Hier wird gebaut und geprüft: Jedes Team errichtet die Anlagenkomponente seines Projekts im Labor, nimmt sie in Betrieb, prüft Teil- und Gesamtfunktionen und bewertet die Erstprüfung nach DIN VDE 0100-600. Kennzeichen nach DIN EN IEC 81346-2 und Schaltzeichen nach DIN EN 60617 machen die Pläne für jeden lesbar.
Schritt 3 von 5. Du wendest die fünf Sicherheitsregeln an, liest den Plan eures Laboraufbaus, legst Testfälle fest, wertest die Messreihe aus, bewertest die Erstprüfung, analysierst ein Fehlerbild und führst eure Komponente vor.
Danach: Rechenwege und Lösungen zu Teil 5
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Wer einschaltet, ohne vorher das Soll aufzuschreiben, kann hinterher nur sagen, dass etwas passiert ist, nicht, ob es richtig war.
Am Ende hast du: den geprüften Laboraufbau eurer Anlagenkomponente mit Inbetriebnahmeprotokoll, Prüfprotokoll der Erstprüfung, einer Fehleranalyse und einer Demonstration vor einem Team mit anderem Projekt.
Karte „Vorfeld V 13 bis V 15 auf einen Blick“: Lageplan mit Trafostation V-Ost, Positionen V 13 bis V 15 und den drei Projekten A, B und C, dazu je Projekt die Steckbriefdaten und die Kennzeichen. Die Karte steht im Wissensspeicher, Lektion „Wissensspeicher und Expertenrunde“. Leg sie neben jede Aufgabe mit Anlagendaten.
Die drei Laboraufbauten
Jedes Team baut nur seine Komponente. Lies trotzdem alle drei Pläne: Bei der Demonstration prüft ihr die Komponente eines anderen Projekts.
Erst du, dann die anderen
Die Leitung Vorfeldbetrieb will sehen, dass eure Komponente in jedem Zustand richtig reagiert, nicht nur im Normalfall. Den Nachweis gibt dir keiner vor. Wie würdest du vorgehen?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Testfälle aus dem Lastenheft ableiten. Jede Anforderung L1 bis L8 bekommt mindestens einen Testfall. So passt der Nachweis genau zum Auftrag. Störfälle, an die im Lastenheft niemand gedacht hat, fehlen dabei leicht.
- Alle Zustände systematisch durchgehen. Eine Tabelle aller Eingangskombinationen zeigt jede Lücke im Programm. Bei vier Eingängen sind das schon 16 Zeilen, und nicht jede Kombination kommt auf dem Vorfeld vor.
- Fehler gezielt einbauen. Leitung abziehen, Signal wegnehmen, Grenze überschreiten: So seht ihr den sicheren Zustand wirklich. Dafür braucht jeder Eingriff eine Absprache mit der Lehrkraft und einen Plan, wie ihr ihn wieder rückgängig macht.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Projekt A · Strom und Luft für V 14 · Laboraufbau, Messreihe, Erstprüfung · aufklappen, wenn du rechnest
Projekt A · Strom und Luft für V 14
- Laboraufbau
- Freigabe und Verriegelung des Bodenstromabgangs: Kleinsteuerung -KE1 (24 V DC), Not-Halt -SG0, Start -SJ1, Stopp -SJ2, Rückmeldung aus dem Flugzeug über -XD1 (im Labor mit -SJ3 simuliert), Ausgangsschütz -QA1 ohne Last, Meldeleuchten -PF1 und -PF2; Laborumrichter -TA1 mit Lastbank -RA1 für die Messreihe
- Funktion laut Pflichtenheft
- -QA1 zieht nur an, wenn der Not-Halt entriegelt ist, Stopp nicht betätigt ist, die Rückmeldung aus dem Flugzeug ansteht und Start gedrückt wird; Stopp hat Vorrang. Fällt die Rückmeldung weg, fällt -QA1 sofort ab und -PF2 meldet Störung. Nach einem Not-Halt erst entriegeln, dann neu starten. -KE1 zählt die Betriebsstunden, solange -QA1 angezogen ist.
