Tabellenbuch Elektrotechnik - Europa

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E U R O PA - FA C H B U C H R E I H E
für elektrotechnische, elektronische,
mechatronische und informationstechnische Berufe
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Tabellenbuch Elektrotechnik
Tabellen
Formeln
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Normenanwendung
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26. neu bearbeitete Auflage
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Bearbeitet von Lehrern und Ingenieuren an beruflichen Schulen
und Produktionsstätten (siehe Rückseite)
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VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG
Düsselberger Straße 23 · 42781 Haan-Gruiten
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Europa-Nr.: 30103
Europa-Nr.: 30160 XXL, mit CD
BU
Autoren des Tabellenbuchs Elektrotechnik:
M
Häberle, Gregor
Dr.-Ing., Abteilungsleiter
Tettnang
Häberle, Heinz
Dipl.-Gewerbelehrer, VDE
Kressbronn
Jöckel, Hans-Walter
Dipl.-Ing. (FH), Oberstudienrat
Friedrichshafen
Krall, Rudolf
Dipl.-Päd. Ing., Berufsschuloberlehrer
St. Leonhard
Schiemann, Bernd
Dipl.-Ing.
Durbach
Schmitt, Siegfried
staatl. gepr. Techniker, Techn. Oberlehrer
Bad Bergzabern
Tkotz, Klaus
Dipl.-Ing. (FH)
Kronach
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Leitung des Arbeitskreises:
Dr.-Ing. Häberle, Tettnang
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E
Bildbearbeitung:
Zeichenbüro des Verlags Europa-Lehrmittel, Ostfilder-
Auszüge aus DIN-Normen und VDE-Klassikfikation sind für die angemeldete limitierte Auflage wiedergegeben mit Genehmigung 112.014 des DIN Deutsches Institut für Normung e.V.
und des VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. Für weitere
Wiedergaben oder Auflagen ist eine gesonderte Genehmigung erforderlich.
Maßgebend für das Anwenden der Normen sind deren Fassungen mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der VDE-VERLAG GmbH, Bismarckstr. 33, 10625 Berlin,
www.vde-verlag.de, erhältlich sind.
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26. Auflage 2015
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Druck 5 4 3 2 1
Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druckfehlern untereinander unverändert sind.
ISBN 978-3-8085-3228-7
ISBN 978-3-8085-3229-4 XXL, mit CD
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Umschlaggestaltung: braunwerbeagentur, 42477 Radevormwald
unter Verwendung eines Fotos der Bilddatenbank
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Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich
geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.
BU
© 2015 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruiten
http://www.europa-lehrmittel.de
Satz: Tutte Druckerei & Verlagsservice GmbH, 94121 Salzweg
Druck: B.o.s.s Medien GmbH, 47574 Goch
MATHEMATIK, PHYSIK, SCHALTUNGSTHEORIE, BAUELEMENTE
11 … 66
G
TECHNISCHE DOKUMENTATION,
MESSEN
67 … 120
TM
ELEKTRISCHE INSTALLATION
EI
121 … 198
SICHERHEIT, ENERGIEVERSORGUNG
199 … 286
INFORMATIONS- UND KOMMUNIKATIONSTECHNISCHE SYSTEME
287 … 334
AUTOMATISIERUNGS- UND ANTRIEBSSYSTEME, STEUERN UND REGELN
335 … 424
WERKSTOFFE, VERBINDUNGSTECHNIK
425 … 458
BETRIEB UND SEIN UMFELD,
UMWELTTECHNIK, ANHANG
459 … 536
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Vorwort zur 26. Auflage
Die Weiterentwicklungen der Technik und der Lernorganisationen führte schon in der 25. Auflage zu einer Überarbeitung und Erweiterung des Buches. Neue und aktualisierte Inhalte der 25. und 26. Auflage sind nachstehend
kursiv (schräg) gedruckt.
M
• Teil M
Mathematik,
Physik,
Schaltungstheorie,
Bauelemente
Formelzeichen, Größen und Einheiten, mathematische Zeichen, Potenzen, Vorsätze, logarithmisches Maß Dezibel, Kraft, Kraftmoment, Arbeit, Leistung, Wärme, Ladung, Spannung, Stromstärke, Widerstand, Felder, Wechselgrößen, Schalten von Kondensatoren
und Spulen, Drehstrom, Dioden, Transistoren, IGBTs, Thyristoren, magnetfeldabhängige
und fotoelektronische Bauelemente.
• Teil TM
Technische
Dokumentation,
Messen
Technisches Zeichnen, Maßeintragung, Schaltpläne, Schaltzeichen, Vergleich von Schaltzeichen, Zweirichtungszähler, Funksteuerempfänger, Erstellen einer Betriebsanleitung.
Messgeräte und Messwerke, Messkategorien, Messen in elektrischen Anlagen, Elektrizitätszähler, Oszilloskope, Messen mit Sensoren.
• Teil EI
Elektrische
Installation
Arbeiten in elektrischen Anlagen, Leitungsverlegung, Leitungsführung, Installationsschaltungen, Sprechanlagen, Dimmertypen, Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen,
feldarme Elektroinstallation, Gebäudeleittechnik und Gebäudesystemtechnik, Projektierung beim KNX, Hausanschluss, Fundamenterder, Hausinstallationen, Leitungsberechnung, Strombelastbarkeit von Kabeln, Lichttechnik, Beleuchtungstechnik, LED-Leuchtmittel.
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• Teil SE
Sicherheit,
Energieversorgung
Erste Hilfe, Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit, Zeichen zur Unfallverhütung, Differenzstromgeräte, Basisschutz, Fehlerschutz, zusätzlicher Schutz, Leiter für die Schutzmaßnahmen,
Kraftwerksarten, Isolierstoffklassen, Transformatoren, Freileitungsnetze, Erdkabel, Eigenerzeugungsanlagen, intelligente Stromnetze, Brennstoffzellen, Primärelemente, Akkumulatoren, SSV-Anlagen, elektromagnetische Verträglichkeit EMV, Blitzschutz, Qualität der
Stromversorgung, Oberschwingungen, Kompensation, Rauchwarnmelder, Brandschutzschalter, Sicherheitstechnik, Energieeinsparverordnung, Energie-Effizienz, Hausgerätetechnik, Stromtarife.
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• Teil IK
Informations- und
kommunikationstechnische Systeme
Zahlensysteme, Codes, Schaltalgebra, Flipflops, DAU, ADU, Modulation und Demodulation, Mikrocomputer, Netze der Informationstechnik, Komponenten für Datennetze, Ethernet, Funk-LAN, AS-i-Bussysteme, PROFIBUS, Identifizierungssysteme, Anschluss an das
Telefonnetz, Internet, Antennenanlagen, SAT-Anlagen, Querkommunikation mit Sicherheitstechnologie.
• Teil AS
Automatisierungsund Antriebssysteme, Steuern
und Regeln
Stromrichter, Schaltnetzteile, Kippschaltungen, Steuerrelais, Speicherprogrammierbare
Steuerungen SPS, Wortverarbeitung bei SPS, Steuerungstechnik, Hilfsstromkreise,
Ablaufsteuerung GRAFCET, Schütze, Motorschutz, elektrische Ausrüstung von Maschinen, Regelungstechnik, Drehstrommotoren, Wechselstrommotoren, Gleichstrommotoren,
Effizienz von Antrieben, Servomotoren, Kleinstmotoren, Linearantriebe, Planung von
Automatisierungsanlagen, EU-Maschinenrichtlinie.
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A
• Teil W
Periodensystem, Stoffwerte, Stahlnormung, Magnetwerkstoffe, Isolierstoffe, Leitungen,
Werkstoffe,
Erdkabel, Steckverbinder, lötfreie Anschlusstechnik, Gewinde, Schrauben und Muttern,
Verbindungstechnik Dübel.
K
W
• Teil BU
Betrieb, Umfeld,
Umwelttechnik,
Anhang
Normänderungen wurden übernommen, z. B. bei den Begriffen nach DIN VDE 0100-200. Allgemein ist zu
beachten, dass vielfach die Normen verschiedene Formen zulassen, z. B. in DIN EN 61082 (Dokumente der
Elektrotechnik, Regeln) Stromverzweigung mit oder ohne „Punkt“. Davon wurde, wie in der beruflichen Praxis,
auch im Buch Gebrauch gemacht.
Verlag und Autoren danken für die zahlreichen Benutzerhinweise, die zu einer weiteren Verbesserung des
Buches führten. Gerne nehmen wir auch künftig konstruktive Verbesserungsvorschläge dankbar entgegen. Diese können auch mit E-Mail an lektorat@europa-lehrmittel.de gerichtet sein.
Winter 2014/2015
BU
Organisationsformen, Arbeiten im Team, Arbeitsplanung, Kosten und Kennzahlen, Qualifikationen der Elektrofachkraft, Durchführung von Projekten, Umgang mit Konflikten,
Kommunikation mit Kunden, Umwelttechnische Begriffe, gefährliche Stoffe, Elektroschrott, Normen, Kurzformen, fachliches Englisch, Sachwortverzeichnis, Firmen und
Dienststellen.
Der Autoren-Arbeitskreis
5
Inhaltsverzeichnis Contents
Lernfelder, Prüfungsteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Teil G:
Mathematik, Physik, Schaltungstheorie,
Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Formelzeichen dieses Buches . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indizes und Zeichen für Formelzeichen dieses
Buches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Internationale Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Größen und Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mathematische Zeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Potenzen, Vorsätze, Logarithmen, Dreisatzrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Logarithmisches Maß Dezibel . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Winkel, Winkelfunktionen, Prozentrechnen . . . . . .
Beziehungen zwischen den Winkelfunktionen . . . .
Längen und Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Körper und Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Masse, Kraft, Druck, Kraftmoment . . . . . . . . . . . . . .
Bewegungslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mechanische Arbeit, mechanische Leistung,
Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Übersetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rollen, Keile, Winden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ladung, Spannung, Stromstärke, Widerstand . . . .
Elektrische Leistung, elektrische Arbeit . . . . . . . . . .
Elektrisches Feld, Kondensator . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wechselgrößen, Wellenlänge . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leistung bei Sinuswechselstrom, Impuls . . . . . . . .
Magnetisches Feld, Spule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektrische Feldstärken und magnetische Feldstärken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Strom im Magnetfeld, Induktion . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltung von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bezugspfeile, Kirchhoff’sche Regeln, Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Potenziometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ersatzspannungsquelle, Ersatzstromquelle,
Anpassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Grundschaltungen von Induktivitäten und
Kapazitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schalten von Kondensatoren und Spulen . . . . . . . .
Reihenschaltung von R, L, C . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Parallelschaltung von R, L, C . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ersatz-Reihenschaltung und Ersatz-Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einfache Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) . . . . . . . . . .
Unsymmetrische Last, Netzwerkumwandlung,
Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Widerstände und Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . .
Farbkennzeichnung von Widerständen und
Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bauarten von Widerständen und Kondensatoren . .
Anwendungsgruppen und Aufbau von
Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Halbleiterwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IGBTs, Feldeffekttransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bipolare Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Thyristor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Thyristorarten und Triggerdiode . . . . . . . . . . . . . . . .
Gleichrichterbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gehäuseformen von Dioden, Transistoren und ICs
Magnetfeldabhängige Bauelemente . . . . . . . . . . . .
Fotoelektronische Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . .
Schutzbeschaltung von Dioden und Transistoren . .
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Bauelemente für den Überspannungsschutz . . . . .
Kühlung von Halbleiter-Bauelementen . . . . . . . . . .
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Teil TM:
Technische Dokumentation, Messen . . . . . . . . . .
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Grafische Darstellung von Kennlinien . . . . . . . . . . .
Allgemeines technisches Zeichnen . . . . . . . . . . . . .
Zeichnerische Darstellung von Körpern . . . . . . . . . .
Maßpfeile, besondere Darstellungen . . . . . . . . . . . .
Maßeintragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Maßeintragung, Schraffur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltpläne als funktionsbezogene Dokumente . . .
Weitere funktionsbezogene Dokumente . . . . . . . . .
Ortsbezogene und verbindungsbezogene
Dokumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kennzeichnung in Schaltplänen . . . . . . . . . . . . . . . .
Kennbuchstaben der Objekte (Betriebsmittel) . . . . .
Unterklassen für Aufgaben von Objekten . . . . . . . .
