WB 5 Auswahl und Errichtung el. Betriebsmittel

Die Angabe bezieht sich auf die Position des Schutzleiterkontaktes bezogen auf das Zifferblatt einer Uhr, siehe Bild 

Diese Ausnahmeregelung war nach der NIN 2000 zulässig. Weil es sich um eine bestehende Installation handelt, die kein Sicherheitsrisiko darstellt, darf
die Installation belassen werden. Heute darf die blaue Kennzeichnung nur noch für den Neutralleiter eingesetzt werden.

Die NIN lässt diese Ausnahme bei Kabeln mit mehr als fünf Leitern zu, wenn die Leiterenden des nummerisch bezeichneten Neutralleiters mit der Farbe
blau markiert sind. Diese Ausnahme gilt nicht für Schutzleiter.

Hinweis

Bei Leitungen mit zwei bis fünf Leitern verlangt die NIN die Farbkennzeichnung nach HD 308.
Das heisst, dass nummerierte Leiter erst ab sechs Leitern zulässig sind.

Eine vorrangige Stellung für den Personenschutz haben der PE- und der PEN-Leiter. Zur gleichen Kategorie zählen der Schutzpotenzialausgleichsleiter und der Neutralleiter. Für PE-, PEN-, SPA-, N-Leiter sowie Polleiter verlangt die NIN eine genormte, klare Kennzeichnung auf der ganzen Länge der Leiter. Dazu ist jede andere Verwendung der genormten Schutzleiterfarben Grün-Gelb sowie Blau unzulässig.

Bei Betriebsmitteln, welche hinten offen sind, besteht die Gefahr, dass ein spannungsführender Leiter bei der Montage eingeklemmt wird und mit dem Montagegrund in Kontakt kommt. Bei Backstein oder Kalksandstein besteht keine Gefahr. Passiert ein solcher Fehler bei metallenem Montagegrund, besteht hingegen die Gefahr der Spannungsverschleppung. Daher ist der Anschluss des PE- oder PA-Leiters am metallischen Montagegrund zwingend. Im Fehlerfall würde so der vorgeschaltete Überstromunterbrecher auslösen.

Der Ersteller von elektrischen Installationen oder Anlagen hat die technischen Unterlagen nach Erstellung dem Anlagebesitzer zu übergeben. 

1. Pläne,
2. Legenden und Schaltschemas,
3. Weisungen der Hersteller von Betriebsmitteln,
4. Sicherheitsnachweis inkl. Mess- und Prüfprotokoll. 

Der Hersteller eines technischen Gerätes richtet die für sein Gerät notwendigen Montage- und Anschlussanweisungen an folgende Personengruppen:

Fachpersonal, mit Angaben über 

• den korrekten Anschluss,
• die zugehörende Leistung,
• die Bedingungen über die Montage,
• die zulässigen Minimalabstände von brennbaren Gebäudeteilen,
• die zwingenden Lüftungsdistanzen. -

Benutzer, mit einfachen und verständlichen Angaben über

• die Hinweise für den richtigen Gebrauch,
• die Wartungshinweise (Filterwechsel bei einem Staubsauger),
• die sicherheitsrelevanten Angaben

Hinweis:

Die Angaben der Hersteller müssen zwingend eingehalten werden.

Man kann davon ausgehen, dass auch ein Laie auf der Schachtel die Aufschrift 110 V bemerkt.

Die Eignung eines Gehäuses für bestimmte äussere Einflüsse wird durch das Anbringen der Kurzzeichen IP

Die Bestimmung der äusseren Einflüsse geschieht üblicherweise durch den Elektroinstallateur. Im Zweifelsfall zieht er die Netzbetreiberin hinzu. Feuer- und explosionsgefährliche Räume werden durch das zuständige feuerpolizeiliche Organ oder die Suva bestimmt. Medizinische Räume unterliegen der Bestimmungspflicht durch den Betriebsinhaber mit dem verantwortlichen Arzt. Die Tabelle  zeigt die Zusammenhänge.

In einem Raum mit der Bezeichnung ADS muss mit Strahlwasser aus allen Richtungen gerechnet werden. Regelmässig mit einem Schlauch gereinigt werden z.B. die Fabrikationsräume einer Käserei, Metzgerei usw. Sämtliche Betriebsmittel müssen mindestens den IP-Schutzgrad X5 erfüllen. 

