WB: 4 Schutzmassnahmen

Bei einzelnen Installationsteilen oder bei Betriebsmitteln kann durch Anwendung einer der folgenden Massnahmen keine zu hohe Berührungsspannung auftreten:

• durch Anwendung von Kleinspannung ELV,

• durch Einsatz von Betriebsmitteln der Schutzklasse II,

• bei Anwendung der Schutztrennung.

Die Wirkungsweise einer Schutzmassnahme wird in der Regel vom möglichen Körperstrom, welcher im Fehlerfall über ein Lebewesen fliessen kann, beurteilt. Bei der doppelten Isolation und bei der Schutztrennung kann keine Berührungsspannung entstehen

Es handelt sich um kleine, leitfähige Teile mit einer Abmessung von etwa 50 x 50 mm. Hier darf der Anschluss des Schutzleiters entfallen, wenn ein bedeutender Kontakt mit dem menschlichen Körper als unwahrscheinlich erscheint und ein Umfassen nicht möglich ist. Ein typisches Beispiel sind Kabelverschraubungen aus Metall.

Die folgenden Betriebsmittel benötigen keinen Anschluss des Schutzleiters: 

• Betriebsmittel der Schutzklasse II, 
• Betriebsmittel in Stromkreisen mit Schutztrennung, OIO 
• Teile von Betriebsmitteln, die wegen ihrer kleinen Abmessung ( etwa 50 x 50 mm) oder wegen ihrer Anordnung nicht umfasst bzw. nicht in bedeutendem Kontakt mit dem menschlichen Körper gelangen können. Dabei muss der Anschluss des PE-Leiters entweder erschwert oder nicht zuverlässig und dauerhaft möglich sein,
• Metallrohre oder Metallumhüllungen zum mechanischen Schutz von Leitungen oder Betriebsmitteln. Ausgenommen sind leitende Rohre in die Leitern mit einfacher Isolation eingezogen sind, 
• Anlagen mit Kleinspannung SELV, für PELV gelten Einschränkungen.

Die NIN schreibt den Schutz gegen elektrischen Schlag für Personen und Nutztiere vor. Dabei wird verlangt, dass gefährliche Spannungen im Fehlerfall rasch abgeschaltet werden.

Dieser Grundsatz gilt bei Betriebsspannungen über 50 V - als erfüllt, wenn folgen

1. Eine zufällige Berührung spannungsführender Teile erscheint durch geeigneten Basisschutz als ausgeschlossen.
2. Die Abschaltzeit wird im Fehlerfall begrenzt auf:, 0,4 s für alle Steckdosen und fest angeschlossenen Verbraucher mit I_N > 32 A. Für fest angeschlossene Verbraucher mit I_N > 32 A gilt eine maximale Abschaltzeit von 5 s. Dabei sind für spezielle Installationen wie z. B. in der Tierhaltung und im medizinischen Bereich Ausnahmen zu beachten.

Es sind sämtliche freizügig verwendbaren Steckvorrichtungen mit I_N ≤ 32 A mit einem zusätzlichen Schutz über Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) zu betreiben. Der maximale I_N des RCD's beträgt 30 mA. 

Bei einem Isolationsfehler löst eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) sofort aus. Das Gerät nimmt dabei keine Rücksicht auf angeschlossene Installationen oder Betriebsmittel. Falls Geräte vor dem Ausschalten zuerst in eine Parkposition gefahren werden müssen, könnte dies negative Auswirkungen haben. Vorstellbar sind die negativen Auswirkungen einer Auslösung einer Baustellenbeleuchtung. Durch die fehlende Beleuchtung könnten im Dunkeln lebensgefährliche Stürze die Folge sein. In solchen Situationen verzichtet die NIN auf den Einsatz der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's), verlangt aber den Einsatz von anderen zusätzlichen Schutzmassnahmen wie z. B. die Anwendung von Geräten der Schutzklasse II. Für Maschinen, welche in Parkpositionen gefahren werden müssen, liegt eine Alarmierung durch Differenzstrom-Überwachungsgeräte (RCM) mit Stromwandlern nahe. Fliesst ein unzulässiger Differenzstrom, erfolgt eine Alarmierung, die gefährliche Situation kann behoben werden, ohne dass eine direkte Abschaltung mit gefährlichen Auswirkung erfolgt. 