- Messreihe Probebetrieb an V 14 (cos φ 0,8, Frequenz bei allen Stufen 400,0 Hz)
-
S in kVA U ohne Kabelkompensation in V U mit Kabelkompensation in V 0 115,0 115,0 20 114,0 115,0 40 113,0 115,0 60 112,0 115,0 80 111,0 115,0 90 110,5 115,0 - Kriterium im Pflichtenheft (Unterrichtswert)
- Spannung am Flugzeugstecker 115 V ± 2 % bei jeder Last bis 90 kVA
- Erstprüfung, Messort
- Abgang -Q31 in der NSHV V-Ost, Zuleitung -W31, gemessen an der UV-V14
- Schutzorgan
- NH gG 250 A; Abschaltstrom in 5 s laut Herstellerkennlinie Ia = 1.500 A (Verteilerstromkreis)
- Schleifenimpedanz gemessen
- Zs = 0,092 Ω
- Isolationswiderstand gemessen, 500 V DC
- Riso > 299 MΩ (Messbereichsende)
Alle Werte sind Unterrichtswerte. Rechne nur mit den Werten deines Projekts.
Projekt B · Licht für V 13 bis V 15 · Laboraufbau, Messreihe, Erstprüfung · aufklappen, wenn du rechnest
Projekt B · Licht für V 13 bis V 15
- Laboraufbau
- Lichtsteuerung -KE1 mit DALI-Ausgang, Helligkeitssensor -BR1 an E1, Belegungssignal V 14 an E2 (im Labor mit -SJ1 simuliert), ein LED-Fluter -EA1, 230 W, mit DALI-Betriebsgerät, Luxmeter am Messpunkt
- Funktion laut Pflichtenheft
- hell: Fluter aus · dunkel und frei: 30 % · dunkel und belegt: 100 % · Sensorstörung: 100 % (sicherer Zustand: Licht an)
- Messreihe nach dem Umbau, Position V 14, 15 Rasterpunkte in lx
-
Reihe West Mitte Ost Reihe 1 Punkt 1: 24,1 Punkt 2: 26,8 Punkt 3: 23,5 Reihe 2 Punkt 4: 22,0 Punkt 5: 25,9 Punkt 6: 21,7 Reihe 3 Punkt 7: 21,3 Punkt 8: 24,2 Punkt 9: 20,8 Reihe 4 Punkt 10: 22,4 Punkt 11: 25,3 Punkt 12: 22,0 Reihe 5 Punkt 13: 6,2 Punkt 14: 9,1 Punkt 15: 6,4 - Anforderung L1
- Em ≥ 20 lx, U0 = Emin durch Em ≥ 0,25 (Unterrichtswerte nach DIN EN 12464-2)
- Stand nach M3: alte Anlage, gleiche Rasterpunkte
- Em 19,2 lx, U0 0,22
- Dimmkurve LED-Fluter im Labor
-
Dimmwert in % Leistung P in W E am Messpunkt in lx 10 31 3,0 20 50 6,1 30 73 9,2 50 118 15,3 70 164 21,4 100 230 30,5 - Stand nach M2: Energiebedarf neu
- 24 Fluter je 230 W, 4.200 Dunkelstunden, belegt 45 %, frei 55 % mit 30 %: Steuerfaktor 0,615, 14.258 kWh im Jahr; Strom 0,22 €/kWh
- Erstprüfung, Messort
- Abgang zum Mastverteiler +M4 im Beleuchtungsverteiler BV, Mastzuleitung 180 m, gemessen im Mastverteiler
- Schutzorgan
- NH gG 25 A; Abschaltstrom in 5 s laut Herstellerkennlinie Ia = 120 A (Verteilerstromkreis)
- Schleifenimpedanz gemessen
- Zs = 0,74 Ω
- Isolationswiderstand gemessen, 500 V DC
- Riso 210 MΩ
Alle Werte sind Unterrichtswerte. Rechne nur mit den Werten deines Projekts.