Die Internationale Schutzgradbezeichung IP XX bezeichnet die Eigenschaften der Betriebsmittel. Die Abkürzung IP bedeutet International Protection. Dabei kann ein Betriebsmittel, welches die benötigte Schutzart nicht erreicht, in ein Gehäuse mit dem entsprechenden Schutz eingeschlossen werden. Das Bild zeigt den Zusammenhang zwischen den Kurzzeichen für die äusseren Einflüsse und der Schutzgradbezeichnung IP XX. 

Hinweis:

Der Raum und die Nutzung entscheiden über den IP-Schutz. Eine Nutzungsänderung kann auch eine Anpassung der übrigen Installation bedingen. 

Die Angaben über die äusseren Einflüsse gelten im Normalfall für einen ganzen Raum. In einzelnen Fällen können sie sich aber auch nur auf eine Zone oder einen Sektor eines Raumes beziehen.

1. Eine Schreinerei mit einem Spritzraum für Möbel in einer Ecke. Die Schreinerei selber gilt als feuergefährlicher Raum. Der Spritzraum hingegen als explosionsgefährlicher Bereich oder Zone.
2. Eine grosse Lagerhalle mit einer Abfülleinrichtung für Zement in einem begrenzten Bereich der Halle. Der Abfüllplatz und seine unmittelbare Umgebung gilt als Zone mit nichtbrennbarem Staub, der übrige Teil der Halle als trockener Raum

In der NIN werden Buchstaben und Zahlen benützt, um die äusseren Einflüsse zu bezeichnen. Dabei wird eine Darstellung gemäss Bild und Tabelle  eingesetzt. Als Beispiel gelten folgende Einflüsse: 

• AA4 bedeutet, dass eine Umgebungstemperatur von -5 °C bis 40 °C vorherrscht. 
• BA4 bezieht sich auf die Benützung durch elektrisch unterwiesene Personen. Das könnte ein elektrischer Betriebsraum sein. 
• CA2, hier handelt es sich um ein Gebäude, das vorwiegend aus brennbaren Baustoffen besteht. 

NIN: 5.1.2 B+E

1. durch den bedienenden Personenkreis,
2. die Umgebungstemperatur,
3. die vorhandene Luftfeuchtigkeit,
4. die Staubablagerung,
5. eine hohe Sonneneinstrahlung,
6. elektromagnetische Einflüsse 
7. Mechanischer Einflüsse
8. Wasser 

Bei vierpoligen Steckvorrichtungen gibt es folgende Nachteile:

1. Auch wenn im Moment der Erstellung der Installation eine vierpolige Steckvorrichtung genügt, ist abzusehen, dass früher oder später eine Erweiterung ansteht, welche eine fünfpolige Steckdose notwendig macht.
2. Bei vierpoligen Steckdosen besteht die Gefahr, dass unzulässige Verbindungskabel mit einem vierpoligen Stecker und am anderen Ende einer fünfpoligen Kupplung hergestellt werden.

Gelangen solche Übergangskabel zum Einsatz, ist die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) nicht mehr funktionsfähig bzw. bei der Verbindung von N-PE kann sie direkt auslösen.

Stecker für Kleinspannung dürfen sich nicht in Steckdosen mit Normalspannung einführen lassen.

Die Ordnungstrennung zwischen den beiden Bereichen ist nach wie vor die beste und sicherste Lösung. Sie soll im Normalfall angewandt werden. Unter bestimmten Bedingungen dürfen heute die beiden Spannungsbereiche I und II in einem gemeinsamen Rohr/Kanal oder sogar unter dem gleichen Kabelmantel verlegt werden. Zu diesen Massnahmen gehören: •

1. Entweder muss jeder Leiter einer mehrpoligen Gruppe entsprechend der höchsten vorkommenden Spannung isoliert sein,
2. oder wenn die Leitungen lediglich ihrer Bemessungsspannung entsprechend isoliert sind, müssen sie in getrennte Abteile von Installationskanälen verlegt werden.
3. Wichtig ist, dass keine nachteilige Beeinflussung z.B. des Schwachstrombereichs entstehen darf.
4. Die Grundsätze der elektromagnetischen Einflüsse EMV nach NIN: 4.4.4 müssen ebenfalls eingehalten werden.

Es gelten nachstehende Bedingungen

1. Das Material muss mit den Werkstoffen der Leitungen verträglich sein.
2. Die thermischen Bewegungen der Leitungen dürfen keine Verringerung der Verschlussqualität ergeben.
3. Die mechanische Festigkeit muss den Beanspruchungen standhalten, die durch Zerstörung der Befestigungen bei einem Brand entstehen können.
4. Die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse muss derjenigen der Leitungen entsprechen wie z.B. Widerstandsfähigkeit gegen Verbrennen.
5. Widerstandsfähigkeit gegen allfällige Feuchtigkeit. Baugips kommt daher aus den erwähnten Gründen nicht in Frage.

