Der "Elektor" zu Elektro-Sicherheit

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Die Vorschriften

Alle elektronischen Geräte müssen so konstruiert sein, daß sie die Bedingungen der Deutschen Industrie Norm DIN IEC 100 ff erfüllen. Die Vorschriften sollen der Gefahr eines elektrischen Schlages bei bestimmungsgemäßem Gebrauch und im Fehlerfall vorbeugen. Dazu muß die Berührung von Teilen, die spannungsführend sind oder bei einem Fehler spannungsführend werden können, durch den Einsatz von Kapselung oder Abdeckungen oder durch das Anbringen dieser Teile an unzugänglichen Stellen ausgeschlossen werden. Eine Alternative stellt die Beschränkung von Spannungen oder Strömen an Teilen, die absichtlich oder zufällig berührt werden können, durch eine Spannungs- und/oder Strombegrenzung oder Erdung dar. Die Höhe des Stroms, der für den menschlichen Körper gefährlich werden kann, schwankt individuell nach Art des Anschlusses an den Körper, der Frequenz und der Zeitspanne des Stromflusses.

Geräte mit Netzspannungsanschluß werden in drei Kategorien eingeteilt:

Klasse I

Geräte der Schutzklasse I sind dadurch gekennzeichnet, daß ihre berührbaren leitfähigen Teile, die im Falle des Versagens der Basisisolation berührgefährlich werden können, mit dem Schutzleiter des Netzes verbunden sind. Ein zusätzlicher Schutz ist dadurch gegeben, daß alle berührbaren Teile durch ein (unter Umständen flexibles) Kabel an den (gelb/grünen) Schutzleiter der festverlegten Installation angeschlossen sind. So kann kein Teil beim Ausfall der Basisisolation spannungsführend werden. Besitzt das Gerät eine abnehmbare Anschlußleitung, muß auch der Gerätestecker einen voreilenden Schutzkontakt besitzen.

Der grün/gelbe Schutzleiter darf niemals für eine andere Aufgabe als der des Schutzleiters eingesetzt werden und keinen kleineren Querschnitt als die Versorgungsleiter haben. Zusätzlich zu dieser Maßnahme können Geräte der Schutzklasse I Teile mit doppelter oder verstärkter Isolierung enthalten. Auch Teile, die mit Schutzkleinspannung oder durch Schutzimpedanz geschützt sind (wenn leitfähige Teile berührt werden müssen), sind möglich.

Klasse II

Auch bei Geräten der Schutzklasse II, bei denen die Möglichkeit eines Schutzleiteranschlusser fehlt, hängt der Schutz nicht nur von der Basisisolation ab, sondern auch von zusätzlichen Maßnahmen. Eine mögliche Maßnahme kann die Verwendung eines im wesentlichen zusammenhängenden Gehäuses aus nichtleitendem Material sein, das alle leitfähigen Teile unfaßt. Berührbare Schilder, Schrauben oder Nieten müssen in gleicher Qualität gegen spannungsführende Teile isoliert sein.

Wird das Gerät dagegen in einem im wesentlichen zusammenhängenden leitfähigen Gehäuse untergebracht, muß beim Netzteil durchweg eine doppelte Isolierung angewendet werden. Eine Ausnahme stellt die verstärkte Isolierung dar, die dann angewandt wird, wenn eine doppelte Isolierung unmöglich ist. Natürlich können auch Kombinationen zwischen isolierenden und leitenden Gehäusen eingesetzt werden, die diese Bedingungen erfüllen.

Es ist unzulässig, die Zusatzisolation durch nichtleitende Schrauben, Muttern oder Montageteile erreichen zu wollen. Bei einer möglichen Reparatur könnte es durch Vertauschung zur Aufhebung der Zusatzlisolation kommen.

Klasse III

Geräte mit der Schutzklasse III werden ausschließlich aus besonders zuverlässigen Stromquellen mit Schutzkleinspannung gespeist. Ortsveränderliche Transformatoren müssen schutzisoliert und gemäß DIN VDE 0551 ausgeführt sein. Aktive Teile, die betriebsmäßig Spannung führen, dürfen nicht mit dem Schutzleiter, der Erde oder mit aktiven Leitern anderer Stromkreise verbunden sein. Stecker an Geräten der Schutzklasse III dürfen keinen Schutzleiteranschluß besitzen und auch nicht in Steckdosen für höhere Spannung passen.

Wenn die Versorgungsspannung unter 25V Wechselspannung oder unter 60V Gleichspannung liegt, kann sogar auf jeden Schutz gegen direkte Berührung verzichtet werden. Geräte mit Schutzklasse III, die mit Spannungen bis 50VAC oder 120VDC betrieben werden (dies sind die Maximalspannungen für Geräte der Schutzklasse III), müssen mit einem Schutz gegen direktes Berühren versehen sein.

Die Netzteile aller drei Schutzklassen müssen zusätzlich zur Basisisolation mit einer weiteren, den Anforderungen der jeweiligen Schutzklasse entsprechenden Schutzmaßnahme versehen sein.

Praktische Hinweise

Netzdurchführung

In der Praxis betreffen diese Sicherheitsvorschriften vor allem den Umgang mit der 230V-Netzspannung.

Oberstes Gebot sollte es sein, die netzspannungsführenden Teile so kompakt und stabil wie möglich zu halten. Dies kann durch komplette Netzspannungsgerätestecker erreicht werden. Diese Stecker sind mit oder ohne Schutzleiteranschluß und teilweise mit integrierter Primärsicherung und Netzschalter im Handel. Verzichtet man auf diese Netzspannungsgerätestecker, muß das Netzkabel mit einer wirksamen Zugentlastung ausgestattet sein. Bei Klasse-I-Geräten wird der gelb/grüne Schutzleiter direkt neben der Durchführung leitend mit dem Gehäuse und - wenn möglich - mit dem Trafokern verbunden.