Projekt C · Laden an V 14 · Laboraufbau, Messreihe, Erstprüfung · aufklappen, wenn du rechnest
Projekt C · Laden an V 14
- Laboraufbau
- Lastmanagement -KE1 mit Zähler -PG1, drei Ladepunkte LP1 bis LP3 (je RCD Typ A mit DC-Fehlerstromerkennung 6 mA), drei Fahrzeugsimulatoren, Strommesser -PG2 bis -PG4
- Lastmanagement laut Pflichtenheft
- Netzbezug höchstens 140 kW; DC-Ladepunkt (50 kW) zuerst, der Rest gleich auf die gesteckten AC-Ladepunkte; je AC 6 A bis 32 A bei 3 × 230 V; Vorgabe an das Fahrzeug über das CP-Signal: I = Tastgrad in % · 0,6 A im Bereich 10 % bis 85 % (DIN EN IEC 61851-1)
- Messreihe am Simulator
-
Tastgrad in % gemessener Strom in A 10 5,9 16 9,5 25 14,8 36,2 21,6 40 23,8 53,3 31,7 - Kriterium im Prüfplan (Unterrichtswert)
- Der Ladestrom darf den Sollstrom nicht überschreiten und höchstens 3 % darunter liegen.
- Erstprüfung, Messort
- Abgang -Q31 in der NSHV V-Ost, Zuleitung -W31, gemessen an der UV-V14
- Schutzorgan
- NH gG 250 A; Abschaltstrom in 5 s laut Herstellerkennlinie Ia = 1.500 A (Verteilerstromkreis)
- Schleifenimpedanz gemessen
- Zs = 0,092 Ω
- Isolationswiderstand gemessen, 500 V DC
- Riso > 299 MΩ (Messbereichsende)
- RCD an LP1, IΔn = 30 mA
- Auslösestrom 21 mA, Auslösezeit bei IΔn 18 ms
Alle Werte sind Unterrichtswerte. Rechne nur mit den Werten deines Projekts.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Inbetriebnahme- und Prüfprotokoll mit Demonstration
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- dem Laboraufbau eurer Komponente, errichtet nach Plan und nach den fünf Sicherheitsregeln
- den Testfällen für Teil- und Gesamtfunktion mit Soll, Ist und Bewertung
- der ausgewerteten Messreihe mit Diagramm und Vergleich mit dem Kriterium
- dem Prüfprotokoll der Erstprüfung: Besichtigen, Erproben, Messen, unterschrieben von der Meisterin
- der Analyse eines Fehlerbilds im Format „Funktions- und Systemanalyse“
- der Demonstration vor einem Team mit anderem Projekt und dessen Rückmeldung
Zur Dokumentation
Inbetriebnahmeprotokoll und Prüfprotokoll stehen als Tabellen in der Projektmappe. Jede Messung nennt Messgerät, Messort, Messwert, Grenzwert und Bewertung, jede Prüfung Datum und Namenszeichen. Die Messreihe legst du mit der Tabellenkalkulation an; das Diagramm zeigt Messpunkte und eine glatte Kurve.
Die Protokolle gehen zu Meilenstein M4 in die Übergabe an die Leitung Vorfeldbetrieb. Abgenommen werden sie zuerst vom Team, dem ihr die Komponente vorführt, dann von der Projektleitung abgezeichnet.
10.1Bereite das Arbeiten an der Laborverteilung vor, an die euer Laboraufbau angeschlossen wird
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Aufgabe 10.1
Bereite das Arbeiten an der Laborverteilung vor, an die euer Laboraufbau angeschlossen wird:
- Nenne die fünf Sicherheitsregeln in der richtigen Reihenfolge.