Verbindungen dürfen ausser in Abzweigdosen auch an folgenden Orten realisiert werden: 

1. in der Installation an Klemmstellen von Schaltern, Steckdosen, Energieverbrauchern und dgl.,
2. Verbindungen können geschraubt, gesteckt, gequetscht oder gepresst werden. 
3. Alle Leiter, auch kleinere Querschnitte, müssen sicher unterklemmt werden können

Unter folgenden Bedingungen kann ein ortsveränderliches Kabel von einem Verbrauchsmittel ortsfest verlegt werden:

1. Der Hersteller des Verbrauchsmittels hat die Anschlussleitung fest an das Verbrauchsmittel angeschlossen.
2. Das Ende der Leitung, welches mit der Installation verbunden wird, verfügt nicht über einen Stecker und wird mit der Installation fest  verbunden.

Oder

1. Ein Anschlusskabel mit einem Stecker muss so verlegt werden, dass es ohne Demontieren des Steckers entfernt und wieder montiert werden kann.

Leitungslängen und entsprechende Querschnitte werden gemäss nachstehender Tabelle nicht überschritten.

Bei ortsveränderlichen Leitungen kann davon ausgegangen werden, dass die Kabel freiliegend eingesetzt werden. So wird allfällige Warme an die Umgebung abgegeben. Bei einem geringen Querschnitt von 0,75 mm² sind zwei Varianten vorgesehen, die garantieren, dass kein grösserer Belastungsstrom als 6 A fliessen kann.

Das Kabel ist mittels Apparatesteckdose von ≤ 6 A Bemessungsstrom fest vulkanisiert.

Es ist an einen Apparat mit maximalem Bemessungsstrom von ≤ 6 A fest angeschlossen.

Werden flexible Leiter ortsfest montiert, gelten dieselben Bedingungen für die Bemessung wie für Leitungen mit starren Leitern. 

HInweis:

Ein Beispiel sind Zuleitungen zu Storen. Es ist keine Ouerschnittsreduktion zulässig, auch wenn flexible Leiter eingesetzt werden. 

1. Für Hausleitungen  mind. 6mm²
2. für Gruppen- Verteil- und Verbraucherleitungen mind. 1.5 mm²
3. für Steuerleitungen für Melde- und Steuerstromkreise mind. 0.5 mm²
4. für Steuerleitungen zu elektronischen Betriebsmitteln mind. 0.1 mm²  

Diese Querschnitte dürfen nicht unterschritten werden.

Korrekturfaktoren

• I= 58A                  I= \(I = {Ib \over Kt}{58A \over 1.06} = 54.7A\) ==> 16mm²
• KH = 1
• KG = 1
• KT = 1.06

Kurzschlussschutz: \(t = {115 * 16 mm2 \over 1450A * 0.75} =2.86 s\)

Die Bedingungen sind für PEN-Leiter nach NIN dieselben wie beim Neutralleiter. Installationen nach Schutzsystem TN-C sind nach aktuellem Stand der Technik nicht mehr zeitgemäss. Zu gross ist die Gefahr von unkontrollierten Stromflüssen in leitenden Gebäude- oder Installationsteile

a) Die NIN sagt aus, dass Neutralleiterquerschnitte nach den gleichen Bedingungen dimensioniert werden wie die Aussenleiter. Bis zu einem Querschnitt von 16 mm² hat der Neutralleiterquerschnitt dem Aussenleiterquerschnitt zu entsprechen. In Drehstromleitungen mit einem Querschnitt von > 16 mm² darf der Neutralleiterquerschnitt um 50 % gegenüber dem Aussenleiterquerschnitt reduziert werden.

b) Wenig sinnvoll ist diese Regelung, wenn durch den Einfluss von nichtinearen Verbrauchern, getakteten Netzgeräten, Frequenzumformern usw. im Neutralleiter von Drehstromleitungen mehr Strom f!iesst als in den Aussenleitern. Die Gefahr eines überhöhten Neutralleiterstromes ist in vielen fünfadrigen Leitungen vorhanden. Die Auswirkungen sind nicht nur in Leitungen mit reduziertem Neutralleiter, sondern gerade auch in 5 x 1,5- und 5 x 2,5-mm2 - Zuleitungen zu Steckdosenkreisen in Brüstungskanälen von Bürogebäuden negativ in Erscheinung getreten.

