Tabellenbuch Elektrotechnik (Coll.) [PDF]

Zitiervorschau

Ergänzungen und Fehlerberichtigung zum Sachwortverzeichnis im Tabellenbuch Elektrotechnik 23. Auflage, Europa-Nr. 30103 In der folgenden Aufstellung sind auch die im Buch bei den betreffenden Worten angegebenen richtigen Seitenzahlen enthalten. Wir bedauern die durch einen Softwarefehler entstandenen falschen Seitenhinweise im Buch.

Arbeiten unter Spannung 120, 168 Energieversorgung von Werkstätten 176 Häufung von Leitungen 163 Kurzschlussstrom 158 Leitungsberechnung 156, 157 Leitungslänge, größte 158 Lichtstärke 177 LS-Schalter 166 NH-Sicherung 165 Niederspannungssicherung 165, 166 Schmelzeinsatz 150, 165 Schmelzsicherung 150, 165, 166 Schutzpotenzialausgleich 109, 150, 168,201,202,352 Schutzpotenzialausgleichsleiter 109, 200, 203 Sicherungen 165, 166

Die Autoren

EU ROPA-FACH BU CH RE I H E

für elektrotechnische, elektronische, mechatronische und informationstechnische Berufe

Tabellenbuch Elektrotechnik Tabellen

Formeln

Normenanwendung

23. neu bearbeitete und erweiterte Auflage

Bearbeitet von Lehrern und Ingenieuren an beruflichen Schulen und Produktionsstätten (siehe Rückseite)

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL . Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG Düsselberger Straße 23·42781 Haan-Gruiten Europa-Nr.: 30103

Autoren des Tabellenbuchs Elektrotechnik: Häberle, Grego r

Dr.-Ing ., Abteilungsl eiter

Tettnang

Häberle, Heinz

Dipl.-Gewerbe lehrer, VDE

Kressbronn

Heinze lmann , Rudolf

Dipl.-Ing., Studienrat

Biberach a.d. Riss

Jäckel, Hans-Walter

Dipl. -Ing. (FH), Oberstudienrat

Friedrichshafen

Krall, Rudolf

Ing . (grad.). Berufsschuloberlehrer

St. Leonhard

Schi emann, Bernd

Dipl .-Ing., Studi endirektor

Ulm, Stuttgart

Schmitt, Siegfried

staatl. gepr. Tec hniker, Techn. Oberl ehrer

Fri ed richshafen

Tkotz, Klaus

Dipl .-Ing . (FH)

Kronach

Leitung des Arbeitskreises: Dr.-Ing . Häberle , Tettnang

Bildbea rbeitung : Zei chenbüro des Verlag s Europa- Lehrm ittel , Ostfildern Das vorliegende Buch wurde auf der Grundlage der aktuellen Rechtschreibregeln und lernfeldorientiert erstellt. Wen n die Rechtsch rei bregeln meh rere Formen zul assen, wu rde die vo n der Duden-Redaktion empfohlene Form angewendet.

Au szüge aus DIN-Normen m it VDE-Klassifikation sind für die angemeldete limitierte Auflage wiedergegeben mit Genehmigung 162.009 des DIN Deutsches Institut für Normung e.V. und des VDE Verband der Elektrotechnik Elektroni k Informationstechni k e.V. Für weitere Wiedergaben oder Aufl agen ist eine gesonderte Genehmigung erforderlich. Maßgebend für das Anwend en der Normen sind deren Fassungen mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der VDE-VERLAG GmbH , Bismarckstr. 33, 10625 Berlin und der Beuth Verlag GmbH , Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin erhältlich sind.

23. Auflage 2009 Druck 5 4 3 2 1 Alle Drucke derselben Aufl age sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung vo n Druckfehlern untereinander unve rändert sind .

ISBN 978-3-8085-3219-5 Um schl aggestaltung : braunwerbeagentur, 42477 Radevormwa ld unter Ve rwendung eines Fotos der Bilddatenbank www.foto li a.de:©e rdqu adrat-fotolia.com Alle Rechte vo rbe halten . Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerha lb der gesetzlich geregelten Fälle mu ss vom Ve rl ag sch riftli ch genehmigt werden . © 2009 by Verl ag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollm er GmbH & Co. KG , 42781 Haa n-Gruiten http://www.europa-Ieh rmittel.de Satz : Tutte Druckerei Gm bH, 94 121 Salzweg b. Passau Druck: B.o.s .s Dru ck und Medien , 47574 Goch

MATHEMATIK, PHYSIK, SCHALTUNGSTHEORIE , B AUELEMENTE

11 .. . 64

TECHNISCHE DOKUMENTATION, U~ MESSEN 65 ... 118

ELEKTRISCHE INSTALLATION 119 .. . 190

SICHERHEIT, ENERGIEVERSORGUNG 191 ... 262

INFORMATIONS- UND KOMMUNIKATIONSTECHNISCHE SYSTEME 263 ... 310

AUTOMATISIERUNGS- UND ANTRIEBSSYSTEME, STEUERN UND REGELN

~rtß

311 .. . 388

WERKSTOFFE, VERBINDUNGSTECHNIK 389 ... 420

BETRIEB UND SEIN UMFELD, UMWELTIECHNIK, ANHANG 421 ... 488

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lLD

Vorwort zur 23. Auflage Die Weiterentwicklungen derTechnik und der Didaktik führte schon in der vorigen Auflage zu einer Überarbeitung und Erweiterung des Buches. Diese Weiterentwicklung des Buches zu einem Kompendium wurde auch in der 23. Auflage fortgesetzt. Völlig neue Inhalte sind nachstehend kursiv (schräg) gedruckt. • Teil M: Mathematik, Physik, Schaltungstheorie, Bauelemente

Formel zeic hen, Größen und Einheiten , mathematische Zeichen , Potenzen, Vorsätze. Kraft, Kraftmoment, Bewegungslehre, Arbeit, Leistung, Wärme, Ladung , Spannung, Stromstärke, Widerstand, elektrisches und magnetisches Feld, Wechselgrößen. Schaltung von Widerständen, Ersatzspannungsquelle, Schaltungen von R, L, C, Drehstrom , ·Oberschwingungen. Widerstände und Kondensatoren, Halbleiterwiderstände, Dioden , FET, IGBT, bipolare Transistoren , Thyristoren, magnetfeldabhängige und fotoelektron ische Bauelemente.

• Teil TM Technische Dokumentation, Messen

Allgemeines technisches Zeichnen, Darstellung von Körpern, Maßeintragung. Schaltpläne, Funktionspläne der Ablaufsteuerung, Schaltze ichen, Erstell en einer Dokumentation, Aufbau einer Betriebsanleitung. Messgeräte und Messwerke, Messen in elektrischen Anlagen, Elektrizitätszä hler, Oszilloskop, Messen mit Sensoren.

• Teil EI Elektrische Installation

Arbeiten in elektrischen Anlagen, Leitungsverlegung , Leitungsführung in Wohngebäuden, Installationsschaltungen, Sprechanlagen, Dimmertypen, Automatikschalter, Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen, feldarme Elektroinstallation, Gebäudeleittechnik und Gebäudesystemtechnik, Hausanschluss mit Schutzpotenzia lausgleich, Hausinstallationen, Leitungsberechnung, Verlegearten, Strom bel astbarkeit, Lichttechnik, Beleuchtungstechnik.

• Teil SE Sicherheit, Energieversorgung

Erste Hilfe am Arbeitsplatz, Persönliche Schutzausrüstung PSA, Zeichen und Farben zur Unfallverhütung, Berührungsarten , Stromgefährdung, Verteilungssysteme, Basisschutz, Fehlerschutz, zusätzlicher Schutz, Prüfung der Schutzmaßnahmen. Kraftwerksarten, drehende Generatoren, Transformatoren, Freileitungsnetze, Erdkabel, Eigenerzeugungsanlagen, PV-Anlage, Brennstoffzellen, Elektrochemie , Akkumulatoren, SSV-Anlagen, elektromagnetische Verträglichkeit EMV, Blitzschutz, Qualität der Stromversorgung, Sicherheitstechnik in Gebäuden, Raumheizung, EnergieEffizienz-Klassen, Hausgerätetechnik, Stromtarife.

• TeiliK Informations- und kommunikationstechnische Systeme

Zahlensysteme, Codes, Schaltalgebra, Flipflops, DA-Umsetzer, AD-Umsetzer, Personal-Computer PC, Netze der Informationstechnik, Komponenten für Datennetze, Ethernet, Funk-LAN, ASI-Bussystem, Interbus, PROFIBUS, Identifizierungssysteme, Anschluss an das Telefonnetz, Internet, Antennenanlagen, SAT-Anlagen, BKAnlagen, Multimediaverkabelung.

• Teil AS Automatisierungsund Antriebssysteme, Steuern und Regeln

Hilfsstromkreise, sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen, Stromrichter, Schaltnetzteile, Kippschaltungen, Steuerrelais, Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS, Programmiersprachen für SPS, Steuerungstechnik, Ablaufsteuerung GRAFCET, elektromagnetische Schütze, Motorschutz, Regelungstechnik, Drehstrommotoren, Einphasen-Wechselstrommotoren, Gleichstrommotoren, Antriebstechnik, elektrische Ausrüstung von Maschinen.

Periodensystem , Stoffwerte, Stahlnormung , Magnetwerkstoffe, Isolierstoffe, Lei• TeilW Werkstoffe, tungen, Erdkabel, Steckvorrichtungen , Gew inde, Schrauben und Muttern. Verbindungstechnik • Teil BU Betrieb, Umfeld, Umwelttechnik, Anhang

Organisationsformen der Unternehmen, Arbeiten im Tea m , Arbeitsplanung , Kosten und Kennzahlen. Qualifikationen der Elektrofachkraft, Durchführung von Projekten. Umwelttechnische Begriffe, gefährliche Stoffe, Umgang mit Elektroschrott. Normen, Intern et-Ad ressen, Abkürzungen, fachliches Englisch, Sachwortverzeichnis.

Normänderungen wurden übernommen, z.B. bei den Schutzmaßnahmen nach DIN VDE 0100-410. Allgemein ist zu beachten , dass vielfach die Normen verschiedene Formen zul asse n, z. B. in DIN EN 61082 (Dokumente der Elektrotechnik, Regeln) Stromverzweigung mit oder ohne " Punkt " . Davon wurde, wie in der beruflichen Praxis, im Buch Gebrauch gemacht. Verlag und Autoren danken für die zahlreichen Benutzerhinweise, die zu einer weiteren Verbesserung des Buches führten, und nehmen auch künftig konstruktive Verbesserungsvorschläge dankbar entgegen. Diese können auch per E-Mail [email protected]. Herbst 2009

Der Autoren-Arbeitskreis

Inhaltsverzeichnis Lernfeldera uswa hl Literatu rve rzeich n is

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TeilM: Mathematik, Physik, Schaltungstheorie, Bauelemente . .......... . ................. .

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Fo rm elzeichen dieses Bu ches .. . Indizes un d Zeichen für Form elze ichen dieses Buches .......... .. . Größe n und Einh eiten Mathematische Zeichen Pote nze n, Vo rsätze, Loga rithm en, .............. . . Dreisatzrech nung W inkel, Winkelfunktionen, Prozent rech nen Bez iehungen zwischen den Winke lfunktionen. Längen und Fl äche n Körper und Masse Masse, Kraft, Dru ck, Kraftmom ent Bewegu ngsleh re Mechanische A rbeit. m echa ni sc he Leistung, Energ ie. . . ... . . ..... .. ...... . Übersetzungen Ro ll en, Kei le, W inden .. . Wärme . .............. . ........ . . Ladung, Span nun g, Stromstä rke, Widerstand .. . Elektri sc he Leistung, elektri sche Arbeit Elektri sc hes Feld, Konde nsato r ......... . . .. . Wechse lgröß en, We ll enlänge Leistun g bei Sinuswechse lstrom, Impu ls. Magnetisches Feld, Spule Elektri sc he Feldstärken un d magnetische Feldstä rken .......... .. . Strom im M ag netfeld , Indukti on Schaltung von Widerstä nden ........... ,. Bezugspfe il e, Kirchhoffsc he Regel n, Spa nnungstei ler Pote nziometer Ersatzs pan nungsquelle, Ersatzstro mquelle, Anpassung . . . ..... . . . .. . . ......... . Grund sc haltung en von Indu ktivitäten und Kapa zitäten ........ .. . Schalten von Kond ensa toren und Spul en Reih enschaltung von R, L, C Parallelschaltung von R, L, C ......... . Ersatz-Reihenschaltu ng und Ersatz-Paralle lsc haltung. . . . ..... .... . ............. . Einfac he Filter Dre iphasenwec hse lstrom (Dreh strom) . . Un symmetrische Last. Netzwe rkumwandlung , Brü ckenschaltun g .... Oberschwingunge n Widerstände und Kondensato ren Farbkennzeich nung vo n Widerständen und Kondensatoren Bauarten vo n W id erständ en un d Kondensato ren Anw endungsgruppen und Aufb au vo n ...... .. ........ . . Konde nsato ren Halblei terwid erstände .... • .. Gl eichrichterbegriffe .. ..... ... • . . Diode n ... Feldeffekttra nsisto ren, IGBT Bipolare Transistoren .. . . ....... ..... . Th yri sto r ... Th yristorarten und Triggerd iode Gehä usefo rmen vo n Dioden, Transi sto ren und les .............. . . .. .......... .

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M agnetfeld abhängige Bauelemente Fotoelektro nische Baue lemente ......... . . Schutzbeschaltung von Dioden und Transisto ren Kühlung von Halbleiter- Bauelem enten

Teil TM: Technische Dokumentation, Messen Grafische Darstellun g vo n Kenn lini en . . Al lgemeines techni sches Ze ichnen ....... . .•. Zeich neri sche Darste ll ung von Körpern . . Maßpfe il e, besonde re Darstellungen Maßei ntragu ng ............ .. . Maßeintragung, Schraffur Scha ltp läne als funktionsbezogene Dokumente We itere funktion sbezoge ne Dokumente Ort sbezogene un d verbindungsbezogene Dokumente . .. ...... . Funkti onspläne der Ablau fsteuerung .. Kennzeichnung in Scha ltplänen Kennbuchstaben de r Objekte (Betriebsmittel) Unterklassen für A ufgaben vo n Objekten . Kontaktke nnzeichnu ng in Stromla ufplänen Scha ltzeichen A ll gemeine Schaltze ich en Zusat zsc haltzeichen, Schalter in Energ iea nl agen Messinstrum ente und M essge räte Ha lbleiterb auelemente ... . . Bin äre Elemente Analoge Informationsverarbeitung, Zähler und Tarifsc haltgeräte El ektro akusti sche Um setzer und Antennenanlag en ...... .. .. .. . Sc haltze ichen für In sta ll ation ssc haltpl äne und In stall ationspläne In stall ati o nsschaltplän e Schaltze ichen für Übersichtsschaltp läne Spulen, Tra nsform ato ren , Transduktor, drehe nd e Generatoren . . ... Einphasenwechse lstrommotoren und An lasser Drehstrommotoren und Anl asser Motoren mit Stromrichterspeisung ......... . . Verg leich von Schaltzeichen Hyd raulische und pneum ati sc he El eme nte Schaltze ichen des Europäisc hen Installation sbusses KNX/EIB .......... . Symbo le der Verfa hrenstechnik Erstell en ein er Dokumentatio n über Geräte und A nl agen Aufba u und Inh alt ein er Betriebsan leitung . . El ektri sc he Messge räte und M esswerke .. Piktog ram me für die Messtechnik . .. .. . Mess-Schaltungen zur Widerstandsbestimmung Messbere ichserwe iterung .. Mess ung in elektrischen A nlagen ..... .. .. . Niederspa nnung s-Scha ltunge n für Leistun gsmessgeräte . . El ektri zitätszä hi er El ektroni sc he kWh-Zähle r Oszill osko p Messen mit dem Oszi lloskop Weg messung und Winkelmessun g mit Senso ren . . Kraftmes sung un d Druckmessu ng mit Senso ren ............... . Beweg ung sm essu ng mit Senso ren Temperaturmessung mit Senso ren

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Inhaltsverzeichnis Teil EI: Elektrische Installation . ............... . .... . 119 Arbeiten in elektrischen Anlagen Werkstattausrüstung Leitungsverlegung, Leitungsbearbeitung . . . . .. Ausschaltung, Serienschaltung ............... Wechselscha ltung, Kreuzsc haltung . . . . . . . . . . .. Treppen lichtzeitscha lter, Hausklinge lanl age mit Türöffner .. . .............. Schaltungen mit Stromstoßschaltern ..... ... J alo usieschaltungen . . . . . . . . ... . . . . . . .•. . Sprechanlagen . .. ... .... ....... . Zweidraht-Türanlagen ........... Lampenschaltungen mit Dimmern .. . Tastdimmer, Dimmertypen ... . . ....... . . . Automatikschalter mit Wärmesenso r . . . . . . . . Automatikschalter mit Ultraschall-Bewegungssensor . ... .... ..... . ........ Elektroinstallation mit Niedervolt-Ha logenlampen. . . . . .... . . Feldarme Elektroin sta llation .. . . . . . . . . . . . .. Gebäude leittechnik und Gebäudesystemtec hnik. Linien und Bere iche des Europäischen In sta llation sbusses KNX/EIB .... ............. Systemkomponenten zum KNX/EIB Spezielle Aktoren und Systemg eräte zum KNX/EIB . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . Sensoren für den KNX/EIB ..... ........... . . . Aktoren für den KNX/EIB ...... .......... • .. . Projektierung und Inbetriebnahme beim KNXjEIB .. . .............•. LON .... . . .. .. ... .... .• ... LON-Komponenten . . . .... . . . . . . .. . . . . . .• . . Elektroin sta llation mit Fun ksteuerung .... .... . Installationsbus mit FSK-Steuerung ... ~N .. Hausanschluss mit Schutzpotenzialausgleich Hauptleitungen in Wohnanlagen . . . Zählerplatzinsta llation ............ Elektrisch e Mindesta usstattung in Wohn gebäuden, Zählerplätze ........ .......... . Leitungsführung in Wohngebäuden .. . . .. . .... Leitung sberechnung ohne Verzweigu ngen ..... Leitungsberechnung mit Ve rzweigungen. . . . . .. Überlastschutz und Kurzsch lussschutz von Leitungen .............. .... ............... Verlegearten für feste Verlegung .............. Strombelastbarkeit für Kabel und Leitungen bei fr u = 25 oe ...... .... .................. . Strombelastbarkeit für Kabel und Leitungen bei fru = 30 oe ..... .. . . .. . . . . . . . . . .. Strombelastbarkeit von flexiblen oder wärmefesten Leitungen ............. Umrechnungsfaktoren für die Strombelastbarkeit . ........ Mindest-Leiterquerschn itte, Strom belastbarkeit von Starkstromkabeln ....... ........ . Überstrom-Schutzeinrichtungen (N iede rspannungssich erungen l ..... ..... . Überstrom-Schutzeinrichtungen ..... . . . • . Räume mit Badewanne oder Du sche .... • . .... Räume und Anlagen besonderer Art, Arbeiten unter Span nung ..... .... . Saunaanlagen und Schwimmbecken ..... . ... . Elektroinstallation in feuergefährdeten Betriebsstätten ..

120 121 122 123 124 125 126 127 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 148 1~

150 151 152 153 154 155 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Elektro in stallation in landwirtschaftlichen Betrieben ......... ... ... ... . . . ... . . 171 Elektro in sta ll ation in medizinisch genutzten Bereichen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Elektro installatio n in Unterrichtsräumen mit Experime ntie reinric htung en ... .. .. .. .. .. 174 Elektroinstallati on in explosionsgefä hrdeten Bereichen. . . . . . . . . . . . . 175 En ergieve rsorgung von Werkstätten und Maschinenhallen . . . . 176 177 Lichttechnik Planung der Arbeitsstättenbe leuchtung von Innenräu m en. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Wartungsfaktoren von Arbeitsstättenbeleuchtung . . . 179 Berechnung von Beleuchtungsanlagen .. .•.. .. 180 Beleuchtung und Blendu ng . . . . . . . . . . . . . • . . .. 181 Glühlampen, Metalldampflampen .. . .. . ••.. . . 182 Energiespa rl ampen, Farbwiedergabe . . . 183 Induktionslampen und Lichtleiter .. 184 Leuchtstofflampen für 230 V 185 El ektronische Vorschaltgeräte EVG für Leuchtstofflampen .......... 186 Schaltungen vo n Entladu ng slampen 187 LED-Be leuchtung 188 189 Lichttechn ische Daten von Leuchten 190 Leuchtröhrenan lagen ....... Teil SE: Sicherheit, Energieversorgung Erste Hilfe am Arbeitsplatz ....... . Persönliche Schutzausrüstung PSA Zeichen zur Unfallverhütung ...... . Zeichen und Farben der Unfallverhütung . Berührungsarten, Stromgefährdung, Fehlerarten Schutzmaßnahmen, Schutzklassen ......... . Verteilungssysteme (Netzformeni .. . Schutz gegen elektri sc hen Schlag .. Fehl erschutz ......... . Weiterer Feh lersc hutz in f ach lich überwachten Anlagen . . . ............. . .... . Prüfung der Schutzmaßnahmen .. .. . . Wiederkehrende Prüfungen ........ . .. . In standsetzung, Änderung und Prüfung elektrischer Geräte .. Tran sformatoren und Drosselspulen , Prüfung der Iso lation .. . ...... . •.... Berechnung von Transformatoren ..... Kleintransformatoren . ... . Kraftwerksarten ..... . Drehende Generatoren ..... Leistungsschilde r von Transformatoren, Isol ierstoffklassen ........ . .. ... .. .. . Transformatoren für Drehstrom Transformatoren in Parallelbetrieb ... . • ...• . . Netze der Energ ietechnik ....... ... . . •• . . Freil eitungen ......... • . . Freileitungsnetze ... Durchhang von Freileitungen Verlegung von Erdkabeln .... Eigenerzeugungsanlagen . . Vergütung erneuerbarar Energien nach dem EEG , W ind kraftan lagen .. ... . Fotovolta ik Fotovoltaik-Anlage, PV-Anlage .......... . Ku rzzeichen an elektrischen Betriebsmitteln

191 192 193 194 195 196 197 198 199 201 202 203 204 205 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224

Inhaltsverzeichnis Brennstoffzellen Schutzarten elektrischer Betri ebsmittel Elektrochem ie .. Prim ärelemente Akkumu lato ren La detechniken für Akkumulatoren Notstromverso rgung und Notbele uchtung ..... Sicherheits-Stromversorgungsanlagen (SSV-Anlagen) .. USV-Systeme (Unterbrec hungslose Stromve rsorgungssysteme) .................. . El ektromagnetische Ve rträgli chkeit EMV .. . Elektroma gn eti sche Störungen EM I Ma ßna hmen gegen EM I .. .... . . .. . ... . Bauel eme nte für den Überspan nungsschutz Innerer Blitzschutz . Äußere r Blitzschutz ....... .. ............. . Fangeinrichtungen und Ableitungen Qualität der Strom ve rso rgung. Kompensation .................. . . . •. .. •. . . Kompensation der Blindleistu ng .... . . . . . . . .. . Überwachung der Endstromkreise Mel de- und Überwachungsa nl agen Sicherheitstechnik in Gebä uden Einbruchme ldean lagen EMA ...... ... • . Vid eoü berwachung .. . Temperatu ren für Wärmebedarf ..... Wärmebedarf und Wärmeleitun g vo n Gebä uden Wärmebedarfsbestimmung für Einfamilien- und Zweifam ili en häuser Raumheizu ng . ...... . ...... . Fu ßboden- und Decke nh eizung Klim atisierun g Kochste ll en für El ektro herde ..... . ...•.. En ergi e-Effizienz-K lasse n .. . Warmwassergeräte . . . . . . . . . .. ... . .. . ~ u~ e~~ . . • ........ . Wä rm epumpen ...• .. . • • . . .• ... •. .. • ... •. Stromtarife .... ..•.. .. •... • ...••.