Kontaktkennzeichnung in Stromlaufplänen . . . . . . .
Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Allgemeine Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zusatzschaltzeichen, Schalter in Energieanlagen . .
Messinstrumente und Messgeräte . . . . . . . . . . . . . .
Halbleiterbauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Binäre Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Analoge Informationsverarbeitung, Zähler und
Tarifschaltgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Audioumsetzer, Videoumsetzer und Antennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltzeichen für Installationsschaltpläne und
Installationspläne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Installationsschaltpläne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltzeichen für Übersichtsschaltpläne . . . . . . . . .
Spulen, Transformatoren, Transduktor, drehende
Generatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einphasenwechselstrommotoren und Anlasser . . .
Drehstrommotoren und Anlasser . . . . . . . . . . . . . . .
Motoren mit Stromrichterspeisung . . . . . . . . . . . . .
Vergleich von Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kurzzeichen an elektrischen Betriebsmitteln . . . . .
Hydraulische und pneumatische Elemente . . . . . . .
Symbole der Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . .
Erstellen einer Dokumentation über Geräte und
Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aufbau und Inhalt einer Betriebsanleitung . . . . . . .
Elektrische Messgeräte und Messwerke . . . . . . . . .
Piktogramme für die Messtechnik . . . . . . . . . . . . . .
Mess-Schaltungen zur Widerstandsbestimmung . .
Messbereichserweiterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Messung in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . .
Niederspannungs-Schaltungen für Leistungsmessgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektrizitätszähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektronische kWh-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Messen mit dem Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wegmessung und Winkelmessung mit Sensoren .
Kraftmessung und Druckmessung mit Sensoren . .
Bewegungsmessung mit Sensoren . . . . . . . . . . . . .
Temperaturmessung mit Sensoren . . . . . . . . . . . . .
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Teil EI:
Elektrische Installation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Qualifikationen für elektrotechnische Arbeiten . . . .
Arbeiten in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . .
Werkstattausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitungsverlegung, Leitungsbearbeitung . . . . . . . .
Ausschaltung, Serienschaltung . . . . . . . . . . . . . . . .
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Wechselschaltung, Kreuzschaltung . . . . . . . . . . . . .
Reale Ausführung von Installationsschaltungen . . .
Treppenlichtzeitschalter, Hausklingelanlage mit
Türöffner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltungen mit Stromstoßschaltern . . . . . . . . . . .
Jalousieschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zweidraht-Türsprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lampenschaltungen mit Dimmern . . . . . . . . . . . . . .
Tastdimmer, Dimmertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Automatikschalter mit Wärmesensor . . . . . . . . . . . .
Automatikschalter mit Ultraschall-Bewegungssensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen .
Feldarme Elektroinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gebäudeleittechnik und Gebäudesystemtechnik . .
Linien und Bereiche des KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltzeichen des KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Systemkomponenten zum KNX-TP . . . . . . . . . . . . .
Spezielle Aktoren und Systemgeräte zum KNX-TP .
Sensoren für den KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aktoren für den KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Installationsbus mit FSK-Steuerung . . . . . . . . . . . . .
Projektierung und Inbetriebnahme beim KNX . . . .
LON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
LON-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation mit Funksteuerung . . . . . . . . . .
LCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hausanschluss mit Schutzpotenzialausgleich . . . . .
Fundamenterder im Beton oder in Erde . . . . . . . . .
Hauptleitungen in Wohnanlagen . . . . . . . . . . . . . . .
Zählerplatzinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektrische Mindestausstattung in Wohngebäuden,
Zählerplätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitungsführung in Wohngebäuden . . . . . . . . . . . . .
Leitungsberechnung ohne Verzweigung . . . . . . . .
Leitungsberechnung mit Verzweigungen . . . . . . . .
Überlastschutz und Kurzschlussschutz von
Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Verlegearten für feste Verlegung . . . . . . . . . . . . . . .
Strombelastbarkeit für Kabel und Leitungen bei
hU = 25 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Strombelastbarkeit für Kabel und Leitungen bei
hU = 30 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Strombelastbarkeit von flexiblen oder wärmefesten
Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Umrechnungsfaktoren für die Strombelastbarkeit
Mindest-Leiterquerschnitte, Strombelastbarkeit von
Starkstromkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Überstrom-Schutzeinrichtungen
(Niederspannungssicherungen) . . . . . . . . . . . . . . . .
Überstrom-Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . .
Räume mit Badewanne oder Dusche . . . . . . . . . . . .
Räume und Anlagen besonderer Art, Arbeiten unter
Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Saunaanlagen, Schwimmbecken, begehbare
Becken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation in feuergefährdeten Betriebsstätten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation in landwirtschaftlichen
Betrieben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation in medizinisch genutzten
Bereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation in Unterrichtsräumen mit
Experimentiereinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation in explosionsgefährdeten
Bereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Energieversorgung von Werkstätten und
Maschinenhallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lichttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Planung der Arbeitsstättenbeleuchtung von
Innenräumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wartungsfaktoren von Arbeitsstättenbeleuchtung
Berechnung von Beleuchtungsanlagen . . . . . . . . . .
Beleuchtung und Blendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leuchtstofflampen für 230 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Glühlampen, Metalldampflampen . . . . . . . . . . . . . .
Energiesparlampen, Farbwiedergabe . . . . . . . . . . .
Induktionslampen und Lichtleiter . . . . . . . . . . . . . . .
Elektronische Vorschaltgeräte EVG für Leuchtstofflampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltungen von Entladungslampen . . . . . . . . . . . .
LED-Beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
LED-Leuchtmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lichttechnische Daten von Leuchten . . . . . . . . . . . .
Leuchtröhrenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
193
194
195
196
197
198
Teil SE:
Sicherheit, Energieversorgung . . . . . . . . . . . . . . .
199
Erste Hilfe am Arbeitsplatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Persönliche Schutzausrüstung PSA . . . . . . . . . . . . .
Zeichen zur Unfallverhütung . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit . . . . . . . . . . . . . . . .
Berührungsarten, Stromgefährdung, Fehlerarten .
Schutzmaßnahmen, Schutzklassen . . . . . . . . . . . . .
Verteilungssysteme (Netzformen) . . . . . . . . . . . . . .
Schutz gegen elektrischen Schlag . . . . . . . . . . . . . .
Differenzstromgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fehlerschutz durch automatische Abschaltung der
Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Weitere Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Weiterer Fehlerschutz in fachlich überwachten
Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leiter für die Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . .
Prüfung der Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . .
Wiederkehrende Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Instandsetzung, Änderung und Prüfung elektrischer
Geräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transformatoren und Drosselspulen, Prüfung der
Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Berechnung von Transformatoren . . . . . . . . . . . . . .
Weitere Betriebsgrößen von Transformatoren . . . .
Kleintransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kraftwerksarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Drehende Generatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Isolierstoffklassen, Leistungsschilder von
Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transformatoren für Drehstrom . . . . . . . . . . . . . . . .
Transformatoren in Parallelbetrieb . . . . . . . . . . . . . .
Netze der Energietechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Freileitungsnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Durchhang von Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Verlegung von Erdkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eigenerzeugungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vergütung erneuerbarer Energien nach EEG . . . . .
Windkraftanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotovoltaik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotovoltaikanlagen, PV-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . .
Intelligente Stromnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Brennstoffzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schutzarten elektrischer Betriebsmittel . . . . . . . . . .
Elektrochemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Primärelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Akkumulatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ladetechniken für Akkumulatoren . . . . . . . . . . . . . .
Notstromversorgung und Notbeleuchtung . . . . . .
Sicherheits-Stromversorgungsanlagen
(SSV-Anlagen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
185
186
187
188
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192
200
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202
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246
247
248
249
7
USV-Systeme (Unterbrechungslose Stromversorgungssysteme) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektromagnetische Verträglichkeit EMV . . . . . . . . .
Elektromagnetische Störungen EMI . . . . . . . . . . . . .
Maßnahmen gegen EMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Innerer Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Äußerer Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fangeinrichtungen und Ableitungen . . . . . . . . . . . .
Qualität der Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . .
Oberschwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kompensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kompensation der Blindleistung . . . . . . . . . . . . . . .
Überwachung der Endstromkreise . . . . . . . . . . . . . .
Melde- und Überwachungsanlagen . . . . . . . . . . . . .
Sicherheitstechnik in Gebäuden . . . . . . . . . . . . . . . .
Rauchwarnmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Brandschutzschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gefahrenmeldeanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einbruchmeldeanlagen EMA . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Videoüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Temperaturen für Wärmebedarf . . . . . . . . . . . . . . . .
Energieeinsparverordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Heizwärmeverbrauch und Energiekennzahl eines
Einfamilienhauses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Raumheizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fußboden- und Deckenheizung . . . . . . . . . . . . . . . .
Klimatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kochstellen für Elektroherde . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Warmwassergeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hausgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CE-Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Energieeffizienzklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Energie-Einsparpotenziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wärmepumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stromtarife . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
274
275
276
277
278
279
280
281
282
284
285
286
Teil IK:
Informations- und kommunikationstechnische
Systeme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
287
Dualzahlen und Binärcodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sedezimalzahlen und Oktalzahlen . . . . . . . . . . . . . .
ASCII-Code im Unicode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Binäre Verknüpfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltalgebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Entwicklung von Schaltnetzen . . . . . . . . . . . . . . . . .
Code-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Komparatoren und Flipflops . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Digitale Zähler und Schieberegister . . . . . . . . . . . . .
DA-Umsetzer und AD-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . .
Modulation und Demodulation . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mikrocomputer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bildschirmgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schnittstellen und Steckverbinder des PC . . . . . . . .
Schnittstellenkopplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Betriebssysteme Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elemente von Windows-Benutzeroberflächen . . . .
Netze der Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . .
Komponenten für Datennetze . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kommunikation bei Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Errichten eines Ethernet-Netzwerkes . . . . . . . . . . . .
Industrial Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Signalübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Datenübertragung mittels Funk . . . . . . . . . . . . . . . .
Funk-LAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Identifizierungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
AS-i-Bussystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Querkommunikation bei Feldbussen . . . . . . . . . . . .
PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
288
289
290
291
292
293
294
295
296
293
298
299
300
301
302
303
304
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310
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250
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266
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268
269
270
271
272
Fernwirksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Messumformer und Signalumsetzer für Fernwirksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Programmierbarer Messumformer für Fernwirksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Anschluss an das Telefonnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Telekommunikation mit ISDN . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ISDN und Internet-Telefonie (VoIP) . . . . . . . . . . . . . .
Internet-Zugänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Anwendungen des Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sichern und Schützen von Daten . . . . . . . . . . . . . . .
Antennen, Betriebsmittel für Antennanlagen . . . . .
Satellitenempfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SAT-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Satellitenantennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Digitales Fernsehen über terrestrische Antenne,
DVB-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gemeinschaftsantennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . .
Errichtung von Antennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . .
Breitbandkommunikationsanlagen (BK-Anlagen) . .
331
332
333
334
Teil AS:
Automatisierungs- und Antriebssysteme,
Steuern und Regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
335
Verstärker-Grundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . .
Grundlagen des Operationsverstärkers . . . . . . . . . .
Schaltungen mit Operationsverstärkern . . . . . . . . .
Aufgaben von Stromrichtern . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Benennung von Stromrichterschaltungen . . . . . . . .
Schaltungen für Gleichrichter und Stromrichter . . .
Wechselwegschaltung, Steuerkennlinie . . . . . . . . .
Betriebsquadranten bei Antrieben, Linearmotoren
Halbgesteuerte Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vollgesteuerte Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wechselrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gleichstromsteller, U-Umrichter-Prinzip . . . . . . . . .
U-Umrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ansteuerschaltungen für Halbleiter . . . . . . . . . . . . .
Glättung und Spannungsstabilisierung . . . . . . . . . .
Grundlagen der Schaltnetzteile . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltnetzteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schalttransistor und Kippschaltungen . . . . . . . . . . .
Halbleiterrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kleinsteuerung easy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kleinsteuerung Logo! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Struktogramme und Programmablaufpläne . . . . . .
Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS . . . . .
Signalkopplungen für SPS und Mikrocomputer . . .
