Elektrotechnik

Ohne die Entdeckungen und Erfindungen der Elektrotechnik im neunzehnten und zwanzigsten Jahrhundert wäre unser Lebensstandart wie wir ihn heute kennen nicht möglich. Jeder stelle sich mal eine Welt ohne elektrische Energie vor. Die Elektrotechnik hat schon vor 100 Jahren starke Hände bekommen und übernimmt schwere Arbeiten, erzeugt Licht und hat uns eine grenzenlose Kommunikation ermöglicht. Mit Hilfe der Elektrotechnik können wir heutzutage sogar eine Station auf dem Mars steuern.

An einer elektrischen Steckdose wie wir sie heute in jedem Haushalt vorfinden, liegt eine elektrische Spannung von 230 Volt an. Die Energie wird aber erst frei, wenn ein Verbraucher, wie zum Beispiel ein Bügeleisen in die Steckdose gesteckt wird. Es fliest dann ein elektrischer Strom, der im Elektrizitätszähler registriert wird. Für die abgerufene elektrische Energie muss man bezahlen, und das Elektrizitätswerk liefert sofort diese Energie nach.

Die ganze Sache hat jedoch zwei Seiten, einmal die jederzeit einfache und praktische Bereitstellung von Energie, die Kehrseite der Medaille sind die Gefahren des elektrischen Stroms. Schon schwache Ströme lösen im menschlichen Körper elektrochemische Wirkungen aus. So können Ströme über 25mA das Herz gefährden und ab 70mA zum Stillstand bringen. Wechselströme über 10mA ziehen die Muskeln so stark zusammen, dass man von der angefassten Leitung nicht mehr loskommt.

Außerdem können bei einer unsachgemäßen Elektroinstallation Brände entstehen.

Eine Elektroinstallation sollte nur nach den anerkannten Regeln der Elektrotechnik durchgeführt werden. Dazu sind die VDE-Bestimmungen eine wichtige Grundlage. Jeder anerkannte Elektrofachbetrieb muss diese Bestimmungen kennen und sich durch regelmäßigen Bezug der VDE-Bestimmungen immer auf den neusten Stand halten. Nur der Fachmann kennt die richtigen elektrischen Leitungen, Leitungsschutzschalter, FI-Schutzschalter, Steckdosen und andere Bauteile.

Personen, Nutztiere und Sachwerte müssen vor den Gefahren des elektrischen Stromes geschützt werden. Immer noch sterben in Deutschland ca. 100 Personen durch elektrische Unfälle. Die Sachschäden, die durch Elektrounfälle entstehen sind enorm hoch. Daher wurden die Unternehmen verpflichtet, vor der ersten Inbetriebnahme sowie turnusgemäß in bestimmten Zeitabständen elektrische Geräte und Anlagen regelmäßig auf ihre elektrische Sicherheit zu prüfen, bzw. durch eine Elektrofachkraft prüfen zu lassen. § 5 der BGV A3. Ziel der Prüfung ist es einen Nachweis zu führen, dass die elektrische Anlage bei einem bestimmungsmäßigen Gebrauch keine Gefahr darstellt.

Mit Inkrafttreten der neuen Betriebssicherheitsverordnung ist das Ignorieren dieser Prüfpflicht zur Straftat geworden. Das gilt auch, wenn kein Unfall eingetreten ist.

Die Unfallverhütungsvorschrift BGV A3 der Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik ist gültig für den gesamten Gewerbebereich.

Es wird unterschieden zwischen Anlagen und Betriebsmittel. Stationäre Anlagen sind z.B. elektrische Installationen in Gebäuden, Containern oder Fahrzeugen. Nichtstationäre Anlagen sind Installationen (Baustromversorgung) auf Baustellen, die nach Fertigstellung der Arbeiten wieder abgebaut werden. Ortsveränderliche elektrische Betriebsmittel sind elektrische Geräte mit einem Stecker, die leicht bewegt werden können, während sie am Netz angeschlossen sind. Also Bügeleisen, Toaster Küchengeräte mit Stecker. Ortsfeste elektrische Betriebsmittel sind fest montiert und haben keine Tragevorrichtung. Sie sind schwer zu bewegen, haben jedoch eine flexible Anschlussleitung, wie z.B. ein elektrischer Herd.

Prüffristen (empfohlen nach BGV A3):
Elektrische Anlagen und ortsfeste Betriebsmittel sind alle 4 Jahre zu prüfen, in Räumen besonderer Art (Labore, Schulen) einmal im Jahr.

Ortsveränderliche elektrische Betriebsmittel (z.B.Bohrmaschinen) alle 6 Monate auf Baustellen alle 3 Monate. Wird bei den Prüfungen eine Fehlerquote <2% erreicht, kann die Prüffrist verlängert werden.

Verlängerungs und Geräteanschlussleitungen mit Stecker in Werkstätten und auf Baustellen einmal jährlich . In Büros, Pflegestationen und ähnlichen Einrichtungen alle zwei Jahre.