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TeilIK: Informations- und kommunikationstechnische Systeme . .... .... ... ......... . . . . . ....... . 263 Du alza hlen und Bin ärcodes ... . . Sedezimalzahlen und Oktalza hl en ASCII-Code im Uni code Bin äre Verknüpfungen Schaltalgebra Entw icklung vo n Schaltnetzen Code-Umsetzer Flipflops (bistab ile Kippschaltungen) Di gita le Zähler und Schiebereg ister ... ....... . DA-Umsetze r und A D-Umsetze r ...... . • • ..... M ikrocomputer . .............. . Persona lcom puter PC ....... . Bildschirmgeräte . Schnittstell en und Steckverbinder des PC Schnittstel lenkopplungen Betri ebssysteme W indows . . . . . . . . . . . . . . .. El emente von Windows-Benutzeroberflächen ... Netze der Inform atio nstechnik . Komponenten für Datenn etze Kommumnikation bei Eth ernet Errichten eines Eth ern et-Netzwe rkes Indu stri al Ethern et ..... .

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Signalübertragung Datenübertrag ung mittels Funk ... . . • . . . . • . ... Funk-LAN .......... .. . . ......... . • ...••.. Identifizierungssysteme . . . • . . . . . . . . • . . . . . . AS I-Bussystem .. . . ......••...•.... • . . . . . Interbus . . . .. ••. . . . •. . .•. . . . •. PROFIBUS Fernwirksysteme . . . . . ... . ... . . ... Mess umformer und Signalum setzer für Fernwirksysteme Program mi erb arer Messu mformer für Fernwi rk system e . . . . . . . A nschluss an das Telefo nn etz ... .. . ... . Telekommunikation m it ISDN ... .• ... . • . ... .. .. • ...... Einrichten vo n ISDN-Anlagen Intern et-Zugang ........... .. . . .... . .... Suchen im Intern et. . . . . Sichern und Schützen von Daten Anten nen, Betriebsmittel für Antennan lage n .. .. Satellitenempfang . ........... . SAT-An lage n Sate ll itenantennenan lagen ...........• • .... Gemeinschaftsa nte nn enan lage n Antennena nl agen Breitband-Kommun ikatiosa nlagen (BK-Anlagen) Mu ltimediaverkabe lung im Heimbereic h .. TeilAS: Automatisierungs- und Antriebssysteme, Steuern und Regeln ... ... ... .... . . . . . Vers tärker-Grund schaltun gen Grund lagen des Operation sve rstärkers Scha ltun ge n mit Operation sve rstärk ern Aufgaben vo n Stromrichtern .. Benennung v on Stromrichterschaltungen Scha lt ungen für Gleichrichte r und Stromric hte r Wechselwegschaltung, Steuerkenn linie Betri ebsquad ranten bei Antrieben, Lin earmotoren Halbgesteuerte Stromrichter ... . Vo llgesteuerte Stromrichter ... . Wechse lrichter ........ . . Gleichstrom steller, U-Umrichter- Prinzip ... ... .. ............. . ... . ... ... U-Umrich ter. Ansteuerschaltungen für Hal blei ter Glättung und Spannungsstabi lisierung Grundlag en der Schaltnetztei le ............ . Schaltn et zteile . .. . Scha lttransistor, Kippscha ltungen ..... . . • . . . Ha lbleiterrelais .......... . Steuerrelais easy Steuerrela is Logo! ......... . .. . Struktogramme und Prog rammablaufpl äne .. Speicherprogrammierba re Steuerungen SPS . .. Signa lkopplungen für SPS und Mikrocomputer Steueranwe isungen für SPS Program mbeispiele für SPS . Zähler und Zeitglieder in SPS Programmiersprac hen Strukturierte r Text ST, Ablaufsprache AS Prog ramm struktur für SPS S7 ... Ablaufsteuerung mit GRAFCET . Alphanumerische Kennze ichnung der Ansch lüsse ......... . . Steuerungstechnik

287 288 289 290 29 1 292 293 294 295 296 297 298 299 300 30 1 302 303 304 305 306 307 308 309 310

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337 339 340 34 1

342 343 345 346

Inhaltsverzeichnis Elektronische Steuerung von Verbrauchsmitteln . Grenzwerte der Ansch lussleistung im öffentlichen Netz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Hilfsstromkreise Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen ......... . A rch itekturen von Steuerungen Elektrische Ausrüstung von Maschinen Schütze ....... ... . . . Speziell e Schützarte n ...... ..... . . Ke nn ze ichnun g und A ntriebe de r Schütze Gebrauchskategorien un d Prüfbedi ngungen von Schützen. . . . . . . ............. .. . Schützscha ltungen ............ . Motorschutz . . . . ............ • .. . • . . ... Volle lektronischer Motorschutz .......... . Steuerung durch Moto rscha lter .. ........ .. . Optoe lektronische Näherungsschalter .. ... .... . .• .. .. . (Lichtschranken) Näherungsschalter (Sensoren) ....... . . • . .... Ultraschall-Se nsoren . . . . .• ... • .. . Rege lungstechn ik. . . .. _ ... • ... • . . . . Unstetige Regelglieder . . .• . .. • .. • • . . . Stetige Rege lg li ede r .......... ...... . Digita le Rege lung ..... .... . . . .. . . Einste ll ung vo n Rege lkreisen . . .. ........... . . Betriebsarten und Grenzübe rtemperaturen Isol ierstoffklassen, Bemessu ngsleistu ngen Betriebsdaten von Käfigläuferm oto ren ..... Oberflächengekü hlte Käfiglä ufermotoren (Norm moto ren) . . ...... . . . . . ............ . Baufo rmen von drehenden elektrischen Maschinen ............... . Berech nungsfo rmeln fü r drehende elektrische Maschinen ........ . . ........... . Leistungssch il der vo n drehenden elektrischen Maschinen Drehstrommoto ren .. Fehlerbeseit igung bei Drehstrom-Asynchronmotoren ... . . ..... ... ...... . Einphasen-Wec hselstrommotoren ... . ... . . .. . ............. • ... Gleichstro m motoren Servomoto ren Schrittmotoren ..... . ..... ... • ... •. Prüfung elektrischer Maschinen ... . . • ... •... Drehstromwicklungen Antriebstechn ik . . . . . . . .. .. .............. . Wah l des Antriebsmotors An lassen von Kurzschlussläufermotoren TeilW: Werkst offe, Verbindungstechnik .. Periodensystem, chem ische Bindung .. Stoffwerte ...... . ................ . Stah lnormung ........... . Leitende Werkstoffe de r El ektrotechnik (Nichteisenmeta ll e) ........... ... . . . Magnetisierungske nnli nien Magnetwerkstoffe .......... . Lote, Thermobimeta lle, Koh lebürsten Kontaktwerkstoffe, Frei leitungen ........ •... ..

347 348 349 350 35 1 352 353 354 355 356 357 359 360 36 1 362 363 364 365 366 367 368 369 37 1 372 373 374 375 376 377

378 379 380 38 1 382 383 384 385 386 387 388 389 390 39 1 392 393 394 395 396 397

Isolierstoffe Kunststoffe als Isolierstoffe We itere Iso lierstoffe . .. . .. . .... . . Hilfsstoffe .. . . Leitungen ..... . .. .. ... .. ..• . Isolierte Starkstromleitungen Starkst romle itungen .. . Weitere Leitungen für feste Verlegung Leitungen zum Ansch luss ortsve ränderl icher Betriebsm itte l Leitungen und Kabe l für Me lde- und Signa lan lagen ................. . Leitungen in Datennetzen ......... . . Leitungen für Klei nspannungsbeleuchtung .. . Code zu r Farbke nnzeichn ung, Sta rkstromkabel . . Kabel für die Energieverteilung .. Steckvorrichtungen der Energietechnik .. . . . . . . . ... .. • . . . Steckverbinder . .... Steckverbinder RJ45 und RJ11 .. • • • . . .. • .. . . Audio-Steckverbinder .. ............... . . Installationsrohre Bezeichnungsbeispiele für Schrauben und M uttem ........... . Metrische ISO-Gewinde ... . . Toleranzen und Passungen Teil BU : Betrieb und sein Umfeld, Umwelttechnik. Anhang ......................... . Orga nisationsformen der Untemehmen .. A rbeiten im Team Vo rbereitung einer Präsentation .. Durchführung von Projekten . . . A rbe itsplanung, Netzp lantechnik ..... ... . •.. Bestandtei le eines Tarifvertrages Qual ifikationen der Elektrofachkraft . .. • . .. .. . . Rechtsgeschäfte des Betriebes . .. Kosten und Kennza hlen .. Ka lkulation der Kosten . ..... .• . . . . •. ... . •. Erstell en ein es Angebotes Lastenheft- Pflichten heft ........ . Computerunterstützte Plan ung ein er Elektroinsta ll ation .. Zertifizierung, Aud itierung . CE-Kennzeichnung Gefährliche Stoffe .. . .... .. . Risiko-Sätze (R-Sätze) für Gefahrstoffe Sicherheitsratschl äge IS-Sätze) für Gefahrstoffe . Umgang m it Elektroschrott . . . Organ isationen und Normungsbegriffe W ichtige Normen . . . . .... . . . . . W ichtige Te ile des VDE Vorschrifte nwe rkes ... Te il e von DIN VDE 0100 .. Gl ossa r . Intemationa le Forme lze ichen Kurzformen von Fachbegriffen Fach liches Eng lisch (Engl isch-Deutsch) Sachwortverzeichnis (mit fach lichem Engl isch) Web-Adressen von Firmen und Dienststell en Unterstützende Firmen und Dienststellen ..

398 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 41 1 412 413 414 415 416 417 418 419 420

42 1 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 444 445 447 452 453 457 463 485 488

Elektrotechnische Systeme analys ieren und Funkti onen prüfen

Teil M: Schaltungstheorie, Bauelemente Teil TM: Techn ische Dokumentation, Messen

2

Elektrische Installationen planen und ausführen

Teil EI: Elektrische In stallation Teil TM : Technische Dokumentation

3

Steuerungen ana lys ieren und ausführen

Tei l AS: Steuern und Regeln Teil M: Schaltungstheorie, Bauelemente Teil TM : Technische Dokumentation

4

Informationstechnische Systeme bereitstellen

Teil IK: Inform at ion s- und kommunikationstechnische Systeme Teil TM: Technische Dokumentation

5

Elektroenergieversorgung und Sicherheit von Betriebsmitteln gewährleisten

Tei l SE: Sicherheit, En erg ieve rso rgun g Teil TM: Technische Dokumentation, Messen Teil W: Werkstoffe, Verbindungstechnik Teil BU: Betrieb und se in Umfeld

6

Anlagen analysieren und deren Sicherheit prüfen

Teil SE: Sicherheit, Energieversorgung Teil AS: Automatisierungs- und Antriebss_ysteme

7

Steuerungen für An lagen programmieren und realisieren

Teil AS: Steuern und Regeln TeilIK: Informations- und kommunikationstechnische Systeme

8

Antriebssysteme auswählen und integrieren

Tei l AS: Automatisierungs- und Antriebssysteme, Steuern und Regeln Teil TM: Technische Dokumentation Teil SE: Sicherheit. Energieversorgung

9

Steuerungssysteme und Kommunikationssysteme integrieren

Teil AS : Steuern und Regeln Teil IK: Informations- und kommunikationstechnische Systeme Teil TM : Technische Dokumentation, Messen

10

Automatisierungssysteme in Betrieb nehmen und übergeben

Teil AS: Automatisierungs- und Antriebssysteme Teil BU: Betrieb und sein Umfeld Teil TM : Technische Dokumentation, Messen

11

Automatis ierungssysteme in Stand halten und optimieren

Tei l AS: Automatisierungs- und Antriebssysteme Teil EI: El ektrische In sta ll ation Teil SE: Sicherheit, En ergieversorgung Tei l BU: Umwelttechnik Teil TM : Technische Dokumentation, Messen

12

Automatisierungssysteme planen, Automatisierungssysteme realisieren

Teil Teil Teil Teil Teil

Ana lysieren von Funktionszusammenhängen in mechatronischen Systemen

Teil TM: Technische Dokumentation Teil W: Werkstoffe, Verbindungstechnik

3

In sta lli eren elektrischer Betriebsmittel unter Beachtung sicherhe itstechnischer Aspekte

Teil SE: Sicherheit. Energieversorgung Teil EI: Elektrische In sta ll ation

4

Untersuchen der Energie- und Informationsflüsse in elektrischen Baugruppen

Teil AS : Automatisierungssysteme Teil W: Werkstoffe, Verbindungstechnik

5

Kommunizieren mithilfe von Datenverarbeitungssystemen

TeilIK: Informations- und kommunikationstechnische Systeme

8

Design und Erste ll en mechatronischer Teilsysteme

Teil TM: Techn ische Dokumentation, Messen Teil AS: Automatisierungs- und Antriebssysteme

13

AS: Automatisierungssysteme EI: Elektrische Installation SE: Siche rh eit, Energieversorgung BU: Umwelttechnik W: Werkstoffe, Verb indun gstechnik

Literaturverzeichnis List of Literature Automatisierungstechnik

Verlag Europa-Lehrmittel, HaanGruiten

Baumann u.a.

Betrieb von elektri schen An lagen

VDE-Verlag, Berlin

DIN VDE 0105

Digitale Übertragungstechnik

B. G. Teubner, Stuttgart

Gerdsen

Dre hzahlvariabl e Drehstromantriebe mit Asynchronmotoren

VDE-Verlag GmbH, Berlin

Budig

Elektrische Niederspannungsanlagen von Gebäuden

VDE-Verlag, Berlin

DIN VDE 0100

El ektrische Anlagen in Wohngebäuden

Beuth-Verlag, Berlin

DIN 18015

Elektrische Antriebe und Energieverteilung

Verlag Europa-Lehrmittel, HaanGruiten

H. Häberle u. a.

Elektrische Energieve rsorgung

Friedrich Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden

Heuck u. a.

El ektrische Messgeräte und Messverfahren

Springer-Verlag, Berlin

Jahn u. a.

EMV nach VDE 0100

VDE-Verlag, Berlin

Rudolph u.a.

Fachkunde Elektrotechnik

Verlag Europa-Lehrm ittel

Bastian u. a.

Fachkunde Industrieelektronik und Inform ationstec hnik

Verlag Europa-Lehrmitte l, HaanGruiten

Grimm u.a.

Handbu ch El ektrom agnetische Verträglichkeit

VD E-Verlag GmbH, Berlin

Habiger u.a.

Handbuch Elektrotechnik

Fri edrich Vieweg & Sohn, Braunschweig, Wiesbaden

Böge u. a.

IT-Handbuch

Westerma nn-Sch u Ibuchverlag , Braunschweig

Hübscher u. a.

Lei stungse lektron ik

Carl Hanser Verlag, München

Bystron

Moderne Leistungselektronik und Antriebe

VDE-Verlag, Berlin

Hofer

Netzrückwirkungen

VDE -Verlag, Berlin und VWEWEnergieverlag, Frankfurt a. M.

Hörmann u. a.

Optische Übertragungstechnik

Hüthig Buch Verlag, Heid elberg

Wrobel u.a.

Professionelle Stromversorgung

Franz is-Verla g GmbH, München

Freyer

Praxis El ektrotechnik

Verlag Europa-Lehrmittel, Haan

Bastian u. a.

Schutz durch DIN VDE 0100

Verlag Europa-Lehrmittel, Haan

Fritsche u. a.

Sensoren, Messaufnehmer

expertverlag , Renningen

Bonfig u. a.

Tabellenbuch Computertechnik

Verlag Europa-Lehrmittel, HaanGruiten

Grimm u.a.

Tabe ll enbuch Inform ationstec hni k

Verlag Europa- Lehrm ittel, HaanGruiten

Burgmaier u. a.

Tabellenbuch Mechatronik

Verlag Europa-Lehrmittel, HaanGruiten

G. Häberle u. a.

Taschenbuch El ektrotec hni k

Carl Hanser Verlag, München

Philipow u.a.

Transformatoren

VDE-Verlag, Berlin und VWEWEnergieverlag, Frankfurt a. M.

Janus u. a..

Teil M: Mathematil? ;~ :'..

'

T su

;.

Widerstände und Kondensatoren . . .. .... .. ........ Gl eich richterbeg riffe . . ........ . .... . .... . . . . ..... Hai bleiterbauelemente (Dioden, Feldeffekttransistoren, Bipolare Transistoren, Thyristoren) . . .. . .. .. . ....... Schutzbeschaltung und Küh lung von Halbleiterbauelementen .. . . . . .. .. . ... .... .... . . . .. . .. . ...

IJ)

d

36

Schaltungstheorie

-5

M 12 in> .= 13 Q..::i .9!~ 14 ';:5 ~ " E.= 16 "10 ~ ~~ 17 :;;.;l "E 18 20

Physik

.

49 54 55 63

a

Besch leun ig ung

b

Breite

c

1. spez. Wärmekapazität 2. elektrochem isches Äquivalent 3. Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen

d

e

h

Elementarladung

E

1. Fallbeschleunigung 2. Tastgrad

allgemeine Konstante

m

1. M asse 2. Strangzahl

n

1. Drehza hl, Umdrehungsfrequenz 2. ganze Zahl 1, 2, 3 ... 3. Brechzah l

q

1. Polpaarzahl, 2. Druck 3. Flächenpressung

G

H

I

J

K L M

N p Q

Querstromverhältnis 1. Radius 2. Rate 3. differenzieller Widerstand

s

F

Höhe

1. Länge 2. Abstand

p

C

0

zeitabhäng ige Stromstärke

k

8

1. Durchm esser 2. Abstand 3. Verlustfaktor

Frequenz

9

A

1. Strecke, Di cke 2. Siebfaktor 3. bezogener Schlupf 4. Korrektur Zeit

u

ze itabhängige Spannung

Ü

1. Qbersetzungsverhältnis 2. Ubersteuerungsfaktor

v

Geschwindigkeit

w

1. En ergiedichte 2. Führungsgröße

R

S

T

U V

W

x

Regelgröße

X y

V

Stellgröße

Z

z

ganze Zah l, z. B. Lage nza hl

1. Fl äche, Querschnitt 2. Ablenkkoeffizient 3. Dämpfungsmaß 1. magn. Flussdichte 2. Blindl eitwert 3. Gleichstromverhä ltnis 4. Zah lenbasis 5. Bandbreite 1. Kapazität 2. Wä rm ekapazität 1. El ektr. Flussdichte 2. Dämpfungsfaktor 1. elektrische Feldstärke 2. Beleuchtungsstärke 1. Kraft, 2. Fakto r, 3. Fehl er 1. Leitwert, Wirkleitwert 2. Verstärku ngsmaß 3. Gewichtskraft magnetische Feldstärke 1. Stromstärke, 2. Lichtstärke 1. Stromdichte 2. Trägheitsmoment 1. Konstante 2. Kopplungsfaktor 1. Induktivität 2. Pegel 1. Kraftmoment 2. Speicherkapazität W indungszah l Leistung, W irkleistung 1. Ladung 2. Wärme 3. Blindleistung 4. Schwingkreisgüte 1. Wirkwiderstand 2. Federrate 3. Festigkeit 1. Scheinleistung 2. Steilheit 3. ~chlupf (absolut) 4. Ubertragungsgröße 1. Periodendauer 2. Übertrag ungsfaktor 3. Temperatur in K Spannung 1. Volumen 2. Verstä rkungsfaktor 1. Arbeit 2. Energie Blindwiderstand Scheinleitwert 1. Impedanz, Scheinw iderstand 2. Wellenwiderstand 3. Schwingungswiderstand

FormeIzeiche n

Bedeutung

a

1. Winkel 2. Temperaturkoeffizient 3. Zündwinkel

(alpha)

ß

(beta)

1. W inkel 2. Kurzschluss-Stromverstärku ngsfaktor

y (gamma)

1. Winkel 2. Leitfähigkeit

0

Verlustwinkel

(delta) '0

,

elektrische Feldkonstante Permittivität

(epsilon) ~ (zeta)

A rb eitsg rad, Nutzungsgrad

'I (eta)

Wirkungsgrad

0

Temperatu r in

oe

(theta)

"

Leitfähigkeit (neben y üblich)

;.

We ll enlänge

(kappa) (lambda) 11

(müh)

1. Permeabilität 2. Reibungszahl

110

magn . Feldkonstante

"

Zah l 3,1415926 ..

e

1. spezifischer Widerstand 2. Dichte

0

1. Streufaktor 2. mechanische Spannung

(pi) (rho) (sigma) r (tau)

Zeitkonstante

/1,28 1/64

Wert

2- 7

Zweierpotenz

2-6

1/3 2

1/ 16

1/8

1/4

1/2

1

2

4

8

16

32

64

128

2-5

2- 4

2- 3

2- 2

2- 1

20

2

22

23

24

25

26

27

'

Vorsätze Für physikalische Größen (auch bei Übertragu ngsraten) Vorsatzzeiche n

Vorsatz

a f p n

Alto Femto Pico Nano Mikro Milli Zenti Dezi

~

m c d

Bedeutung (Faktor) 10- 1a 10- 15

10- 12 10-9 10- 6 10- 3

10-2 10- 1

Vorsatz-

Vorsatz

Bedeutung (Faktor)

Vorsatzze ichen

Vorsatz

Bedeutu ng (Faktor)

Deka Hekto Kil o M ega Giga Tera Peta Exa

10 10 2 10 3 10 6 109 10 ' 2 10 ' 5 10 , a

-

-

K M G T P E

Kilo Meg a Gig a Tera Peta Exa

-

zeichen

da h k M G T P E

Für Speichergrößen mit Bit, Byte

2 '0 220 230 2 40 250 260

Bei g roße n M asse nspeiehern ge lten oft die Bedeutungen der physikalischen Größen.