Steueranweisungen für SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Programmbeispiele für SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zähler und Zeitglieder in SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Programmiersprachen Strukturierter Text ST,
Ablaufsprache AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Programmstruktur für SPS S7 . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wortverarbeitung bei SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ablaufsteuerung mit GRAFCET . . . . . . . . . . . . . . . .
Alphanumerische Kennzeichnung der Anschlüsse .
Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektronische Steuerung von Verbrauchsmitteln . .
Grenzwerte der Anschlussleistung im öffentlichen
Netz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hilfsstromkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen . . . . .
Architekturen von Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . .
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
M
B
C
336
337
338
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
364
365
366
367
368
369
366
371
372
E
A
K
W
373
374
375
376
EU-Maschinenrichtlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
BU
8
M
B
C
E
A
K
W
BU
Elektrische Niederspannungsausrüstung von
Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schütze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Spezielle Schützarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kennzeichnung und Antriebe der Schütze . . . . . . . .
Gebrauchskategorien und Prüfbedingungen von
Schützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schützschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schützschaltung mit Steuereinrichtung . . . . . . . . . .
Motorschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektronischer Motorschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Steuerung durch Motorschalter . . . . . . . . . . . . . . . .
Optoelektronische Näherungsschalter
(Lichtschranken) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Näherungsschalter (Sensoren) . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ultraschall-Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Unstetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Digitale stetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Analoge stetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Digitale Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einstellung von Regelkreisen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Betriebsarten und Grenzübertemperaturen bei
Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effizienz von elektrischen Antrieben . . . . . . . . . . . .
Drehstrommotoren für Stromrichterspeisung . . . .
Oberflächengekühlte Käfigläufermotoren
(Normmotoren) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Betriebsarten von Käfigläufermotoren . . . . . . . . . .
Bauformen von drehenden elektrischen
Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Berechnungsformeln für drehende elektrische
Motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Konventionelle DC-Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leistungsschilder von drehenden elektrischen
Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Drehstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Polumschaltbare Motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fehlerbeseitigung bei Drehstrom-Asynchronmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einphasen-Wechselstrommotoren . . . . . . . . . . . . . .
Gleichstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Servomotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ansteuerung von Servomotoren . . . . . . . . . . . . . . .
Schrittmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kleinstmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Daten von Kleinstantrieben, Getriebe für Kleinstmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Linearantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Piezo-Aktoren und Piezo-Antriebe . . . . . . . . . . . . . .
Prüfung elektrischer Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . .
Antriebstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wahl des Antriebsmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Anlassen von Kurzschlussläufermotoren . . . . . . . .
Planung von Automatisierungsanlagen . . . . . . . . . .
417
418
419
420
421
422
423
424
Teil W:
Werkstoffe, Verbindungstechnik. . . . . . . . . . . . . .
425
Periodensystem, chemische Bindung . . . . . . . . . . .
Stoffwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stahlnormung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitende Werkstoffe der Elektrotechnik (Nichteisenmetalle) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Magnetisierungskennlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Magnetwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lote, Thermobimetalle, Kohlebürsten . . . . . . . . . . .
Kontaktwerkstoffe, Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . .
Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kunststoffe als Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
378
379
380
381
382
383
385
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389
390
391
392
393
394
395
396
397
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
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416
426
427
428
429
430
431
432
433
434
436
Weitere Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hilfsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitungen und Kabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Isolierte Starkstromleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Starkstromleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Weitere Leitungen für feste Verlegung . . . . . . . . . . .
Leitungen zum Anschluss ortsveränderlicher
Betriebsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitungen und Kabel für Melde- und Signalanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitungen in Datennetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitungen für Kleinspannungsbeleuchtung . . . . . . .
Multimediaverkabelung im Heimbereich . . . . . . . . .
Code zur Farbkennzeichnung, Starkstromkabel . . .
Kabel für die Energieverteilung . . . . . . . . . . . . . . . .
Steckvorrichtungen der Energietechnik . . . . . . . . . .
Steckverbinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Steckverbinder RJ45 und RJ11 . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lötfreie Anschlusstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Installationsrohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dübel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bezeichnungsbeispiele für Schrauben und Muttern
Metrische ISO-Gewine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Toleranzen und Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
Teil BU:
Betrieb und sein Umfeld, Umwelttechnik,
Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
459
Organisationsformen der Unternehmen . . . . . . . . .
Organisation der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Arbeitsplanung, Netzplantechnik . . . . . . . . . . . . . . .
Arbeiten im Team . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Umgang mit Konflikten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prozesse analysieren und gestalten . . . . . . . . . . . . .
Vorbereitung einer Präsentation . . . . . . . . . . . . . . .
Präsentation eines Projektes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagramme für Präsentationen . . . . . . . . . . . . . . . . .
Durchführung von Projekten . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Systematisches Marketing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kommunikation mit Kunden . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Durchführung von Kundenschulungen . . . . . . . . . .
Bestandteile eines Tarifvertrages . . . . . . . . . . . . . . .
Rechtsgeschäfte des Betriebes . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kosten und Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kalkulation der Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Erstellen eines Angebotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lastenheft-Pflichtenheft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Computerunterstützte Planung einer Elektroinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zertifizierung, Auditierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gefährliche Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Risiko-Sätze (H-Sätze) für Gefahrstoffe . . . . . . . . . .
Sicherheitsratschläge (P-Sätze) für Gefahrstoffe . .
Umgang mit Elekroschrott . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wichtige Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wichtige Teile des VDE Vorschriftenwerkes . . . . . .
Teile von DIN VDE 0100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Überstrom-Schutzeinrichtungen für Geräte . . . . . .
Kurzformen von Fachbegriffen . . . . . . . . . . . . . . . .
Fachliches Englisch (Englisch-Deutsch) . . . . . . . . .
Sachwortverzeichnis ( mit fachlichem Englisch) . .
Unterstützende Firmen und Dienststellen . . . . . . .
Bildquellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
437
438
439
440
441
442
443
460
461
462
463
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472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
489
490
492
497
498
504
513
533
536
Part G: Mathematics, Physics, Theory of Circuits, Components
Mathematik
B
90
}
Gegenkathete a
ec
us
en
t
po
Hy
å
A
C
Ankathete b
Formelzeichen dieses Buches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indizes und Zeichen für Formelzeichen dieses Buches .
Internationale Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Größen und Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mathematische Zeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Potenzen, Vorsätze, Logarithmen, Dreisatzrechnung . .
Logarithmisches Maß Dezibel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Winkel, Winkelfunktionen, Prozentrechnen . . . . . . . . . .
Beziehungen zwischen den Winkelfunktionen . . . . . . . .
12
13
14
15
17
18
19
20
21
Längen und Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Körper und Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Masse, Kraft, Druck, Kraftmoment . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bewegungslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mechanische Arbeit, mechanische Leistung, Energie . .
Übersetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ladung, Spannung, Stromstärke, Widerstand . . . . . . . .
Elektrische Leistung, elektrische Arbeit . . . . . . . . . . . . .
Elektrisches Feld, Kondensator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wechselgrößen, Wellenlänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Magnetisches Feld, Spule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektrische Feldstärken und magnetische Feldstärken .
Strom im Magnetfeld, Induktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
23
24
25
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35
36
37
Schaltungen von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bezugspfeile, Kirchhoff’sche Regeln, Spannungsteiler .
Ersatzspannungsquelle, Ersatzstromquelle, Anpassung
Grundschaltungen von Induktivitäten und Kapazitäten
Schalten von Kondensatoren und Spulen . . . . . . . . . . .
Ersatz-Reihenschaltung und Ersatz-Parallelschaltung .
Einfache Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) . . . . . . . . . . . . . .
Unsymmetrische Last, Netzwerkumwandlungen,
Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
39
41
42
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48
49
Widerstände und Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Halbleiterwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IGBTs, Feldeffekttransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bipolare Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Thyristorarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gleichrichterbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gehäuseformen von Dioden, Transistoren und ICs . . . .
Magnetfeldabhängige Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotoelektrische Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schutzbeschaltung von Dioden und Transistoren . . . . .
Kühlung von Halbleiter-Bauelementen . . . . . . . . . . . . . .
50
54
55
56
57
58
60
61
62
63
64
66
Mathematik, Physik, Schaltungstheorie,
Bauelemente
11
Teil G: Mathematik, Physik, Schaltungstheorie, Bauelemente
G
B
Physik
r
F
3
2
G/S 1
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
R/Q
C
E
Schaltungstheorie
¡
G
U
G
U
R1
R2
U1
U2
¡
¡1
R1
¡2
R2
A
K
Bauelemente
2 3
1
G
Is
D
P
+
4
S
+
P
P
N
Su
W
BU
30
Ladung, Spannung, Stromstärke, Widerstand
Charge, Voltage, Electric Current, Resistance
elektrische Ladung
G
bei ungeladenem Körper:
[Q] = [I] · [t] = A • s = As = C
Q = I•t
[I] = A
F
1
[t] = s
F
bei geladenem Körper:
Abstoßung gleichnamiger Ladungen
DQ = I • Dt
[F ] = N
B
2
Berechnung der Kraft
bei Abstoßung und Anziehung
siehe Seite 32.
Stromstärke
I = DQ
Dt
F
C
F
[I] =
Anziehung ungleichnamiger Ladungen
hohe Spannung
C
s
=
I = Q
t
As
= A
s
A
m2
A
[J] =
(z.B. in Drähten)
mm2
Stromdichte
[U] = [W ] / [Q ] = J/C
= Ws/As = W/A
= V
Spannung
[J] =
E
keine Spannung
J = I
A
U = W
Q
Spannungserzeugung
¡
A
V
A
Merkformel:
U
R
[R] = O
Strom, Spannung, Widerstand
2
G/S 1
W
BU
0,5
1
1,5
2
2,5
[r] =
O • mm2 = µΩm
m
[g] =
m
= MS
O • mm2
m
r = 1
g
R/Q
Leitwert und Widerstand
A
d
E
F
G
I
7
Leiterquerschnitt
Abstand
elektrische Feldstärke
Kraft
Leitwert
Stromstärke
J
Œ
Q
R
t
U
Stromdichte
Leiterlänge
elektrische Ladung
Widerstand
Zeit
Spannung
I = U
R
G = 1
R
6
8
9
Leiterwiderstand
R =
Bei Nichtmetallen:
[r] = O • m
0
5
Ohm’sches Gesetz
U=R·I
Bei Metallen:
3
0
4
DW
U =
DQ
[G] = 1/O = S
K
3
R =
11
W
D
g
r
Œ
g•A
r•Œ
A
Arbeit, Energie
Zeichen für Differenz
Leitfähigkeit (auch k oder s)
spezifischer Widerstand
10
12
39
Bezugspfeile, Kirchhoff’sche Regeln, Spannungsteiler
Reference Arrows, Kirchhoff’s Rules, Voltage Divider
¡ = -1 A
¡=1A
Haben Stromrichtung und Bezugspfeil dieselbe Richtung, so spricht
man von positiver Stromstärke.
Stromrichtung
24 V
0
-2 V
Knotenregel
(1. Kirchhoff’sche Regel):
Die Summe der auf einen Knoten
zufließenden Ströme ist gleich
der Summe der von ihm abfließenden Ströme.
12 V
Spannungsbezugspfeile
¡
¡2
Knoten 1
U
¡1
R1
Maschenregel
(2. Kirchhoff’sche Regel):
Bei einem elektrischen Netzwerk
ist die Summe der Spannungen
in einer Masche gleich null, wenn
man von einem Knoten aus auf
beliebigem Weg die Masche durchläuft.
Knoten
U3
U1
Masche 2
U4
G
U2
U5
Masche 3
U0
SIi = 0
2
i = 1, 2, 3, ...
B
Knotenregel
SIzu = SIab
3
In Schaltung Bild „Maschen“:
Masche 1: U1 + U2 – U0 = 0
Masche 2: U3 + U4 – U2 = 0
Masche 3: U5 – U4 – U0 = 0
C
U1 + U2 + ... = 0
4
SU i = 0
5
i = 1, 2, 3, ...
E
Unbelasteter Spannungsteiler
Maschen
U = U1 + U20
R1
U20
R2
U20
R
= 2
U1
R1
Unbelasteter Spannungsteiler
R1 = R2 ·
8
R
I
q= q = L
R2
IL
R1
¡L
I
q = q
IL
U
¡q
UL
10
UL (U – U20)
=
U (U20 – UL)
RL
UL ändert sich bei Lastschwankungen wenig, wenn q groß ist,
z.B. q › 5, meist q fi 5.