Bei vermieteten Objekten wie Wohnungen ist der Vermieter verpflichtet die Prüfung der elektrischen Anlage durchführen zu lassen. Es besteht jedoch zur Zeit wegen der im Grundgesetz erklärten Unantastbarkeit der Wohnung juristische Unklarheiten. Die elektrische Anlage sollte mindestens vor Ein- oder Auszug eines Mieters geprüft werden. Bei Gewerbemietverträgen (z.B. Arztpraxis) ist eine regelmäßige Prüfung zwingend erforderlich und ist auf jeden Fall mit dem Gewerbemieter abzustimmen.

Das Wort Elektrotechnik kommt von der Elektrizität und leitet sich von dem griechischen Wort Elektron ab. Elektron heißt Bernstein und es ist allgemein bekannt das wenn man Bernstein reibt , Papier, Haare Kleidung usw. angezogen werden. Diese Dinge waren schon im Altertum bekannt. Anfang des neunzehnten Jahrhunderts baute der italienische Physiker Alessandro Volta die erste funktionierende Batterie, die später genannte Voltasche Säule. Das war ein Kupfer Zink Element in verdünnter Schwefelsäure. Dieses Element hatte eine Gleichspannung von ca. 1 Volt und es konnte elektrischer Strom erzeugt werden. Zu Ehren des Erfinders Volta wurde die Maßeinheit der elektrischen Spannung bis zum heutigen Tag in Volt angegeben. Das Zeitalter der Elektrotechnik begann, und um 1866 erfand Werner von Siemens den elektrischen Generator die Dynamomaschine, den wir an jedem Fahrrad zur Beleuchtung vorfinden sollten.

Damit war der Durchbruch der elektrischen Energieerzeugung geschafft, weil man Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandeln konnte und umgekehrt. Heute sind in der modernen Heizungstechnik die Elektrotechnik und Elektronik nicht mehr wegzudenken.

Wärmeerzeuger wie Wärmepumpen und Durchlauferhitzer werden ausschliesslich mit elektrischen Strom betrieben und beim Anschluss solcher flammenlosen Wärmeerzeuger muss man gute Kenntnisse in der Elektrotechnik besitzen. Eine Elektrofachkraft kann die Gefahren des elektrischen Stromes eigenverantwortlich erkennen und die Sicherheitsvorschriften richtig anwenden. Eine elektrotechnisch unterwiesene Person ist jemand, der durch eine Elektrofachkraft angeleitet wird und über die möglichen Gefahren des elektrischen Stromes unterrichtet wurde. Somit muss eine Elektrofachkraft eine geeignete fachliche Berufsausbildung in der Elektrotechnik durchlaufen, mit allen entsprechenden Prüfungen.Die elektrische Energie die für den Gebrauch von elektrischen Wärmeerzeugern benötigt wird, wird vom zuständigen Versorgungsnetzbetreiber (VNB) ( früher Elektrizitätswerke) über den Hausanschluss geliefert.

Zur Gewährleistung eines störungsfreien Betriebes einer elektrischen Anlage und elektrischen Betriebsmittel werden in bestimmten Abständen Wiederholungsprüfungen vorgeschrieben. An den Betriebsmitteln sind Sichtprüfungen, Messungen und Funktionsprüfungen erforderlich. Hierzu ist ein Gerätetester notwendig. Für die Messungen an ortsfesten Anlagen und Betriebsmitteln wird ein Installationstester verwendet. Die Betriebsmitttel werden in verschiedene Schutzklassen eingeteilt.

Schutzklassen der Betriebsmittel
Die Einteilung in verschieden Schutzklassen sagen aus, mit welchen Mitteln die Sicherheit erreicht wird. Eine Aussage über die Höhe des Schutzes ergibt sich nicht aus dieser Einteilung.

Betriebsmittel der Schutzklasse 0
Der Schutz wird nur durch eine Basisisolation erreicht. Betriebsmittel der Schutzklasse 0 dürfen nur in erdfreien nichtleitenden Räumen verwendet werden. Der Schutz wird beim Versagen der Basisisolation von einem speziellen nichtleitenden Raum gegeben. Betriebsmittel der Schutzklasse 0 kommen im normalen Alltag nicht vor und sind nur in besonderen Laborräumen anzutreffen.

Betriebsmittel der Schutzklasse I
Der Schutz gegen einen elektrischen Schlag wird durch die Basisisolation, und durch Verbindung von berührbaren leitfähigen Teilen des Betriebsmittels mit dem Schutzleiter der festen Elektroinstallation erreicht. Versagt die Basisisolierung, erfolgt über den Schutzleiter eine automatische Abschaltung. Betriebsmittel mit der Schutzklasse I besitzen eine dreiadrige Anschlussleitung mit dem entsprechenden dreipoligen Schukostecker. Der Schutz gegen elektrische Schläge ist von der Elektroinstallation abhängig. Sind Betriebsmittel der Schutzklasse I mit einer zweiadrigen Leitung oder mit einem zweipoligen Stecker ausgestattet, entsprechen sie nur noch der Schutzklasse 0, und dürfen in einer normalen Umgebung nicht benutzt werden.