Vorsätze dürfen nicht kombiniert we rd en. Zu ei ner Ein heit gehört max imal ein Vo rsatz.

Logarithmen Der Log arithmus (log) gibt an, m it welcher Zah l eine Basis zu potenzieren ist, um das Logarithmusargument zu erha lten. Es gilt

3,5 cm · Ig 10 3,5 cm . Ig 5

ab =

3 Teile

4 Teile

3 Teile

I

I

I

2

l

5

10

Logarithmische Teilung

loga ~ = logac - logad

c, logac = b

Der Zehnerlogarithmu s (lg) hat die Bas is 10. Der natürliche Log arit hmus (In) hat die Basis der e-Funktion (e = 2,7 18 .. . ). Der Zweierloga rithmu s (lb) hat die Basis 2.

3,5 cm · lg2

loga(cd) = loga c + loga d

loga(c m) = m· logac loga

Igx= In x / lnl0

Große Zah lenbere iche könne n m it einem logarithmischen Maßstab gestrafft dargeste llt werden . log ac =

~ In a

=

1C= ~ loga c

Inx= Igx/ Ige

~ Iga

Ibx= Igx/ lg2

D ~

• ~

g

d

i

Dreisatzrechnung Lösungsschritte

60

t ,"""u ci)

Beispiel

Proportionales Verh ältnis (Einheit durch Division)

~/

1. Aussage 2. Berechnung für 1 Objekt 3. Berechn ung für z Objekte

20

0

0

-

200 400 Gewicht/kg

600

Dreisatzrechnung tür ein

proportiona les Verhältnis

n Elemente w iegen a kg 1 El ement wiegt a/n kg z El emente wiegen z· a/n kg

Invers proportionales Verh ältnis (Einheit durch Mu ltipli kation) 1. Aussage 2. Berechn ung für 1 Objekt 3. Berechnung für z Objekte

n A rb eiter brauchen a Stunden 1 Arbeiter brauc ht n . a Stunden z Arbeiter brauchen n . a/z Stunde n

Der Winkel hat die Einheiten Grad, Neugrad oder Radi ant. Der Vol/winkel beträgt a) in Grad 360 0 b) in Neugrad 400 gon c) in Radiant 2n rad Di e Einheit Radiant entsp ri ch t in einem Kreis dem Verhältnis von Kreisbogenlänge zum Kreisradius.

I ar =ao. *"J Winkelmaße

360 0 1 rad = - - = 57,296 0

Wichtige Winkel Vollwinkel

GestreckterWinkel

Rechter Winkel

360 0

180 0

90 0

2 · " rad

" rad

-} rad

400 gon

200 gon

100 gon

2"

Rechtwinkliges Dreieck

Di e längste Seite (c) des rechtwinklige n Dreiecks nennt man Hypotenuse. Sie liegt dem rechten Winkel gegenüber. Die bei den anderen Seiten (a und b) des Dreiecks bilden den rechten Winkel. Diese Seiten bezeichnet man als Katheten. Dem spitzen Winkel a gege nüber liegt seine Gegenkath ete (a). Die dem Winkel a anliegende Kathete ist seine Ankathete (b).

Hypotenuse Ankathete

Kosinus

Gegenkathete

Ko

Grundwert Anfangskapital

Kn

Kap ital nach n Jahren

G

=

Ankat hete

cot a =1

Gegenkathete

Prozent (lat. pro cent) bedeutet" von Hund ert ". Die Gesamtm enge (Grundmenge) setzt man immer gleich Hundert, die Tei lm enge (Prozentsatz) drückt man in Prozent (= Hundertstel) aus. 23% von 300 € sind 69 € r---'--. r---'--. r---'--. Prozentsatz Grundwert Prozentwert

a, b, c Seiten im rec htw. Dreieck

tan a

A nkathete

=

J 11 J

cos a =%

Hypotenuse

Tangens

Winkelfunktionen

Sin a=-; J

Gegenkathete

Sinus

Kotangens

Einen Winkel in einem re chtwinkligen Dreieck kann man durch seine W inkelgrade oder durch das Verhältnis zweier Dreiecksseiten festlegen. Das Seitenverhältnis häng t von der Größe des Winkels ab . Deshalb nennt m an Seitenverhältnisse im rechtwinkligen Dreieck Winkelfunktionen (Funktion = Abhäng igkeit) oder trigonometrische Funktionen .

J

Proze ntberechnung

Zinsberechnung

Zinseszinsberechnung

n Laufzeit in Jahren

a, ß, y Winkel im Dreieck

P Prozentwert p Prozentsatz in %, Zinssatz in % Z Zinsen je Jahr

aO ar

Winkel in Grad Winkel in Rad iant

Beziehungen zwischen den Winl1 B

I

bei U= const.

Fühler für Magnetfeld, z. B. in Elektronikmotoren.

I

Meist Doppeldiode aus zwei in Reihe geschalteten Dioden (Seite 61).

A Anode, B magnetische Flussdichte, C Kapazität, Ge Germanium, [F Vorwärtsstrom (Durchlassstrom), IR Rückwärtsstrom (Sperrstrom), Iz Zenerstrom, K Katod e, R Widerstand, Si Silicium, UF Vorwärtsspannung (Durchlassspannungl, UR Rückwärtsspannung (Sperrspannungl, Uz Zenerspannung

M

Feldeffekttransistoren. IGBT Field Effect Transistors. IGBT Prinzip, Bezeic hnung

Gehäuse (Beisp iele)

R

M

D

G0 S 0 J-FET mit N-Kana l

auch SDG statt SGD

Sc haltze ichen, Bezugspfe il e

Vo

~os

G

~~

Typische Kennlin ie

UGS

t

- 2V

/D

Ls

U GS

OV

- 4V

UDS -

Ersa tzsc haltung

H ~l" t~ 0 +

Anwendung, Spezialfor m en Verstärkerscha ltu ngen, Ana logscha lter, Vorverstärker Mikrofon , HF-Ve rstä rker, Oszill ato ren, Quarzoszi llatoren , Mischstufen, Stel lglieder bei Reglern. Stab ilisierung, Strombegrenzung

K ,S

J-FET als Strombegrenze r

UD S ~

A, D

UGS

H

.2V , lV OV -lV -2V - 4V

S@G D 0 0 Su UDS

H

J ' /o ~ ~ s)

~

S@G D 0 0 Su

U GS = ± 20 V I D = 25 A

t

Su Dual-GateIG-FET mit N-Kanal

G1 @G2 o 0 D

S+Su

~ E

IGBT

cG

etwa M 1:2

- 3V -lV

UDS

-UDS -

Vo ,lV

G2

ma xima le Verlustleistung Ptot=75W In Operationsverstärkern, in integrierten Schaltungen. Verstärker und Mischerscha ltungen bis 300 M Hz

)

~ '>---- ;' U G1S

Um

z. B. TO 220

G

-5V

- /D

Vl

H

Typische Grenzwerte für Leistungsverstärker: UDS = 50 V

U GS

Cl

Verstärkerscha ltungen, insbesonde re für Eingangsstufen, HF-Ve rstärker, Regelglieder, Leistungsverstä rker.

OV

Vl

\:.

U Gr

In integ rierten Schaltungen

UG1S ~

, fc

~

- lV

UDS

) U(r

tlK

/c

UCE ~

IGBT von Insu lated Gate Bipo lar Tra nsistor = Bi po larer Transistor m it isol iertem Gate . U F von 2 V bis 5 V, UR oS 1600 V, I F oS 1 kA, Frequenzen bis 20 kHz. In IGBT-Modulen sind oft Frei laufdioden (Rückstromdioden) entha lten.

A Anode, D Drain , G Gate, Is Isolierung mit SiO" K Katode, N N-dotiert, N' stark N-dotiert, PP-dotiert, P' stark P-dotiert, S Source, Su Substrat

Bipolare Transistoren Bipolar Transistors Prinzip, Bezeichnung

Gehäuse (Beispiele)

Scha ltzeichen, Bezugspfei le

Anwendungen, Bemerkungen

Typische Kenn li nie

Verstärkerscha ltungen, Oszillatoren, Leistungsstufen in Netzteilen. Typische Daten :

h z1 e = 100 bis 500

UCE - -

NPN-Transistor CBE

~------------~~------------~

® PNP-Transistor

I e = 10 mA ... 30 A UBE = 0,7 V

i

PNP-Transistoren :

I e = -10 mA bis - 30 A UBE = -0,7 V

t

B C E

Darlington-Transistor

0,7

ffi

U BE

Leistung sve rstä rker für Relaissteueru ngen.

V

0,6

Darlingtonstufen bestehen aus zwe i Transistoren in einem Gehäuse.

~~~

er

B = 50 bis 700 NPN-Transistoren:

fc~ [

t~ '7 t

Ic

0,6

UBE

Der Stromverstärkungsfaktor ist sehr groß.

V

Typisc he Daten:

(3 = 200 bis 1000 B= 100 bis 30000 I e = 0,1 Ab is 30 A

) UrE

KomplementärDarli ngton-Transistor

UCE - 200 lx

~

100 \)
1

I

IJ

01 =\

b)

j

I b)

Nicht von se lbst zurückgehender a) Schließer b) Öffner a) Zwi ll ingssch li eßer b) Zwilli ngsöffner Sch ließer, a) schl ießt verzögert b) öffnet verzögert

~

Wischer, Kontaktgabe bei a) Anzug b) Rückfa ll

r

Endscha lter a) Sch li eßer b) Öffner

TM

Zusatzschaltzeichen. Schalter in Energieanlagen Additional Circuit Symbols, Switches in Power Installations g Antriebe

TM

1-----

Handantrieb, allgeme in

E----

desgI., d urch Drücken

}-----

desg i., du rch Ziehen

.f----

desgi., du rch Drehen

}-----

desgI., du rch Kippen

fr---J- ----

desgl. abnehmb., z. B. Stecksch lüssel

@

Antri eb für NOT-AUS-Schalter

~---

Näh eru ngsbetätigung

~---

Berührungsbetätigung elektromagnet ischer A ntrieb mit An zugsverzöge run g

9 9

desgleichen mit Abfa ll verzögerung

$

1

ro-~----

J

~ t

9-tt{

a) elektro nischer Schalter b) elektronisches Schütz

Sicherungen

Leistungsscha lte r

Leistungskontakt ein es Schützes (nur be i Bedarf zu r Unterscheidung )

1 "' r

a) Th ermokontakt, z. B. mit Bim eta ll b) Öffner Motorschutzrelais gasgefü llter Starter für Leuchtstoffla mpe mit Th ermokonta kt

~

Stellungsangabe 1234

1" , V/ I I I I I I

2

1

3

4

"

Sicherung mit Ken nzeichn ung des Netzansch lusses

Sicherungstre nn scha lter

Absperrorgane (Ventile)

Lastschalter mit se lbsttätige r Auslösung, z. B. d urch Messrelais

?--

I II I

Netz

~ ~

a) Trennsc halte r, Leerscha lter b) Lasttren nschalter

1,/

allgemein, z. B. mit Nummerierung IStellung 2 ist Grundstellung) desgI., wa hlwe ise Darstellung

Sperren und Rasten

E8

Schaltsch loss mit mechanischer Freigabe

$

desgI., mit elektromechanischer Freigabe

---y---

Raste

---~-

Sperre, in ein er Ri chtung

_.Ll..D-..._

desgI., in beid en Richtungen

Halbleite rschütz

---~

Absperro rgan, al lgeme in , z. B. gesch lossen

---t

Abspe rrorgan, offen

Kupplungen, Bremsen

__ TI __

__ n __

temperaturabhängige Schalter

desg leichen, bei Drehstromge rät

Elektronische Schalter b)

~

~ ~ ~

thermische Betätig ung , z. B. beim Motorsc hutzre lais

elektromag netische Betätig ung, z. B. für Uberstromschutz (n icht allgemein verbreitet)

~

b)

~

A ntri eb für Stromstoßrela is

~----

a)

a)

anderer Antrieb, z. B. Peda l

(J--y--

g

g Trenn-, Last- und Leistungsschalter

,, --~-,, ~

--------

Ku pplung , entkup pelt desgI., gek uppe lt Bremse, eingelegt Bremse, gelöst (ge lüftet)

Beispiele

2 1

f-"-

J

Jj -'

4

2) ,--y--

~--z d::;J

1 1

1 1

:,.L, __ . _J L__

Hand antri eb mit 4 Stellungen (2 un d 3 sind Rastste llung en)

Ventil m it Füh ler und Antrieb durch Nocken

Fli ehkraftkupplung , bei Drehza hl > n kuppelnd

~~--t

thermisch betätigter Öffner eines Motorschutzrelais mit Raste

[~-1

Öffner eines durch Dauermagnet betätigten Näh erungsschalters

Messinstrumente und Messgeräte

vgl. EN 60617-8

Measuring Instruments and Devices Schaltzeichen

Benennung

Schaltze ichen

O

M essinstrum ent oder M esswe rk anzeig end

-------t

D E] C2J -e

M essgerät, allg em ein, in sbesondere aufzeichnend integri erendes M essgerät, insbeso ndere Zä hler Sig nalumform er, allgem ein M esswe rk mit Pfad

-9

M essw erk mit Anz apfung

=@

M esswerk mit Summ en- oder Differenzbildung

-$-

M essw erk zur Produ ktbildung

N

M esswerk zur Qu oti entenbildung Kennzeichen

" t

\1/

Anzeig e, allg em ein Anzeige mit beid se itig em A usschl ag

\11

,

A nzeige d urch Vi bratio n

lQQQJ

A nze ige di g ital (num erisc h)

11/

~

n

Regi stri erun g sc hreibend

Trägh eit klein

JL

Träg heit gro ß

G

Impulszä hl er

y----

Benennung Größ twe rtanzeige Klein stwertanzeige

.---....

Drehfeldrichtung

--;.-

Ri chtun g der M esswe rtübertragung

--t.

L

Kontakt gabe

Schaltzeichen

Benennung

I~-var I

Zwe ifachlin iensch re ibe r fü r W irkleistung und Blindleistung

iJ

Dreil eiter-Drehstro m zä hler

~ Q ~

TM Wid erstand sm ess brücke

Uhrze it Beispiele

eS)

Messin strum ent ohne Kennze ichnung der Messgrö ße

CD

M ess instrument mit beidse itige m A usschl ag

(9

Stromm esse r, all ge m ein

8

Span nun gsmesser, allgemein Spannung sm esse r mit

®

Darstellung der Inn enschaltung

8

Spannun gsm esser mit A nga be der Ei nheit Millivolt

(9

M essge rät zur Ku rve nbildanzeig e, Oszill oskop

Messkategorien

Nach EN 61010-1 sind Messgeräte der Katego ri e CAT I bis CAT IV der Stromve rso rg un g in de n Berei chen einsatzbar, di e ang egebe n sind. Di e Ka tego ri e ist ein M aß für di e Gefährdung beim M esse n, z. B. wegen der Fo lge n ein es Kurzschlusses ode r wege n der Um we lteinfl üsse. CATI Stro m kreise, di e vo m Netz getrennt sind , z. B. Batteri en, gesc hü tzte El ektro nikbaug rupp en. CATII Steckdo se n, die m ehr als 10 m von CAT-III-Qu ell en entfernt sind, Geräte mit A nschlu ss an Steckd ose n, Geräte mit M oto ren im Büro oder Haushalt. Cat 111

~

Imp ulszä hl er, elekt risch betäti gt

8

Mehrfachinstru ment mit Anga be der Einh eiten

CD

Nullind ikator fü r Wechse lstrom

(!)

®

Fest insta lli erte Ve rbra ucher, M oto rant riebe mit di rektem Netza nsc hlu ss, M oto rantriebe mit A nsc hluss an netzges peiste Umri chter, Ve rtei ler, Steckd ose n für 3AC. CATIV Leitunge n und Kabel im Fre ien, Hausa nsc hlu ss, kWh -Zähl er.

Beispiel Synchro noskop A ng abe auf de m M essge räte 600 V (Synchronanzeige) CAT 111 bedeutet, dass das Geräte m ax im al bis zu ein er Bem ess ungsStrommesse r m it spann ung vo n 600 V in den Bereigroße r Trägh eit chen CAT I bis CAT 111 ein setzba r u. Schleppzeige r ist, ni cht jedoch fü r M essungen im fü r Größtwert Freien.

.:~'m,r:!fT:"I":I

"F.' mr:nl

Schaltze ichen Allgemeine

Benennung

Um ra hm ung (nu r bei Bedarf)

n

T

Halbleite rzo ne m it A nschlüssen o hn e Gleichrichterwirkung

al i~ b~

P-Gebiet bee in flu sst N-Zone

b~

N-Gebiet beeinflu sst P-Zo ne

al l ;

--B+-

al J

bi S

al J

bl J

Halb leiterdiode

Durchb ruchEffekt, a) in eine r Ric htun g b) in be iden Richt un gen a) Schottky-Effekt b) Tunn el-Effekt

a~bl~

;~

~

Strahl ung a) Licht b) ionis ierend

Halbleiter ohne Gleichrichterwirkung

--P-

Feldplatte (flussdichteab häng iger Widersta nd)

---cf::1-

Hall gene rato r Fotowide rstand

"'"" d

Pelt ier-Elem ent

~

*

~~

~

-bts

f lussd ichteabh äng ig (M ag netdi ode)

--M-

Fotoe lemen t

lBJ= [y

Optokopp ler, hier m it LED und Fototransisto r

E

NPN-Transistor (E, C, B nur zu r Erklärung)

PN P-Trans istor

Schottkytrans isto r UJT mit N-Bas is (Doppe lbasisTransisto r)

~ ~

~

~

~

PNPFototrans istor

IGBT, A nreicheru ngstyp mit N-Kana l IGBT, Ve rarmun gstyp m it N-Kana l (C, E, G nu r zur Erklärung)

Ti " " ~'~ 'u' unipolar Se lbstspe rrender Ka nal (be im An reic heru ngstyp)

Tr

L

Ka paz itätsd iode Gate

iso liertes Gate (lG )

h

Source

;:,c nallze lcnen

Benennun g

h

Sperrsch icht-FET mit P- Ka nal

L

W L

Hr LL

m

, .. "~,~,ur",, , bipolar

y y

Tunn eld iode

Schottkydi ode

a) Lumineszenzdi ode (LED ) b) Fotod iode Strahl ungsdetekto r, z. B. f ür y-Strahl en

[ ~ E

Di ode, temperatu rab hängig

-11-

bl~

---!71-- ---!71--

Dioden

--f;:+-

Z-Di ode n gege neina nder gescha ltet

[ ~ Lf E

L

-t:t-

Z-Diode

~ al~

nr B e n e n~un g_

->""d'LL" 'C"'"

---M--

A, -

0 TM

Ii

Drain

Sperrsch icht-FET mit N-Kana l (Ansc hlussbezeichnu ng nur zur Erklärungl

Ve rarmungs- IGFET m it N-Kana l, Su bstrat inte rn m it Source verbunden A nreicherun gsIsol iersch ic ht-FET mit P-Ka nal und Substratansch luss Du al-Gate-Verarm un gs- Isolierschicht-FET mit N-Kana l un d Substratanschl uss "y"~,ur",,

-V

Th yristo r, all gemei n

~

P- Gate-Th yristo r (häufigste r Typ)

r-

N-GateTh y ri stor

~

r

~

--*

*

---m-

+

-*

GTO, Thyristo r, abscha ltbar Th y ri stortetrode rü ckwärts leitend er P-Gate-Thy risto r spa nn u ngsgesteue rter Thy ristor rückwä rts-

sperrende Thy ri sto rdi ode (Viersc hichtdiode) Diac

Tri ac (Zwe i richt un gst hy ri stortriode)

tD

Dit ri ac

oD

NOR-El ement Elementkonturen (be li ebiges Se itenverhältni s!

~---t----I

Steuerblockkontur

I

XO R-El ement, Exklusiv-ODERElement (Antiva lenz!

offener Ausgang vom L-Typ (z. B. offene r Ko ll ektor von NPN-Transistor!

I

b

NAND-Element

offe ner A usga ng

Ausgangsblockkontur

& Zwe i Baugruppen o hne Logikverb indun g (erwe iterb ar! Zwei Baugruppen mit Log ikve rbindung (erweiterbar!

" 1

E EN

Schmitt-Trigger (Schwe llwerteleme nt!

UND ODER ODER, falls un verwechse lbar

X NOR -El em ent, Exk lusiv-NOREl em ent (Äquiva lenz!

Erwe iterun g Freig abe (Enable!

0 , J , K, R, S, TArt der Eing äng e

~------+------l

~~~~~--i-:S~ch~i~e~b~e~e~in~g~a:n:g~,

UND-O DERIn verter

vorwä rts

desg leic hen, abe r rü ckwärts

al

{

bl

-{

invertierender Eingang

invertierter Ausga ng

+

Zähleingang, vorwärts

Codeumsetzer

desg leichen, abe r rü ckwärts

Code umsetze r, all geme in. X und Y kö nn en durch Code-Angabe ersetzt werden.

C CT

a~

b~

nicht inve rti erende r Ein gang

dynam ischer Eingang , nicht invertiert

O,Q

M G,V A

EO

Mode (Art! UND, ODER Adressen

EI El El E< ES E6

OEClBCO 0

AO Al Al Al

E1 E8 E.

desg leichen, aber invertiert mit 4 Eingängen ODER-Elemente reta rd ierte r (verzögerter! Ausgang

wa hl we ise, we nn keine Ve rwechslung m ög lich ist.

Zusammenfassung (a ll e Anschlüsse notwend ig)' nur bei Beda rf

UND-Element

Verbi ndun g ohne binä res Signal

NICHT-El eme nt, Inverter

Code-Um setze r, Dezima lBCD-Code. AO und A 1 haben 1-Zustände, we nn E3 den 1-Zustand hat.

t~~~~~~~~~~~~~~ T MUX I-.

Multipl exe r, all gemein

Dem ulti plexer, mit FreigabeLogik

DA-Um setzer und AD -Um setze r siehe Se ite 87 .

