigten Kontakts mit betriebsfähigen, unter Spannung stehenden Teilen. Diese Maßnahmen können sehr vielfältig sein und umfassen Aspekte wie spezielle Zugangsberechtigungen, Barrieren, automatische Abschaltungen und mehr.

Schutz bei indirektem Berühren

Das Bedienungspersonal sowie jeder andere sollte darauf vertrauen können, dass sie keinen elektrischen Schlag erhalten, wenn sie Geräte oder Systeme berühren. Dies ist in der Regel selbstverständlich. Es kann jedoch eine Situation auftreten, in der ein normalerweise nicht unter Spannung stehendes Gehäuse aufgrund eines Fehlers unter Spannung gesetzt wird. In einem solchen Fall könnte das Berühren zu einem elektrischen Schlag führen. Die Schutzmaßnahme in einem solchen Fall besteht darin, den Stromkreis bei Auftreten eines Fehlers abzuschalten. Dies wird als der Fehlerfall bezeichnet, und die Spannung während des Fehlers wird als Fehlerhöhespannung bezeichnet. Die Fehlerhöhespannung besteht zwischen dem Metallgehäuse und dem Erdboden. Um Personen zu schützen, müssen geeignete Gerätegehäuse über sehr gut leitende Verbindungen mit dem Erdpotential verbunden sein. Mit dieser Schutzmethode teilen sich die Person auf dem Boden und das (fehlerhafte) Gerät das gleiche Potential, wodurch die Bildung einer Fehlerhöhespannung verhindert wird. Der praktische Effekt besteht darin, dass im Falle eines Fehlers und wenn ein stromführender Leiter in einem Gerät mit seinem Metallgehäuse in Kontakt kommen würde, der Fehlerstrom von den Menschen über den Erdungsleiter weggeleitet wird. Darüber hinaus erzeugt die sehr gute leitende Verbindung zwischen dem Gerät und der Erde einen erheblichen Reststrom, der die Schutzsicherung auslöst und so Unfälle verhindert.

Diese Art von Netzwerk wird als TN-S-Netzwerk bezeichnet.

Elektrische Schutzklassen nach DIN EN 61140 / VDE0140-1

Die Sicherheitsniederspannung (auch als Niederspannungsspannung bekannt) bezieht sich auf eine geringe elektrische Spannung. Sie bietet einen besonderen Schutz vor elektrischem Schock aufgrund ihrer niedrigen Höhe und Isolierung von höheren Spannungskreisen.

Schutzklassen in der Elektrotechnik

IP-Schutzarten

Schutzart versus Schutzklasse

Zunächst soll geklärt werden, was der Unterschied zwischen den Begriffen Schutzart und Schutzklasse ist.

IP-Kennzeichnung

Die Angabe der IP-Kennzeichnung erfolgt gemäß nachfolgender Tabelle.

Fallbeispiel: Demnach bedeutet z.B. IP-56:

  • Schutz gegen Berührung, 5

  • gegen Staubablage im Inneren, 5

  • gegen Wasserstrahlen aus beliebigen Winkeln. 6

Fallbeispiel: IP-Codes für Badezimmer

IP-Schutzklassen für Badezimmerbeleuchtung

Wenn Kunden nach der richtigen Beleuchtung für ihr Badezimmer suchen, stoßen sie oft auf den Begriff 'IP-Code'. Aber was bedeutet dieser Begriff eigentlich? IP-Codes geben an, in welchem Maße Beleuchtung gegen äußere Einflüsse, feste Objekte und Flüssigkeiten geschützt ist. Ein höherer IP-Code bedeutet einen besseren Schutz gegen äußere Einflüsse.

Im Folgenden möchten wir Informationen zu verschiedenen Bereichen im Badezimmer bereitstellen und Sie mit den entsprechenden IP-Codes vertraut machen. Abhängig vom Feuchtigkeitsgrad wird das Badezimmer normalerweise in drei Bereiche unterteilt, von denen jeder spezifische Anforderungen hat:

Bereich 1:

Dieser Bereich umfasst Räume innerhalb der Dusche, des Whirlpools oder der Badewanne. Die Lichtquellen in diesem Bereich müssen aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit strengen Spezifikationen entsprechen.

IP68 ist dafür geeignet.

Bereich 2:

Diese Zone umfasst Bereiche unmittelbar neben den feuchtesten Bereichen des Badezimmers. Zum Beispiel sind dies Orte direkt über der Duschkabine oder um das Waschbecken, den Whirlpool oder die Badewanne herum.

IP65 ist dafür geeignet.

Badezimmer mit Mindestabständen

Bereich 3:

Hierbei handelt es sich um Unterbereiche, in denen die Luftfeuchtigkeit signifikant geringer ist als in den Bereichen 1 und 2.

IP21 ist hierfür geeignet.

Die folgenden Bilder zeigen ein Badezimmer mit den verschiedenen Bereichen.

Für diese verschiedenen Bereiche gelten unterschiedliche Mindestschutzstufen.

Zone 1: Alle Armaturen, die mit maximal 12 V betrieben werden. Die Schutzklasse muss mindestens IP68 betragen, um eine 100%ige Sicherheit zu gewährleisten. Diese Art des Schutzes schützt vor vollständigem Eintauchen.

Zone 2: In diesem Bereich kann die Beleuchtung Wasserstrahlen ausgesetzt sein und muss vollständig davor geschützt sein. Die Beleuchtung sollte mindestens über eine IP-Bewertung von IP65 verfügen.

Zone 3: In diesem Bereich kommen nur selten Wassertröpfchen vor, aber schädlicher Wasserdampf kann auftreten. IP21 ist in diesem Fall notwendig und ausreichend. Die bereitgestellte Illustration kann eine grobe Orientierung bieten, aber es ist ratsam, sich bei Entscheidungen von einem Experten beraten zu lassen.

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