Hier geht es um die Leitungen und um den Wunsch des Kunden, dass nicht ständig die Sicherung fliegt. Nimm dir deine Stromkreisaufteilung aus Lernangebot 7, deinen Leitungswegeplan aus Teil 3, die Vorlagen und dein Tabellenbuch dazu.
Schritt 3 von 4. Du lernst LS-Schalter und Schmelzsicherung kennen, wählst die Schutzorgane jedes Stromkreises, rechnest die Abschaltbedingung nach, zeichnest den Übersichtsschaltplan mit allen Schutzorganen und den Installationsplan.
Danach: Rechenwege und Lösungen
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Der LS-Schalter schützt die Leitung, nicht das Gerät und nicht den Menschen. Deshalb richtet sich sein Nennstrom nach dem, was die Leitung aushält, und nach dem, was der Stromkreis braucht.
Am Ende hast du: Übersichtsschaltplan und Installationsplan der Hütte 7 mit begründeten Schutzorganen
Alle Aufgaben beziehen sich auf die Geräteliste, den Anschluss am MV 2 und den Tabellenauszug in der Lektion „Anlagendaten und Rollen“ und auf die Stromkreise, die dein Team in Lernangebot 7 gebildet hat. Im Gruppenpuzzle bearbeitet die Expertengruppe D die Aufgaben 8.1 bis 8.5, die Expertengruppe A die Aufgabe 8.6, die Expertengruppe C die Aufgabe 8.8. Aufgabe 8.9 bearbeitet jede Expertengruppe für ihr eigenes Fachthema. Aufgabe 8.7 macht ihr gemeinsam in der Stammgruppe.
Erst du, dann die anderen
Woran würdest du entscheiden, wie groß eine Sicherung sein muss? Die Antwort gibt dir keiner vor.
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Vom Gerät aus. Den Strom der Geräte am Stromkreis ausrechnen und eine Sicherung wählen, die knapp darüber liegt. So fliegt sie im Betrieb nicht, aber du weißt noch nicht, ob die Leitung diesen Strom auf Dauer aushält.
- Von der Leitung aus. Nachschlagen, wie viel Strom die Leitung auf Dauer tragen darf, und eine Sicherung wählen, die darunter bleibt. Die Leitung ist dann geschützt, aber ob die Geräte damit laufen, prüfst du erst danach.
- Vom Fehler aus. Fragen, welcher Strom bei einem Kurzschluss fließt und ob die Sicherung dann schnell genug abschaltet. Du denkst dabei an den Ernstfall, brauchst aber Messwerte, die es vor dem Aufbau oft noch nicht gibt.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Gegebene Werte · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte
- Bedingung für den Leitungsschutz
- Ib ≤ In ≤ Iz (Betriebsstrom, Nennstrom des Schutzorgans, Strombelastbarkeit der Leitung)
- Strombelastbarkeit, vorläufig
- Mantelleitung auf der Holzwand, Verlegeart C, 2 belastete Adern: 1,5 mm² Iz = 19,5 A · 2,5 mm² Iz = 27 A. Den Querschnitt weist ihr in Teil 5 vollständig nach.
- LS-Schalter, magnetische Auslösung
- Charakteristik B sicher ab 5 · In, Charakteristik C sicher ab 10 · In
- Abschaltbedingung
- Endstromkreis bis 32 A im TN-System: Abschaltung in höchstens 0,4 s. Erfüllt, wenn Zs ≤ U0Ia, mit U0 = 230 V und Ia dem Strom, bei dem das Schutzorgan sicher magnetisch auslöst
- Gemessen am Musteraufbau
- Schleifenimpedanz an der Steckdose am Tresen rechts Zs = 0,95 Ω · am entferntesten Punkt des Lichtstromkreises (Leuchtschild) Zs = 3,10 Ω
- Katalog eures Betriebs
- LS-Schalter 1-polig, Charakteristik B oder C, Nennstrom 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A oder 32 A · Schutzkontakt-Doppelsteckdose Aufputz, IP44, 16 A, 250 V
- Hüttenabgang im MV 2
- LS-Schalter C16, 3-polig (CEE 16 A) oder C32, 3-polig (CEE 32 A), Fehlerstrom-Schutzeinrichtung 300 mA, selektiv (Typ S)
- Datenblatt der Crêpesplatte
- Connect to a dedicated circuit protected by a 16 A circuit breaker.