TM

gesteuertes JK-Flipflop (Maste r-S laveFlipflop)

Treiber mit invertiertem

Ausgang

desgleichen aber mit S -Eing ang und R-Eingang zusätzlich

desgI., wahlweise Darstel lung

TM

invertierten

TristateAusgängen

I, und 12 können innerhalb oder außerhalb durch Größenangaben ersetzt werden.

desgleichen, aber nicht nachtriggerbar

Abschaltve rzöge rung 2 ms

'''.'~.~n''A

RS-Flipflop

desgleichen ,

f1l-

desg leichen , aber dominanter R-Eingang

~

f1l-

~

astabi les Element, allg eme in

aber dom in anter

~

desgleichen, aber gesteuert

wahlwe ise Darstellung RS-Flipflop, dominanter R-Eingang

H [1

lK

Einfl anken gesteuertes JK-Flipflop (nfl negative Taktflanke)

er ~ O er ~ 9

Cl

~Z 8

+

TI RG 4

~ [-

R

Zähler, dekadisch CT-Zah len: Zählerstand für interne 1 des A nsc hlu sses

Schieberegister mit m Stufen, z.B. SRG8 4-Bit-Sch ieberegister mit serie ll er Ein gabe und paralleler Ausgabe

RAH 16,,[,

Kennzeichen für Pulsg enerator a)!G

J

CTRD IV10

Monoflop, UND-Eingänge und Freigabeei ng ang, 2 Ausgänge

Verzögerung 50 ns

S-Eingang

Asynchronzähler für 4 Bits mit Kennzeichnung des asynchronen Vorgangs (nur bei Bedarf)

Monoflop, nachtriggerbar, allgemein

Einschaltverzögerung 1 ms

----fS11}-

CTRDIVm

RS-Flipflop, nullspannungssiche r

Verzögerung , all geme in ,

n

Kennzeichen für Zähler mit Zyklus läng en m, z. B. CTRDIV 10 dekadischer Zähler

RS-Flipflop, bei Ein scha ltung 1--------+--- - - --; Anfangszustand 0 CTR (I von initi al) DlV 10 M Synchronzähler desgleichen, Obis 9 mit aber Anfangsparallelem zustand 1 Laden

Bustreiber mit 4 SchwellwertEingäng en und Freigabesc haltung und

Bistabile

Zähler mit Zykluslänge 2 m , z. B. CTR4 für 4-Bit-Zähler

b) G!

a) synchroner Start b) Stopp nach dem letzten Im pul s

15

" Il l

O} A~15 l 1(2 (WRITE)

tEN (READl GI

IO --s A. 20

II J-

AV

Schreib-LeseSpeicher mit 16 x 4 bit, Tri stateAusgänge

Analoge Informationsverarbeitung, Zähler und Tarifschaltgeräte Analog Information Processing, kWh-meter and Tariff Switchgears y

y

9

Kenn zeichen vgl. EN 6061 7-13

-

Invertierung

+

Nichtinvertierun g

n

Ana logsignal

[ -

'L"

Digitalsigna l

d-

Summi erung

'-

f R

Integrierend

S

Setzen

H d

Halten

a

Differenzie rend

h # H

n

ab-

Rücksetzen

(ff

Beispiele

=t>-

II a -EJ- u

Operationsve rstä rker, unbesc haltet, praxisübliche Form

desg leichen, genormtes Symbo l

invertieren der Verstä rke r

a b

u = -5· a

.0,1 .0,1 .0 ,5 .0 ,5 - -

u

0

-

-4

+

U x

Y

u = -5, (0,1 a + 0,1 b + 0,5 c + 0,5 d) V= 5 Integrierverstärker

°

wenn h =

.2

u

t u=-10f 2 a dt

° Differenzierve rstä rker u

u=

5~

dt

(DA-Um setzer, DA-Konverte r, DAU , DAC ) A nalog-Di gita lUm setze r (AD-Umsetzer, A D-Konverter, ADU, ADC )

: ~---I d : ~~I d

(- 4 al

'f r ~

b

Multiplizierer

u

9

Digital -Ana log Umsetzer

B -EJ-

Summ ierve rstärker

di I> 5

a

y

9

,--,-----[ I> 5

u = -2 ab

d# # e

9

&

Schl ießer (geschlossen, so lange e = 1)

Öffne r (offe n, so lang e e = 11

Sch li eße r und Öffner (Schalten bei d = 1und e= 1, also d l\ e= 1)

Zähler und Tarifschaltgeräte Form 1

~ ~

Form 2

10 (401 A

~

1l0V ='-

Einpha se nWechse lst rom zäh ler

-.......... rJ-

3 -$-

"'+ . . +

Form 2

Benennung

~ ~ I

Im pu lsgebe rzähl er mit 1 Im pu ls je 0,1 kWh

I I 111 I I

Zeitzähl er mit Synchronmotor

l

~

~

va rh ~

Form 1

L-,--J

4ij [iJ

Jt it 230V

Benennung

EinphasenWec hse lstromZweitarifzäh ler

~

t

2A 3

1 1'''1

•Irr-hf{f l

2A

~ '1sA

I I

Vierlei terDrehstromBlindverb rauch zä hl er, nu r Bezug zä hlend

~

I-

~

Scha ltu hr mit Synchronla uf

I I I

d] M

Tarifschaltgerät. z. B. für Rundsteue ran lage

F

Tarifsc haltuhr mit Uhrwerk und Selbstaufzug Z Zweita rifscha lter M M ax imum schalter

TM

Elektroal

~

Backofen

iTiW

Schaltzeichen

Heizung, Lüftung,

Elektro-Hausgeräte

TM

,.""""W" "" ' . ..ünm I

~

=Dj @[] [ill

Dämmerungsschalter ~,,,

",,,,,,,,,

Lautsprecher

Rundfunkempfangsgerät Fernsehempfangsgerät

r

Antenne, allgemein

[EJ

Verstärker

Installation eines Wohnhauses

Nur Muster für die ze ichnerisc he Darste llung, ni cht für die Ausführung der Insta ll ation.

>:

>z

TM N

N

N

'" '" '" -

('..l-

-

M 1: 200, verlegt NYIF 1,5 mm' , soweit nicht anders angegeben. Installation einer Werkstatt

NYM 10 '

Garage

M 1 : 200, verlegt NYM 1,5 mm', soweit nicht anders angegeben.

limrmr:! c.

~rr.ll

r::f ~~il':1

Benennung Grundformen

D TM

im

wahlweise Darstell ung

4

Tonübertragung

@J

Wechselsprechste ll e für Freisprechen

Umsetzer, Umrichter, all gemein

r

Übertragung durch Funk

[] ...

Nummernschalte r

e:

Radar

Reg ler nach EN 61082

Einsteller, all geme in

-y-

Modulator, Demodu lator, M ischer

~

desgleichen, wah lweise Da rste ll ung

Motoran lasser

Verzögerungse lement, allgemein Kennzeichen

A.ngabe einer Ubertragungsrichtung; nur erforderl ich, wenn nach links oder nach oben.

(

nacheinander

'"

J

Wertbegrenzung

[>

Ve rstärkung

a)

,.,u

Übertrag ung gleichzeitig

(

b)

I

I

Akustische Geräte

Fernkopieren

Speicher

a) Siebung b) Oberflächenwe Il en

0

Magnetspe icher, all geme in

~

.,. u"u

Magnetba ndspeiche r

'~'~U'!J .. n!J, Jm~elzer

~.

""

LJ EJ

fl1ITi'

Benennung

Magnetba ndge rät

Fil ter, all gemein

Ö

(

-

Scha ltze ichen

[?J

Spe icher

0

'"

c::.

Benennung

rlIII .

Bil dübertrag ung

Fu nktionsei nhe it, all gemein

D 0 D EJ

Scha ltzeichen

l'iTöII :l

0

Gene rator, Oszillator, al lgeme in

14&z l

Sinusgenerator für 4 kHz

rn ~

Sinusge nerator m it Frequenzve rste Il barkeit Sägeza hngenerator

.. .".

~

--@-

Gleichrichter

-1ZJ-

Umrichter (Wechse lrichte r)

~

Spannu ngsg leichhalter

% --N

Anzeigegerät m it be idseitigem Aussch lag und Be leuchtung

0

Ze igerme lder

I~I

Bewegu ngsmelder (Passiv Infrarot)

"g, ~~" Empfänger, Sender

---[>-

Verstärker, all geme in

~

wah lwe ise Darste ll ung

-tS-

Ve rstärker, ve ränderbar

-0 0-

Empfänger, allgeme in Sender, Geber, all gemein

Frequenzumsetzer, all gemein

f,

".

,~

Ö Ö

e

Frequenzvervielfacher, n-fach

.

'

" ... cnmK

Telefon, all gemein

m it Tastwah lblock

MehrfachFernspreche r

[(]]

Wä hl erzentra le

U

Fax (Faksim il eSender und -Empfänger)

"* ~ n n

Multip lexer mit Ana logDig italUmsetzung

Spulen, Transformatoren, drehende Generatoren Coils. Transformers. Rotating Generators g

g

Drosselspulen ~

-'Y'Y'I.-

~ ~y

EinphasenDrosselspule wa hlwe ise Darstellung

11

~

-LJ -11 -----

~ ~~

DreiphasenDrosselspule in Ste rn scha ltung für Ubersichtsscha ltp lan

Transfo rm ator mit getrennte r W icklung , auch Spa nnung swandler wa hlwe ise Darstellung, insbesondere für Übersichtsschaltpla n wah lweise, mit Schi rm und Kennzeichnung der Phasenlage

Einphasentransformator, Spannung in Stufen einste llbar

wah lweise Darstell un g

~

Spartransformator

M

wah lwe ise Darstellung

z

3

W

~

Drehstromspartransformator, stufen los einstell ba re Spa nnung wa hl we ise Darste llung

Messwandler

-e~

111

Nf1 ~

~

~

~

1.

wah lweise Darstellung, insbesondere für Übersichtsschaltp lan

3AC-Trafo, Yz5, 3 Stufen, SternZickzackschal tung, sie he auch Seite 213

2 desgleichen, Spann ung einstellbar

Drehstromtransform ator in Schaltung Dyn5, U nterspann un gsw icklung in drei Stufen einste llbar

I',"' I'" y

W

:~

W

m 3

Einphasentransformator mit veränder barer Kopplung, Phasenlage gekennze ichnet

O

um

DynS

wa hlwe ise, insbesonde re für Übersichtsscha ltplan

Einphasentransformatoren

LJ

g Drehende Generatoren

Dreiphasentransformatoren

Stromwand ler wa hlwe ise Darstellung, insbesonde re für Übersichtsschaltplan Spannungswandler in V-Schaltung

desg leichen, Darste llung mit erke nnbarer V-Form

desg leichen, für Ubersichtsscha ltplan

2.

)- }-

Wicklungen allgemein, fremderregt, im Nebenschluss

im Reihe nsch luss Wendepolwicklu ng, Kompensationswicklung Kohlebürste, z. B. am Stromwender, wahlweise Darstellungen

Cb-

Kurbelinduktor (G leichspannungsgenerator mit Hand antri eb)

~ W

DrehstromSynchronge nerator mit Dauermag neterregung, Wicklu ngsenden herausgeführt

W

~ W

~ n ---®11

~

desgle ichen, aber in Schaltung Y m it hera usgefü h rtem Sternpunkt

desgleichen, abe r in Schaltung 6. und mit Erregerwicklung

fremderregter Gleichstromgenerator mit Erregerwicklung

desgleichen, mit Dauermagneterregu ng und Wendepo lw icklun g

W

~

Doppelschlussgenerator

TM

Einphasenwechselstrommotoren und Anlasser

vgl. EN 60617 -6 (1997-08)

Single-phase Alternating Current Motors and Starters p

g,

p

g

Kondensa tormotor m it Betriebskonde nsator und Anl asse r (Moto rstarter) fü r eine Drehrichtun g m it elektro m agnetischem und th erm ischem Aus löser.

01

g,

Spa ltpo lmotor mit Motorstart er f ür 3 Stufe n (0 und 2 Drehzahlen), z. B. mit ei nem Vo rw id erstand.

01

A n Ste ll e des A nlassersc haltze ichens dürfe n auc h di e Sc haltze ichen der Besta ndteil e des M oto rstarte rs geze ichn et werde n, z. B. ein Schalter.

TM

g

Spaltpolmotoren

Kondensatormotoren

Spaltpo lm oto r mit M oto rstarte r, steti g ve ränd erba r, z. B. zur Spa n n u ngse i nstell u ng m it Th yristo rschalt un g zur Dre hzah lsteuer ung .

Konde nsato rmoto r mit Betri ebsko ndensator un d M otorstarte r mit Schütz f ür be ide Dre hrichtungen . Darste llung des M oto rstarte rs auc h w ie be im ob ige n Konde nsatorm otor m ög lich.

M2 8

M28

c:::::J

Einphasen-Reihenschlussmotoren

[1

Ei n phasen-Reihensch l ussmotor (Un iversalmoto r) mit Motorstarter für eine Drehrich t ung, stetig veränderbar, z. B. zur Spa nnu ngsei nste llu ng, mit Spartransformato r (B ürste nda rsteilung wah lwe ise).

Ko nde nsator-Sync hro nmoto r, daue rmag neterregt. mit Moto rstarter fü r lin ks lauf und Rechtslauf. Der Motorstarter kan n auch d urc h A nl asse rschaltzeichen da rgeste llt we rde n. (M Moto r, S synchron)

Einph ase n-Reih ensc hlu ssm ot o r (Unive rsa lmoto r) m it M oto rsta rter f ür beide Drehricht un gen, stetig ve ränderba r durch Thy ri sto rschaltung (Bü rste ndarsteIl ung wa hlwe ise).

Drehstro mm oto r, als Ko nde nsato rm otor gescha ltet (Ste inm etzschaltun g). mit M oto rstarter, de r ei nen Spartransformato r zu m Herabsetzen der Anla ufspan nung enthä lt.

[1

Motor mit Widerstandshilfsstrang, Anwurfmotor Ein phasenwec hse lstro mm otor mit W id erstandshilfswick lung, einpo liger Schalte r als Motorsta rter. Bei Anwurfmotoren entfa ll en Rl und Strang Zl Z2.

s

Ei ~

~

u

0

a:;

Z2 ~

'"

Al

M5

U

M

A2

Ei nph asen-Re ihensch lussm oto r m it Wende poIwicklung B1B2 und/oder Kom pensationswicklung C1C2. Moto rstarte r f ür ei ne Drehrichtung, stetig ve ränderbar durch Thyristo rscha ltu ng.

Drehstrommotoren und Anlasser

vgl. EN 60617-6

Three-phase Motors and Starters

Kurzschlussläufermotoren (Käfigläufermotoren) AC 400V

01

Drehstrom-Ku rzsch lussläufermotor mit Motorstarter für Stern-DreieckAnlauf, ni chtautom ati sc he Umscha ltung von Stern in Dreieck.

Drehstromsvnchronmotoren AC 400V

01

Darstell ung des Motorstarters ist auch durch dessen Stromlaufp lan mög li ch. Desg leichen in ausführlicher Darstell ung, aber mit automatisch ablaufender Umscha ltung von Stern in Dreieck. Die Anordnung der Wicklungsstränge kann auch in Sternform oder in Dre ieckform erfo lgen. Die Darste llung des Motorstarters ist auch durch seinen Strom laufplan mögli ch.

02

AC 400V

03

Polumsch altbarer Drehstrom-Kurzsch lussläufermoto r mit 3 Wick lungssträngen, Motorstarte r für Po lumsch altung mit Schütze n für beide Drehrichtungen .

Der Anlasser kann auch durch seinen Strom laufplan dargestellt werden.

kn AC 6kV

02

Schleifringläufermotor AC 400V

05

MS 400V

RS

Ständerwicklung in Stern gescha ltet. Die Ständerstränge können auch anders angeordnet sein, z. B. nebe ne inander.

Drehstromsynchronmotor mit Gleichstromerregung und Motorstarter für eine Drehrichtung, z. B. mit Stromrichter. Der An lasser kann auch durch seinen Strom laufplan dargeste llt werden.

0

Dreiphas iger Linearmotor mit An lasser, al lgemein. Die Darste ll ung des Anlassers kan n auch durch seinen Strom laufp lan erfo lgen.

04

Ausführliche Darstellung des Motors.

Y400V@

Die Darste ll ung des Moto rstarters ist auch durch se inen Strom laufplan mög lich . AC 400V

Drehstromsynchronmotor mit Dau ermagn ete rre gung, An lasser für beide Drehrichtungen mit Thyristorschaltung, z. B. zur Frequenzsteuerung.

04

Synchronis ierter Drehstrommotor, z. B. Re luktanzm otor (Motor mit ausgeprägten Polen und An laufkäfig) . Motorstarter als Schützschaltung mit selbsttätiger Aus lösung (dargeste llt durch sc hwa rzes Quadrat).

Drehstrom-Stromwendermotor Sch leifringl äufermotor, Ständ er über Schützscha ltung gesteuert, automatisch ablaufend es An lassen durch Läuferan lasser mit 3-stufiger Schützscha ltung.

Drehstrom-Reihensch lussmotor m it Motorstarter für beide Drehrichtungen und Schützschaltung m it se lbsttätiger Aus lösung (dargestellt durch schwa rzes Quadrat) .

Die Darstell ung der An lasser kann auch durch ihre Strom laufp läne erfo lgen.

Die Darste ll ung des Motorstarters kann auc h durch seinen Stromlaufplan erfo lgen.

TM

Drehfeldmotoren (synchrone oder asynchrone) Gleichstrommotor für DC 220 V mit Dauerm ag nete rregu ng (fremderregter Gleichstromm otor) an Strom richterscha ltung B2HKF IZweip ul sbrückenschaltu ng, halbgeste uert mit Fre il aufdiod e). Darste ll ung fü r Stromlaufplan.

AC 250 V

TM A2

..

C1

L,

A1

M

AC 400V

Fremderregte r Gleichstrom m oto r m it Erregerwicklung. Anke r an Stromrichterschaltung B6CF (Sechspulsbrückenscha ltun g m it Freilaufd iode), Errege rwick lung an ungeste uerter Strom ri chte rschaltung B2UF (Zwei pulsbrückenscha ltung mit Freila ufdi ode). Darste llung für Ubers ichtsscha ltp lan.

AC 400 V

.. AC 400V R1 R2 R3

Gl eichstrom-Re ihensch lu ssm otor für DC 220 V an Stromri chterschaltung B2HA IZweip ulsbrü ckenschaltung, halbg esteuert).

AC 250 V

L,

05 R5 Q1

02

01 A2

M

A1

R1 09

AC 340 V

N

~

Si A1

§t~1 1

T

AC 250V

:: I

Fremde rregte r Gleichstrom m otor für DC 440 V mit Reihensch luss-Hilfsw icklung I Doppelschlussmotor) un d Wendepoiw icklung . Der Läufer ist an ein e Strom ri chterscha ltu ng B6CF Isechspul sige vo ll gesteuerte Brückensc haltung mit Frei laufdiode) angesch lossen, die Erregerwicklung für DC 220 V an eine ungesteuerte Stromrichterscha ltung B2UF.

LI

Synchronmotor mit Dauermagneterregung, z. B. Servomotor, an Umrichter zur Pulswei tenmod ulation mit Gleichspannungszwischen kre is (U-Umrichter) . Der Umrichter besteht aus dem Netzstromrichter B6AB6 (2 Sechspulsbrück enscha ltun ge n antipa ra llel) für Vierquadrantenbetrieb und Ene rgi erücklieferung, dem Gleichspannungszwischenkreis mit Frei laufdi ode und dem Maschinenstromrichter B6C aus Tran sisto ren zur Pu Isweiten mo du lati on (PWM).

R9

L1 L2 L3

M3

T1 86

Ku rzschlussläufermotor an Umrichter zur Pu lsam pi ituden modu lation m it Gleichspannung szwischenkre is IU -Umric hter) . Der Umrichte r besteht aus dem Netzstromrichte r B6HA ISechspulsbrückensc ha lt ung, halbgesteuert), der keine Energi erü cklieferung ermögl icht, dem Gleichspannungszwi schenkreis R4, R5, Cl mit Bremskreis Q4, R6 und dem Maschinenstrom richter B6C aus Abschaltthyristoren IGTO) ode r IGBTs und Blindl eistun gsd ioden.

Schl eifringläufermotor m it läuferseitigem Gleichspa nnun gszwisc henkreis. Die Läuferspannung wi rd d urch einen Gleich richter B6 gle ichgerichtet. Diese Gleich spa nnung w ird durch T2 IWec hse lrichter B6C) in Wec hse lspa nnung der Netzfreq uenz um geri chtet. Die Sch lupfenergie w ird zurückgespeist.

Weitere Strom richterschaltungen in Teil AS "Schaltunge n für Gleichrichter und Stromrichter" , " Halb gesteuerte Stromri chter" , "Vo ll gesteuerte Stromrichter", " Gleic hstrom ste ll er, U-Umrichter-Prinzip", " U-Umrichter".

_:rJr:lt'ölla'LOJ IR-: limrn::rr.l USA, z. B. ANS I, NEMA

Europa, praxisüblieh , z. B. DIN EN

~

Benennung

,.., liJTU.::rn:

USA, z. B. ANSI, NEMA

Europa, prax isüblieh, z. B. DIN EN

1~1

Benennung

u .... ~ ... ~ ... ~

al~ b)

----{BID---

-H-H-

a) b) a) b)

----c:::::::J--

Widerstand, W irkwide rstand (RES von Resi stanz)

a)

j a)

-H-

b) l

Kondensator

T

~

----t:+-

Diode

----j;;>J---

Z-Diode

b

0/

V

a) ~ b)

~

~

a) ~ b) ~

a)

-------

~

c) {

b) O

-.l.':B

a) ~

b)J ,

--

® a)J ,

0

0

b){

a)~ 50

b) 9

a)e$>

b)-=?R

@) =@)

°

9

9 9 ~ ~

elektromechan isc her Antrieb, z. B. für Schütz

Drehstrommotor (MTR Motor)

Wechsler

I

b)

I

Schl ießer mit Verzögerung beim Schließen

I

cu

sc hli eße nder Taster, druckbetätigt öffnender Taster, druckbetätigt

Endschalte r (Sch li eßer)

L5

--=h>-

Endscha lte r (Öffner)

--!-

- ......,..-:.

. -1\

~ a)

b)

[EJ--i

D-i

P~

-......,..--

-~

0 10 _-

I

Antrieb m it Anzugsverzögerung

Rechteckgenerator

~

TM

I

CKfO

Masse

Antrieb mit Abfallverzögerung

Öffner

cu

~o

o-h,PB a)$

(

~

iliB

gepolte Suppressordiode

Leuchtme lder

b)l

Sch li eßer

.".

LS

a)W

\

1 Y

Steckerverb indung

Schme lzsicherung

---#-

---+JF-

a)

~

b)

~

b) +

a)

----.!---l>I-

a)

0 0

o-i

LU

- ......,..-I

~

Schalter mit Raste . druckbetätigt Näherungsscha lter (Schl ießer)

8-1

Druckwächter, öffnend (p von pressure)

r-~~-1

Taste r mit Schl ieße r un d Öffner

6-1

Schwimme rschalter, öffnend

ANS I American National Standa rd Institute, NEMA Nationa l El ectri ca l Manufacturer Association, DIN EN Deutsches Institut für Normung Europa -Norm . • steht für Kennbuchstabe, z. B. Farbe oder Gerät. PB Pushbutton = Druckknopf, LS Limit switch = Grenzschalter

L'r::I" 1~ r.l iI'Ili' ;w.."1'i i'F.1 irT:m!i USA, z.B. ANSI , NEMA

Europa, praxisüblich , z. B. EN

Benennung

USA, z. B. ANSI , NEMA

Relais, Schütze, Schalt er, Beispiel

-.l

-

a)

n

=t>a)

b)

--{>- --lB-

b)

fl

B D-

-

2 PB START

1

~)4

13 r~

W

/

A1 ~

-v

Schaltplanbeispiel: Motorstarter (nach Moeller)

Verstärker, allgemein

Ope ratio nsverstärker

UND-Element

a)

b)

a)

=S-

Ü-

B 5

ODER-El ement

a)

b)

5

XOR-El ement, Antiva lenz

ß-

NAND-Element

B-jDa)

b)

Bü-§-

$-

----t>-

b)

a)

b)

NDÜ

~

L3 1 T3

+

H1

T2

Benennung

Analoge

anzugsve rzögertes Re lais 1 Offner, 1 Sch ließer

9-~~-1

f

T

Europa, praxisüblich , z. B. EN

NICHT-Element, Inve rter

X NOR-El ement, Äqu iva len z Inverter mit Tristate-Ausga ng (H, L und hochohm ig)

~

ß-

Digital-Ana logUmsetze r, DAC

--- etwa 20 RiA des Strommesse rs) .