Die Berechnung zeigt, dass ein 4-mm² -Leiter den hohen Kurzschlussstrom maximal 0,43 s ertragen würde, ohne zu warm zu werden. In den Abschmelzkurven der vorgeschalteten Überstromunterbrecher lässt sich ein Ansprechen in der verlangten Zeit nachprüfen. Die berechnete Zeit ist ganz knapp eingehalten. In der Praxis wird aus Sicherheitsgründen eher ein 6-mm² -Leiter verlegt, weil die Preisdifferenz zwischen 4-mm² - und 6-mm² - Leitern gering ist

Falls der vorgeschaltete Überstromunterbrecher grösser als 40 A gewählt wird, muss der Kurzschlussschutz zusätzlich nachgewiesen werden. Das ist hier nicht der Fall.   

Wir wählen das vorgeschlagene System mit folgenden Schritten:

1. Schritt: Der Leiterbelastungsstrom ist durch den vorgeschalteten Leitungsschutzschalter auf 16 A festgelegt.
2. Schritt: Es wird nur eine Leitung im KRF-Rohr verlegt. Die Häufung beträgt 1. Am Leiterbelastungsstrom ändert sich nichts.
3. Schritt: Weil für die Umgebungstemperatur keine Angaben vorliegen, kann von einer maximalen Temperatur von 30 °C ausgegangen werden. Der Leiterbelastungsstrom wird nicht verändert.
4. Schritt: Die Verlegungsarten in Beton und mit Schlitz in Backstein verlegt sind in B 5.2.3.1.1.7 zu finden. Sie werden beide durch die Referenzverlegeart B 1 wiedergegeben.
5. Schritt: T-Drähte (H05V-U) haben eine Leiterisolation aus PVC. Bei einer 3LNPE-Leitung geht die NIN von drei belasteten Leitern aus. Die, Strombelastbarkeit für einen Querschnitt von 1,5 mm² beträgt in Tabelle 5.2.3.1.1.7 15,5 A. Weil ein Kochherd kaum über längere Zeit voll in Betrieb bleibt, lässt sich die geringe Differenz von 15,5 A zu 16 A verantworten. Die NIN spricht von geringen Differenzen bei einer Gesamtgenauigkeit von 5 %

Die Querschnittsbemessung benötigt die folgenden Schritte. Dazu gehören:

1. Festlegung des maximalen Leiterbelastungsstromes,
2. Berücksichtigung der Häufung der Stromkreise,
3. Einbezug des Gleichzeitigkeitsfaktors bei Aussetzbetrieb, Belastungen < 100 %. Wird der kombinierte Faktor kGH angewandt, ist eine sinnvolle Gleichzeitigkeit bereits eingerechnet.
4. Festlegung der Umgebungstemperatur. Im Wohnungsbereich kann dieser Wert vernachlässigt werden.
5. Beachtung der massgeblichen Verlegungsart,
6. Beachten der Anzahl belasteter Leiter (zwei oder drei), Achtung: Neutralleiterstrom beachten,
7. Einfluss des verwendeten Isolationsmaterials der Leiter. Die Hauptgruppe der Leitungen wird in der Schweiz mit PVC-Isolationen erstellt.
8. Achtung: Die vorgeschriebene Abschaltzeit 0,4/5 s muss nachgewiesen werden. 

Bei der Ermittlung der Anzahl der belasteten Leiter in einem Stromkreis sind nur jene Leiter zu berücksichtigen, die den Belastungsstrom führen. Wenn z.B. in einem Drehstromkreis eine symmetrische Belastung aller Aussenleiter angenommen werden kann, ist der zugehörige Neutralleiter nicht zu berücksichtigen. Wenn der Neutralleiter belastet wird, ohne dass die Aussenleiter entsprechend entlastet werden, muss der Neutralleiter bei Festlegung der Strombelastbarkeit des Stromkreises mitberücksichtigt werden. Solche Ströme können beispielsweise durch einen ausgeprägten Oberschwingungsstrom in Drehstromkreisen verursacht werden. Wenn der Oberschwingungsanteil grösser ist als 15 %, muss der Neutralleiter denselben Querschnitt aufweisen wie die Aussenleiter. 

Es wird von EPR (Ethylen-Propylen-Kautschuk) - und VPE (Vernetzte Polyethylen) -Isolationen gesprochen. Diese ertragen Leitertemperaturen bis 90 °C. Eine höhere Temperatur von 105 °C ertragen mineralisolierte Leitungen.