Die Werte zur Auslösung, zur Abschaltbedingung und zur Strombelastbarkeit stammen aus dem Tabellenauszug F. Die Betriebsströme der Stromkreise übernimmst du aus deiner Stromkreisaufteilung aus Lernangebot 7.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Übersichtsschaltplan und Installationsplan der Hütte 7 mit begründeten Schutzorganen
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- der Tabelle aller Stromkreise mit Betriebsstrom, Leitung, Nennstrom und Charakteristik des LS-Schalters und der Begründung
- dem Nachweis der Abschaltbedingung für einen Steckdosenstromkreis und für den Lichtstromkreis
- dem Vergleich von Schmelzsicherung und LS-Schalter mit eurer Entscheidung für die Hütte
- dem Übersichtsschaltplan des Kleinverteilers UV Hütte 7 mit allen Schutzorganen und der Vorschaltung im MV 2
- dem Installationsplan der Hütte 7 im Maßstab 1:20
- dem Fachthema deiner Expertengruppe als Kurzvortrag oder Infoblatt, dazu drei Prüffragen
Zur Dokumentation
Im Übersichtsschaltplan steht an jedem Schutzorgan das Kennzeichen und die Kenndaten: bei LS-Schaltern Charakteristik und Nennstrom, bei der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung Bemessungsstrom, Bemessungsdifferenzstrom, Typ und Polzahl. Jede Wahl hat in der Tabelle eine Begründung mit Zahl oder Vorgabe. Das Schriftfeld nennt Zeichner, Datum und „geprüft von“.
Abgenommen wird es zu Meilenstein M3: erst im Kreuzreview durch ein anderes Team, dann von der Projektleitung abgezeichnet, danach von der Marktleitung. Das Fachthema stellt ihr in der Stammgruppe vor.
Aufgabe 8.1
Untersuche den Aufbau eines LS-Schalters:
- Skizziere einen LS-Schalter mit Schaltkontakt, thermischem Auslöser, magnetischem Auslöser, Lichtbogenlöschkammer und Schaltschloss.
- Beschreibe, wie der thermische Auslöser arbeitet und bei welchem Fehler er abschaltet.
- Beschreibe, wie der magnetische Auslöser arbeitet und bei welchem Fehler er abschaltet.
- Erkläre, weshalb der thermische Auslöser verzögert und der magnetische sofort abschaltet.
- Erkläre jede Angabe in der Aufschrift eines LS-Schalters, den du als Anschauungsstück oder im Tabellenbuch findest.
| Auslöser | Bauteil und Wirkprinzip | reagiert auf | schaltet ab |
|---|---|---|---|
| thermischer Auslöser | |||
| magnetischer Auslöser |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Leitungsschutzschalter · LS-Schalter · Überlast · Kurzschluss · Auslösekennlinie
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 8.2
Vergleiche die Charakteristiken B und C:
- Berechne für die LS-Schalter in der Tabelle den Strom, ab dem sie sicher magnetisch auslösen.
- Beschreibe, bei welchen Verbrauchern ein großer Einschaltstrom auftritt.
- Erkläre, was ein großer Einschaltstrom mit einem LS-Schalter der Charakteristik B machen kann.
- Begründe, weshalb im MV 2 LS-Schalter der Charakteristik C eingebaut sind.
- Wähle die Charakteristik für die Stromkreise in der Hütte.