Betriebsmittel der Schutzklasse II
Die Betriebsmittel der Schutzklasse II haben nicht nur eine Basisisolierung sondern noch eine zweite zusätzlich verstärkte Isolierung. Es besteht kein Schutzleiteranschluss, und die Wirksamkeit dieser Schutzmaßnahme ist unabhängig von der festen Elektroinstallation.

Betriebsmittel der Schutzklasse III
Es werden nur Schutzkleinspannungen angewendet durch die ein elektrischer Schlag nicht gegeben ist. Die Spannungen betragen max. 50 Volt Wechselspannung (AC) und 120 Volt Gleichspannung (DC). Andere Spannungen treten nicht auf. Bei diesen Kleinspannungen ist die Gefahr einer nennenswerten Durchströmung des menschlichen Körpers nicht gegeben. Bei den Schutzkleinspannungen unterscheidet man zwischen SELV und PELV. Die Bezeichnungen kommen aus der englischen Sprache.

Nach Instandsetzungen oder Reparaturen von elektrischen Betriebsmitteln erfolgt deren Prüfung auf die elektrische Sicherheit nach DIN VDE 0701 durch eine Elektrofachkraft. Die Wiederholungsprüfungen werden nach DIN VDE 0702 durchgeführt. Bei beiden Normen geht der Ablauf der Prüfung folgendermaßen vor: Besichtigen - Messen - Funktionsprüfung Die Prüfgeräte für die Messungen müssen den Vorschriften der VDE DIN 0404 - DIN VDE 0413 entsprechen. Für die Prüfung wird ein Gerätetester verwendet.

Besichtigung:
Gehäuse und Abdeckkappen auf Risse und Beschädigung sorgfältig prüfen.

Anschlussleitungen, Zugentlastung und Biegeschutz auf Beschädigung untersuchen.
Der PE-Leiter im Gerätestecker muss länger sein als die anderen Leiter L und N.

Gerätesicherungen müssen mit den vom Hersteller geforderten Werten übereinstimmen.

Aufschriften die der Sicherheit dienen müssen gut lesbar sein.

Kühlöffnungen müssen frei von Verschmutzungen und Verstopfungen sein.

Als nächstes wird gemessen und in folgender Reihenfolge bei Geräten der Schutzklasse I Schutzleiterwiderstand - Isolationswiderstand - Ersatz- (Ableitstrom)

Schutzleiterwiderstand
Bei Betriebsmitteln der Schutzklasse I ist zunächst die Durchgängigkeit des Schutzleiters zu prüfen. Dies kann mit Hilfe einer Prüftaste am Prüfgerät festgestellt werden. Danach wird der niederohmige Widerstand des Schutzleiters gemessen. Der Mindestprüfstrom hierfür beträgt 200mA (DC), ein einfaches Vielfachmessgerät ist also nicht zulässig. Ortsveränderliche Geräte werden in die Prüfsteckdose des Gerätetesters gesteckt. Die Messleitung wird an den verschiedenen Stellen des Metallgehäuses gelegt. Der richtige Messbereich wird gewählt und während der Messung wird die Anschlussleitung des zu prüfenden Gerätes bewegt, um eventuelle Brüche oder Wackelkontakte aufzuspüren. Der Schutzleiterwiderstand sollte weniger als 0,3 O betragen bei einer Leitungslänge von max. 5m. Pro 7,5m Leitungslänge darf der Schutzleiterwiderstand sich um 0,1 O erhöhen. Der Maximalwert darf insgesamt nicht mehr als 1 O betragen. Eine Messunsicherheit von 30 % wird abgerechnet.

Bei ortsfesten Prüflingen die nicht vom Netz getrennt werden können, wird die Messleitung eines Installationstesters an die PE-Klemme des Betriebsmittel angeschlossen und die andere Messleitung an eine benachbarte Steckdose mit Schutzleiteranschluss. Hier wird ein Maximalwert von 1 O zugelassen.

Bei Geräten der Schutzklassen II oder III ist der Isolationswiderstand zwischen den kurzgeschlossenen Anschlüssen L + N und berührbaren leitfähigen Teilen zu messen.

Netzschalter oder Temperaturregler müssen geschlossen werden.

Alle handgeführten Geräte unterliegen der Schutzklasse II . Auch eine Verlegeleitung wie NYM 1,5 hat die Schutzklasse II. über der Basisisolierung der Kupferadern liegt eine zweite zusätzliche Isolierung. Stegleitung dagegen hat die Schutzklasse 0.

Bei Geräten der Schutzklasse II liegt der untere Grenzwert des Isolationswiderstandes bei 2 MO. Das gilt auch für leitfähige Typenschilder die auf isolierten Geräteteilen bei Betriebsmitteln der Schutzklasse I angebracht sind, und nicht mit dem PE in Verbindung stehen. Bei Geräten der Schutzklasse II mit berührbaren elektrisch leitfähigen Teilen bei denen Bedenken gegen eine Messung des Isolationswiderstandes bestehen, wird nach DIN VDE 0701 Teil 240 eine Messung der Spannungsfreiheit zwischen den berührbaren Teilen und dem PE der Anlage. Das zu prüfende Gerät ist mit Netzspannung zu betreiben und kann während des Betriebes gemessen werden.