Elektrische Schutzmaßnahmen - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Betrachten wir eine Spannungsquelle (beispielsweise eine Batterie). Wann fließen keine Elektronen mehr, d.h. kein elektrischer Strom?

a) Verbinden wir einen Pol einer Spannungsquelle (oder Stromquelle) mit der Erde, so fließt kein Elektronenstrom mehr. Strom fließt nur, wenn ein geschlossener Stromkreis vorliegt. Dies nennt man auch Erdung.

b) Ein menschlicher Körper stellt einen elektrischen Leiter dar, deshalb kann ein Mensch auch Teil eines geschlossenen Stromkreises werden. Ein geschlossener Stromkreis liegt nicht vor, wenn in einem elektrischen Stromkreis ein Gerät ausgeschaltet ist

2) Wie ist denn unser Stromnetz aufgebaut bzw. wie wird die Erdung des Stromnetzes gewährleistet?

a) Ein Stromnetz führt zwei Leiter, dabei ist ein Leiter geerdet, d.h. er hat eine leitende Verbindung zum Erdboden. Die geerdeten Leiter nennt man Neutralleiter, die nicht geerdeten Leiter nennt man Außenleiter.

b) Ein Stromnetz führt drei Leiter, dabei ist ein Leiter geerdet, d.h. er hat eine leitende Verbindung zum Erdboden (dieser Leiter wird auch als Neutralleiter bezeichnet). Die anderen beiden Leiter werden als Außenleiter bezeichnet und berühren sich um eine schnellere Leitung der Elektronen zu bewerkstelligen.

3) Was würde passieren, wenn wir mit einem sogenannten Polprüfer die Pole einer Steckdose überprüfen würden?

a) An beiden Polen, der jeweils mit dem Außenleiter bzw. Neutralleiter verbunden ist, leuchtet die Lampe des Polprüfers auf. Bei beiden Leitern (Neutralleiter und Außenleiter) ist ein geschlossener Stromkreis aufgebaut worden.

b) Am Pol, der mit dem Außenleiter verbunden ist, leuchtet die Lampe des Polprüfers auf. Am Pol, der mit dem Neutralleiter verbunden ist, leuchtet der Polprüfer nicht. Das bedeutet, dass bei einer Berührung des Außenleiters bereits ein Stromkreis geschlossen wird.

4) Betrachten wir ein Bügeleisen (das am Stromnetz angeschlossen ist), an dem die Isolierung der Kabel "zerstört" ist. Was würde passieren, wenn wir das schadhafte Kabel berühren?

a) Berühren wir das Metall, schließt sich ein Stromkreis. Der Außenleiter ist über den menschlichen Körper und die Erde über den Neutralleiter verbunden. Dadurch fließt ein elektrischer Strom durch die Person. Dieses "Ereignis" wird als Körperschluss bezeichnet, da der Körper an den Außenleiter angeschlossen ist,

b) Es gibt kein Bügeleisen, dass ein schadhaftes Kabel hat.

5) Wie wird bei elektrisch-technischen Systemen (z.B. dem Bügeleisen) dafür gesorgt, dass es zu keinem Körperschluss kommt?

a) Dazu wird das Gerät durch einen sogenannten Schutzleiter gesichert. Der Schutzleiter wird an das Metallgehäuse des Gerätes angeschlossen und ist mit dem Neutralleiter verbunden und so geerdet. Der Außenleiter hätte im Fall eines Körperschlusses durch den Schutzleiter direkten Kontakt mit dem Neutralleiter. Es kommt hierdurch zum Kurzschluss, so dass die Sicherung den Stromkreis unterbricht

b) Damit ein technisches/elektrische Gerät funktioniert, genügen (eigentlich) zwei Kabel (Außenleiter und Neutralleiter). Elektrische Geräte wie beispielsweise das Bügeleisen verfügen aber über drei Leiter. Bei technischen/elektrischen Geräten wird der Schutz vor einem Körperschluss dadurch erreicht, dass dieses Gerät (auch beim Betrieb) nie eingeschaltet wird.

6) Wann bietet das Schutzkonzept "Schutzleiter" keinen Schutz vor einem elektrischen Unfall und wie ist dieses "Problem" technisch gelöst worden?

a) Würde man eine Nadel in die Steckdose stecken (niemals machen), bestünde zwischen Mensch, Außenleiter und Erde eine leitende Verbindung zum Neutralleiter. Die Sicherung würde in diesem Fall aber nicht den Stromkreis unterbrechen. Technisch hat man diese Gefahr mit Hilfe des "Fehlerstrom-Schutzschalters" reduziert.

b) Ist der Schutzleiter (also die Schutzisolierung) beschädigt, wirkt der Schutzleiter in diesem Fall auch nicht. In diesem Fall gibt es leider noch keine technische Schutzvorkehrung gegen einen elektrischen Unfall. Daher muss immer darauf geachtet werden, dass der Schutzschalter nicht beschädigt ist

7) Wie funktioniert das Prinzip "Fehlerstrom-Schutzschalter"?

a) Der Schutzschalter "vergleicht" den elektrischen Strom(fluss) in Außen- und Neutralleiter. Fließt ein Fehlerstrom über die Erde, ist die Stromstärke im Neutralleiter kleiner als im Außenleiter. In diesem Fall unterbricht der Schutzleiter den Stromkreis sofort (max. 0,03 Sekunden), bei einem Unterschied von mehr als 30 mA.

b) Der Schutzschalter "vergleicht" den elektrischen Strom(fluss) in Außen- und Neutralleiter. Fließt ein Fehlerstrom über die Erde, ist die Stromstärke im Neutralleiter größer als im Außenleiter. In diesem Fall unterbricht der Schutzleiter den Stromkreis sofort (max. 0,03 Sekunden)

Test – Schutzmaßnahmen im Stromnetz

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