Das Bild 4.1.5 zeigt einen Fehlerfall, bei welchem die Zuleitung verletzt und der blanke Aussenleiter direkt berührt werden kann. Hier schützt der Schutzleiter nicht. Der Personenschutz kann nur durch Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen (RCD's) erreicht werden. Als Schutz bei direkter Berührung kann eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) nur gelten, wenn sie keinen grösseren Bemessungsdifferenzstrom I_△N als 30 mA aufweist

An Geräten der Schutzklasse II dürfen keine Schutzleiter angeschlossen werden. Auch bei Installationen mit Kleinspannung SELV ist ein Anschluss des Schutzleiters unzulässig.

Beim Auftreten eines Fehlers soll die Schutzmassnahme verhindern, dass die gefährliche Situation zu lange bestehen bleibt und die fehlerhafte Installation in der zulässigen Zeit abschaltet. Die NIN spricht vom Schutz durch automatische Abschaltung. 

Für alle Steckvorrichtungen und fest angeschlossenen Verbraucher mit I_N ≤ 32 A sowie für Steckvorrichtungen bis 63 A gibt die NIN eine maximale Abschaltzeit von 0,4 s vor. Für fest angeschlossene Verbrauchsmittel mit I_N > 32 A beläuft sich die maximale Abschaltzeit auf 5 s. 

Das Bild zeigt die Abhängigkeit der Abschaltzeit t(s) von der Berührungsspannung UB (V~), die auf einen Menschen oder ein Nutztier einwirkt. In der Skizze ist die Abschaltzeit von 0,4 s und auch die zugehörige, maximale Berührungsspannung von 160 V~ mit Pfeilen hervorgehoben. Die Aussage ist deutlich. Die von rechts unten ansteigende Linie zeigt, dass eine Berührungsspannung < 50 V~ ungefährlich ist. Steigt sie über 50 V, wird die zulässige Abschaltzeit sukzessive kürzer, bei einer Berührungsspannung von etwa 160 V~ liegt sie bei 0,4 s, bei noch höherer Spannung noch kürzer.

Der Schutzpotenzialausgleich verbindet sämtliche fremden leitfähigen Teile miteinander. Dabei wird eine mögliche Berührungsspannung gesenkt. Die vorgeschriebenen Abschaltzeiten der automatischen Abschaltung gelten auch mit vorhandenem Schutzpotenzialausgleich. Somit ist das Ziel erreicht, dass ein Mensch bei gleichzeitigem Berühren keine Spannung abgreifen kann. 

NIN 4.1.1.3.1.2 B+E

Der zusätzliche Schutzpotenzialausgleich wirkt in der gleichen Art wie der Schutzpotenzialausgleich. Er senkt eine allfällige Berührungsspannung noch weiter. Ein zusätzlicher Schutzpotenzialausgleich verhindert selbst geringe Spannungsdifferenzen. Die Wirkung lässt sich anhand des Bildes erklären. Entsteht ein Körperschluss beim Punkt 1, kann durch die kurze, niederohmige Leiterverbindung zwischen dem Schutzleiter (hier PEN-Leiter) und der mit dem Schutzpotenzialausgleichsleiter verbundenen, metallischen Wasserleitung keine Potenzialdifferenz entstehen. Besteht der Körperschluss hingegen beim Punkt 2, ist die Verbindung sehr lang. Im Fehlerfall entsteht eine Spannungsdifferenz zwischen dem PEN-Leiter und der als Schutzpotenzialausgleich dienenden Wasserleitung. Ein zusätzlicher Schutzpotenzialausgleich an Punkt 2 schafft Abhilfe und verhindert die erwähnte, kritische Situation. 