TM Spannungsfehlerschaltung

gesuchter Widerstand Bei Rx > 20 RiA :

J

RX~T

I

Spa nn ungsfall am Strom m esser be i Messen mit Di gita lm ultim eter: U= 12mV bei I = 100~A U = 600mV bei 1= 10A In diesem Fall ist die Formel für Rx < 20 RiA zu verwenden und der Span nungsfa ll des Strommessers in der Rechnung zu berücksichtigen .

Stromfehlerschaltung

Di e Stromfehlerschaltung wi rd für kleine Widerstände verwe ndet (Rx < etwa 1120 RiV des Spa nnungsmessers). Bei größeren Widerständen w ird da s M esse rgebni s durch den Fehlerstrom I F verfälscht. In di esem Fall ist die Forme l für Rx > V20 RiV zu ve rwe nden oder der Fehle rstrom in der Rechnung zu berücksichtigen . Bei Verwendung vo n dig italen Messgeräten ist d ie Schaltungsart meist belieb ig.

Bei Rx >

ESl

Rx = - - -I - UIRiVr;1

h

I

RiV :

u

Rx = - I-

%0

x

R

=]

J

-

Widerstandsmessung mit Konstantstromquelle Bei konstantem I: Ux = I· Rx

Die Widerstandsmessung w ird auf ei ne Spannung smessung zurückgefü hrt. Durch Verwende n einer Konstantstromquelle wi rd Ux - Rx . Durch umscha ltbare Konsta ntströme ka nn m an verschi ede ne Widerstandsbereiche einste ll en,

Digital-Multimeter

gesuchter Widerstand

z. B. 1= 1 mA = Anzeige von kQ 1= 1 ~A = Anzeige vo n M Q

Brückenschaltung Bei der abgeg lichenen Brücke ist der Brü cke npfad strom los und spa nnungslos.

Bei Abgleich:

Die Spannung steil er R3 R, und RxRn sind bei abgeg lichener Brücke unbelastet und auf gleiches Te ilerverhä ltn is eingestellt.

R,

UAB = U3 - Ux

R;

=0

Rn = Rx

gesuchter Widerstand

Vorteil: Sehr genaue Widerstandsbestimmung m ög lich. Wheatstone-Messbrücke (Prinzipschaltung)

I Stromstärke I F Fehlerstrom RiV Innenwidersta nd des Span nungsm esse rs RiA Innenwide rstand des Strommessers

W ird z. B. in Sensoren mit Dehnungsmessstreifen verwendet.

Rx gesuchter Widerstand Rn Abg leichwiderstand R3 , R, Wirkwiderstände UAB

Brückenspannung

Ub

Betriebsspan nung

U3

Spa nn ung an R3

Ux

gemessene Spannung Spannung am Spannungsmesser Feh lerspannung

U UF

Messbereichserweiterung Measuring Range Extension Messbereichserweiterung von Messinstrumenten Bei hohen Wechselspannungen werden Spannungswandler verwendet.

Un - Um Im

Rv =

Für n-fache Messbereichserweiterung :

J

Rv =(n-1).Rm

u Spannungsmesser

L

"

Bei großen Wechselströmen werden Stromwandler verwendet.

Rp

J

Rp- ~

J

R _ Rm · Im

J J

In - Im

1-- -0-p-

Für n-fache Messbereichserweiterung :

In - Im

Rp=~ n-1

Strommesser

Messwandler L1

Be im Spannungswandler:

L2

.. U 1N N1 uNV = - - = U2N N2

11 E j C d 12 2.1

.2

~ V

.. U2

Messbereichserweiterung mit Stromwandler bei Hochspannung

Messbereichserweiterung mit Spannungswandler

Beim Stromwandler:

..

Beim Durchsteckstromwand ler wird ÜNA für einfaches Durchstecken angegeben. Bei Z Durchgängen wird ÜN A um z verkle inert zu ÜN MZ. Beim Durchsteckstromwand ler:

12 = -I,·z ,-, UNA

Messbereichsverkleinerung m it Durchsteckstromwandler Ca

Ab lesekonstante

Im Messwerkstrom bei Vo llausschl ag In Messbereich der zu messenden Stromstärke n Faktor der Messbereich serweiterung N, Windungszahl der Einga ngswicklung N2 Windungszahl der Ausgangswick lung

I'N

N2

UNA = - - = I 2N N,

Erd ung der Stromwandler ist bei Niederspannung nur zulässig, wenn das die Messaufgabe erfo rd ert (VDE 0100-557).

I, =

ÜNA '

12

J

Bei W irkve rbrauc hsmessung :

J

"------gesuchter W iderstand Messwerkwiderstand Para llelw iderstand Vorwiderstand Spannung für Vo llaussch lag des Messwerks bzw. Messin strum ents U n Messbereich der zu messenden Spannung ÜN Bemessungsübersetzung

R Rm Rp Rv Um

Bedeutung weiterer Formelzeichen aus den Bildern erkennbar.

W, elektrische Arbe it am Wand lerein gang

W 2 elektrische Arbeit am Wand lerausgang Anza hl der Durchgänge beim Durchsteckstromwandl er Indizes: A StromN BemessungsV SpannungsZ

TM

Bemerkungen

S offen: Spannung UN

L1

S geschlossen: Up

L2

- T-

L3

!J.U = UN - Up Abschaltströme siehe Überstrom-Schutzeinrichtun gen.

- T-

I

TM RB

-=-

Messung der Schleifenimpedanz

Messung des Netz-Innenwiderstandes

Zsm=4;

J

Bei Stromkreisen mit RCDs misst man den Netz-Innenwiderstand Z; durch Anschluss am Messgerät von N an Stelle von PE . Z; '" Z Sm

Soll eine Messung ohne Auslösung erfolgen, so muss ein Prüfgerät verwendet werden, das mit Im pul sen arbeitet. Auslösezeiten für Endstromkreise " AC 32 A an AC 230 V: TN -System " 0,4 s TI-System ,, 0,2 s Mit R3, R4 wird der Auslösestrom des RCD eingeste llt.

RB

Messung des Auslösestromes mit ansteigendem Prüfstrom

Indirekte Messung ohne Erdungssonde

Anordnung von Erder und Sonden bei der Messung des Erdau sbreitungswiderstandes : 5

t

, -20m,

H

I

, -20m.

J

- 20 m

I?E = 2

Vierleiterschaltung für Erdungsmessung

a gleichmäß iger Sondenabstand Messstrom

IN Bemessungsstrom

h Ip

Auslösefeh lerstrom Prüfstrom

1t .

a.R

J

gemessener W iderstand in Q An lagene rd er Betriebserder Erdau sbreitungswiderstand IIE spezifischer Erdwiderstand in

R RA RB RE

Qm

!J. U Spannungsabsenkung

W H

1.

spezifischer Erdwiderstand

'b

~

5

UB UE UF

Berührungsspannung Erderspannung Fehlerspa nnung bei gedrückter Taste Ua Leerlaufspannung gegen PE Z; Netz-Innenwiderstand Z Sm gemessene Schleifen impedanz

L1 L2

L2

L3

L3

N

PE_

T

Bemerkungen

Messung 2

M ess ung 1

_

- - -

-~

Messung nur im spa nnung sfreien Zustand! Mi ndestisolationswerte: Bei SELV un d PELV R;so" 0,5 MQ bei M essspannung DC 250 V. Sonst R;so" 1 MQ bei Bemessu ngsspannungen bis AC 500 V und M essspan nung DC 500 V oder Bem .spannungen über AC 500 V b is AC 1000 V oder Messs pannung DC 1000 V. Das Prüfg erät muss bei einem Messstrom von DC 1 mA die angegebenen Messspannungen abg eben können.

--

Messung zwischen Neutra lleiter und dem Schutzleiter

Messung zwischen allen Außen leitern und dem PE-Leiter

L1

L2 L3 N bei Wiederholungsprüfung R;" , 300 li/V im Freien R iso ~ 150 Q/V

P~T - -

- - - - - - - -

Messung zwischen den Außen leitern und dem Neutra ll eiter

Messung mit angesch lo ssenem Verbrauchsm ittel

L1 L2 Ll

Prinzip der Isolationsüberwachung Warnung W® I® Auslösung

,' /~, /

I,

kll

L

I I I

@ Löschen

P

Riso

•

Prüfen

Isolationsüberwachungs-Einrichtung

L1 L2

L1

L2

L3 PE N

Messung des niederohmigen W iderstandes des Sch utzleiters, ausgehend von der PE-Schiene des Verteilers bis zum Schutzkontakt der Steckdose Isolationsfe h ler im Bet ri ebsm ittel B

IF Fehl erstrom HE S Haupterdun gssc hiene

Messung des niederohmigen W iderstandes der Zuleitung von der Haupterdungsschien e HES zu metallisch en Rohren

Wird ein e Messeinrichtung zwischen das u geerdete IT-System Erde ge legt, so kann erst ein Strom fließen, wenn an ei ner anderen Stel le des Systems durch einen Isol ationsfe h ler ein e Erdve rb indung zustande kommt. Die Hö he des Feh lerstrom es ist ein Maß für den Isolationswide sta nd . Der erste Fehl er w ird nur gemeldet (W) . Der zwe ite Feh ler führt zu einer Anlagenab sc haltung (Auslös ung 1).

Durchgängigkeitsprüfung Die Messspannung darf DC o d er AC se in . Di e Leerlaufspannung muss zwischen 4 V und 24 V liege n. Der Prüfstrom muss mindestens 0,2 A betragen . Bei DC muss das Messgerät ei nen Pol wender aufweise n. Die Messung ist bei DC m it be id en Po laritäten auszuführen.

R; so Iso lationswidersta nd

S Rohrschel le

Rv

Z

Vo rw iderstand zur Strombegrenzung

Iso lationsübe rwac hungsEinrichtung

TM

Niederspannungs-Schaltungen für Leistungsmessgeräte Low-Voltage Circuits tor Power Meters Wirkleistungsmessgeräte Schaltung AC: 3200

DC: 1210

L IL .)

TM

N IM) ,

r-:r~1 !!}

Sch altung 4251

Schaltung 4260

l~I::f~('~

rF

L1 L2

fü r Ei np hase nwechselstrom ode r Gleichstrom

L3

L3

für Dre ile iterdre hstrom m it g leiche r Leiterbelastung

für Drei leiterdrehstrom gleicher Belastung mit ei ngebauter Kunstschaltung

- ~-~( ·l

r;:?I

Schaltung 6201 11

L~('

~ ::; L3=---_ _o
_-----'r ;("-'L

~

r '-"'-c 1

L2

::..::....~++----' K

L '-t~;-k -;-l+--

::;:~3'-,~-t-_ _ _---,r K

L3

für Vierle iterdreh strom m it beliebiger Belastung

Blindleistungsmessgeräte

LL

fü r Vie rl eiterdrehstrom mit Stromwand lern

Leistungsfaktormessgerät Schaltung

fFrEj·-..::....,-l

,r,J

~" [,f , Wr~

11 ;:'; l 2:----+++-' K

l '--+k """'1+ - - - -

--+.._ _..::..J K

::..:. Ll _ _

für Einphasenwechselstrom

tt~

für Drei leiterdreh strom mit beliebige r Be lastung (Aron-Scha ltung)

Schaltung 3401

wl

i~lj~Jj I (J~-1

~L1-------++~...J~LL--­ N IL2)

für Ei nphasenwechse lstrom

Schaltungen von Wirkleistungsmessern mit Messzusatz (mit Hall-Generatoren)

~ Im-l ,!J-·-Ft r---

--

.

+

--

N , 1

uu=+

für Einphasenwechse lstrom

191

-'-'--+t++-' K

L1 L2

N ,

fü r Drei leiterdrehstro m beliebi ge r Belastung m it Stromwand lern (Aron-Scha ltung)

18 '

r~1 L '-t~7"" k """'lc +--+--t---

L1

L2

(0 , 6)

J

L1 L2

L3 L3

N

uu=+ für Vierl eiterd rehstrom symmetri scher Belastung

uu =+ f ür Dreileite rd rehstrom bel ieb ige r Be lastu ng (Aron-Schalt ung)

Elektrizitätszähler Kilowatt-hour Meters Zählerart

Ableseeinheit

Zulassungszeichen

Hersteller

Zählerkonst ant en

C, in Umdre hunge n je kWh 120; 150; 187, 5; 240; 300; 750; 960

Bauform

375;

480;

600;

spannung

Es we rde n auch deka di sc he Vielfache (10-fach, 100-fach usw.) oder dekad ische Teil e (1/ 10, 1/ 100 usw.) vo n C, ve rwe ndet, z. B. 1200; 60.

Schaltungsnummer

5;

Bemessungs-

Bem essungsströme (Nennströmel IN in A:

Herstellungsjahr

10;

15;

20;

30;

40;

50

Bei g röße ren Strom stärken we rde n Strom wa ndl er verwendet.

Fehlergrenzen Einph ase nzä hler un d Me hrphase nzä hler m it symmetri scher Be lastun g Stromstärke

0,05 · IN von 0,1 . IN bis Imox 0,1 · IN von 0,2 . IN bis Imox

Leistungsfakto r Fehlergrenze in %

± 2,5 0,5 in duktiv 0,5 indu ktiv

± 2,0 ± 2,5 ± 2,0

Me hrp hase nzä hl er bei unsymmetrische r Last Strom stärke

Leistungsfakto r Feh lergrenze in %

±3 ±3 ±4

vo n 0,2 . IN bis IN

IN vo n IN bis Imox

0,5 in d uktiv 1

Zählerschaltungen (Auswahl) Schaltung 1101

Schaltung 1000

Schaltung 4000

r,:'- '-'--- 'l

,I

I'

L1

Anschluss einpolig

Anschluss einpolig mit Zweit arifeinrichtung

L2 L3 N

Schaltung 3020 an Mittelspannung

An schluss dreipolig Schaltung 4010 an Niederspannung

1 -- '- '- '-'1

I

~

~

L1

L2 L3

L2

L3

~ L3~______~__________~

Anschluss an Stromwandler und Spannungswandler

N

An schluss an Stromwandler

'

TM

Elel-1- 1

1 1

1 1 _~

E2

1

2

vier Leiter ohne PE Treppenlichtzeitschalter, sogenannter Vierleiteranschluss, nachschaltbar vor Abschaltung

I 1 1 1

Abend Nacht

E2

2 1

erweiterbar

3

N

4

Wohnungen

P3

Wohnungs-

eingänge

P3 a=====+--~----;

P2 Hauseingang

S23 P1

ErdH-+-I-+----' gesc hos s I

T1[Q]6 50 Hz 230V/BV

Hausklingelanlage mit Türöffner

T1 [Q]6 r-- - -

'

~ N ~ [. ~L-L. ~_~-----.J :

Schaltungen mit Stromstoßschaltern Circuits with Latching Relays Installationsschaltungen Stromlaufplan

Übersi chtssch altpl a n

N PE

I

N

Stromlaufplan

Übersichtsschaltplan

Mit Netzspannung gesteuert

Mit Kleinspannung gesteuert 50 Hz 230 V

50Hz 230V N PE

N PE

EI I-

I-

Wechselschaltung, erweiterbar

Serienwechselschaltung

Starkstromanlage und Schwachstromanlage kombiniert 50Hz 230 V

...r -

Türöffner T

T T

T

t--{X}-H Wohnungstür t--{X}-H Haustür

T T

'---'[)(}---' Gartentor

Beispiel: Ein e Wechselschaltung ist mit vieradrige r Stegleitung ausgeführt. Nachträg lich so ll unter jedem Schalter ein e Steckdose angebracht werden.

Daten von Stromstoßschaltern

Losung: Mit Stromstoßschalter und Tastern.

Schaltleistung

N

PE

Arbeitskontakte 10 A bei AC 250 V, Hilfskontakte 1 A

Steuerspannung

AC 8 V

AC24V

AC 230V

Steuerstrom

380 mA

140 mA

15mA

Einscha ltdauer Betriebsbereich

100% vo n AC 6 V bis AC 230 V (3,5 VA) von DC 1,6 V bis DC 60 V (2 W)

Jalousieschaltungen 1 Louvre-control Circuits 1 Jalousiesteuerungen mit Jalousieschaltern Übersichtsschaltp lan, Bemerkung en

Strom laufpl an, Merkm al

Sch altungsart Jalousiesteuerun g

N

PE

M1

M

1 ~

~OT

I

01

01 ~-~- -v 0 1 kann w ahlwe ise ein Jalousie-Schalter ode r ein Jalousie-Taster sein. Schaltung

z

T

eines

einfachen Rohrmotors

02

01

PE

T

EI

01

Endsc halter für Bewegung Öffnen (zugä ngli ch)

02

Endsc halter für Bewegung Schli eße n (n icht zug äng lich)

C1

Betri ebskondensator zur Drehfelde rzeugung

F1

inte rn er Motorschutzschalter (kann entfall en)

Falsch

M1

M 1 ~

M2

M

T

1 ~

I- v

0 3it

03

Bei diese r Schaltung kann ein Ja lousiemotor die Endstell ung vo r dem anderen erreichen, z. B. M1 vo r M2. Dann bekommt der Jalousiemotor M1 über C1 und 0 2 des Jalousiemoto rs M2 Spannu ng und fährt abwärts. Dadurch w ürde ein ständ iges Auf- und Abwä rtsf ah ren bei der Moto ren erfo lge n.

Jalousiemotor IRohrmotorl u...

~

::::>

m

Erkl äru ng

Bemerkungen

Jeder Teiln ehmer nimmt nur die fü r ihn bestimmte n Signale auf. Das Netzgerät NG versorgt über einen Bus die Geräte mit DC 27 V/1,2 A und m it AC 8 V. Über den Bus werden auch die Signale von der Türstation TS zu den Audio-Hausstationen AH übertragen . A ls Busleitung ist ei ne verdrillte oder nicht verdrillte Leitu ng geeignet, z. B. JY(St)Y. Die maximale Entfernung zwischen Netzgerät und Teilne hmern ist vom Leiterdurchmesser und der Anzah l der Ruftasten ab häng ig .

Alle Hausstationen we rd en in aufste igender Reihenfolge konfiguriert. Die unterste Hausstation so llte auch der untersten Ruftaste zugeo rdn et sein. Das Netzgerät wi rd nicht konfig uri ert. Bei ein er Ände rung der Kon figuration muss die Anlage nach Herste ll erangaben abgesc haltet we rden . Nach Ä nderung d urch Umstecken vo n Konfiguratoren ist Abschalten und W iedereinscha lten erforder lich . Der Türruf (nach Betätigung der Ru ftaste an der Türstation) an der Hausstation erfolgt z. B. zweitönig mit 1200 Hz/600 Hz. Kurze Betätigung der Türöffnertaste an der Hausstation bewirkt ein Ansteuern des Türöffners von z. B. 4 s. www.seko-bticino.de, www.g ira.de, www.tcs-ge rm any.de. www.zublin.de

Di e Hau sstationen enth alte n Tasten für Rufen, Sprechen, Li cht und Türöffn er. Soll Licht eingeschaltet werde n, muss in der An lage ein Relais, z. B. gena nnt Akti vato r, enthalten sei n (siehe Video-Türsprechanlage). Der Türöffne r kan n bei kleiner Leistung direkt angeschlosse n werde n, bei großer Leistung über ein Türöffn errelais.

zur T ürsta tion

"r

Die Zuordnung der A H zu den Tasten derTS nennt man Konfiguration. Sie erfolgt z. B. mittels steckba rer Konfiguratore n (genauer Widerstände).

Türöffner großer Leistung

AC 230V

KM TS

TM { RM

Die Video-Türsprechan lage arbeitet mit ei ner höheren Frequenz für das Videosignal des Bildschirmes als d ie Aud io-Türsprechan lage. Deshalb muss als Busleitung eine verdrillte Leitung verwendet werde n, z. B. UTP bzw. STP. A ußerdem ist zwische n Netzgerät und Türstation ein Video-Adapter VA mit einem BusEingang und einem Bus-Ausgang erforderli ch . Ein e Abzweigung mittels Abzweigdosen ist nicht zulässig. Es muss für die Hausstationen entwede r die Reihenschaltung durch die In-Out-Anschlusstechnik (dieselbe Klemme für Eingang und Ausgang, Bild links) angewendet we rden oder es sind Sign alverteiler (Bi ld rechts) erforde rli ch. Mit d iese n kann die Busleitung ste rn förmig oder baumförmig ve rl egt werden. Signa lvertei ler für die Etage werden als Etagenverteiler bezeichnet. Wie bei der Audio-Türsprec han lage sind vor jeder Woh nun gstü r EtagenTaster angeordnet, we lche d ie Hausstatio n ansteue rn.

Das Kamera-Modul der Türstatio n kann von der Hausstation aus geschwenkt werden und mit Infrarot-LEDs den Sehbereich be leuchten, sodass auch ohne Licht der Besucher erke nnbar ist. Über ein en Kamera-Umschalter können m ehrere Kameras angeschl ossen und damit mehrere Eing änge überwacht werden. Über ein Kamera- Interface kann auch eine externe VideoKamera angesc hlosse n werden.