Belasteter Spannungsteiler
Stromstärke
Einzelströme
abfließender Strom
Laststrom
Querstrom
R2
·U
R1 + R2
7
9
K
Izu
i
q
R1, R2
RL
zufließender Strom
Zählindex
Querstromverhältnis
Teilwiderstände
Lastwiderstand
U
U1, U2
UL
U20
S
U
UL =
R1 · (RL + R2)
+1
RL · R2
R2 = R L ·
A
U
±U20 – 1≤
Belasteter Spannungsteiler
¡q + ¡L
R2
U20 =
6
U1
U
I
I1, I2
Iab
IL
Iq
G
Maschenregel
R2
Knoten 2
Masche 1
1
Eine positive Spannungsangabe
bedeutet, dass die Richtung der
Spannung (+ nach –) gleich der
Bezugspfeilrichtung ist.
Strombezugspfeile
10 V
I1 + I2 + ... = 0
U
U20 – UL
·
UL
U – U20
±
11
≤
12
Gesamtspannung
Einzelspannungen, Teilspannungen
Lastspannung
Teilspannung im Leerlauf
Zeichen für Summe
W
BU
Schalten von Kondensatoren und Spulen Switching Capacitors and Coils
Schaltung, Zeitkonstante
Spannungsverlauf
Stromverlauf
Ladevorgang und Entladevorgang beim Kondensator an DC
Laden
Entladen
Laden
Laden
Entladen
U0 = konst.
0,63 • U0
uR
R
U0
0,37 • U0
uC
U0
U0 0,37 •
R
R
i
uC
Zeitkonstante
t=R·C
uC = U0 [1–exp (–t/t)]
2
Laden:
1
[t] = O · F = O · As = s
V
-
t
†
†
uC = U0 · exp (–t/t)
Entladen:
Laden
und
Entladen:
uR = i · R
4
G
Entladen
†
†
i
C
43
t
B
U
- 0,37 • 0
R
U0
R
U0
· exp (–t/t)
R
iC =
Laden:
3
U0
Entladen: iC = –
· exp (–t/t)
R
5
C
6
exp (x) = ex mit e = 2,71828 ...
Einschaltvorgang und Ausschaltvorgang (Kurzschließen) bei der Spule an DC
Einschalten
R
U0
Einschalten
Kurzschließen
uR
L
uL
Zeitkonstante
t= L
R
[t] =
7
H
= Vs = s
AO
O
0,63 •
†
†
i
Einschalten
0,37 • U0
U0
uL
Kurzschließen
E
i
Kurzschließen
U0
R
U0
R
0,37 •
U0
R
t
A
- 0,37 • U0
uL = U0 · exp (–t/t)
Einschalten:
Kurzschließen:
†
†
8
uL = – U0 · exp (–t/t)
10
Einschalten:
iL =
Kurzschließen:
iL =
t
U0
· [1–exp (–t/t)]
R
9
U0
· exp (–t/t)
R
K
11
Einschalten: uR = U0 [1–exp (–t/t)]
12
exp (x) = ex mit e = 2,71828 ...
C
i
L
Kapazität
Stromstärke (Augenblickswert)
Induktivität
R
t
t
Wirkwiderstand
Zeit
Zeitkonstante
uC
uL
uR
U0
Kondensatorspannung
Spulenspannung
Spannung an R
Gleichspannung
exp (–t/t) ist die genormte Schreibweise von e–t/t. Beim Taschenrechner muss man bei der Berechnung die Taste
ex verwenden und nicht die Taste exp.
Die Zeitkonstante gibt die Zeit an, nach der ein nach ex verlaufender Vorgang beendet wäre, wenn der Vorgang
mit der Anfangsgeschwindigkeit weiter verlaufen würde. Das ist aus den Tangenten der Bilder erkennbar. Endwerte von u und i sind erreicht nach t fi 5t.
W
BU
84
Messinstrumente und Messgeräte
vgl. EN 60617-8
Measuring Instruments and Devices
Schaltzeichen
Benennung
Schaltzeichen
Messinstrument
oder Messwerk
anzeigend
Kleinstwertanzeige
Messgerät,
allgemein,
insbesondere
aufzeichnend
TM
Drehfeldrichtung
Kontaktgabe
Beispiele
desgl., mit galvanischer Trennung
Messinstrument
ohne Kennzeichnung der
Messgröße
Messwerk mit
Pfad
Messinstrument
mit beidseitigem
Ausschlag
Messwerk mit
Summen- oder
Differenzbildung
Messwerk zur
Produktbildung
Messwerk
zur Quotientenbildung
Kennzeichen
A
Anzeige,
allgemein
Anzeige mit
beidseitigem
Ausschlag
OOO
W
Widerstandsmessbrücke
Messgerät zur
Kurvenbildanzeige,
Oszilloskop
Messkategorien
Nach EN 61010-1 sind Messgeräte
der Kategorie CAT I bis CAT IV der
Stromversorgung in den Bereichen
einsatzbar, die angegeben sind.
Die Kategorie ist ein Maß für die
Gefährdung beim Messen, z.B.
wegen der Folgen eines Kurzschlusses oder wegen der Umwelteinflüsse.
CAT I
Spannungsmesser, allgemein Stromkreise, die vom Netz
getrennt sind, z.B. Batterien,
geschützte Elektronikbaugruppen.
Spannungsmesser mit
CAT II
Darstellung der
Steckdosen, die mehr als 10 m von
Innenschaltung
CAT-III-Quellen entfernt sind, Geräte mit Anschluss an Steckdosen,
SpannungsGeräte mit Motoren im Büro oder
messer mit
Haushalt.
Angabe der
V
mV
Einheit Millivolt
Impulszähler,
elektrisch
betätigt
V-A-Ø
Mehrfachinstrument mit Angabe
der Einheiten
0
_
Nullindikator für
Wechselstrom
Trägheit groß
¡
Impulszähler
Ø
Dreileiter-Drehstromzähler
V
Trägheit klein
BU
kWh
Strommesser,
allgemein
Anzeige digital
(numerisch)
Registrierung
schreibend
W-var
A
Anzeige durch
Vibration
K
Benennung
Zweifachlinienschreiber für
Wirkleistung und
Blindleistung
Uhrzeit
Signalumformer, allgemein
CE
Schaltzeichen
Richtung der
Messwertübertragung
integrierendes
Messgerät,
insbesondere
Zähler
B
Benennung
Größtwertanzeige
Cat III
Fest installierte Verbraucher,
Motorantriebe mit direktem
Netzanschluss, Motorantriebe
mit Anschluss an netzgespeiste
Umrichter, Verteiler, Steckdosen
für 3AC.
CAT IV
Leitungen und Kabel im Freien,
Hausanschluss, kWh-Zähler.
Beispiel
Synchronoskop
Angabe auf dem Messgerät 600 V
(Synchronanzeige) CAT III bedeutet, dass das Gerät
maximal bis zu einer BemessungsStrommesser mit spannung von 600 V in den Bereichen CAT I bis CAT III einsetzbar
großer Trägheit
u. Schleppzeiger ist, nicht jedoch für Messungen im
Freien.
für Größtwert
94
Spulen, Transformatoren, drehende Generatoren
Coils, Transformers, Rotating Generators
Schaltzeichen
Benennung
Schaltzeichen
Drosselspulen
EinphasenDrosselspule
wahlweise
Darstellung
TM
B
Einphasentransformatoren
Transformator
mit getrennter
Wicklung, auch
Spannungswandler
CE
Dyn5
wahlweise,
insbesondere
für Übersichtsschaltplan
DreiphasenDrosselspule in
Sternschaltung
wahlweise
Darstellung,
insbesondere
Drehstromtransformator
in Schaltung
Dyn5, Unterspannungswicklung in
drei Stufen
einstellbar
3
Dyn5
3
wahlweise
Darstellung,
insbesondere
Yz5
z
3
3AC-Trafo, Yz5,
3 Stufen, SternZickzackschaltung,
siehe auch
Seite 228
Drehstromspartransformator,
stufenlos
einstellbare
Spannung
Messwandler
wahlweise
Darstellung,
insbesondere
wahlweise
Darstellung
Einphasentransformator
mit veränderbarer Kopplung,
Phasenlage
gekennzeichnet
W
desgleichen,
Darstellung
mit erkennbarer
V-Form
wahlweise
Darstellung
2
BU
desgleichen,
Spannung
einstellbar
Darstellung nach
DIN EN 60617-6
V V
desgleichen,
Wicklungen
allgemein,
fremderregt, im
Nebenschluss
im Reihenschluss
Wendepolwicklung, Kompensationswicklung
Hinweis: In DIN EN 60034-8
(VDE 0530-8) sind alle Wicklungen
von drehenden Maschinen einheitlich mit drei Locken (Halbkreisen)
dargestellt, also anders als oben
angegeben.
2.
G
GS
Kohlebürste, z.B.
am Stromwender,
wahlweise Darstellungen
Kurbelinduktor
(Gleichspannungsgenerator
mit Handantrieb)
DrehstromSynchrongenerator mit Dauermagneterregung,
Wicklungsenden
herausgeführt
GS
desgleichen,
aber in Schaltung Y mit herausgeführtem
Sternpunkt
GS
desgleichen, aber
in Schaltung ™
und mit Erregerwicklung
Spannungswandler in
V-Schaltung
Spartransformator
Benennung
Drehende Generatoren
wahlweise
Darstellung
Einphasentransformator,
Spannung in
Stufen einstellbar
Stromwandler
K
Schaltzeichen
1.
wahlweise, mit
Schirm und
Kennzeichnung
der Phasenlage
A
Benennung
Dreiphasentransformatoren
G
G
fremderregter
Gleichstromgenerator mit
Dauermagneterregung und
Wendepolwicklung
Doppelschlussgenerator
Vergleich von Schaltzeichen 2 Comparison of Circuit Symbols 2
USA, z. B.
ANSI, NEMA
Europa, praxisüblich, z. B. EN
Benennung
USA, z. B.
ANSI, NEMA
Relais, Schütze, Schalter, Beispiel
a)
Schütz mit
3 Schließern
dreipoliges
Schütz mit Motorschutzrelais
OL
OL
dreipoliges
Schütz mit
2 Hilfskontakten
und Motorschutzrelais
Motorschutzschalter mit
Kurzschlussund ÜberlastAuslöser
DISC
dreipoliger
Trennschalter
CB
L1
dreipoliger Leistungsschalter
CB
M
L2
L1
L2
L3
L3
a)
b)
115 V
b)
OE
1
XOR-Element,
Antivalenz
&
NAND-Element
b)
A
a)
b)
1
1
2 PB
START
X1
A1
13 14
M
13 14
W
M
E
NICHT-Element,
Inverter
XNOR-Element,
Äquivalenz
=
OE
A
Inverter mit Tristate-Ausgang
(H, L und hochohmig)
EN
H2 H4
X2
ODER-Element
=1
/
FU
1 PB
STOP
11 12
MTR
T3
b)
>1
OR
TM
UND-Element
a)
U
X1
T2
b)
OR
a)
Operationsverstärker
&
A
a)
Verstärker,
allgemein
+
U
H1 H3
460 V
T1
b)
+
-
a)
¡>
Benennung
Analoge und binäre Elemente
anzugsverzögertes Relais
1 Öffner,
1 Schließer
SO
Europa, praxisüblich, z. B. EN
99
/
Digital-AnalogUmsetzer,
DAC
Analog-DigitalUmsetzer,
ADC
X2
DX
A2
MUX
K
Demultiplexer
W
Multiplexer
Schaltplanbeispiel: Motorstarter (nach Moeller)
ANSI American National Standard Institute, NEMA National Electrical Manufacturer Association,
EN Europa-Norm, CB Circuit Breaker, DISC Disconnector, MTR von Motor.
BU
121
Teil EI: Elektrische Installation Electrical Installation
Qualifikationen der Elektrofachkraft . . . . . . . . . . . . . . . .
Arbeiten in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitungsverlegung, Leitungsbearbeitung . . . . . . . . . . . .
Ausschaltung, Serienschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wechselschaltung, Kreuzschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . .
Jalousieschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tastdimmer, Dimmertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Automatikschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen . . . .
Feldarme Elektroinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gebäudeleittechnik und Gebäudesystemtechnik . . . . .
KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Systemkomponenten zum KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sensoren für den KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aktoren für den KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Projektierung und Inbetriebnahme beim KNX-TP . . . . .
LON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
LCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
122
123
125
126
127
131
133
136
137
139
140
141
142
144
146
147
150
151
155
Hausanschluss mit Schutzpotenzialausgleich . . . . . . . .
Fundamenterde im Beton oder in Erde . . . . . . . . . . . . .
Hauptleitungen in Wohnanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zählerplatzinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mindestausstattung in Wohngebäuden . . . . . . . . . . . . .
Leitungsführung in Wohngebäuden . . . . . . . . . . . . . . . .
Leitungsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Überlastschutz und Kurzschlussschutz von Leitungen .
Strombelastbarkeiten für Kabel und Leitungen . . . . . . .
Belastbarkeit von Starkstromkabeln . . . . . . . . . . . . . . . .
Überstrom-Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
156
157
158
159
160
161
162
165
167
171
172
Leitungsberechnung
Anschlussfahne
Kellerboden
Fundament
oder
Fundamentplatte
Elektrische Installation
Verlegung und Schaltungen
EI
E
A
Besondere Räume, Arbeiten unter Spannung
r
21
r
22
20
Zone 21
Umgebung mit r = 1m
Räume mit Badewanne oder Dusche . . . . . . . . . . . . . . .
Anlagen besonderer Art, Arbeiten unter Spannung . . .
Elektroinstallation in feuergefährdeten Betriebsstätten
Elektroinstallation in landwirtschaftlichen Betrieben . .
Elektroinstallation in medizinisch genutzten Räumen .
Elektroinstallation in Unterrichtsräumen . . . . . . . . . . . .
Elektroinstallation in explosionsgefährdeten Bereichen
Energieversorgung von Werkstätten und Maschinenhallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
174
175
177
178
179
181
182
183
Lichttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Planung der Arbeitsstättenbeleuchtung in Innenräumen
Wartungsfaktoren von Arbeitsstättenbeleuchtung . . . .
Berechnung von Beleuchtungsanlagen . . . . . . . . . . . . .
Leuchtstofflampen für 230 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Glühlampen, Metalldampflampen . . . . . . . . . . . . . . . . .
Energiesparlampen, Farbwiedergabe . . . . . . . . . . . . . . .
Induktionslampen und Lichtleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . .
LED-Beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lichttechnische Daten von Leuchten . . . . . . . . . . . . . . .
Leuchtröhrenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
184
185
186
187
189
190
191
192
195
197
198
K
Beleuchtung
Umgebung
Sehaufgabe
W
BU
128
Reale Ausführung von Installationsschaltungen
Real Execution of Installation Circuits
Änderungen gegenüber den Grundschaltungen
EI
CE
Grund
Erklärung
Beispiel
Lagerhaltung des
Materials
Die Anzahl der vorzuhaltenden Leitungen sollte
wegen der Kosten möglichst niedrig bleiben. So
wird in vielen Betrieben der Elektroinstallation die
Aderzahl von vorrätigen kabelähnlichen Leitungen
auf 3 und 5 beschränkt. Dabei ist immer eine Ader
grüngelb, also nur als PE, PB oder Erde verwendbar.
L
PE
zusätzliche
Ader
dreiadrige Leitung
anstelle einer
zweiadrigen
Für die Leitung zu einem Ausschalter oder Taster
kann eine dreiadrige Leitung verwendet werden,
wobei die grüngelbe Ader am Ausschalter bzw. Taster nicht zur Stromleitung angeschlossen wird.
grüngelbe Ader,
blaue Ader
Die blaue Ader kann als N verwendet werden oder
anderweitig, nicht aber als PE oder PEN.
Dreiadriger Schalteranschluss
PE erleichtert die
Überwachung
Ein PE in der Schalterleitung dient der Überwachung der Leitungsanlage. Der PE ermöglicht z.B.
im betreffenden Leitungszweig die Messung des
Isolationswiderstandes.
N
PE
L
RCD verhindert
Missbrauch
Die missbräuchliche Verwendung des PE als PENLeiter wird verhindert, wenn der Fehlerschutz durch
Abschaltung mittels RCD erfolgt.
fünfadrige Leitung
anstelle von
dreiadriger
Ermöglicht bei der Ausschaltung eine Steckdose
und Verwendung des Ausschalters als Kontrollschalter.
übrig bleibende
Ader
Wenn bei Verwendung von nur 3- und 5-adrigen
Mehraderleitungen eine Ader übrig bleibt, so ist diese an die entsprechende Klemme anzuschließen,
sofern die vorliegt. Andernfalls legt man die Ader
an eine zusätzliche lose Klemme oder isoliert sie.
E1
1 Ader
unbenutzt
Q1
X1
Ausschaltung mit fünfadriger
Schalterleitung und Steckdose
Weitere Beispiele mit kabelähnlichen Mehraderleitungen
Erklärung
L
PE
N
Schaltung
A
K
X1
E1
Q1
Q2
Wechselschaltung mit einer Steckdose unter einem Schalter
L
PE
N
Mit der Sparwechselschaltung
(Prinzip vorhergehende Seite) ist es
möglich, bei Verwendung von fünfadrigen Schalterleitungen, unter
jedem Schalter eine Steckdose zu
installieren. Desgleichen sind beide
Schalter als Kontrollschalter verwendbar, wenn die Glimmlampen
der Schalter parallel zur Last
geschaltet sind.
W
X1
BU
Q1
E1
Bei der üblichen Wechselschaltung
ermöglichen fünfadrige Schalterleitungen zu den Schaltern eine
Steckdose nur unter dem Schalter,
der an L angeschlossen ist. Dagegen ist als Kontrollschalter nur der
Schalter möglich, an den der Schalterdraht angeschlossen ist. Dabei
muss die Glimmlampe des Schalters parallel zur Last geschaltet sein.
Dasselbe Verhalten erfolgt an den
Wechselschaltern einer Kreuzschaltung.
Q2
X2
Sparwechselschaltung mit Steckdosen an beiden Schaltern
Die Sparwechselschaltung kann
nicht zur Kreuzschaltung erweitert
werden.
Gebäudeleittechnik und Gebäudesystemtechnik
141
Building Management and System Engineering for Buildings
Prinzipbild, Benennung
Erklärung
Bemerkungen, Daten
Bei der Gebäudeleittechnik befindet
sich ein Leitrechner (PC, SPS) in
einer Zentrale, an die über einen
Bus Unterstationen mit weiteren
Computern angeschlossen sind.
Der Leitrechner überwacht und
steuert die Automatisierungsebene.
Die Computer der Automatisierungsebene überwachen und steuern die Verbrauchsmittel.
Der Leitrechner kann mit den anderen Computern mittels Switch z. B.
über eine Glasfaserleitung, eine
Twisted-Pair-Leitung oder wireless
verbunden sein.
Die Computer der Automatisierungsebene und der Prozessebene
können Aufgaben dieser Ebenen oft
selbstständig lösen.
Ein Leitrechner dient insbesondere
auch zur statistischen Auswertung
der Sensor-, Aktordaten, z. B. für die
Energieverbrauchsabrechnungen.
Die Verbrauchsmittel der Prozessebene (Sensoren, Aktoren) sind vielfach an einen Feldbus der Gebäudesystemtechnik angeschlossen.
Die Trennung Gebäudeleittechnik,
Gebäudesystemtechnik
ist
oft
unscharf.
Über Internetkommunikation ist das
Überwachen von Gebäudeanlagen
inkl. Fernwartung aus weiter Entfernung möglich. Interessant sind derartige zentrale Systemstrukturen
für Brandmeldeanlagen, Videofernüberwachungen.
www.spicher-gmbh.de;
www.eckelmann.de
Bei der Gebäudesystemtechnik sind
die Sensoren, z. B. Taster, und die
Aktoren, z. B. Schütze, mittels
Mikrocontrollern so intelligent, dass
kein Leitrechner erforderlich ist.
Beim KNX-TP gelangen die Steuersignale vom Sensor über eine Busleitung zum Aktor mit SELV von DC
20 V bis 30 V. KNX von Konnex
Association, TP von Twisted Pair.
Der Busankoppler BA enthält den
Mikrocontroller und eine Eingangsschaltung. Der Bus ist an eine
Stromversorgungseinheit, meist ein
REG (Reiheneinbaugerät), angeschlossen. Die Stromversorgung
der BA erfolgt über eine vieradrige
Leitung, von der aber für die KNXAnlage nur zwei Adern verwendet
werden (siehe folgende Seiten).
Beim KNX-PL (PL von Power Line)
erfolgt die Signalübertragung von
den Sensoren zu den Aktoren über
das 230-V-Netz, ebenfalls die Stromversorgung der Mikrocontroller
über eigene Netzteile. Vom Steuerteil der Sensoren und Aktoren wird
die Wechselspannung des 230-VNetzes durch Bandsperren fern gehalten.
Die Signalübertragung vom Sensor
zum Aktor erfolgt durch ein spezielles FSK-Verfahren (Frequenzumtastung). Nicht möglich ist KNX-PL bei
Sicherheitsanwendungen, z. B. in
Krankenhäusern, und in Netzen mit
geringer Frequenzkonstanz oder
Spannungskonstanz sowie zur Signalübertragung zwischen verschiedenen Abnehmeranlagen.
Beim KNX-RF-Bus (Radio Frequency) ist jeder Aktor nur an das 230-VNetz angeschlossen, welches auch
die Stromversorgung für den Mikrocontroller sicherstellt. Die Steuersignale erhalten die Aktoren über
Funk z. B. von einem Handsender
(Seite 153). Funkfrequenz z. B.
868 MHz. Sensoren oft auch batteriebetrieben, Meldung über Funk.
Eine spezielle Codierung der Steuersignale soll eine Beeinflussung
durch andere Signale des 230-VNetzes, z. B. Rundsteueranlagen,
verhindern. Trotzdem sollte diese
Art der Gebäudesystemtechnik
nicht bei Sicherheitsanlagen verwendet werden.
Bei LCN wird der N-Leiter der 230-VLeitung, die aber eine zusätzliche
Ader haben muss, gleichzeitig als
Busleitung verwendet. Dabei erfolgt
der Datentransport über die zusätzliche Datenader und den Neutralleiter. Alle Module (Sensoren und
Aktoren) besitzen für den Mikrocontroller eine eigene Stromversorgungseinheit.
An ein Universal-Schaltmodul können ein Verbrauchsmittel, z. B. eine
Lampengruppe, und mehrere Befehlsgeräte, z. B. Taster, angeschlossen werden. Bis zu 250 Module können über die drei Anschlüsse Außenleiter, Neutralleiter und Datenleiter zu einem Segment vebunden
werden.
Gebäudeleittechnik
Internet
PC
Leitrechner
Drucker
Automatisierungsebene
Bus-Leitung
Unterstationen USt
Verbrauchsmittel
Prozessebene
Anlage mit Gebäudeleittechnik
EI
Gebäudesystemtechnik
230 V
Sensor
Aktor
BA
Bus
KNX-TP
Sensor
Aktor
230 V
KNX-PL
Sender
Aktor
230 V
KNX-RF
Aktor
4
230 V
4
Sensor
LCN (Local Control Network)
E
A
K
W
BU
Fundamenterder im Beton oder in Erde
vgl. DIN 18014
157
Earth Electrode in or at Foundation
Stoßstelle
Anschlussfahne
PA-Schiene
Fundamenterder im Fundamentbeton des Gebäudes
Anschlussfahne
Kellerboden
Fundament
oder
Fundamentplatte
Abstandshalter
Fundamenterder im unbewehrten
Beton
Anschlussfahne
Kellerboden
Fundament
oder
Fundamentplatte
Ringerder bei schwarzer Wanne
Perimeterdämmung
Anschlussfahne
Kellerboden
Fundament
oder
Fundamentplatte
Anschluss Ringerder
Ringerder bei allseitiger
Perimeterdämmung
Bei der Errichtung von Gebäuden
wird der PEN-Leiter des Netzes
geerdet, damit im Fehlerfall die
Spannung
abgeschaltet
wird
(Spannungswaage, Seite 212). Der
Fundamenterder im Beton wird in
den Schalungsort für das Außenfundament oder für die Grundplatte mittels Abstandhalter eingebracht. Durch den danach eingebrachten Beton wird die Korrosion
verhindert
bzw.
gebremst.