- Beschreibe für jede Regel, wie du sie an der Laborverteilung umsetzt.
- Begründe, weshalb das Feststellen der Spannungsfreiheit erst nach dem Sichern gegen Wiedereinschalten kommt.
- Nenne, wer die Arbeiten beaufsichtigt und die Prüfprotokolle unterschreibt.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Sicherheitsregeln · Freischalten · Elektrofachkraft · Arbeitssicherheit
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
10.2Lies den Plan des Laboraufbaus eures Projekts
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Aufgabe 10.2
Lies den Plan des Laboraufbaus eures Projekts:
- Benenne jedes Betriebsmittel mit seinem Kennzeichen und seiner Aufgabe.
- Beschreibe, unter welchen Bedingungen die Komponente ihren Ausgang freigibt (Projekt A: -QA1 zieht an · Projekt B: -EA1 leuchtet mit 100 % · Projekt C: LP1 gibt 32 A frei).
- Beschreibe den Zustand der Komponente bei einer Störung.
- Begründe, weshalb dieser Zustand der sichere ist.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Referenzkennzeichnung · Stromlaufplan · Übersichtsschaltplan · Steuerstromkreis · Lichtsteuerung · Ladebetriebsarten
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
10.3Legt die Testfälle für die Inbetriebnahme eurer Komponente fest, bevor ihr einschaltet
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Aufgabe 10.3
Legt die Testfälle für die Inbetriebnahme eurer Komponente fest, bevor ihr einschaltet:
- Unterscheide an eurem Laboraufbau Teilfunktion und Gesamtfunktion.
- Legt mindestens sechs Testfälle fest, darunter mindestens zwei Störfälle.
- Schreibt für jeden Testfall Vorbedingung, Handlung und Soll so genau auf, dass ein anderes Team ohne Rückfrage abhaken kann.
- Legt die Reihenfolge der Testfälle fest.
- Begründet die Reihenfolge.
| Nr. | Teil- oder Gesamtfunktion | Vorbedingung | Handlung | Soll | Ist | bestanden |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T1 | ||||||
| T2 | ||||||
| T3 | ||||||
| T4 | ||||||
| T5 | ||||||
| T6 | ||||||
| T7 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Inbetriebnahme · Funktionsprüfung · Prüfplanung
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Projektteam. Jede und jeder kann das Ergebnis am Ende erklären.
10.4Werte die Messreihe für euer Projekt aus
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Aufgabe 10.4
Werte die Messreihe für euer Projekt aus:
- Stelle die Messwerte in einem Diagramm dar, mit Messpunkten und glatter Kurve.
- Berechne die Kenngröße, die das Kriterium verlangt (Projekt A: Abweichung der Spannung am Stecker von 115 V · Projekt B: Em, Emin und U0 · Projekt C: Abweichung des Stroms vom Sollstrom).
- Vergleiche das Ergebnis mit dem Kriterium.
- Deute die auffälligste Stelle der Messreihe für den Betrieb auf dem Vorfeld.
- Berechne die Folge für den Betrieb (Projekt A: Last, ab der ohne Kabelkompensation das Kriterium reißt · Projekt B: Energiebedarf im Jahr mit dem gemessenen Leistungsanteil bei 30 % · Projekt C: Strom und Tastgrad je AC-Ladepunkt, wenn der DC-Ladepunkt und fünf AC-Ladepunkte laden).
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Beleuchtungsstärke · Lichtstrom · Lichtmanagement DALI · Tastgrad · Lastmanagement Elektrofahrzeug · Frequenzumrichter · Diagramme
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
10.5Bewerte die Messwerte der Erstprüfung an der Zuleitung eures Projekts
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Aufgabe 10.5
Bewerte die Messwerte der Erstprüfung an der Zuleitung eures Projekts:
- Nenne die drei Schritte der Erstprüfung nach DIN VDE 0100-600.
