4.6.9 Schutzklassen und Schutzmaßnahmen

Abb. 386: IP-Schutzklassen. Die Abkürzung steht für „International Protection“. (Quelle: Eigene Darstellung)

Abb. 387: IP-Schutzarten – Bildzeichen. Die IP-Schutzarten von Leuchten, Wärmegeräten und Elektrowerkzeugen können auch durch Bildzeichen angegeben werden. (Quelle: Eigene Darstellung)

Schutzklassen elektrischer Geräte
Elektrische Geräte werden zusätzlich in Schutzklassen eingeteilt. Sie geben Schutzmaßnahmen an, die gegen direktes und bei indirektem Berühren zu treffen sind. Man unterscheidet die Schutzklassen I, II und III.

Abb. 388: Geräteschutzklassen (Quelle: Eigene Darstellung)

Schutzmaßnahmen gegen elektrische Unfälle
In Netzen ab 50 V gegen Erde müssen Maßnahmen zum Schutz gegen zu hohe Berührungsspannungen getroffen werden. Unter Berührungsspannung versteht man die Spannung, die zwischen dem Gehäuse eines Gerätes und dem Fußboden von Menschen überbrückt werden kann. Der wirksamste Schutz gegen das Auftreten zu hoher Berührungsspannungen sind zuverlässig gebaute Geräte und Leitungen, die das VDE-Zeichen tragen. Der VDE, Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V., ist ein technisch-wissenschaftlicher Verband. Er ist zuständig für Wissenschaft, Normung und Produktprüfung.

Abb. 389: VDE-Prüfsiegel ist ein Ausweis für elektrische Sicherheit (Quelle: VDE)

Das reicht aber nicht aus, um über längere Zeit hinweg einen wirksamen Schutz zu erreichen. Durch die verschiedensten Einflüsse – wie mechanische Beschädigung, Alterung, Feuchtigkeit – können Isolati-onsfehler und damit gefährliche Berührungsspannungen auftreten.

Die wichtigsten Schutzmaßnahmen
Die Schutzmaßnahmen ohne Schutzleiter verhindern das Zustandekommen einer gefährlichen Berührungsspannung. Dazu gehören: Schutzkleinspannung, Schutzisolierung und Schutztrennung.

Schutzkleinspannung
Unter Schutzkleinspannung versteht man Nennspannungen bis maximal 42 V. Kleinspannungen sind verbindlich vorgeschrieben für Elektrospielzeug (bis 24 V), für Handleuchten, die in Kesseln verwandt werden (bis 42 V), für Geräte zur Tierbehandlung (bis 24 V). Die Kleinspannung muss sicher erzeugt werden durch Schutztransformatoren, Akkus oder galvanische Elemente (Batterien).

Schutzisolierung
Schutzisolierte Geräte haben außer der Isolierung des Betriebsstromkreises eine zweite Isolierung, die den ganzen elektrischen Teil umhüllt und meist aus Kunststoff hergestellt ist. Die Schutzisolierung wird angewandt bei Elektrowerkzeugen, Haushaltsgeräten, Radio- und Fernsehgeräten, kleinen Motoren, Schaltgeräten und Verteilungskästen.

Abb. 390: Schutzisolierung (Quelle: Eigene Darstellung)

Schutztrennung
Bei Schutztrennung wird der Stromkreis des Verbrauchers durch einen Trenntransformator vom speisenden Netz elektrisch getrennt. Das Gehäuse des Verbrauchers kann damit keine Spannung gegen Erde annehmen. Der Trenntrafo darf sekundärseitig nicht geerdet und es darf auch nur ein Verbraucher angeschlossen werden. Angewandt wird diese Schutzmaßnahme bei Elektrorasierern, Elektrowerkzeugen, Betonrüttlern und Nassschleifmaschinen.

Abb. 391: Schutztrennung (Quelle: Eigene Darstellung)

Die Schutzmaßnahmen mit Schutzleiter verhindern das Bestehenbleiben einer gefährlichen Berührungsspannung.
Der Schutzleiter ist ein Leiter, der an den zu schützenden, nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden Anlageteilen angeschlossen ist. Er führt im Schadensfall den Fehlerstrom. Der Schutzleiter muss in sei-nem ganzen Verlauf grüngelb gekennzeichnet sein.

Nullung
Die Nullung ist die am weitesten verbreitete Schutzmaßnahrne in der Industrie. Sie erfordert einen geerdeten Sternpunkt des Netztransformators, an den der Schutzleiter angeschlossen wird. Durch Nullung soll erreicht werden, dass jeder Körperschluss (Masseschluss) zum Kurzschluss führt und damit die vorgeschaltete Sicherung anspricht und die Anlage abschaltet.

Abb. 392: Beispiel einer Nullung (Quelle: Eigene Darstellung)

Fehlerstrom (FI) Schutzschaltung
In der Abkürzung FI steht „F“ für „Fehler“. Das „I“ ist das Formelzeichen des elektrischen Stroms. Bei der FI-Schutzschaltung wird der Verbraucher in weniger als 0,2 Sekunden abgeschaltet, wenn eine gefährliche Berührungsspannung auftritt. Der Fehlerstrom fließt über den Schutzleiter zum Erder. Die FI-Schutzschaltung beruht darauf, dass in einem fehlerfreien Leitungssystem die Summe aller Ströme null ist. Durch einen Stromwandler werden alle vom Netz kommenden Leiter (L1, L2, L3, N) geführt. Da die Summe aller Ströme null ist, ist auch die Summe der elektromagnetischen Wirkungen null, und in der Sekundärwicklung des Stromwandlers kommt kein Strom zum Fließen. Fließt jedoch infolge eines Körperschlusses oder Erdschlusses ein Fehlerstrom über den Schutzleiter direkt zur Erde ab, so ist im Wandler die Summe der Ströme nicht mehr null – und es wird in der Sekundärwicklung ein Strom induziert, der die Auslassung des Schalters veranlasst. Es gibt FI-Schutzschalter, die bei einem Fehlerstrom von 0,03 - 0,3 - 0,5 - 1 A auslösen.

Abb. 393: Schaltschema einer Fehlerstromschutzschaltung (Quelle: Eigene Darstellung)