(www.dehn.com).
Die Anschlussfahnen mit den Querschnitten des Erders müssen gegen
Korrosion geschützt sein. Eine
Anschlussfahne aus Bandstahl
oder Rundstahl wird zur Haupterdungsschiene geführt.
Der im Erdreich liegende „erdfühlige“ Beton stellt durch seine Feuchtigkeit die Verbindung mit der
umgebenden Erde her. Durch Keile,
Federn, Schrauben oder Schweißen sind die Teile des Erders verbunden. Die Maschenweite soll
nicht größer sein als 10 m × 10 m.
Der Fundamenterder besteht aus
verzinktem oder unverzinktem
Bandstahl von A › 30 × 3,5 mm2
oder Rundstahl von › 10 mm †.
Er muss allseitig mit mindestens
50 mm Beton bedeckt sein.
40
Abstandshalter
40
Hausanschlussraum
Bemerkungen, Ergänzungen
200
Anschlussfahne Blitzschutzerder
Erklärung
Anschlussfahne,
Anschlussplatte
Bewehrung
vereinfachte Ansicht, Name
EI
Kellerboden
Fundament
oder
Fundamentplatte
Abstandshalter Bewehrung
Fundamenterder im bewehrten
Beton
Das Fundament kann durch Bitumen
oder Kunststoff gegen Wasser zu
einer schwarzen Wanne abgedichtet
sein. Dadurch korrodieren die
Metallteile des Fundamentes nicht
mehr. Allerdings ist jetzt der Beton
nicht mehr erdfühlig. Deshalb muss
an der Stelle des Fundamenterders
im Beton ein Ringerder außerhalb
der geschlossenen Wanne in das
Erdreich eingebracht werden.
Bei bewehrten Fundamenten ist
zusätzlich ein Erdungsleiter mit Verbindung an Bewehrung und Haupterdungsklemme zum Potenzialausgleich zu errichten, insbesondere
wegen Blitzschutz
Die Abmessungen des Ringerders
sind wie beim Fundamenterder im
Beton
Bandmaterial von 30 × 3,5 mm2
oder
oder Rundmaterial von › 10 mm
†.
Das Material muss korrosionsfest
sein, z. B. nichtrostender Stahl oder
Kupfer.
Eine geschlossene Wanne wird
auch durch wasserdichten Beton
hergestellt. Bei dieser weißen Wanne kommt wie bei einer schwarzen
ein Ringerder ins Erdreich.
Die Perimeterdämmung (Perimeter
= Umfang) ist die Wärmedämmung.
Sie kann am Fundament einseitig,
zweiseitig oder allseitig sein. Bei der
einseitigen und der zweiseitigen
Perimeterdämmung
bleibt
der
Beton erdfühlig. Deshalb wird hier
ein normaler Fundamenterder eingebracht. Bei der allseitigen Dämmung muss dagegen ins Erdreich
ein Ringerder wie bei einer geschlossenen Wanne eingebracht werden.
Bei bewehrten Fundamenten zusätzlich Erdungsleiter zum Potenzialausgleich wie bei schwarzer Wanne.
Das Herstellen der Erdung ist eine
elektrotechnische Arbeit. Sie muss
von einer elektrotechnischen Fachkraft oder unter deren Aufsicht ausgeführt werden.
Anschlussstellen an den Erdern
müssen mechanisch fest und niederohmig sein (Richtwert 1 Ω).
Bewegungsfugen („Dehnfugen“),
die zu überqueren sind, erfordern
Dehnungsbänder und Anschlussplatten (www.dehn.com).
E
A
K
W
BU
161
Leitungsführung in Wohngebäuden
Wiring in Residential Buildings
Ansicht und Art
vgl. DIN 18015-2
Erklärung
Installationszonen von unsichtbar verlegten Leitungen
Z1
Z2
Z3
Z4
von 10 cm bis 30 cm neben Rohbaukante,
von 10 cm bis 30 cm an Wandecken,
von 15 cm bis 45 cm über dem Fußboden,
von 15 cm bis 45 cm unter der Deckenbekleidung.
10
20
15
Z4
Z2
30
Z3
Z1
Z1
Z1
Z8
15
„unter der Decke“
Z9
30
Z5
„auf der Decke“
115
100
Z7
Z6
EI
30
Senkrechte Installationszonen, untere und obere
waagerechte Installationszonen
Leitungen
zu
Betriebsmitteln
außerhalb der Installationszonen Z
sind senkrecht aus einer waagerechten
Installationszone
zu
führen.
Schalter sind vorzugsweise neben
den Türen in senkrechten Installationszonen anzuordnen. Die
oberste
Schaltermitte
soll
‰ 1,05 m über dem Fußboden liegen.
An einflügeligen Türen ist nur eine
Installationszone auf der Schlossseite der Türe vorhanden, bei Fenstern und zweiflügeligen Türen sind
es beiderseits je eine.
Bei Räumen mit schrägen Wänden
verlaufen die senkrechten Installationszonen parallel zu den Bezugskanten, z.B. zum Fenster.
Z7
Installationszonen an den Wänden sowie auf und unter der Decke
Z5 von 1,0 m bis 1,30 m über Fußboden,
Z6 im Raum Breite ‰ 30 cm, Wandabstand › 20 cm, Verlegung parallel zu den Wänden,
Z7 im Türdurchgang Breite ‰ 30 cm,
Wandabstand › 15 cm,
Z8 Wandabstand › 20 cm,
Z9 Verlegung parallel zu den Wänden.
Die mittlere waagerechte Installationszone wird nur für Räume mit
Arbeitsflächen vor Wänden, z.B.
Küchen, festgelegt.
Bei sichtbar verlegten Leitungen
darf von den genannten Maßen
abgewichen werden.
E
A
K
Leitungsführung auf, in und unter der Decke
Leitungen auf
der Decke
Leitungen in
der Decke
Estrich
Dämmung
Decke
20
30 max.
20
30 max.
Leitungen unter
der Decke
Leitungsführung auf der Decke
bedeutet Installation direkt auf der
Rohdecke des Stockwerkes, z.B. auf
betoniertem Fußboden.
Leitungsführung unter der Decke erfolgt oben im Raum unter Putz, im
Putz, in Hohlräumen und abgehängten Decken.
Leitungsführung in der Decke
bedeutet Installation direkt oder in
Rohren innerhalb der Rohdecke, z.B.
bei der Betoninstallation. Hierfür
sind keine Installationszonen festgelegt.
W
BU
196
LED-Leuchtmittel LED-Lamps
Form,
Ansicht
Bezeichnung,
Sockel,
Abmessung
NennspanLichtfarbe,
nung, NennNennleistung,
Lichtstrom,
LebensAbstrahlwinkel
dauer1
Bemerkungen
Spot- und Allgemeinbeleuchtung, geeignet für direkten 1:1-Ersatz von Standardglüh- und Reflektorlampen
EI
CE
A
Überall einsetzbar im 1:1-Austausch
gegen herkömmliche Glühlampen bis
40 W. Sehr geringer Energieverbrauch,
geringe Wärmeentwicklung, kein UV-/IRAnteil, stoß- und vibrationsfest, nicht
dimmbar, sofortige volle Lichtleistung
ohne Verzögerung. Die Lampen in den
Zeilen 1 bis 3 sind auch in den Farben rot,
gelb, grün und blau erhältlich.
OSRAM
CLASSIC A15
E 27
† 55 mm, Œ = 109 mm
100–240 V
2W
25 000 h
ww, 132 lm
tw, 117 lm
–
OSRAM
CLASSIC A40
E 27
† 55 mm, Œ = 113 mm
100–240 V
8W
25 000 h
ww, 345 lm
tw, 450 lm
–
OSRAM
PAR 16 20
E 27
† 50 mm, Œ = 64 mm
100–240 V
4W
15 000 h
ww, 130 lm
tw, 140 lm
20°
Ideal für Akzentbeleuchtung, nicht
dimmbar,
professionelles
ThermoManagement.
Highpower-LED
CREE XR-G R5
3,45 mm x 3,45 mm
3,3 V
3,3 W
50 000 h
tw
340 lm
125°
Ausreichende Kühlung erforderlich,
Betrieb
mit
Konstantstromquelle,
Abstrahlcharakteristik durch Linsen und
Optiken veränderbar, SMD-bestückbar
und auch manuell verarbeitbar.
HighpowerLED-Strahler
E 27
† 50 mm, Œ = 50 mm
230 V
3,5 W
30 000 h
tw
180 lm
120°
Einsetzbar
in
Verkaufsräumen,
Schaufenstern, Museen, Showrooms.
Optimaler Ersatz für Halogenstrahler.
Lampe mit Schutzglas.
Superflux Lampe
E 27
† 51 mm, Œ = 118 mm
230 V
8W
10 000 h
ww, 580 lm
tw, 760 lm
–
54 Superflux
LEDs
Einsatz im gesamten Wohnbereich, auch
für Tisch-, Steh- und Pendelleuchten.
LED-Reflektorlampe
E 27
† 50 mm, Œ = 72 mm
230 V
1,4 W
50 000 h
ww, tw
45 lm
45°
60 LEDs,
† 3 mm
Einsetzbar in Hotels, Empfangsbereichen, Objektanstrahlungen, Verkaufsräumen, auch in rot, gelb, grün und blau lieferbar. Keine UV- und IR-Strahlung,
stoßunempfindlich, keine Brandgefahr.
LED, Highpower-LED
SMD-LED-Leuchtmittel (SMD = surface mounted devices)
K
Nichia HighpowerSMD-LED
NS6L183
6,5 mm x 5,0 mm
4V
3,2 W
50 000 h
ww, 258 lm
tw, 294 lm
115°
SMD-LEDs sind extrem klein, daher
nur
maschinelles Löten möglich.
Für industrieelle Anwendungen, für
Leisten, oft mit Kabeln vorgefertigt. Konstantstromquelle erforderlich.
SMD-LEDPower Spot
E 27
† 50 mm, Œ = 70 mm
230 V
3,9 W
50 000 h
ww
250 lm
120°
60 SMD-LEDs
Ersatz für herkömmliche Glüh- und Energiesparlampen.
HighpowerSMD-LED-Leisten
600 mm x 9 mm
12 V
16,8 W
30 000 h
tw
1100 lm
–
60 SMD-LEDs
Für Werkstatt und Büro sowie als Wegund Konturenbeleuchtung geeignet. Die
Metallplatine leitet die Wärme gut ab und
kann alle 30 mm gekürzt werden. Netzgerät erforderlich.
SMD-LED-Röhren
Œ = 60 cm, 120 LEDs,
Œ = 120 cm, 240 LEDs,
Œ = 150 cm, 300 LEDs,
G13, † 26 mm
230 V
8W
14 W
17 W
50 000 h
ww, nw, tw
950 lm
1800 lm
2100 lm
120°
LED-Röhren und SMD-LED-Röhren ersetzen Leuchtstoffröhren, sie werden ohne
Starter und Vorschaltgeräte betrieben.
Keine Störungen von WLAN, DECT und
Kabelmodems.
SMD-LED-Leisten und -Röhren
W
BU
Lichtfarben: ww warmweiß < 3 300 K, nw neutralweiß 3 300 K – 5 300 K, tw tageslichtweiß > 5 300 K.
1 Das Ende der Lebensdauer heißt hier Degradation. Sie ist erreicht, wenn der ursprüngliche Lichtstrom auf 50%
gesunken ist.
202
Zeichen zur Unfallverhütung 1 Signs for Accident Prevention 1
Verbotszeichen
Symbol
SE
A
vgl. DIN EN ISO 7010 und DIN 4844-2
Bedeutung
Symbol
Bedeutung
Symbol
Bedeutung
Allgemeines
Verbotszeichen
P0011
Rauchen
verboten
P002
Für Fußgänger
verboten
P004
Kein
Trinkwasser
P005
Für Flurförderzeuge verboten
P006
Berühren
verboten
P010
Mit Wasser
löschen verboten
P011
Keine schwere
Last2
P012
Eingeschaltete
Mobiltelefone
verboten
P013
Hineinfassen
verboten
P015
Aufzug im
Brandfall nicht
benutzen
P020
Essen und
trinken
verboten
P022
Abstellen oder
lagern
verboten
P023
Betreten der
Fläche verboten
P024
Personenbeförderung
verboten
P027
Benutzen von
Handschuhen
verboten
P028
Schalten
verboten
P031
Zutritt für
Unbefugte
verboten
D-P0063
Mit Wasser
spritzen
verboten
P0163
Besteigen für
Unbefugte
verboten
D-P0223
Laufen
verboten
WSP0013
Keine offene
Flamme; Feuer,
offene Zündquelle
und Rauchen
verboten
P003
Kein Zutritt für
Personen mit
Herzschrittmachern oder
Defibrillatoren4
P007
Kein Zutritt für
Personen mit
Implantaten aus
Metall
P014
K
W
1
Nur in Verbindung mit einem Zusatzzeichen zu verwenden, welches das Verbot konkretisiert.