- Berechne die höchstzulässige Schleifenimpedanz Zs,max für das Schutzorgan eures Projekts.
- Vergleiche die gemessene Schleifenimpedanz mit 2/3 · Zs,max (gemessen wird im kalten Zustand, Tabellenbuch S. 265).
- Bewerte den Isolationswiderstand.
- Projekt C: Bewerte zusätzlich die Prüfung der RCD an LP1.
- Entscheide, ob die Meisterin das Prüfprotokoll unterschreiben kann.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Erstprüfung · Messung Schleifenimpedanz · automatische Abschaltung · Isolationswiderstand, Messung · Messung RCD · Prüfprotokoll
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
10.6Analysiere das Fehlerbild an eurer Anlage wie in der Prüfung „Funktions- und Systemanalyse“ (30 Minuten, mit Tabellenbuch und euren Plänen)
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Aufgabe 10.6
- Projekt A: Der Umformer schaltet nicht zu, obwohl das 400-Hz-Kabel am Flugzeug gesteckt ist und Start gedrückt wurde. -PF1 bleibt dunkel, -PF2 auch.
- Projekt B: Es ist dunkel, V 14 ist belegt. Die Fluter an +M2 leuchten mit 100 %, die Fluter an +M3 bleiben auf 30 %.
- Projekt C: LP4 lädt nicht. Die RCD mit DC-Fehlerstromerkennung im Abgang von LP4 hat ausgelöst; nach dem Wiedereinschalten löst sie beim nächsten Ladebeginn wieder aus.
Analysiere das Fehlerbild an eurer Anlage wie in der Prüfung „Funktions- und Systemanalyse“ (30 Minuten, mit Tabellenbuch und euren Plänen):
- Beschreibe das Symptom genau.
- Stelle mindestens drei Hypothesen zur Ursache auf.
- Lege die Reihenfolge fest, in der du die Hypothesen prüfst.
- Begründe die Reihenfolge.
- Beschreibe für jede Prüfung, was du abliest oder misst und welches Ergebnis welche Hypothese bestätigt.
- Entscheide, wann die Anlage wieder in Betrieb gehen darf.
| Hypothese | Prüfung: ablesen oder messen | Ergebnis, das sie bestätigt | Ist | Folgerung |
|---|---|---|---|---|
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Funktionsprüfung · Messen in elektrischen Anlagen · Fehlerströme RCD · RCD-Typen · Lichtmanagement DALI · Steuerstromkreis
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
10.7Nehmt eure Anlagenkomponente im Labor in Betrieb, prüft sie und führt sie vor
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Aufgabe 10.7
Nehmt eure Anlagenkomponente im Labor in Betrieb, prüft sie und führt sie vor:
- Errichtet den Laboraufbau nach eurem Plan.
- Arbeitet eure Testfälle aus Aufgabe 10.3 ab und tragt Ist und Bewertung ein.
- Führt die Erstprüfung an der Laborverteilung durch und protokolliert Besichtigen, Erproben und Messen.
- Demonstriert Aufbau und Funktion in fünf Minuten vor einem Team mit anderem Projekt, mit einem Störfall.
- Haltet die Rückmeldung des anderen Teams im Protokoll fest.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Inbetriebnahme · Erstprüfung · Prüfprotokoll · Präsentation, Projekt- · Arbeiten im Team
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Projektteam. Jede und jeder kann das Ergebnis am Ende erklären.
Die Lage ändert sich
Bei der Erstprüfung misst die Meisterin an einem Abgang der Unterverteilung einen Isolationswiderstand von 0,4 MΩ bei 500 V DC. Alle anderen Messwerte sind in Ordnung.
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Bewerte den Messwert.
- Entscheide, ob die Anlage in Betrieb gehen darf.
- Beschreibe, wie du die Fehlerstelle eingrenzt.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.