Ein erdfreier, örtlicher Schutzpotenzialausgleichsleiter wird z. B. bei einer Speisung mehrerer Steckdosen ab einem Trenntransformator angewandt. Sein Anwendungsbereich ist begrenzt. Das Bild  zeigt die erwähnte Möglichkeit. Der Unterschied besteht darin, dass weder eine direkte, noch eine indirekte Verbindung über leitende Teile zur Erde aufgewiesen werden darf. 

Ja, vorhandene Metallteile, wie metallene Rohrsysteme und andere Metallteile dürfen sowohl für den Schutzpotenzialausgleich wie auch für den
zusätzlichen Schutzpotenzialausgleich verwendet werden. Dies gilt jedoch nicht für Gasleitungen. Diese dürfen weder für den Schutz-PA noch für den
zusätzlichen Schutz-PA eingesetzt werden. Die beiden nachstehenden Bedingungen dürften klar sein:

• Der für den Schutzpotenzialausgleichsleiter vorgeschriebene minimale Querschnitt muss eingehalten und dauernd gewährleistet sein.
• Ausbaubare Konstruktionsteile wie Wasserzähler, Ventile müssen überbrückt werden, so dass bei einem allfälligen Ausbau durch eine nichtelektrische Fachkraft kein Unterbruch entsteht.

Leitungen mit brenn- oder entzündbaren Inhalten werden einmal an den SPA angeschlossen und dürfen nicht als Bestandteil des SPA-Leiters verwendet werden.

Die Dimensionierung bezieht sich auf den Querschnitt des massgebenden Stromkreises. Ist eine Blitzschutzanlage angeschlossen, ist der minimale
Querschnitt 10 mm2
 

• Halber Querschnitt des Hauptschutzleiters
• Mindestens 6mm2 bei Blitzschutz 10mm2 
• Maximal 16mm2 

NIN: 5.4.4.1 B +E 

Der Querschnitt des zusätzlichen SPA richtet sich nach folgenden Punkten: 

• Grundsätzlich muss der zusätzliche SPA nie grösser als der Querschnitt des Schutz-PA gewählt werden.
• Wenn der zusätzliche Schutz-PA zwischen einem elektrischen Gerät und einem metallenen Teil eine Verbindung herstellt, muss sein Querschnitt mindestens dem halben PE-Leiterquerschnitt zum Gerät entsprechen. Bei zwei Geräten gilt der kleinere PE-Leiterquerschnitt auch für den zusätzlichen SPA als Mindestquerschnitt. Dabei gelten zusätzlich folgende Bedingungen:
  • Der zusätzliche SPA darf bei mechanisch geschützter Verlegung z.B. in Rohren nicht kleiner als 2,5 mm² gewählt werden.
  • Für eine mechanisch ungeschützte Verlegung z.B. direkt auf Gebäudeeile gilt 4 mm² als Mindestquerschnitt.

Die vorgeschriebenen Abschaltzeiten der automatischen Abschaltung werden durch Schutzeinrichtungen wie Schmelzsicherungen, Leitungsschutzschalter, Leistungsschalter erreicht. Diese schalten den Stromkreis beim Auftreten eines Fehlers sofort ab. Dies gilt auch für Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's). 

Steckdosen Typ 12 und 13 haben folgende Kenndaten: L + N + PE 250 V 10 A
Steckdosen Typ 23 und 25 haben folgende Kenndaten: L + N + PE 250 V 16 A

Sie beziehen sich auf die Gesamtheit aller zu einer Einheit zusammengefassten Einzelsteckdosen. Zwar werden diese auch einzeln geprüft entsprechend dem Gesamtbemessungsstrom.
Die Prüfung der dielektrischen Festigkeit und die Beurteilung der Luft- und Kriechabstände erfolgen aufgrund der Bemessungsspannung von 250 V.
Auf Grund der Prüfung nach der geltenden Norm SN 441011 ist es nicht zulässig, Mehrfachsteckdosen aus mehr als einem Polleiter anzuspeisen.