- Begründe die Wahl mit den Geräten des Kunden.
| LS-Schalter | Nennstrom In | Faktor | sicher magnetisch ab | Einsatzort |
|---|---|---|---|---|
| B10 | ||||
| B16 | ||||
| C16 | ||||
| C32 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Auslösekennlinie · Charakteristik B · Charakteristik C · Einschaltstrom
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 8.3
Wähle für jeden Stromkreis der Hütte den LS-Schalter:
- Übertrage die Stromkreise aus deiner Stromkreisaufteilung (Aufgabe 7.3) in die Tabelle.
- Bestimme den Betriebsstrom Ib jedes Stromkreises mit den Werten aus deiner Energiebedarfsliste.
- Trage die Leitung und ihre Strombelastbarkeit Iz ein.
- Wähle den Nennstrom In aus dem Katalog.
- Wähle die Charakteristik.
- Prüfe für jeden Stromkreis Ib ≤ In ≤ Iz.
- Begründe den Nennstrom des Stromkreises mit der Crêpesplatte mit dem Datenblatt.
| Stromkreis | Verbraucher | Ib | Leitung | Iz | In | Charakteristik | Ib ≤ In ≤ Iz? |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Leitungsschutz · Zuordnung Überstrom-Schutzeinrichtung · Strombelastbarkeit · Bemessungsstrom
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 8.4
Weise die Abschaltbedingung für zwei Stromkreise der Hütte nach:
- Erkläre, weshalb bei einem Körperschluss schnell abgeschaltet werden muss, auch wenn der Schutzleiter intakt ist.
- Berechne für jede Zeile der Tabelle den Strom Ia.
- Berechne die größte zulässige Schleifenimpedanz Zs.
- Vergleiche sie mit dem gemessenen Wert.
- Entscheide, ob die Abschaltbedingung erfüllt ist.
- Begründe mit deinem Ergebnis, welche Charakteristik für den Lichtstromkreis taugt.
| Stromkreis | Schutzorgan | Ia | Zs höchstens | Zs gemessen | erfüllt? |
|---|---|---|---|---|---|
| Steckdose Tresen rechts, mit B16 | |||||
| Steckdose Tresen rechts, mit C16 | |||||
| Licht, mit B10 | |||||
| Licht, mit C10 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Abschaltbedingung · Schleifenimpedanz · Schutz durch automatische Abschaltung · Abschaltzeit
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 8.5
Vergleiche Schmelzsicherung und LS-Schalter:
- Skizziere eine Schraubsicherung im D-System mit Sicherungssockel, Passeinsatz, Schmelzeinsatz mit Kennmelder und Schraubkappe.
- Beschreibe, wie der Schmelzeinsatz einen Stromkreis unterbricht.
- Erkläre, wozu Passeinsatz und Kennmelder dienen.
- Erkläre die Buchstaben der Betriebsklasse gG.
- Nenne, wo NH-Sicherungen eingesetzt werden.
- Vergleiche Schmelzsicherung und LS-Schalter in der Tabelle.
- Entscheide, welches Schutzorgan in den Kleinverteiler der Hütte kommt.
- Begründe deine Entscheidung mit dem Vergleich.
| Kriterium | Schmelzsicherung | LS-Schalter | Was in der Hütte 7 zählt |
|---|---|---|---|
| nach dem Auslösen | |||
| Schaltvermögen | |||
| Kosten | |||
| als Schalter nutzbar | |||
| mehrpolig abschalten | |||
| Schutz vor falschem Nennstrom |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Schmelzsicherung · D-System · NH-Sicherung · Betriebsklasse · Passeinsatz
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 8.6
Zeichne den Übersichtsschaltplan des Kleinverteilers UV Hütte 7 auf der Schaltplanvorlage:
- Zeichne die Zuleitung vom Marktverteiler mit CEE-Stecker und Leitung.
- Zeichne die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung -Q1 als Trennvorrichtung für die ganze Hütte.
- Zeichne jeden Stromkreis mit seinem LS-Schalter einpolig als eine Linie.
- Schreibe an jeden Stromkreis Kennzeichen, Außenleiter, Leitungstyp mit Adernzahl und Querschnitt und den Verbraucher.
- Trage die Schutzorgane vorläufig mit Kennzeichen ein.