Erforderlichenfalls in Verbindung mit einem Zusatzzeichen verwenden (z. B. max 100 kg).
3 Aus DIN 4844-2.
4 Gilt auch für sonstige aktive Implantate.
2
BU
207
Berührungsarten, Stromgefährdung, Fehlerarten
Types of Contact, Current Hazards, Types of Faults
Berührungsarten
vgl. DIN VDE 0100-410
Direktes Berühren: Berühren eines aktiven Teiles,
z.B. eines blanken Außenleiters (Bild links).
Netz
Indirektes Berühren: Berühren eines leitenden Betriebsmittelkörpers, der infolge eines Fehlers („Schlusses“) eine Berührungsspannung führt (Bild unten).
VNB-Station
_ 230 V
24V
PEN
L
¡
G
Basisschutz nennt man den Schutz gegen direktes Berühren. Er wird meist durch Isolieren oder durch
Umhüllen aktiver (unter Spannung stehender) Teile
bewirkt.
Fehlerschutz nennt man den Schutz gegen indirektes
Berühren (Schutz gegen Berühren von erst durch einen
Fehler unter Spannung gesetzten Teilen).
U
¡
Zusätzlicher Schutz
Schutzeinrichtung.
schützt
Stromgefährdung
5
AC - 4.1
AC - 4.2
2
Durchströmungsdauer t/s
der
vgl. VDE V 0140-479-1
10
1
Zone
Physiologische Wirkung
AC-1
Normalerweise keine Wirkung.
AC-2
Meist keine schädliche Wirkung.
AC-3
Meist kein organischer Schaden, Krampfartige Muskelreaktionen möglich und Schwierigkeiten beim Atmen.
AC-4-1
Wahrscheinlichkeit von Herzkammerflimmern, ansteigend bis etwa 5%.
AC-4-2
Wahrscheinlichkeit von Herzkammerflimmern, ansteigend bis etwa 50%.
AC-4-3
Wahrscheinlichkeit
mern, über 50%.
AC-4
AC-4 beseht aus den Bereichen AC-4.1, AC4.2, AC-4.3.
0,5
AC -2
AC-1
AC - 4.3
AC - 3
0,1
0,05
0,02
0,01
0,1 0,2 0,5 1
Versagen
Bei allen Anlagen und Betriebsmitteln müssen Basisschutz, Fehlerschutz und meist zusätzlicher Schutz
erfüllt sein.
Direktes Berühren
0,2
beim
2
5 10 20 50 100 200 500
2000
Körperstrom ÜB /mA
von
SE
Herzkammerflim-
A
Sicherheitskurven nach VDE V 0140-479-1 für AC
In kleinen Strombereichen hat erst die dreifache Gleich50 Hz von Hand zu Hand oder linker Hand zu einem Fuß stromstärke dieselbe Wirkung wie ein Wechselstrom.
Fehlerarten
Transformator
K
Leiterwiderstand
50 Hz 230 V
L
bei Kurzschluss 115 V
bei Kurzschluss 115 V
PE
N
PE
Kurzschluss
230 V bei
Erdschluss
Körperschluss
230 V bei
Körperschluss
RB
Betriebserdung
N
115 V bei
Kurzschluss
PEN
Leiterschluss
W
Erdschluss
Indirektes Berühren der Spannung bei Körperschluss, Kurzschluss und Erdschluss ohne ordnungsgemäße
Schutzmaßnahmen gegen indirektes Berühren
BU
211
Differenzstromgeräte Differential Current Devices
Erklärung
Differenzstromgeräte sind die wichtigsten
Geräte zur Erzielung einer sicheren und gefahrarmen Stromversorgung. Sie bewirken im
Fehlerfall die Abschaltung und im Betrieb die
laufende Überwachung der Anlage.
Überwachung
Funktion
Summenstromwandler
Eisenkern
Induktion
RCD
RCM
Gleichfeld
HallGenerator
Fehleranzeige
Bemessungsströme
Schaltung, Ansicht
Den Strom erhält die Anlage durch Leiter, die
durch den Kern eines Summenstromwandlers
geführt sind. Solange kein Isolationsfehler
gegen PE bzw. Erde vorhanden ist, heben sich
die Stromwirkungen im Eisenkern auf. Fließt
aber ein Teil des Stromes über Erde als Differenzstrom I D zurück, so wird der Eisenkern
magnetisiert. Bei I D als AC oder pulsierendem
DC wird in der Wicklung des Eisenkernes 1 eine
Wechselspannung induziert. Diese Spannung
führt beim RCD (Residual Current protective
Device = Fehlerstromschutzschalter) zur Abschaltung und beim RCM (Residual Current
Monitor = Reststrom-Überwacher) zur Anzeige
des Fehlers.
Ist I D ein „glatter“ DC aus einem AC-Stromkreis
(Bild unten rechts), entsteht im Eisenkern ein
magnetisches Gleichfeld. Dieses wird bei Geräten vom Typ B in einem Eisenkern 2 in eine
Spannung umgesetzt, z.B. mittels Hall-Generator. Die Spannung bewirkt wie beim Typ A
Abschalten der Stromversorgung oder Anzeige
des Fehlers.
Bemessungsströme I N 25 A, 40 A, 63 A
Bemessungsdifferenzströme I DN (10 mA),
30 mA, 0,1 A, 0,3 A, 0,5 A (Klammerangabe nur
beim Typ A)
1
L1
L2
L3
N
PE
3 5 N
1
A
E
2
nur beim
Typ B
2 4 6 N
Aufbau einer RCD www.doepke.de
Sonderformen: RCBO = RCD mit Overload
Breaker = RCD mit LS-Schalter,
CBR für I N über 63 A (Schalter mit
RCU = Fehlerstrom-Auslöser)
B = 0,35 T
¡ = 50 mA
Elektronenüberschuss
¡
UH
SE
0,2
Begriffe
Bedeutung
Abschaltung
Prinzip des Hall-Generators mit N-Leiter
Typen
Angabe der
Typen am
Gerät
Selektivität
Verzögerungen
Gewöhnlich treten bei einem Isolationsfehler
in AC-Anlagen oder 3 AC-Anlagen AC-Fehlerströme I D auf. In derartigen Stromkreisen mit
Elektronik, z.B. bei einem Umrichter mit Gleichstrom-Zwischenkreis, entstehen je nach Fehlerort Fehlerströme I D als AC, als pulsierende DC
oder als „glatte“ DC (nicht auf null gehende DC,
Bild). Je nach I D nimmt man Geräte vom Typ A
oder Typ B, außerhalb Deutschlands auch vom
Typ AC. Der Typ ist auf der RCD bzw. RCM als
stilisierte Form des I D angegeben.
Selektive Geräte mit Kennzeichnung S schalten
bei einem Fehler verzögert ab, solche mit K kurze Zeit verzögert. Geräte vom Typ F sind für
Lasten bestimmt, deren Fehlerströme Mischfrequenzen enthalten können, z. B. bei einphasigen Umrichtern.
selektiv
Hinweise
Typ A
S
50 Hz 400 V
Umrichter 3AC
mit
Zwischen3AC
kreis
Typ B
Typen A, B
K
M
3_
Typ F
Stellen möglicher Fehlerströme bei einem
Umrichter
Typ AC
Kennzeichnungen an Differenzstromgeräten
AC Alternating Current
DC Direct Current
CBR Circuit Breaker RCU
A
Typ B RCD
kurzzeit- K
verzögert
Typ B
mögliche
Fehlerströme
Typen A, AC, B
200 Hz
Fehlerströme
W
Hinweise
Differenzstromgeräte, z.B. RCDs, sind in
DC-Netzen nicht verwendbar,
Typ-A-Geräte darf man nicht netzseitig vor
Typ-B-Geräte schalten.
RCD Residual Current protective Device
RCM Residual Current Monitor
RCU Residual Current Unit
I N Bemessungsstrom
I D Differenzstrom, Fehlerstrom
I DN Bemessungs-Differenzstrom
BU
223
Weitere Betriebsgrößen von Transformatoren
More Operating Quantities of Transformers
Bestimmung der Betriebsgrößen Eisenverluste, Kupferverluste, Verhalten mit Last
Fall, Anwendung
Leerlauf jeweils an UN
Messung von I0 fi Im
mit Strommesser und
von PvFe mit Leistungsmesser.
PvFe ist unabhängig
von der Belastung.
Ersatzschaltung
Zeigerbild
Bemerkungen
¡0
¡m
¡Fe
UN RFe
UN
I0 ist annähernd Im.
Im Ersatzwiderstand RFe tritt
PvFe auf. Die magnetische
Streuung s ist sehr klein.
¡0
Xm
¡Fe
¡m
Ausgang kurzschließen
und Eingang Anschluss
an Uk,
Messung von PvCu mit
Leistungsmesser.
PvCu ist quadratisch
abhängig vom Laststrom.
¡N
Betrieb mit Last an UN
Die Ausgangsspannung mit Last hängt
gegenüber dem Leerlauf hier von PvCu und
Xs sowie Z ab.
¡2
RCu
Uk
XÛ
Uk
U2 = 0 V
Durch Anschluss an Uk =
uk · U1N/100 fließt der volle
Bemessungsstrom, sodass
PvCu gemessen wird. Die
magnetische Streuung s ist
groß und bewirkt einen Blindwiderstand Xs.
UXÛ
¡N
URCu
U2N
RCu
XÛ
U2 Z
U2N
U2N
U2
¡2
U2
Bei Wirklast und induktiver
Last liegt an der Last eine
kleinere Spannung als U2N.
Bei kapazitiver Last kann U2
größer sein als U2N.
SE
ƒ
¡2
Verluste, Wirkungsgrad, Jahresnutzungsgrad
Begriffe
Erklärung
Bemesssungsleistung
(beim Trafo Scheinleistung)
Bemessungsspannung
Bemessungsstrom
Aus Scheinleistung SN
folgt über die Bemessungsspannung UN der
Bemessungsstrom IN.
Phasenfaktor 123.
Verlustleistung Pv
Eisenverlust PvFe
Kupferverlust PvCu
Wirkleistungsverlust
durch Ummagnetisierung und Erwärmung
der Wicklung
Wirkungsgrad n (eta)
Verhältnis von nutzbarer Leistung zur aufgewendeten Leistung
n=
Verhältnis von nutzbarer jährlicher Arbeit zur
aufgewendeten jährlichen Arbeit
f=
Jahresarbeitsgrad,
Jahresnutzungsgrad f
(zeta)
I0
Im
IN
Pin
Pout
Pv
SN
Leerlaufstrom
Magnetisierungsstrom
Bemessungsstrom
Eingangsleistung
Ausgangsleistung
Leistungsverlust
Bemessungsleistung
(beim Trafo)
Formeln
bei einphasigem AC
bei dreiphasigem 3AC
SN = UN · IN
1
2
Pv = Pin − Pout
Pv = PvFe + PvCu
3
Pout
Pin
Wout
Win
Win jährlich aufgenommene Arbeit
Wout jährlich abgegebene Arbeit
WvFe Verlust im Eisenkern
WvCu Verlustarbeit in der Wicklung
uk
bezogene Kurzschlussspannung
(in %)
Uk Kurzschlussspannung (in V)
UN Bemessungsspannung
A
SN = 12
3 · UN · IN
4
n=
5
f=
7
Xs
Pout
Pout + PvFe + PvCu
Wout
Wout + WvFe + WvCu
K
6
8
Blindwiderstand wegen magn.