Signal-

zu Haussta tion en oder Etagenverteilern

verteiler

Aufteilung des Video-Busses

I

~AC230V

Aktivator

~~~ ~~

Anschluss des Aktivators AH ET KM

Audio-Hausstation Etagen-Taster Kamera-Modu l

NG RM TM

Netzgerät Ruftaste n-Mod ul Türl autspreche r-Mod ul

TS VA VH

Türstatio n Video-Adapter Video- Hausstation

Lampenschaltungen mit Dimmern Lamp Circuits with Dimmers Bem erkung en, Übersi chtssc haltplan

Art Prinzip der Dimmerschaltung

R1

Ladewiderstand für C1

R3

Triggerdiod e (Di ac)

Q1

Triac

Schaltung

R2 C2 Netzwe rk zur Verhinderung der Scha lthysterese Je nach Einstellung von R1 findet ein symmetrischer Phasenanschnitt statt. Dimmer m it Leistungszusatz (Prinzip der Innenschaltung dargestellt)

Dimmer haben eine Bem essungsleistung vo n 300 W bis 1000 W bei Glühlampenl ast. Sind 4 Anschlussklemmen vo rhand en, kann ein Leistungszusatz angeschlossen werde n. Die Wirk-Grundlast mu ss mindestens 20 W betragen. Die Schaltung der aktuellen Dimmer besteht aus ein em IC, der mit Potenziometer, Schme lzsich eru ng und Scha lter bestückt ist.

Dimmer mit Leistungszusatz (Dimmer beleuchtet)

EI

N

N

PE

01

02

Ll

E2

Wechselscha ltung mit beleuchtetem Wechsel schalter und beleuchtetem Dimmer

N

PE 01

Schaltung von Leuchtstofflampen an dimmbaren EVG (Elektronischen VorschaltGeräten)

50 Hz 23 0 V

Memory

~

Schaltung mit "elektronischem Potenziometer"

Anschluss an Steuereinheit

Tastdimmer, Dimmertypen Push-button Dimmer, Types of Dimmers Schaltung und Aufgabe Stromlaufplan PE

Übersichtsschaltplan

f

N

"1 C J

l

(@J

Q1 ~

L

A ussch alt ung m it beleuchtetem Tastdimmer

Aufgabe, Bemerkungen De r Tastdimmer w ird durch einen Kurzhubtaster angesteuert. Bei kurzer Betätigung erfolgt das Sch alten, und zwa r je nach vorhergehendem Betriebszustand nach EIN oder AUS. Bei anhaltender Betätigung erfolgt das Dimmen, und zwar je nach Dauer entweder nach DUNKEL oder nach HELL.

Q1

~

PE .,Tastdimmer-

N ,

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Q1

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2 --

Beim DALI-System (von Dig ital Addressable Lighting System) ist d ie El ektronik des Tastd immers in das elektronische Vorscha ltgerät EVG Quicktronic integriert. Dadurch ist die An steue rung für Schalten (kurzes Betätigen) oder für Dimmen (langes Betätigen) durch einfache Taster mögli ch. Für große Anlagen ist ein Steuergerät vo rgesehe n, über das ma ximal 64 Betriebsg eräte ansteuerbar sind .

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r- DA

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EVG Quicktronic

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N

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www.gira.de

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3

Wechselschalt un g mit Tastdim mer und Tastdim m er-Nebenstelle

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L

L

S1

Die Tastd immer-Nebe nstelle ermöglicht in derselben Weise w ie der Tastd immer selber das Schalten und das Dimmen. Es können mehrere Tastdimmer-Nebenstellen in der angegebenen Weise angeschlossen werden. Bei beleuchteten Nebenstellen ist eine dreiadrige Zu leitung erforderlich, sonst genügt eine zweiadrige.

E1

_ J

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EI

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zu wei -

l5i

teren

EVG

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www.osram.com, www.zumtobe l. at

Touch OlM f ür OALI

Dimmertypen Dimmertyp m it Dimmersymbol Art der Last mit Lastsymbol

Glühlampen 230 V

Stand ard ~ ~

R

NV-Halogen lampen dimmbarer Trafo Typ L

~

NV-Ha logen lampen

~

Typ C

L

C

NV-Ha logenlampen Elektronik-Trafo Typen L, C

~

Universalmotoren

~

L, C

@

Übereinstimmung (verwendbar)

Abschn itt

Un iversa l ~

Drehzahl

~

~

R

R, L

R,C

R,L, C

@

x

x

x

x

0

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x

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0

X

0 ke ine Übereinstimmung (nicht ve rwendbar),

x

NV-Anschn itt

~

Automatil(wächter mit Wärmesensor Automatie Controller with Heat Sensor Betriebsmittel Benennung

Ansicht

Wärmesensor

Automatikwächter

Sen demodul

Fernschaltmod ul

Automatikwächter

'''"~".,,~ LL1F mOdul;';;

Erkl ärung Der Wärm esenso r im Inn eren des Automatikwächters nimmt die durch eine Lin se ge bündelte Infrarotst rahlung , z. B. ein es Mensche n, auf und setzt sie in eine Spannung um, so lange sich die Infra rotstrahlung ändert. Di e verstärkte Spannung ste uert ein en Ze itschalter im Automatikwächter an. Der Automatikwächter sc haltet ein e Last ein, z. B. eine Lampe, we nn eine Änderung der Infrarotstrah lung eintritt. Die Abscha ltu ng erfo lgt ve rz öge rt nach Ende de r Anderung. Das Sen demodul (Modu l = Bau g rupp e) kann an den A utomatikwächter angebaut werd en. Es li efert d ie Schaltsignale des Automatikwäc hters mit etwa 120 kHz an das Lichtn etz. Das Fern schaltmodul w ird an ein er beli eb ig en Ste ll e des Lichtnetzes angeschlossen und empfängt do rt die Signa le des Sendemodu ls. Es setzt diese in Schaltspannungen um, mit denen dort ein e Last geschaltet w ird.

Schaltungen Schaltungsart

Übersichtsschaltpl an

EI

Stroml aufpl an N

Lampenschaltung mit Automatikwächter Scha ltzeichen der Automatikwächter sind ni cht geno rmt

Lampenscha ltung mit Automatikwächter für EIN und Taster für AUS

Kombination von Automatikwächter und Treppenlichtzeitschalter

Schaltung mit mehreren Automatikwächtern

Automatikschalter mit Ultraschall-Bewegungssensor Automatie Switeh with Ultrasonie Motion Sensor Betriebsmittel Benennung Bewegungssensor (U Itraschallsensor) mit Stromversorgung T1

Ze itscha lter für Automatikschalter

EI

Schaltung

Erklärung Ei n Generator speist mit etwa 33 kHz ei nen Lautsprecher für das Ultraschallsig na l. Bei Ref lexion an ein em bewegte n Körper tritt eine Frequ enzä nderung ein, die vo m Mikrofon aufgenomm en w ird.

K1

Der Beweg ungsse nsor B 1 steuert den Zeitscha lter an . Di ese r enth ält ei n M onofl op, welches ei n Sch ütz Zeitschalte r für (be im Gl ühlampen und Leuchtstoffl am pe n) ode r einen Triac (beim Zeitschalter für Glühl ampen) ansteuert.

RS

K=r..-{--H co

N

Schaltungen Schaltungsart Ausschaltung mit Automatikschalter für Glühlampen

Übersichtsscha ltplan

Zusamm enh äng ender St rom laufplan

N

Der ind irekt e N-Leiteranschluss des Sensors über die Last ist nur bei Gl ühl ampen mög lich . Wechselscha ltung mit Automatikschalter für Glühlampen

Ausschaltung mit Automatikschalter für Glühlampen und Leuchtstofflampen

Kreuzschaltung mit Automatikschalter für Glühlampen und Leuchtstofflampen und zwei verschiedenen Nebenstell en

Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenglühlampen Electrical Installation with Low-voltage Halogen Lamps Betriebsmittel Benennung

Erkl ärung

Prinzip, Wirkungsweise, Bemerkungen

50-HzTransformator, 230 V

Herabsetzung der Spannung Wege n der großen Lampe nstromstä rken w ird die Eingangsse ite auf die Betriebsspannung des Transform ators in Reihe zum Scha lter geschaltet. Gewöhnvon 6 V, 12 V oder 24 V. liehe Dimmer können meist ni cht verwendet werd en.

El ektronischer Transform ator (z. B. TRONICTransformator)

Die 230-V-Spa nnung w ird gleichgerich tet und danach mit etwa 40 kHz in wechse lnd er Richtung an die Eingangswickl ung des eigentlichen Tranformators ge legt. Es entsteht eine mit 100 Hz modulierte Ausgangsspa nnung. Wege n de r In duktivitäte n vo n Last und Wandler fo lgt daraus ein fast konsta nter Strom mit 40 kHz. Vorteil: Kle ine Baugröße, keine Geräusche.

NV-HalogenTastdimmer

Aufbau ähn lich wie beim normalen Tastd immer, aber mit einer zusätzlichen RCBesc haltung.

Elektronischer Dimmer (z. B. TRONICDimmer)

Diese r Dimmer (Auscha lter oder Wechselschalter) ist für di e Ansteuerung der elektronisc hen Transfo rm atoren geeign et. Dabei werden die 100-Hz-Abschnitte mit Abschnittsteuerung gesteuert.

Netz

Wandler

~

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1

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1--1

JnP.r 1~ t t--

50 Hz

t --

100 Hz

40 kHz

Prinzip des TRONIC-Transformators Durch die RC-Beschaltung wird der induktive Einfluss des Transformators für den Dimmvorgang ausgeg li chen. Auße rd em erh ält der NV-Halogen-Tastdimmer wegen des Einsc haltstro mstoßes des Transformators und der Lampen eine träge Sicherung.

TRONIC-Dimmer

Schaltungen für NV-Halogenglühlampen Schaltu ng Wechselschaltung mit NV-HalogenTastd immer

Übersi chtsschaltpl an

Zusammenhängender Stromlaufplan

T1

Nebenstelle Typ A oder mechanischer Taster

- - - - bei beleuchteter Nebenstelle bei Bedarf zu weiteren Transformatoren

Au sschaltung mit elektronischem Transformator und elektron ischem Dimmer (z.B. TRON ICTran sfo rmator und TRONICDimmer) Kreuzschaltung mit elektronischem Dimmer und elektro nischem Transformator (z. B. TRONICDimmer und TRONIC-Transformator)

T1

Transformatoren

oder 230-V-Glühoder Halogenlampen

EI

Elektische Felder treten um alle unter OC-Spannung oder ACSpannung stehende Leitungen auf (im Bild blau dargestellt)_ Magnetische Felder treten auf, soba ld ein Strom fließt. Elektromagnetische Felder treten bei AC auf. Sie ha ben einen EAnteil und einen H-Anteil. Verformung des elektrischen Feldes durch ein Bett mit Metallteilen

_ _ elektrisches Feid ( ) - - Fun k-Schaltaktor

EI

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Bereich

Metallteile, besonders Eisen, beeinflussen den Feldverlauf.

E-Felder werden durch geschirmte Leitungen und geschirmte Abzweigdosen vermieden (siehe Maßnahmen gegen EM I, Seite 234). H-Felder können bei 50 Hz kaum vermieden werden . Di e W irkung der Fe lder auf den Menschen ist am ehesten beim Schlafen zu befürchten. Wirksam ist in Ruheräumen die allpolige Abschaltung der Anlage des Raumes, z. B. durch einen Funk-Schaltaktor außerhalb des Raumes (Bild).

Zur Steuerung des Schaltaktors ist ein Handsender zu verwenden (Se ite 146). Das Sendesignal tritt nur ganz kurz auf. Die Stromversorgung erfolgt über eine Batterie m it niedriger OC-Spannung oder batterie los durch OC-Erzeugung des Handsenders bei Betätigung der Steuertasten , z. B. durch PiezoTasten. Der Handsender verringert den Komfort der Anlage, da er beim Ein schalten im Dunkeln gefunden werden muss. www.berker.de, www.gira .de

Einen höheren Komfort als die Funksteuerung bietet die Netzabkopp lung mitte ls Netzfeld-Abschaltautomat, auch genannt Netzabkoppler. Dieser wird in gle icher Weise wie der Funk-Scha ltaktor angeordnet. Er arbe itet ohne Sender. Sobald all e Lasten abgesc haltet sind, scha ltet er die Anlage ab.

Der Netzabkoppler NAK schaltet die Anlage ein, wenn ein beliebiger Schalter eine Last, z.B. d ie Nachttisch-Leuchte, einschaltet. NAK gibt es zum Aufschnappen auf die Hutschiene in der Verteilung oder zum Einbau in eine Abzweigdose. Einschaltschwelle und Halteschwe lle sind in mA einste llbar. www.scha lk.de

Der NAK enthä lt eine Schaltung B1 B2, ein Unterspannungsrelais 01 mit ei nem Wechsler und einen Gleichrichter R1C1 (Bild). B1 erfasst den Laststrom und erzeugt in B2 eine Spannung . Sinkt der Laststrom unter die Halteschwelle von z. B. 7 mA, so ist die Spannung von B2 so klein, dass 01 schaltet. Jetzt liegt von R1C1 her die ÜberwacllUngsspannung an den Lastscha ltern. Werden diese betätigt, übersteigt der OC die Einschaltschwelle von z. B 10 mA und K 1 schaltet die Last ein.

Netzabkoppler trennen die Anlage, z. B. bei Repa raturen der Insta llation, nicht vom Netz. Typische Daten Einstellbereiche für Halteschwelle und Einsc haltschwelle 5 mA bis 220 mA, maximale Verzögerungszeiten für Abschalten 3 s, für Einscha lten 0,3 s, Überwachungsspannung OC 2,5 V Betriebsspannung AC 230 V, maximaler Laststrom AC 16 A, Schaltglieder: 1 Schließer. www.schalk.de

Feldarme Elektroinstallation mittels Funksteuerung

Netzfeld-Abschaltautomat z

i

l Prinzipsch altung eines Netzfeld-Abschaltautomaten AC Wechselstrom, Wechse lspannung OC Glei chstrom, Gleic hspannung E-

elektrisch, z. B. E-Feld

Die bei OC auftretenden Gleichfeldertreten in der Natur auch ohne elektrischen Strom auf, z. B. durch das Magnetfeld der Erde. Deshalb haben sich die Menschen im Laufe der Entwicklung an sie ohne Schaden gewöhnt. Wechselfelder durch AC sind stets künstlich hervorgerufen und vie le Menschen befürchten eine Schädigung.

= elektrisches Feld

EMI

elektrom ag netische Störung

Hmagnetisch, z. B. H-Feld = magnetisches Feld NAK Netzabkoppler, Netzfeld-Abschaltautomat

Bus

Erkl ärun g

Bemerkungen, Daten

Bei der Gebäudeleittechnik befindet sich ein Leitrechner in einer Zentrale, an die über einen Bus Unterstationen mit weiteren Computern angesch lossen sind. Der Leitrechner überwacht und steuert die Automatisierungsebene. Die Computer der Automatisierungsebene überwachen und steuern die Verbrauchsmittel. Der Leitrechner kann mit den anderen Computern über eine Busle itung, z. B. ein e Koax ialleitung oder eine Glasfaserleitung, ve rbund en se in . Bei neuen Anlagen speist jeder Computer einen Switch (von to switch = schalten), an den sternförmig über vierad rig e STP bzw. UTP die Unterstationen bzw. Verbrauchsmitte l ode r abe r weitere Switches angesch losse n sind.

Bei neuen An lagen haben die Switeh es eine zentra le Bedeutung. Sie werden eingangsseitig an Glasfase rl eitungen oder an Koax ialleitungen angesch lossen. Ein Switch kann z. B. acht Ausgänge haben, und zwar für STP bzw. UTP oder für Glasfaserleitungen oder für Koaxialleitungen. Je nach Leistungsfäh igkeit reichen d ie Preise für einen Switch von etwa 40 E bis zu 1000 E. Da s Netz der Gebäudeleittechnik ist ein LAN , z. B. ein Ethernet-Netz. Die Computer der Automatisierungsebene und der Prozessebene können Aufgaben dieser Ebenen oft se lbstständig lösen.

Bei der Gebäudesystemtechnik sind die Sensoren, z. B. Taster, und die Aktoren, z. B. Schütze, mittels Mikrocontrol lern so intelligent, dass ke in Leitrechner erfo rd erl ich ist. Beim EIB gelangen die Steuersigna le vom Sensor über eine Busleitung zum Aktor mit SELV von DC 20 V bis 30 V. KNX von Konnex Association.

Der Busankoppler BA enthält den Mikrocontroller und ein e Eingangsschaltung. Der Bus ist an eine Stromversorgungseinheit. meist ein REG (Reihene inbaugerät) angeschlossen . Di e Stromversorgung der BA erfo lgt über ein e vierad rig e Bu sleitung , von der aber für EIBAnlage nur zwei Adern ve rwe ndet we rd en (siehe folgende Seiten).

Bei LCN wi rd der N-Leiter der 230-VLeitung, die aber eine zusätz liche Ader haben muss, gleichzeitig als Busleitung ve rwend et. Dabei erfo lgt der Datentransport über die zusätz liche Datenader und den Neutral leiter. Al le Module (Sensoren und Aktoren) besitzen für den Mikrocontroller eine eigene Stromversorgungseinheit.

An ein Uni versal-Schaltmod ul können ein Verbrauchsmittel, z. B. eine Lampengruppe, und mehrere Befehlsgeräte, z. B. Taster, angeschlosse n werden. Bis zu 250 Module können über die drei Anschlüsse Außen leiter, Neutralleiter und Datenleiter zu ein em Segment vebunden we rd en.

Beim KNX-PL (PL von Power Lin e) erfo lgt die Signa lübertragung vo n den Sensoren zu den Aktoren über das 230-V-Netz, ebenfa ll s die Stromversorgung der Mikrocontroller übe r eigene Netzteile. Vom Steuerteil der Sensoren und Aktoren wird die Wechselspannung des 230-VNetzes durch Bandsperren fern gehalten.

Die Signa lü bertragung vom Sensor zum Aktor erfolgt durch ein spezielles FSK-Verfahren (Frequenzumtastu ng) . Nicht mögl ich ist KNX-PL be i Sicherheitsanwendungen, z. B. in Krankenhäusern, und in Netzen m it geringer Frequenzkonstanz oder Spannungskonstanz sowie zur Signalübertragung zwischen ve rschiedenen Abnehmeran lagen.

Beim so ge nannten Funk-Bus ist jeder Akto r nur an das 230-V-Netz angesch lossen, welches auch die Stromve rsorg ung für den M ikrocontro ll er sicherste llt. Die Steuersignale erhä lt der Aktor über Funk z. B. von einem Handsend er (Seite 146).

Eine spezielle Codierung der Steuersigna le so ll eine Bee influ ssung durch ande re Signale des 230-VNetzes, z. B. Rundsteueranlagen, verhindern. Trotzdem so llte diese Art der Gebäudesystemtechnik nicht bei Sicherheitsan lagen verwe ndet werden .

KNX/EIB (European Installation Bus)

230V

LCN (Local Control Network)

230V

KNX -PL

Sender

230V

Funk-Bus

EI

Linien und Bereiche beim Installationsbus KNXJEIB Lines and Areas in a KNXJEIB System Netzform, Schaltung

Erklärung

TLN E

BA

NG

E

E

;!:!

~

N

nur bei

Bedarf

~

:':::'71")-'

350 m

~==l~

EI

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NG

700 m

[ aller Teillängen

linie beim KNX/EIB

~

1000 m

Leitungslängen bei einer linie

Der KNX/EIB wird auch als KNX bezeichnet (KNX vo n Konnex Association). KNX ist Standard für we itere Systeme, z. B. EHS (European Home System). Die Linie ist Grundeinheit einer KN X/EIB-Anlage (Bild). Spannungsversorgung: Meist ein Netzgerät (Spa nnungsverso rgungse inheit) je Linie, bei Bedarf auch zwei Netzgeräte. Teilnehmer: Sensoren und Aktoren. Teilnehmerzahl je Linie : Maximal 64 (bei Neuanlag e nur 50 wegen Erweiterungsmögl ichke it ansetzen) . Hinweis: Die Daten des KNX bezügli ch Leitungslängen und Teilnehmerzahlen sind je nach Ve rsion ve rschieden. Die hier angegebenen Zahlenwerte geben also nur ein en Hinweis auf die Größe. Über Kopp ler und Hauptlinie können bis 15 linien zu einem Bereich verb und en werden (Bild). Spannu ngsversorg ung der Ko ppl er: Eigenes Netzgerät der Hauptlini e.

Hauptlinie

Teilnehmeranzahl eines Bereichs: s 15 . 64 = 960 Sensoren oder Aktoren. Die Grenze von 64 Teilnehm ern je Linie ist einzuhalten. Bei Neuanlagen wege n Erweiterungsmöglichkeit nur s 15·50 = 750 ansetzen.

LJifITLNl

LJiifTLNl ~

~

Kopplerbezeichnung: linienkoppler. Hinweis oben beachten .

Verbindung von linien zu Bereichen

r--------;;,L.~=====:;--

Be reichslini e

Mittels Koppler und Bereichslini e können bis 15 Bereic he zusammengefasst we rden (Bild) . Spannungsversorgung der Koppler: Eigenes Netzgerät der Bereichslinie. Teilnehmeranzahl : s 64· 15· 15 = 14400 Sensoren oder Aktoren. Bei Neua nl agen sollten nur 50 Tei lnehmer je Linie wegen der Erweiterung smög lichkeit angesetzt werden.

I'Ii'ifTLNl

~

1"1i'ifTLNl ~

Verbindung der Bereiche bei einer Großanlage

Kopplerbeze ichnun g: Bereichskoppler (es hande lt sich um dasselbe Gerät wie beim lini enkoppler) . Aufgabe der Koppler: Verbindung der Linien bzw. der Bereiche und je nach Parametrierung der Koppler Filte rung de r Sign ale (Weiterleiten oder Sperren). Hinweis oben beachten.

BA Busankoppl er, BK Bereichskoppler, EIB Europäischer Installationsbus, KNX von Konnex Association, LK Linienkoppler, NG Netzge rät (S pannung sverso rgungs ei nheit!. TLN Teilnehm er (Senso r oder Aktor).

Systeml(omponenten zum KNX/EIB Components of I(NX/EIB Systems An sicht Reset

Au fga ben Netzgerät Bereitstellung vo n SELV DC 28 V + 2 V

Drosse l

Drossel Spe rren des Netzgerätes für di e Wechselspannung der Bussigna le.

Basisgeräte zum EIB Ansch lussklemme

LED

Progamm iertaste

Daten Netzgerät AC 230 V, 23 VA Bem ess ungsstro m DC 320 mA oder 640 mA Kurzsc hluss-Strom s 1,5 A Drossel DC 24 V, 500 mA Kurzsc hlu ss-Strom s 1,5 A KNX vo n Ko nn ex Assoc iatio n EIB von Eu ro pea n Install ation Bus www.knx. de

Stell t Ve rbi ndung zwisch en KN X/EIB und A nwe ndungsm od ul l Endgerät) her. A nwe ndungsm od ul kann Senso r oder Aktor sein . M it Hilfe der Prog ram m iertaste wi rd die physika lische A dresse übern o m me n.

Vo n DC 20 bi s 30 V Ije nac h Entfernun g vom Netzgerät), m ax . 150mW A nsc hlu ss über An sc hlu ss- und Abzweigk lemm e. Einga ng von DC 20 V bis DC 30 V. A usga ng DC 5 V + 0,4 V, DC 24 V 1+ 6 V/- 4 V) s 50 mW.

Aufgabe 1. Übertrag ung der Betrie bsspa nnung für di e Teilneh m er. 2. Übertrag ung de r Sig nale zwischen den Teilnehm ern .

IY IST) Y 2 x 2 x 0,8 oder YCYM Y 2 x 2 x 0,8

Bu sa nkoppler

Beispiel einer Datenschiene Mantel

Beilau!-

\

('---~

----'"-"

Busleitung

rote Ade r + EIB, schwa rze Ad er - EIB . Weitere 2 Ad ern zur son stige n Ve rwendun g.

Ve rbindungskl emm e zwischen Busleitun gen und zwischen Bus lei tu ng und Busanko ppler ode r Einbauge rät. Roter Teil für rote Ader, sc hw arze r Teil fü r schwa rze Ader.

Je 4 Steckklemm en bis0 0,8 mm .

Stellt Verbi ndung zwischen KNX/EIB und PC, z. B. Laptop Itragba rer Klei ncomp uterl. her. W ird gebraucht zu r Program mi erung , Para m etri erung , Ad ressierun g und Di ag nose der KN X/EIB-Geräte. Enth ält Busa nko ppler. M oderne Laptops haben häufig keine V.24-Schnittstelle und sind dan n auf USB-V.24-Ko nve r-

A nsch luss über V.24-Schn ittstell e, USB-Schn ittstell e oder TCP/IP-Schnittstelle IRJ-45-Stecker).

www.wag o.co m

Anschluss- und Abzweigklemme LED

Datenschnittstelle, z. B. V.24

Schaltaktor UP

BA UP

REG I Reih eneinbaugerät ) zum A ufsc hnappen auf Hutschiene.

te r angewiese n.

Vo n DC 20 V bis DC 30 V (j e nac h Entfernu ng vom Netzge rät ), s 150 mW. Ei ne andere Au sfüh run g ist ein Unterputzge rät.

Der Schalta ktor und ei n Bu sa nko ppler BA UP IUP vo n unter Putz) werd en nebeneinander m ontiert. Der Schalta ktor em pfängt übe r de n BA Teleg ram me und schaltet m it sein em Relais zwe i Lasten un abhängig vo neinande r. M eist ist de r Bu sa nko ppler BA im Sc haltakt or eingeba ut, so dass sie als gem einsames Gerät in einer Schalterdose Pl atz haben.

Verso rg ung über KN X/EIB : DC 20 V bis 30 V, m ax. 150 mW. A nschl uss über Flachba nd leitun g an A nwe ndu ngsschnittstelle A ST des BA. Ve rso rg un g über Netz: AC 24 V bis 250 V. 2 Au sgä nge m it Schließe rn, 6 A, Federsteckkl emmen 1,5 mm 2 , Schaltleistung 1000 W Glühlampen.

EI

Spezielle Aldoren und Systemgeräte für den KNXJEIB Special Actuators and System Devices for the KNXJEIB Ansicht, Schaltung

11~+

Leer· klemmen

-

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- Außen_ leiter

\ LED

Erklärung

Daten, Bemerkungen

Der Dimmaktor empfängt Te legramme über den KNX/EIB und scha ltet oder dimmt den Ausgang. Für NV-Halogen lampen sind elektronische Transformato ren, z. B. TRONIC-Tran sformatoren, erforderlich, für Leuchtstofflampen elektronische Vorscha ltgeräte EVG . Erweiterbar mit TRONIC-EB-Leistungszusatz (EB von Einbaugerät).

Versorgung über KNX/EIB: DC 20 V bis 30 V, max. 150 mW.

Das Gateway empfängt Te legramme über den EIB und setzt sie für Lampenscha ltungen (Scha lter, Dimmer, elektronische Vorschaltgeräte für LEDs und Leuchtstofflampen etc.) mit DALI-Schnittstelle nach IEC (Digital 62386 Addressable Li ghting Interface) um .

DALI ist eine Schnittstelle der Beleuchtungstechnik. DALI • hat maximal 64 Teilnehmer, • versorgt mit ma x. 250 mA die Te ilnehmer, • ist eine verpo lungss ichere 2Draht-Sc hnittstell e, • hat max. 300 m Leitungslänge, • lässt beliebige Topologie zu, • arbeitet mit 16 ± 6 V = FELV, • kann über NYM-J 5 x 1, 5 angesch lossen werden .

Der Jalousieaktor empfängt Te legramme über den Bus und scha ltet dementsprechend einen Jalousiemotor, z. B. einen Drehst rommotor in Steinmetzscha ltung. Ein Jalousieaktor ohne Elektronik darf nur einen Jalousiemotor ansteuern. Es gibt elektronische Ja lousieaktoren für die Ansteuerung von bis zu vier Jalousiemotoren. Die Ansteuerung des Jalousieaktors erfolgt z. B. mit Sensortaster.

Ve rsorgung über KNX/EI B: DC 20 V bis 30 V, ma x. 150 mW.

Dimmaktor EB Netz

OALI

1 1

1 1

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e e

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01 02

KNX/EIB-Gateway

EI

rn 11 KNX/EIB

Gateway

II

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r:t1 ...., D--

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LED

®

Jalousieaktor EB LED -

r-: I

Das Verknüpfungsgerät empfängt dig itale Signa le in Telegrammform übe r den KNX/E IB, wertet diese entsprechend der programmierten logischen Verknüpfung (AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR) aus und se ndet das Ergebnis über den KNX/EIB we iter.

Anschluss: Busklemme. Versorgung über Netz: AC 230 V, Verlustleistung < 4 W. Anschluss: Klemmleiste 2,5 mm z. Bemess ungsstrom 0,91 A, Schaltleistung 210 W, Glühlampen oder NV-Ha logenlampen mit TRON IC-Trafo.

Anschluss: Busklemme. Versorgung über Netz: AC 230 V, 10 A. Verlustleistung etwa 2,5 VA und< 1 W. Ansch luss : Steckklemme 2,5 mm 2. Scha lter: Wechsler, Schaltleistung max. 1000 VA für AC-Jalousiemotor. Versorgung über KNX/EIB : DC 24 V bis 30 V, typisch 150 mW. Befestigung durch Aufschnappen auf eine Hutschiene. Je nach Applikation sind Verknüpfungen mit 1, 2, 3 oder 4 binären Elementen mög lich.

Verknüpfungsgerät (Kontroller)

:-

L

0 0 0

rrnn -

+

Linien-/Bereichskoppler

I - LED

0

übe rgeo rdn ete

Lini e

Der Linien- und Bereic hskopp ler verb indet als Linienkoppler jede der maximal 16 Lin ien mit der Hauptlinie oder als Bereichskoppler jeden der ma ximal 16 Bereiche mit der Bereic hslin ie. Für jede Linie ist eine eigene Spannungsversorgungseinheit erfo rderlich.

Versorgung über KNX/EIB : DC 20 V bis 30 V, untergeordnete Linie 200 mW, übergeo rdnete Linie 15 mW. Anschluss untergeordnete Linie über Datenschiene, übergeordnete mit Steckklemme 0,8 mm z. Je nach Parametereinstellung werden Telegramme weitergeleitet, gesperrt oder durch eine Fi ltertabe ll e ausgewäh lt.

AC Wechse lstrom, DC Gleichstrom , EB Einbaug erät. KNX/EIB Europäischer Installationsbus, LED Licht emittierende Diode.

Sensoren für den KNXJEIB Sensors for the KNXJEIB Erklärung

Daten, Bem erku nge n

Der Senso rtaster ST entsteht d urch A ufstecken des AM auf de n BA. Je nach AM gibt es l -fac h-, 2-fach- und 4-fachSenso rtaster. Jedes El em ent beste ht aus zwei Schaltwippe n und erm öglicht zwei Schaltvo rgä nge, z. B. obe n EIN, unten AUS . Bei jeder Tastenbetätigung w ird ein Teleg ramm gese ndet. Das kö nnen Teleg ramme zu m Schalte n, Dimm en, An steuern vo n Jalousieakto ren und zum Abrufen ode r Abspe ichern von Lichtsze nen (Beleuchtungseinstell ungen)

Ve rso rgu ng über KNX/EI B mit DC 20 V bis 30 V, m ax. 150 mW, A nsc hluss an BA mit 2 x 5-polige r Stiftleiste. Befestigung durch A ufschn appen an BA. LED g rün Betriebsa nze ige, LED rot Fu nkt io nsanzeig e, z. B. Stat usa nzeige (Zu stand sanze ige). Adresse n und Zu o rdn ungen m eist je bis 10.

An sicht

IW,

'"'BA _L ~~ g' '0'0'"'' 0

c

KNX/EIB A

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0000 0000 - '" I~ I~ ~

l

Schaltuhren IZeit sensoren)

II

\ j + "'-

rot~ LED

IR-Empfänge r

Je nach Param etrierung w erden steigende oder fall ende Fl anke n des Sig nals verarbeitet.

Sig na lstrom etwa Dauerb etrieb.

4mA

im

An sc hl uss der Scha lterl eite r m it Steckk lemm en.