Schalter

Bei der Auswahl des Netzschalters ist zunächst auf die nötige Spannungsfestigkeit von 250V Wechselspannung zu achten. Diese Information findet man üblicherweise auf der Rückseite des Schalters, ebenso wie die Angabe über den maximalen Strom. Der geklammerte Wert bezeichnet den maximalen Strom bei induktiver oder kapazitiver Last. Schließt man beispielsweise einen Motor als Last an, ist der niedrigere Wert gültig. Die auf den Schaltern angegebene Spannung ist die Schaltspannung und betrifft nicht den Berührschutz. Im Bereich des Netzteils sollten nur Bauteile (Netzschalter, Sicherungshalter usw.) mit VDE-Zeichen verwendet werden, da nur dieses Zeichen die Einhaltung der Kriech- und Luftstrecken nach außen garantiert. Alle Netzschalter müssen zweipolig sein, wenn nicht mindestens eine der drei folgenden Bedingungen gegeben ist:

Ein einpoliger Netzschalter schaltet einen Netztransformator mit galvanisch getrennter Primär- und Sekundärwicklung.

Ein Funktionsschalter mit ausreichender Spannungsfestigkeit kann verwendet werden, wenn der Netztrafo getrennte Wicklungen besitzt, zusätzlich die Leistung des Gerätes weniger als 10W beträgt und deutlich sichtbar angezeigt wird, daß die Netzspannung angeschlossen ist.

Kein Netzschalter ist notwendig, wenn die Leistungsaufnahme bei normalem Gebrauch nicht über 10W liegt, wie dies beispielsweise bei Uhren, Antennenverstärkern oder anderen Geräten für den kontinuierlichen Gebrauch der Fall ist.

Schmelzsicherungen und Bauteile von Netzentstörfiltern müssen nicht, sollten aber, wenn möglich, mit abgeschaltet werden.

Verdrahtung

Die Verdrahtung der netzspannungsführenden Teile erfordert höchste Aufmerksamkeit. Das Netzkabel muß einen Querschnitt von mindestens 2x0.75mm² und eine Isolationsschicht von 0.4mm Stärke aufweisen. Der Schutzleiter darf nicht dünner als die Außenleiter sein. Wenn möglich, sind doppelt isolierte Netzkabel (beispielsweise NYLHY) einfach isolierten (wie NYFAZ) vorzuziehen. Die Adern können - wenn an der Kabeldurchführung entsprechend isolierte Lötstützpunkte vorhanden sind - verlötet, mit AMP-Steckschuhen am Netzstecker angebracht oder an (Platinen-) Lüsterklemmen festgeschraubt werden. Keinesfalls sollte man das Netzkabel direkt auf die Platine löten oder einer mechanischen Spannung aussetzen.

Litzenenden, die in einer Lüster- oder Platinenklemme verschraubt werden, müssen einen Spleißschutz (Aderendhülse) haben. Verzinnen und Verdrehen ist als Spleißschutz ungeeignet und unzulässig.

Bei Klasse-I-Geräten ist darauf zu achten, daß der Schutzleiter mit allen berührbaren leitfähigen Teilen, also auch Potiachsen und Kühlkörpern verbunden ist.

Weiterhin muß für eine ausreichende Entlüftung elektronischer Baugruppen gesorgt werden. Lassen sie, wenn im Schaltplan vorhanden, niemals eine Schmelzsicherung weg. Bei Eigenkonstruktionen liegt der Maximalstrom der trägen Primärsicherung etwa 25 % über dem Nominalstrom. Muß sekundär abgesichert werden, ist der Maximalstrom der schnellen (bei induktiver oder kapazitiver Belastung auch mittelträgen oder trägen) Sicherung gleich dem Nominalstrom des Gerätes.

Transformatoren

Netztransformatoren, die für den Einbau in elektronische Geräte vorgesehen sind, besitzen in den meisten Fällen keine Schutzklasse, sondern sind nur vorbereitet für Schutzklasse. Transformatoren, die die Kennzeichnung vorbereitet für Schutzklasse II tragen, können bei entsprechenden Maßnahmen auch für Klasse-I-Geräte verwendet werden.

	Diese Maßnahmen betreffen bei Trafos mit diesen Symbolen nur die umgebenden Bauteile, da eine doppelte oder verstärkte Isolierung des Trafos bereits gegeben ist.
	Trafos, die keine oder diese Kennzeichnung tragen, besitzen nur eine Basisisolierung und müssen zusätzlich abgesichert werden.
	Bei Spartrafos mit dieser Kennzeichnung sind Primär- und Sekundärwicklung nicht getrennt. Diese Trafos sollten nur in Ausnahmefällen und niemals zur dauerhaften Versorgung elektrischer Geräte verwendet werden.
	Trafos mit diesem Zeichen sind ohne weitere Einrichtung unbeschränkt kurzschlußfest.
	Ein bedingt kurzschlußfester Trafo mit einem solchen Symbol ist durch eine eingebaute Vorrichtung geschützt. Dabei kann es sich um einen thermischen Überstromauslöser, um eine Temperatursicherung oder einen Temperaturbegrenzer oder einen integrierten Heiß- oder Kaltleiter handeln.
	Transformatoren mit diesem Zeichen sind nicht kurzschlußfest.

Hast du etwas beizutragen? Her damit!

last update: 07.02.2001

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