Streuung (s sigma)
Z
Impedanz der Last
n
Wirkungsgrad (n eta)
f
Arbeitsgrad, Nutzungsgrad
(f zeta)
Indizes
1, in eingangsseitig
2, out ausgangsseitig
W
BU
236
Eigenerzeugungsanlagen 2 Private Power Generating Systems 2
Abrechnungsmessung
vgl. VDE-AR-N 4105
Benennung
Erklärung
Beispiele, Bemerkungen
Volleinspeisung
Die gesamte erzeugte Energie wird
in das VNB-Netz eingespeist und
nach EEG vergütet. Erfordert zwei
Zähler, der Zweirichtungszähler Z2
für Lieferung und Bezug Generatoreigenverbrauch.
Die selbst verbrauchte Energie aus
dem VNB-Netz und der Eigenerzeugungsanlage wird vom Bezugszähler erfasst und nach dem VNBTarifberechnet. Dieser ist niedriger
als die EEG-Vergütung.
Eigentlich genügen für die Volleinspeisung zwei normale Zähler mit
Rücklaufsperre. Die VDE-AR-N
schlägt Z2 als Zweirichtungszähler
vor, damit der Eigenverbrauch des
Generators erfasst wird.
Überschusseinspeisung
Nur der ins VNB-Netz eingespeiste
Energieüberschuss wird mit dem
hohen Tarif nach EEG vergütet.
Erfordert 3 oder 2 Zähler mit
zusammen 3 Messwerken.
Der selbst verbrauchte Anteil der
Eigenerzeugung wird vom VNB
auch vergütet, aber mit einem kleineren Tarif. Der Bezug aus dem
VNB-Netz wird vom VNB berechnet
und ist zu bezahlen.
Übliche Anlage für Anlagenbemessungsleistung ≤ 100 kVA, z. B. mittlere für PV-Anlagen oder Anlagen
für Blockheizkraftwerk BHKW.
Generator, Einheit
Jede Art von Spannungserzeuger,
also z. B. PV-Anlage oder kleine
Windkraftanlage.
Die erzeugte Energie jeder Generatorart ist getrennt zu messen. Bei
zwei Geratorarten sind erforderlich
4 Zähler.
Kombinationen der Arten von
Generatoren sind z. B. PV-Generator und BHKW oder Kleinwind- und
Wasserkraftanlage.
1_/N/PE
SE
4,6 kVAp
_ NA-Schutz
A
1_/N/PE
Z1
Z2
HAK
Z1
Z2
vom
Generator
dreiphasige Einheit
BU
Z2a
Zählerschaltungen (Beispiele)
einphasige Erzeugungseinheit
W
Z2b
HAK
Anschluss einer Erzeugungsanlage von zwei verschiedenen Generatoren ≤ 30 kVA mit Überschusseinspeisung
nach VDE-AR-N 4105
HAK
K
Erzeugungsanlage
NA-Schutz
1_
Z1
Stromkreisverteiler
G
Z3
Hausanschlusskasten
4,6 kVAp
Nennleistung:
≤ 4,6 kVA,
Zähler:
Z1 Bezug der
Kundenanlage,
Z2 Lieferung
und Bezug der
Einheit,
Volleinspeisung
Nennleistung:
< 30 kVA,
Zähler:
Z1 Bezug der
Kundenanlage,
Z2 Lieferung
und Bezug der
Einheit,
HAK
Z2
Z1
dreiphasige Erzeugungseinheit
HAK
Z1
Z2a
Z2b
Z3
von Generatoren
zwei dreiphasige Einheiten
Nennleistung:
≤ 13,8 kVA,
Zähler:
Z1 Bezug der
Kundenanlage,
Z2 Lieferung
und Bezug der
Einheit,
Volleinspeisung
Nennleistung:
≤ 4,6 kVAp,
Zähler:
Z1 Bezug der
Kundenanlage,
Z2 Lieferung
und Bezug der
Einheiten,
EEG erneuerbare Energiengesetz, kVA = Kilo-Voltampere, Bemessungswert, PV Photovoltaik, VDE-AR-N VDEAnwendungsrichtlinie Netz, VNBW Verteilungs-Netzbetreiber
241
Intelligente Stromnetze Smart Grids
Merkmal
Aufgabe
Smart
Metering
Ursache
dezentrale
Energieerzeugung
Smart
Meter
MUC
Vernetzung
M-Bus
Verbraucher
Datenübertragung
BPL
Erklärung
Bemerkungen
Ein intelligentes Stromnetz stellt die Stromversorgung unter kostengünstigen Gesichtspunkten sicher. Dazu sind Datenkommunikation und Steuerung zwischen Stromerzeugern,
elektrischen Speichern, elektrischen Verbrauchern und Netzbetriebsmitteln in den Energieübertragungsnetzen erforderlich. Basis ist
ein Zählerfernauslesen (Smart Metering)
durch die Verteilungsnetzbetreiber (VNB).
Ziel ist, Energienetze ausgeglichen auszulasten,
insbesondere in Zeiten kleiner bzw. höchster Auslastung. Dadurch kann die gesamte Netzinfrastruktur kleiner ausgelegt werden, sodass kleinere Kosten für den VNB und somit für den Verbraucher anfallen. Hierzu müssen elektrische Verbraucher möglichst zeitgesteuert vom elektrischen Netz mit Energie versorgt werden.
Infolge dezentraler Energieerzeugungsanlagen mit Schwankungen in der Energieerzeugung, z. B. Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen, Biogasanlagen, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder Blockheizkraftwerke, sind
Lastregelung, Spannungshaltung im Verteilungsnetz und Aufrechterhaltung der Netzstabilität anspruchsvoller als bei zentraler Energieerzeugung durch große Kraftwerke.
Zu berücksichtigen ist, dass kleine dezentrale
Energieerzeugungsanlagen im Gegensatz zu
mittleren bis großen Kraftwerken direkt in das
Niederspannungsnetz oder Mittelspannungsnetz einspeisen, was gesteuert werden muss.
europa.eu.int/comm/research/energy
Digitale Zähler, die den aktuellen Energieverbrauch anzeigen und automatisch an einen
Computer melden. Dieser kann Leitrechner
einer Gebäudeautomation sein oder über
Internet-Router mit dem VNB kommunizieren.
Dadurch kann der VNB tarifvariabel abrechnen. Andererseits kann der VNB diesem Computer mitteilen, wann der Strom „teuer“ ist.
www. proteus-solutions.de
Vernetzen der Smart Meter mit übergeordnetem Computer erfolgt z. B. wireless über MBus (Meter-Bus). Bei einer Gebäudeautomation ist eine M-Bus-Kopplung an KNX möglich. Somit können Verbraucher gezielt
geschaltet werden.
www.qvedis.com
Elektrische Verbraucher, z. B. Hausgeräte,
müssen automatisiert gestartet werden können, wenn der Strom zu günstigen Preisen im
Netz verfügbar ist. Hierzu müssen die Verbraucher entsprechende Steuerungen besitzen oder die Hausinstallation muss entsprechend ausgelegt sein, z. B. mittels KNX.
Die Datenübertragung zwischen VNB und
Haushaltungen/Gewerbe kann entweder mittels z. B. UMTS, DSL oder Breitband Powerline
BPL erfolgen.
Ist Netzfrequenz 50,2 Hz erreicht, werden z. B.
PV-Anlagen automatisch abgeschaltet.
Auf Datenschutz ist wegen des Erfassens der
handelsbezogenen Verbrauchsdaten zu achten ∫ Erkennen von Verhaltensweisen.
www.ppc-ag.de
Energie
Daten
Versorgungsnetze, Datennetz
Leitstelle
Dezentrale Energieerzeugung
Als Smart Meter gibt es Strom-/Spannungszähler,
Gaszähler, Wasserzähler. Die unterschiedlichen
Zählerdaten können z. B. für eine gesamthafte
Energieabrechnung über einen zentralen Datenkonzentrator MUC (Multi Utility Communication
Device, Computer) gesammelt werden.
Die Anzeige der aktuellen Verbrauchsdaten, Tarife
ist auch auf Smartphones möglich, ferner bei entsprechender Gerätevernetzung das manuelle
Aktivieren von elektrischen Verbrauchern.
SE
A
VNB
Internet
Gebäudesteuerung
Ethernet
KNX
Aktoren
Sensoren
M-Bus
Wasser Gas
K
Zähler
KWh
Vernetzung von Smart Metern
Hochspannung
Kraftwerke
W
Mittelspannung
VNB-Zentrale
Datentransport
über
Haushalt,Gewerbe
Netzleitungen
Steuerung, PC
Niederspannung
Breitband Powerline BPL bei Smart Grids
BU
266
Rauchwarnmelder RWM Smoke Warning Indicator
Ansicht, Schaltungen
Erklärung
Bemerkungen, Ergänzungen
Thermischer Schutz in elektrischen Anlagen
5 min
1 min
ta
Ün = 10 A
10 s
5s
100 ms
50 ms
10
20
50
Ü/ Ün
100
Kennlinie einer ÜberstromSchutzeinrichtung
Der thermische Schutz durch
Überstrom-Schutzeinrichtungen
ist begrenzt. Diese müssen wegen
der Einschaltströme, z. B. von
Motoren, so gebaut sein, dass sie
z. B. beim Typ B erst beim Dreifachen ihres Nennstromes innerhalb von 3 min abschalten. In dieser Zeit kann aber durch den
Strom ein Brand entstehen, z. B.
von Holz.
Die zusätzliche Verwendung von
RCDs verbessert wegen des kleinen
Auslösestroms von z. B. IDN = 30 mA
den thermischen Schutz nur bei Kurzschlüssen von L zu PE, also nicht von
L zu N (folgende Seite).
Der Schutz durch Brandschutzsschalter (folgende Seite) ist hoch, jedoch
aufwendig. Er ist für neue brandgefährdete Anlagen vorgeschrieben
(VDE 0100-410).
Rauchwarnmelder RWM (auch Rauchmelder genannt)
SE
RWM sind in den meisten Bundesländern gesetzlich Pflicht bei
Brandgefahr, auch in Wohnräumen.
Die
Stromversorgung
erfolgt meist durch 9-V-Batterien.
RWM geben bei entstehenden
Bränden akustisch Alarm. Überwachungsbereich meist 40 m2.
Montage meist an der Raumdecke
in der Mitte des Bereiches.
Rauchwarnmelder Gira
www.gira.de
Sirene
Batterie
LED
oder
IRED
Lichtsensor
Komponenten des Rauchwarnmelders
Sensorik der RWM
LED
Lichtsensor
A
RWM enthalten als Rauchsensor
eine LED oder IRED, deren Strahlung erst durch Rauch zu einer
Fotodiode als Empfänger gelangt.
Bei manchen RWM ist zusätzlich
ein thermischer Sensor enthalten,
der Temperaturzunahme meldet.
Rauchsensor ohne Rauch
Raucheingang
Rauch
Rauchsensor mit Rauch
Funk-Rauchwarnmelder, Vernetzung, Errichtung, Wartung
K
Sirene
Antenne
Batterie
LED
Lichtsensor
Transceiver
Funk-RWM enthalten zusätzlich
einen Transceiver (Sende-Empfänger) und eine Antenne. Dadurch können Funk-RWM Alarme
an andere Funk-RWM geben oder
von diesen erhalten. Stromversorgung durch Batterie oder Netz.
Signalübertragung durch Funk
oder Leitung.
Komponenten des Funk-RWM
W
Funk
BU
Leitung und Funk
Vernetzung von Rauchwarnmeldern
Leitungen
RWM sind an der Decke der Wohnräume zu befestigen, vor allem in
Schlafräumen und Fluren. Da sie ständig arbeiten, sind ihre Batterien nach
1 bis 3 Jahren verbraucht. Schon deswegen sollten RWM jedes Jahr überprüft und gewartet werden.
Zur Prüfung der Funktion genügt
meist die Betätigung einer Taste.
Beim Kauf prüfen, ob die Batterie auswechselbar ist. www.hager.de
Vernetzung mehrerer RWM kann mittels Funk oder Leitung oder Funk und
Leitung der dafür geeigneten RWM
erfolgen, am einfachsten mit lauter
gleichen Funk-RWM. Für die Vernetzung von verschiedenen RWM müssen diese kompatibel (miteinander
verträglich) sein.
RWM sollten alle 10 Jahre ausgetauscht werden.

Tabellenbuch Elektrotechnik - Europa

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