- Fülle das Schriftfeld aus.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Übersichtsschaltplan · einpolige Darstellung · Stromkreisverteiler · Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 8.7
Trage alle Schutzorgane in euren Übersichtsschaltplan ein:
- Prüfe oben die Vorschaltung im MV 2 mit LS-Schalter und Fehlerstrom-Schutzeinrichtung, jeweils mit Kenndaten.
- Trage die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung -Q1 mit Bemessungsstrom, Bemessungsdifferenzstrom, Typ und Polzahl ein.
- Trage jeden LS-Schalter -F1, -F2 … mit Charakteristik und Nennstrom ein.
- Prüfe jedes Schaltzeichen gegen DIN EN 60617 und jedes Kennzeichen gegen DIN EN IEC 81346-2.
- Prüfe, ob Kennzeichen und Kenndaten in Übersichtsschaltplan, Tabelle aus 8.3 übereinstimmen.
- Lass den Plan von eurer Projektleitung abzeichnen.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Übersichtsschaltplan · Schaltzeichen · Fehlerstrom-Schutzeinrichtung · Leitungsschutzschalter · Kennbuchstaben
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 8.8
Zeichne den Installationsplan der Hütte 7 auf der Grundrissvorlage:
- Berechne die Maße der Tabelle im Maßstab 1:20.
- Prüfe die Maße an der Vorlage nach.
- Zeichne Kleinverteiler, Steckdosen, Anschlussdose, Schalter, Leuchten und Abzweigdosen mit ihren Schaltzeichen an ihren Ort.
- Zeichne die Leitungswege an Wänden und Decke ein.
- Trage an jeden Leitungsweg die Adernzahl ein.
- Kennzeichne jedes Betriebsmittel mit dem Kennzeichen aus deiner Aufteilung.
- Ergänze eine Legende und das Schriftfeld.
| Maß | in Wirklichkeit | auf der Vorlage, 1:20 |
|---|---|---|
| Breite innen | ||
| Tiefe innen | ||
| Tiefe des Tresens | ||
| Breite der Tür | ||
| Länge der Arbeitsfläche |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Installationsplan · Maßstab · Schaltzeichen für Installationspläne
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 8.9
Diese Aufgabe bearbeitest du in deiner Expertengruppe, gleich welches Fachthema ihr habt: A Übersichtsschaltplan und Verteilung, B Stromlaufplan, C Installationsplan oder D Schutzorgane.
Bereite das Fachthema deiner Expertengruppe für deine Stammgruppe auf:
- Wähle mit deiner Expertengruppe die Form: Kurzvortrag von etwa 8 Minuten oder Infoblatt auf einer Seite.
- Gliedere das Fachthema in: Aufgabe, Aufbau oder Lesart, Regeln und Kennwerte, Einsatz in der Hütte 7.
- Zeichne eine Skizze oder einen kleinen Plan, der das Wichtigste zeigt.
- Formuliere drei Prüffragen mit Lösung: eine Wissensfrage, eine Rechenfrage, eine Begründungsfrage.
- Erprobe den Vortrag oder das Infoblatt an einer Person aus einer anderen Expertengruppe.
- Überarbeite, was sie nicht verstanden hat.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Schaltplanarten · Übersichtsschaltplan · Stromlaufplan · Installationsplan · Leitungsschutzschalter
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Die Lage ändert sich
Am zweiten Markttag steht am Tresen rechts eine Mehrfachsteckdose. Der Standbetreiber hat den Glühweinkocher 2 und den Kaffeevollautomaten daran eingesteckt, weil ihm der Weg zur Steckdose an der Rückwand zu weit war. Beide hängen jetzt an einem Stromkreis. „Ihr habt doch gesagt, das hält.“
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Prüfe mit einer Rechnung, was dein Schutzorgan tut, wenn beide Geräte zugleich heizen.
- Entscheide, ob du am Schutzorgan etwas änderst oder an etwas anderem, und begründe es.
- Formuliere, was du dem Standbetreiber sagst, und stütze es auf dein Schutzkonzept.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.