Die NIN spricht von den Schutzklassen Obis III. Die vier Schutzklassen haben folgende Eigenheiten:

1. Schutzklasse 0: Der Schutz wird allein durch die Basisisolierung erreicht. Weil sie weder einen Schutzleiteranschluss noch eine zweite Isolierung besitzen, dürfen solche Geräte nur in Räumen mit nicht leitendem Bereich benützt werden. Die Geräte der Schutzklasse O sind in der Schweiz nicht mehr zugelassen. •
2. Schutzklasse I: Diese Geräte besitzen eine Basisisolierung und alle leitenden Körper sind durch Anschluss an den Schutzleiter gegen indirektes Berühren geschützt.
3. Schutzklasse II: Sie ist bei Handgeräten am meisten verbreitet. Zusätzlich zur Basisisolierung wird eine zweite oder verstärkte Isolierung angebracht, sodass die Bedingungen der Schutzisolierung erfüllt sind. Ein Anschluss des Schutzleiters ist unzulässig.
4. Schutzklasse III: Hier besteht der Schutz durch den Einsatz von Kleinspannung ELV. Aktive Teile dürfen berührbar sein, weil keine Spannungen über 5O V - auftreten. Als weitere Bedingung muss es sich bei der eingesetzten Kleinspannung um Sicherheits-Kleinspannung SELV oder Schutz-Kleinspannung PELV handeln.

Stecker von Geräten mit doppelter Isolation müssen im Lieferzustand mit den Leitungen untrennbar verbunden sein. Dies kann z.B. durch Verschweissen des Steckers oder Pressen der Anschlüsse im Stecker geschehen. Dies soll verhindern, dass zweipolige Stecker T11 durch Personen ohne Fachwissen demontiert und an dreiadrige Leitungen an Geräte mit Schutzleiter angeschlossen werden. Der Schutzleiter könnte entweder gar nicht oder falsch angeschlossen werden.

Wenn ein zweiadriges Kabel mit Stecker und Kupplung des alten Modells T1 ausgerüstet ist, ist die Situation anders. Diese lassen sich nicht in Steckvorrichtungen mit Schutzkragen einführen, weil das Kabel keinen Schutzleiter aufweist, und es nur an Stellen und für Geräte zum Einsatz gelangen darf, wo der Schutzleiter nicht zwingend notwendig ist. Aus diesem Grund ist es nicht zulässig, wenn der Stecker T1 gegen einen Typ 12 ausgewechselt wird.

Die Schutzmassnahme «nicht leitende Umgebung» soll das gleichzeitige Berühren aktiver Teile mit unterschiedlichem Potenzial verhindern. Die Körper müssen so angeordnet werden, dass es unter normalen Betriebsbedingungen und ohne Hilfsmittel für eine Person nicht möglich ist, gleichzeitig zwei leitende Körper zu berühren. Als minimale horizontale Distanz gilt eine Strecke von 2,5 m zwischen leitfähigen Körpern und fremden leitfähigen Teilen. Die gleiche Distanz ist auch für den vertikalen Bereich gültig. Anders verhält es sich bei Bereichen mit leitendem Fussboden. Vom leitenden Standort (Grenzbereich) zu einem leitenden Körper darf die horizontale Distanz nicht kleiner sein als 1,25 m. 

IP 2X oder IP XXB. Leicht zugängliche horizontale Abdeckungen mindestens IP 4X oder IP XXD.

Wenn einfach isolierte Leiter (Drähte) eingezogen werden (keine Kabel).

Nein (zu kleine Abmessung).

T11 oder T26 durch Stecker mit Schutzkontakt (T12) zu ersetzen ist erlaubt. Der PE Stift darf nicht entfernt werden

Ja. In jedem Stromkreis muss ein Schutzleiter vorhanden sein, der geerdet ist.

Spannung wird auf kleiner 50V AC oder kleiner 120V DC heruntergefahren..

Kann als Brandschutz erforderlich sein.

Steckvorrichtungen, deren Steckerbild den Anschluss von Verbrauchsmitteln ermöglicht.

Beim auftreten eines ersten Fehlers noch keine Gefahr, da der Stromkreis nicht geschlossen ist

Nein. zu kleine Abmessung

Basis- und Fehlerschutzvorkehrung