Bei l -Kanal-Uhr bis je 8 Einschaltzeiten und A ussc haltzeiten, bei 4-Kana l-Uhr bis je 332 Einsc haltze ite n und Ausschaltzeiten. Gangrese rve 150 Stunden.

ei ner Lichts zene.

IR-Sch altsensor

Der ST ste uert einen Akto r, z. B. Schaltakto r, mit einem Teleg ramm an. Diese r qu ittiert den ri cht ige n Ei nga ng. Dadurch leuchtet d ie Fun ktio nsanzeige auf .

Versorg ung über KNX/EIB m it DC 20 V bis 30 V, ma x. 150 mW. IR-Strahlung 950 nm , Übertrag ungs reichwe ite mit Handsender 12 m , mit Wa ndsender 10m. Batte rien für Handse nde r z. B. 4 x M icro AAA 1,5 V, für Wa ndse nd er Block 9 V.

A ST Anwe ndungssch nittste ll e, AM An we nd ungs m odu l (Endgerät), BA Bu sa nkoppler, KN X/EIB Eu ro päischer Installatio nsbus, IR Infrarotstrahlung , REG Rei heneinbaugerät, ST Se nsortaster (Tastse nso r).

EI

AI

OR1' f

'z

'w

E

:E 0

~

~

"c

-0

co

~

'5 >z

Cf)

I

I I

111

X3 1l1 IL2 L3 I N IPE

1 11

x4 111* 141516171

~-I

Be i Beda rf von Geräteschaltrelais K2 oder X2

1

,1

DrehstromZweitarifzähler

EI

1

WechselstromEintarifzähler

1

Tarifschaltgerät

1

!~ --~l

1

Wh

Wh

1 1

L -

1 2

:::i

N -.J

M -.J

1 1

3-

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3

- - -

Ii 112345671,i

1

?'

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1

1 M -.J

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Z

1

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1 1

F2

2

L

3

J:

Bei Bedarf zu weiteren Zählern

I lU

1

I

XlO 1L1 IL2 1L3 N IPE I

XS IL1 L2 L3 N IpEI 11 [')[')11 I

• I

1_ - - -

-

-

-f -

-

-

-

-

-

-

- -

-

-

+- -

I I: _I

Für Anlagen mit Computeranwendung w ird wegen der EMV empfohlen, den PEN -Leiter schon am Hausansch luss in PE und N aufzuteilen,

Fl , F2

se lektive Hauptleitungsschutzschalter ISH-Scha lter)

F3 Kl, K2

Schmelzsicherung VN B-Gerätescha Itrelais

X l , X2, X3, X4 X5,X6,X7 X8, X9, Xl 0

Abgangsklemme n Steuerleitungsklemmen Hauptleitungsklemmen

Eleldrische Mindestausstattung in Wohngebäuden, Zählerplätze Minimum Equipment in Residential Buildings

vgl. DI N VDE 18015-2: 2004- 08

Steckdosen, Auslässe und Anschlüsse für Sondergeräte mit eigenem Stromkreis Raum und Maße, Geräte

© Steckdose, Y Auslass, AG Ansch luss für Sondergerät

Bemerkungen An Bettplätzen und Arbeitsplätzen sind jeweils mindestens Doppelsteckdosen anzubringen, in der Nähe von Antennensteckdosen Dreifachsteckdosen . Diese sind aber für Spalte 2 einfach gezählt, z. B. 4 Steckdosen können eine Einfachsteckdose und drei Doppelsteckdosen se in.

Wohnraum, Schlafraum bis 12 m 2 über 12 m 2 bis 20 m 2 über 20 m 2

3 ©, 1 Y 4©, 1 Y 5 ©, 2 Y

Küche, Kochnische

8 ©, 2 Y, 4AG 5 ©, 2 Y, 4 AG

Mehrfachsteckdosen wie in Wohnraum. AG für Herd, Mikrowelle und Spülmaschine. AG für Warmwassergerät nur bei Bedarf.

Bad Lüfter Waschmaschine Wäschetrockner Warmwassergerät

3 ©,2Y 1Y 1 AG 1 AG 1 AG

Bei Bädern bis 4 m 2 genügt ein Auslass über dem Waschtisch. Eine Steckdose kann mit der Waschtischleuchte kombiniert sein. AG nur dann, wenn Geräte nicht anderweitig stehen. Lüfter nur bei Bedarf. Bei fensterlosem Bad oder WC ist die Lüftung in Nachlaufschaltung mit der Beleuchtung zu schalten .

WC-Raum

1 ©, 2Y

Lüftung wie bei Bad.

Hausarbeitsraum Lüfter Waschmaschine Wäschetrockner, Bügelmaschine

2 ©, 1 Y 1Y 1 AG 1 AG 1 AG

Mehrfachsteckdosen w ie bei Wohnraum. Lüfter bei Bedarf, z. B. in fensterlosen Räumen . Waschmaschine und Wäschetrockner nur, wenn nicht anderweitig vorgesehen.

Flur Länge bis 3 m Länge über 3 m

1 ©, 1 Y 1,2 Y

Freisitz

1 ©, 1Y

Abstellraum

1 ©, 1 Y

Hobbyraum

3©, 1 Y

Keller der Wohnung

1 ©, 1 Y

Gemeinschaftlicher Keller oder Boden

bis 20 1© , 1 Y über 20 m 2 1 © , 2 Y

Kellergang, Bodengang

je 6 m Ganglänge 1©, 1 Y

Eingänge, Treppenhaus

je Stockwerk 1 Y

m2

EI

Bei Länge über 3 m muss die Beleuchtung von mindestens zwe i Stellen aus schaltbar sein.

Umfang der Instal lation am Fre isitz und im Hobbyraum ist se hr von den Bedürfnissen des Benutzers abhäng ig. Die hier angegebenen Werte sind Mindestwerte.

Soweit vorhanden auch für Bodenraum. Für Gebäudeeingänge, Stufen am Ein gang und Klinge ltaster sind automatische Scha lter, z. B. Bewegungsmelder, vo rzusehen . Bei Zugängen zu den Wohnungen und Treppenhäusern muss eine ausreichende Beleuchtung sichergeste llt sein . Die Beleuchtung kann von Han d oder automatisch erfolgen . Bei Handschaltung müssen beleuchtete Schalter bzw. Taster verwendet werden .

Anzahl der Stromkreise je Wohnung für Steckdosen und Beleuchtung Wohnfläche in m 2 bis 50 über 50 bis 75 über 75 bis 100 über 100 bis 125 über 125

Stromkreise 3 4 5 6 7

Bemerkungen • Für Gemeinschaftsbereiche, z. B. Treppenhäuser, sind zusätzliehe Stromkreise vorzusehen. • Zu Wohnungen gehörende Kell er und Bodenräume außerhalb der Wohnung erfordern zusätzliche Stromkreise. • In Hobbyräumen so llen Leuchten und Steckdosen an getrennten Stromkreise n angesch lossen se in .

Zählerplätze Die Zählerplätze müssen mit dem CE-Zeichen und dem VDE-Zeichen versehen se in. Die Schränke müssen zur Schutzklasse 11 gehören und Türen besitzen. Platzbedarf für die Zählerschränke: Höhe und Breite der Zählerplatzflächen + je 50 mm für die Umhüllung. Zäh lerschränke dürfen nicht in Wohnungen von Mehrfami lienhäusern, über Treppenstufen, in Wohnräumen, Küchen, Toiletten, Bade-/Duschräumen, Waschräumen sowie auf Speichern vorgesehen werden .

Höhe der Zählerplatzfläche

900

900

1050

1350

Höhe des oberen Anschlussraumes

450

150

300

300

Höhe des unteren Anschlussraumes

150

300

300

300

Maße in mm, Breite der Funktionsflächen je 250 mm

Leitungsführung in Wohngebäuden Wiring in Residential Buildings

vg l. DIN 18015-2: 2004-08

Installationszonen von unsichtbar verlegten leitungen Z1 Z2 Z3 Z4

vo n von vo n von

10 cm 10 cm 15 cm 15 cm

bis bis bis bis

30 cm 30 cm 45 cm 45 cm

nebe n Ro hba ukante, an Wan decken, übe r dem Fu ßbode n, unter der Deckenbe kl eidung.

• Leit unge n zu Betriebsm itte ln auße rh alb der Insta ll ationszo nen sind se nkrec ht aus ei ner waage Insta ll atio nszo ne zu rechten f ühren. • Schalter sind vorz ugswe ise neben den Türen in se nkrechte n Installatio nszo nen anzu ordnen. Die oberste Schalte rmi tte so ll '" 1,05 m über dem Fu ßbode n liegen . • An einf lüge ligen Türen ist nu r eine In sta ll ati o nszo ne auf der Schlossseite der Türe vo rh anden, bei Fenstern und zwe ifl ügelige n Türen sind es beide rseits je ein e.

EI

• Bei Räum en mit schräge n Wä nde n ve rlaufen die senkrechten In sta ll at io nszo nen pa rall el zu den Bezu gska nte n, z. B. zum Fenster. Senkrechte Insta llat ionszonen, untere und obere waagerechten Installationszonen Z5 vo n 1,0 m bis 1,30 m über Fu ßbode n, "u nter de r Decke"

Z6 im Raum Breite ", 30 cm , Wandabsta nd ", 20 cm , Ve rl eg un g para ll el zu den Wä nde n,

Z9

;:;::

;J..!--

--" " Z7

'---- Z6

'" '"

"a uf der Decke" Installationszonen an den Wänden sowie auf und unter der Decke

Z7 im Türd urchga ng Breite ", 30 cm , Wa ndabstan d '" 15 cm , Z8 Wa nd absta nd '" 20 cm , Z9 Ve rl eg ung pa rallel zu de n Wä nde n. • Die mittlere waagerec hte Insta ll at ionszo ne w ird nu r fü r Räum e mit A rbeitsfläche n vo r Wä nde n, z. B. Küc hen, festge leg t. • Bei sichtba r verlegten Leit ungen darf vo n den ge nannte n Maßen abgewichen we rden.

leitungsführung auf, in und unter der Decke r-------

Leit ung en auf de r Decke

/

11

A

"

• ••

Leitun ge n in de r Dec ke

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0

Estric h

~

Dämmu ng

OOÖO I-- Dec ke

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20

-

-

~

30 max .

20

30 max.

\

Leit un ge n u nter d er Decke

Leitungsführung auf der Decke bedeutet Insta llatio n d irekt auf der Ro hdecke des Stockwe rkes, z. B. auf beton iertem Fu ßboden. Leitungsführung unter der Decke erfolgt oben im Raum unter Putz, im Putz, in Ho hlrä umen und abge hängte n Decken. Leitungsführung in der Decke bede utet Install ation direkt oder in Ro hren innerha lb der Rohdecke, z. B. bei der Beto ninstallatio n. Hierfür si nd ke ine In stall ati o nszone n festgelegt.

Leitungsberechnung ohne Verzweigung 1

Calculation of Lines without Branch 1

Ablauf der Leitungsberechnung Bedingung

Bemessu ngsgrund lage

Beispiel

kurz

Kurze Leitung , Bemessungsstrom klein.

M echani sc he Festigkeit, Mindestquerschni tt nach Seite 164.

Handgerät mit IN = 2 A, Leitung / = 2 m

normal

Leitung m it normaler Länge, Bemessungsstrom be li eb ig .

Strom belastbarkeit, sie he unten und folgende Seite. Im Zweifelsfall siehe Leitungslänge no rm al bis groß.

Bele uchtungsanlag e mitIN = 16 A, Leitung / = 30 m

normal bis lang

nicht Falluntersc heid un g möglich, Leitungs länge zwise hen no rm al und lang.

Strom belastbarkeit w ie bei no rmal , dann auf Spannungsfall prüfen (siehe unten und folgende Seite).

Motor mit IN = 16 A, Leitung / = 80 m

lang

Sehr lange Leitung, Bemessungsstrom be liebig .

Spannungsfall ßU, Berechnung von A siehe folg ende Se ite.

Motor mit IN = 16 A, Leitung / = 150 m

Leitung

Leitungsberechnung bei normaler Leitungslänge Struktogramm 1

IN

~

Vorgehen 1. bis 4.

I z und / ermitteln

Afür Irau s Seiten 160 bis 162 ermitteln

~'i Temperatur?

ja

nein

Fakto ren f, , f2 . • . aus Seite 163 entnehmen

I z = Ir· f, · f 2 ·· .. wenn I z < I N, da nn A von Seiten 160 bis 162 um 1 Stufe höher und neu es Ir

Ai st richtig

w iederho len bis I z ?: IN

Bemerkung, Formeln

1. In jedem Fall muss zue rst der Bemessungsstrom IN des Verbrauchsmitte ls und die Länge / de r Leitung ermitte lt werden. 2. Liege n Leitun gshäufungen nicht vor, so w ird de r Querschnitt für Ir direkt aus den Tabellen Seite 159, 160 oder 161 ermi tte lt. 3. Bei Leitungshäufung entnimmt man den Faktor f, ode r die Faktoren f" f2, ... für Leitu ngs häufu ng der Se ite 163. Die zu lässige Belastbarkeit [z der Leitung ist um f, ode r um f, . f2 .•. kleiner als Ir von 2. (Seite 160 oder 161 ). Reicht dieses Iz nicht aus, w ird ei n größerer Querschnitt mit g röße rem Ir genommen und entspreche nd geprüft. 4. Liegt eine vo n 25 °e oder 30 oe abwe ichende Umgebungstemperatur vor, so entn immt man den Faktor dafür der Seite 163. Der aus 2. enthaltene Querschnitt w ird dan n w ie bei 3. gep rüft, ob er aus reicht.

Dabei mu ss sein

EI

IN " Ir Strombelastbarkeit

I

lz;

Ir ·

f1 J

Liegen m ehrere Sonderbedingungen vo r, so sind die f" f 2, . .. zu mult iplizieren. Strombelastbarkeit

I

I z ; Ir . f 1

.

f2

J

.. ..

Hier muss man vo n den Werten für 30 oe ausgehen (Seite 161).

I

Iz;I,·

J

f1

Leitungsberechnung bei normaler bis großer Leitungslänge Struktogramm 2 A mit I z nach Strukturprogramm 1 Ermitteln von 6.u, berechnen von 6.U

~~ Ja

A von Seiten 160 bis 162 um 1 Stufe erhöh en neues 6.U berechnen nach Formel Seite 156

w iederho len bis 6. U nicht zu groß ist

Ai st richtig

Vorgehen 1. bis 8.

Bemerkung, Formeln

1. bis 4. vorge hen w ie bei normaler Leitung slänge. A und IN festhalten . 5. Festste llen, wie groß ßU se in darf und daraus ßU berechnen. 6. Prüfen, ob ß U beim ermittelten A zu groß ist. Wenn nicht zu groß, dan n stimmtA. 7. Wenn zu groß, dann nächst g röß eren Querschn itt vo n Seite 160, 161 nehmen und nochm als prüfen. Wenn ß U nicht zu groß, dann stimmtA. 8. Wenn zu groß, 7. w iederholen, bis A stimmt.

Siehe vorhergeh ende Tabell e " Leitungsberechnung bei norma ler Leitung slänge".

A Leite rqu ersc hn itt f" f2 •.• Faktoren für Leitung shäufung oder abweichender Tempe ratu r / Leitungs länge Bemessungsstrom, z. B. der Ve rbrauchsm ittel IN

Iz Ir UN ßU ßU

Spannungsfa ll in V

ß U; ßu· UN

I

100%

J ,

ßU siehe fo lgende Se ite .

Benötigte Seiten 159 bis 163.

Strombe lastbarkeit der Leitung Bemessungswert der Strombelastbarkeit Bemessungsspannung des Netzes Spannungsfa ll in V Spannungsfall in %

Leitungsberechnung ohne Verzweigung 2 Calculation of Lines without Branch 2 Daten, Prinzip

Erklärung, Formeln Alle Stromarten

Zul ässiger Spannungsfa ll

1U1- [ß UI- V

Bereich, Qu elle

ßU

Zähler zu Steckdose, DIN 1801 5

s3%

Hausansch lu ss zu Steckdose, VDE 0100

s4%

Leiter

EI

Fo rm elzeichen

Cu

AI

Zu r genauen Berechn ung des Spannu ngsfa ll s ist die Leitfä hi gke it y be i der anzu· neh m enden Betri ebstempe ratur Db der Leitung zu ve rwe nde n (Tabelle) . Zur übe rschläg igen Berechn ung wird oft m it rzo gerechnet, bei Cu also m it 56 m/(Q . mm Z), be i AI mit 35 m/(Q . m m Z).

20 °C

Yzo

56

35

Y50

50

31

70 °C

Y70

46

29

Gleichstrom DC

...!.---

"I

I I::>. U = y2'; .'

I

I;;--r--;,~

I pv

bJ I

~ Scha ltung bei DC und AC

V, -

11::>. U =

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I

[ "I

Verbrauc hsmittel,

t M " ~' L2

2· p . y·A ·

Bei Nic ht-S inus· form cos

. U =

I

I l: >.u=y·: :;J 1

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L3

I

JI JI

2· I· I I::>. U= - ·A

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V

A cos

. iJ =

iJb - 20

oe

•

J

J J

2 · I· I A=-y·I::>. U

pv% = I::>. u

~IA =

2 . I . I . cas y ·A

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JI

2· J2 . I Pv = - - y·A

J

2 . I . I . cas qJ y·I::>. U

I::>. u pv% = - - cas 2 qJ

J-

Dreiphasenwechselstrom 3 AC (Drehstrom)

Zeigerbild bei AC

I·

Y20

iJ -

Wechselstrom AC (Einphasenwechselstrom)

Vz ~6V~ V,

~OO%-J

I y=1 + 0,004/ K . M

2· J2 . I

I

v = P '

Bei Cu und A I:

I

J

I: >. U . ~OO%

I::>. U=

%

50 °C

I"

JI

I::>. U= U,- U2

[Pvl = [PI =W

Leitfähigkeit r in m/(Q . m m Z)

il b

I

Nicht-S inusBe i form cos

. U= V3 .I· I . cas y. A

.

---

Pv'A

°

A=

I::>. u

= --c a s 2 qJ

J-

V3 .I . I . c a s ~ y .I::>. U

Leite rque rschn itt Le istu ngsfakto r Leite rstram (Bemessu ngsstrom der Last)

U

Bemessungsspannung des Netzes und de r Last

ßU

Spannungsfall (Spannungsunterschied)

U,

Spann ung am Leitungsanfang

ßU

Uz

Spann ung am Leitu ngse nde

prozent ua ler Spa nnungsfall (bezogen auf U)

Länge der Leitung Leistun gsaufn ahme de r Last Leistu ngsverlu st in der Leit ung proze nt ualer Leistungsve rlust (bezogen auf Leistu ngsaufna hme der Last)

y

elektrisc he Leitfä higkeit

Db

Betriebstempe ratu r

Yzo

elektrisc he Leitfä higkeit bei 20 °C

A

Leistungsfaktor (Lambda)

'p

M

Tempe raturunte rschied (Delta Theta)

Ph asenve rschieb un gswi nke l (phi )

A = cos

~ . (/l

~

Prüffelder und Laboratorien

E

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LU -2

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verboten

:; tg ~ ~ « 'iE g.

Z

Arbeiten unter Spannung dürfen nur durch Elektrofachkräfte ausgefüh rt werden. Siehe auch Arbeiten in elektri schen Anlagen Seite 120, Qualifikationen Seite 428.

Anlage

Schutzmaßnahmen gegen gefährliche Körperströme

Betriebsmittel (BM)

Heißluftsaunaräume, die elektrisch beheizt werden, mit einer hohen Betriebstemperatur und mit einer niedrigen relativen Luftfeuchtigkeit.

Bei Aufgüssen ist eine kurzzeitige Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit erla ubt.

Bei Anwendung von SELV oder PELV:

Nicht zulässig sind Schutz durch

• Abdeckungen oder Umhüllungen in Schutzart IP 2X,

• Hinderni sse und Abstände,

• Isolationen müssen einer Prüfspannung von 500 V für die Dauer von 1 min standhalten.

• nichtleitende Umg ebung und durch erdfreien, örtlichen Schutzpotenzialausgleich.

• Zusätzlicher Schutz durch RCD mit h N S 30 mA ist erforderlich. Zwinge nd vorgeschrieben sind Schutzart IP 24 und schutzisolierte Kabel und Leitungen.

Nicht zulässig sind : • Kabel und Leitungen mit Metalimänteln und in Metallrohren,

In den Bere ichen 0) bis @ gelten (Bild unten links) : O) Nur BM montieren, die zu den Saunaheizgeräten gehören.

• Schaltgeräte, sofern sie nicht im Heizgerät eingebaut sind ,

CV An die BM werden keine besonderen Anforderungen bezüglich de r Wärmefestigkeit gestellt. @BM müssen Temperaturen von 125 °C sta ndhalten . Die Isol ierung von Kabeln und Leitungen im Bereich 3 muss mind. Temperaturen von 170° standhalten.

Schutzmaßnahmen in den Bereichen @,O) und CV (Bild unten rechts)

Betriebsmittel (BM)

• Steckdosen.

Fehlerschutz für Bereiche @ und 0) : • Wie bei Heißluftsa una. • SELV AC s 12 V, DC s 30 V. Fehlerschutz für Bereich CV : SELV oder Schutztrennung für ein Verbrauchsmittel oder RCD 1I6 N s 30 mAI. Zusätzlicher Schutzpotenzialausg leich über PB-Leiter: • Fremde leitfähige Tei le und Fußböden ohne iso lierender Eigenschaft sind in den Schutzpotenzialausgleich einzubeziehen . • Leitende Verb indung muss zwischen Schutzpotenzialausgleich und PE der Körper in diesen Bereichen hergestellt werde n. Vorgeschriebene Schutzart in den Bereichen (Bild unten rechts): @ IP X8, 0) IP X5, CV IP X2 für überdachte Schwimmbecken, IP X4 für Freibäder, IP X5 bei Einsatz von Strahlwasser. @, 0) Festinstallierte, für Schwimmbäder hergestellte Geräte, CV Leuchten der Schutzklasse 11 , Geräte der Schutzklasse I bei Einsatz einer RCD mit 1I6 N = 30 mAI.

Mane in cm

150

PB-Leite r = Schutzpotenzialausgleichsleiter (PB von Protective Bonding) Nicht zulässig sind : @, 0) Kabel oder Leitungen für Geräte in anderen Bereichen, Abzwe igdosen, Schalter, Steckdosen. CV Schalter und Steckdosen, die nicht geschützt sind durch Schutztrennung, SELV oder PELV oder RCD.

Zulässig sind in den Bereichen @ bis CV:

th ermische Isolierung

Nicht zu lässig sind die auch bei Räumen und Kabinen mit Saunaheizung nicht zu lässigen Maßnahmen.

150

i 0) i_._._. Sauna-

Heizgerät

Anschlussdose Bereiche bei Heißluftsaunaräumen

Bereiche bei Schwimm- und Planschbecken

EI

Elektroinstallation in feuergefährdeten Betriebsstätten Electrical Installation in Operatinal Facilities Endangered by Fire

vg l. DIN VDE 0100-482

Begriff

Erklä ru ngen, Vorsch riften

Beisp iele, Hinweise

Feuergefährdete Betriebsstätten

Feuer in Betriebsstätten, auch im Freien, kann durch höhere Temperaturen an elektrischen Betri ebsm itte ln oder durch Lichtbogen entste hen, wenn leicht entzünd lich e Stoffe in gefahrdrohender Menge in der Nähe gelagert we rd en.

Arbeitsräume, Trockenräume und Lag erräume in Papierve rarbeitung sbetrieben, Texti lvera rbeitungsbetrieben, Ho lzverarbeitungsbetrieben. In landwirtschaftlichen Bet rieben, wenn z. B. Heu, Stroh, Jute oder Flachs gelagert werden.

Leicht entzündliche Stoffe

Feste Stoffe, die selbst weiterbrennen oder weiterg limmen, wenn sie 10 s einer Flamme, z. B. einer Zünd holzflamme, ausgesetzt werden.

Heu, Stroh, Strohstaub, Hobelspäne, lose Ho lzwoll e,

Leitungen und Kabe l

fest ve rlegt: beweglich:

Fest verlegte Leitungen sind direkt auf oder in der Wand zu verlege n.

EI Brandschutz bei Installationsfehlern

NYM, NYV H07RN-F, NSSHÖU

Mag nesiumspä ne, Reisig, loses Papier, Bau m wo llfase rn , Ze llwo llfasern.

Nicht iso li erte Schleifle itungen dürfen nur in Räumen insta lli ert we rd en, in dene n keine leicht entzündl ichen Stäube auftreten.

A n mechanisch besonders gefährdeten SteIlen sind die Leitungen in Kunststoffrohren zu verlegen.

Es ist eine der fol genden Maßnahmen anzuwenden:

Di e Maßnahmen darf man auc h kombi nieren.

RCD oderRCM Kabel- und Leitungsan lagen in TN-Systemen oder im TI-System müssen von RCDs mit [ 10 mm z, ei n TN-S-System aufzubauen.

Durch den Einbau von Trennklemmen an der Neutralleitersch iene ka nn auch der Isolationswiderstand des Neutralleiters gegen Erde gemessen we rden .

Betriebsmittel

IP-Schutzart bei Feuergefährdung durch

Steckvorrichtungen si nd in abgedeckter Ausführung zu insta llieren.

Staub und/oder Fasern IP 5X Ausnahme: Bei Maschinen mit Käfigläufern IP 4X (zugehöriger Klemmkasten in IP 5X)

andere leicht entzündlich e Stoffe IP 4X Ausnahme: El ektrowä rm egeräte in IP 2X

Bei der Installation von Betriebsmitte ln sind behörd liche Verordnungen zu beachten .

Motoren mit Motorschutzschalter sind mit Wiedere inschaltsperre auszustatten. Leuchten müssen bei Feuergefährdung durch Staub oder Fasern das Zeichen 'il/'il/ tragen . Bei Gefahr der mechanischen Beschädigung sind Schutzgitter oder Schutzkorb vorzuse hen. Wärmegeräte sind auf nicht brennbarer Unterlage zu installieren und dürfen keine Wä rmespeicherung haben, wenn sie durch Staub oder Fasern gefährdet werden.

Elektroinstallation in landwirtschaftlichen Betriebsstätten Electrical Installation in Agricultural Facilities

vg l. DIN VDE 0100-705

Erkläru ng, Vo rschrift

Hinwe ise, Beispiele

Landwirtschaftliche und gartenbaul iehe Betriebsstätten

Räume und Bereiche (auch im Freie n). die der Landw irtschaft, dem Garte nba u, der Forstwirtschaft u. ä. dienen . Je nach Gefährdung in der Betri ebsstätte, z. B. M ilchkamme r, Scheune, Lager für Betriebsstoffe, müssen insta ll ierte elektrische Betriebsm itte l unterschied liche Eige nschaften aufwe isen .

Gefahren: Nässe, Staub, chemisch agg ressive Dämpfe, Säuren, Salze, Brandgefa hr, Exp losionsgef ahr.

Schutz gegen elektrischen Schlag

•

Auch bei SELV muss der Basissch utz (Schutz gege n direktes Berühren) sichergeste llt sein.

Bei SELV sind Abdeckungen oder Umhü llungen in Schutzart IP 2X auszuführen.

•

In Stromkre ise n mit Steckdosen sind im TN -, TToder IT-System pu lsstrom se nsitive (Typ A) oder all stromsensitive RCDs (Typ B) mit I l!. N s 30 mA einzu bauen .

•

Höchstzu lässige Berührung sspan nung : bei AC UL = 50 V, bei DC UL = 120 V.

Pulsstromsensitive RCDs lösen bei Fehlerströmen aus, die aus Wechselstrom oder g leichge ri chtetem Wechselstrom bestehen, all stromsensitive auch bei Gleichstrom.

•

Alle Betriebsmittel und alle fremden leitfähigen Teile sind im Standbereich der Tiere durch einen zusätzlichen Schutzpotenzia lausg leich untereinander und mit dem Schutzleiter der Anlage zu ve rbind en .

Vo rh ande ne Metallteile, z. B. Betona rmi erung, sind mit dem Schutzpote nzia lausg leich zu verbinden . Damit w ird ei ne Potenzia lste uerung erreicht.

•

Der Brandschutz ist durch ei ne Fehl erstromSchutzeinrichtu ng (RCD) mit I l!. N s 0,3 A sicherzustellen.

•

Heizgeräte m üsse n in ausreichendem Absta nd von de n Ti eren und vo n brenn ba rem Mate ri al sicher befestigt werde n.

Wenn kein e Fehl erstrom-Schutzei nrichtung (R CD) verwendet w erd en kann , mu ss eine RCM oder eine Iso lati onsü berwach ungse inrichtung das Auftreten eines Isolatio nsfehlers o ptisch oder akustisch m elden.

•

Heizstrah ler müsse n in einem Abstand ", 0,5 m von Tieren un d brenn ba rem Material oder nach Herstellera nga be m ontiert werd en.

•

Betriebsmittel müssen mindestens der Sch utzart IP 44 entspreche n.

•

Es dürfen nur Betriebsmittel in sta ll iert werden, die für die Anwendung in diesen Räumen oder Orten erforderlich si nd .

•

Schaltgeräte f ür Steuerun gen, für Schutzmaßnahmen oder für Tren nung sind außerh alb vo n feuergefährdeten Betriebsstätten zu montieren.

Ausna hme: Betri ebsm itte l, die der Schutzart IP 4X entsprec hen, wenn kein Staub auftritt und IP 5X, wenn Staub auftritt.

•

Scha ltgeräte für NOT-AUS und NOT-Halt si nd so zu insta ll ieren, dass sie von Ti eren nicht erreicht we rd en.

Di e Schaltgeräte müssen zugänglich se in . Tieren darf es ni cht möglich sein, den Zugang zu behindern .

•

M oto ren, die automatisch betrieben oder fernbedient werden, müssen durch ei ne von Hand rückstellbare Schutzeinri chtung gegen übermäßigen Temperaturanstieg geschützt werd en .

Als beweg liche Leitungen sind im Außenbereich sc hwe re Gummischlauchleitungen zu verwenden.

•

Leuchten müssen der Schutzart IP 4X entsprechen, w enn kein Staub auftritt und IP 5X, wenn Staub auftritt.

Leuchten und Lampe n müsse n gegen mechanische Beanspruchungen geschützt se in, z. B. durch Kunststoffhüllen, Gitter oder robuste Gl asabdeckungen.

•

Kabel und Leitungen dü rfen keinen Brand übertragen .

Nur Kabel und Leitungen mit PVC-Mantel verwenden .

•

Sie dürfen nur in Betriebsmitteln, wie zuvor beschrieben, verbu nde n oder geklemmt werden und müssen bei Überlast und Kurzschluss geschützt sein .

Die Schutzeinrichtu ng ist vor den Räu m en oder Orte n mit Brandgefahr anzubringen.

•

Für feste Verlegu ng sind Leitu ng en des Typs NYM oder Kabel NYY zu verwenden.

•

Verl egearten inn erhalb befahrbarer Bereiche: Kabel im Erdbode n, z.B. NYV, oder Mantelleitunge n für se lbsttragende Au fh ängung.

Begriff

Schutz gegen thermische Einflüsse

Betriebsmittel

Kabel und Leitungen

Dam itwi rd ei ner Verbrennun gsgefa hr und einer Brandgefa hr vorgebe ugt.

Die Betriebsmittel dürfen keine unzulässig hohen Betriebstemperaturen annehmen und ein en Brand ve rursa chen, auch wen n sich Staub auf ihnen abl agert.

Kabel und Leitung en sind so zu verlegen, dass sie von Nutztiere n nicht erreicht und beschädigt werden können. NYMZ oder NYMT, Verlegehöhe mindestens 6 m.

EI

Elektroinstallation in medizinisch genutzten Bereichen 1 Electrical Installation in Medical Areas 1

vgl. DI N VDE 0100 Tei l 710

Einteilung in Gruppen Erkl ärung

Bemerkungen, Beispiele

0

Gruppe

Bereich, in dem die Stromversorgung ohne Schaden für den Patienten abgeschaltet w erden kann . Anwendungsteile (Teil e von elektromedizinischen Geräten mit Kontakt zum Patienten) we rd en nicht eingesetzt.

Aufentha ltsräume, in denen keine elektromedizi ni schen Geräte eingesetzt werden oder nur solche, die auch außerha lb von medizinisch genutzten Bereichen verwendet werden dürfen, z. B. elektron isch e Fi eberthermometer.

1

Bereich, in dem die Stromversorgung ohne Schaden für den Patienten kurz abgeschaltet werden kann . Anwendungsteile we rd en am oder im Patienten eingesetzt, aber nicht so lche nach Gruppe 2.

Bettenräume in Kliniken oder Krankenhäusern, Praxisräume, z. B. für Allgemeina rzt ode r Zahnarzt, Therapieräume, z. B. zur Bestrahlung , Entbindungsräume für prob lem lose Geburte n.

2

Bereich, in dem die Stromve rsorgung wegen medizinischer Maßnahmen nicht abgescha ltet werden darf.

Operationsräume mit Aufwachräumen, Intensivstationen, z. B. mit Beatmungsgerät, Endoskopieräu me, z. B. zur Darmunters uchung.

Stromversorgung

EI

Begriff

Bemerkungen

Hauptverteiler HV

Verteiler im Gebäude mit der Funktion Hauptverteilung (Bi ld). Man unterscheidet all gemeine HV und HV für die Sicherheitsstromversorgung SSV. Die zusätzliche SSV liegt näher an ihrer Last, z. B. vo r Räumen der Gruppe 2.

TN-SSystem

SSV

Bei Neuanlagen vorgesch ri ebenes System , da sonst über den PEN-Leiter Störungen ga lva nisch eingekoppelt werden könnten . Aufteilung des PEN -Leiters in PE-Leiter und N-Leiter im Hauptverteiler oder Hausa nsch lusskasten. Kurzform von Sicherheitsstromversorgung . Im Tei l 710 von DIN VDE 0100 werden unterschieden allgemeine SSV und zusätzl iche SSV.

Schaltung ~

~~ J

.!2..c: 1;; ..c: u .c '" U .!a

-=-

~

4

allgemeine SSV

-L T

TN-C-System

~ll'~

///

3-

HV allgemeine SSV

A. / /

TN -S-System

[6)1

I I l .. . II ... l HV allgemeine Versorgung

~~~

i

A.

zu den Verteilern für die Endstromkreise

Stromversorgung

Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag Schutz

Schutzmaßnahmen allgemein

Bemerkungen , Beispiele

Basisschutz

Übliche Maßnahmen, nicht Schutz durch Abstand oder Hindernis.

Iso lierung oder Umhüllung, PELV oder SELV mit U N s AC 25 V bzw. DC 60 V.

Fehlerschutz

Übliche Maßn ahmen der Elektroinstallation, aber nicht FELV.

Automatische Abschaltung im Fehlerfall , SELV ode r PELV, Schutzklasse 11 , Sch utztrennung .

Bereiche der Gruppe 0

Bereiche der Gruppe 1 Basisschutz

Übliche Maßn ahmen der El ektro installation, SELV oder PELV mit Isolierung oder Umhüllung.

Fehlerschutz

Immer zusätzlicher Schutzpotenzialau sgle ich, Schutzklasse 11, SELV und PE LV mit U N s AC 25 V bzw. DC 60 V, Schutztre nnung mit nur einem Verbraucher, automatische Abschaltung mit RCD, IT-System .

Iso lierung oder Umhüllung, SELV oder PELV mit Iso lierung bei AC s 25 V bzw. DC s 60 V. Bei Schutztrennung U N bis 240 V, RCDs mit 30 mA für Licht- und Steckdosenstromkreise in der Patientenumgebung , RCDs für Sach- und Brandschutz bis I c, N s 300 mA.

I c, N s

Bereiche der Gruppe 2 Basissch utz

wie bei Gruppe 1

wie bei Gruppe 1

Fehlerschutz

Immer zusätzlicher Schutzpotenzialausgleich, immer IT-System, Schutzklasse 11, SELV und PELV mit UN s AC 25 V bzw. DC 60 V, Schutztrennung wie Gruppe 1.

Abscha ltung mit RCD nur bei Großgeräten und wenig Risiko tragenden Strom kre isen.

UN Bemessungsspannung I c, N Bemessungsdifferenzstrom, UL bestehen bleibende Berührungsspannung, Schutzmaßnahmen einer Gruppe über Gruppe 0 dürfen immer auch in einer Gruppe mit klei nerer Gruppennummer verwendet we rden, also Schutzmaßnahmen der Gruppe 2 auch in den Gruppen 1 und O.

Anwendung

Operationsleuchten und vergleichbare Leuchten, Steckdosen für medizinische Geräte. (lT-System siehe Seite 198)

Transformatoren

Je IT-System ein sicher gebauter Einphasentransformator von 3,15 kVA bis 8 kVA. Wenn 3 AC notwendig, dann ist dafür ein Drehstromtransformator erforderlich. Ableitstrom im Leerlauf bis 0,5 mA. Je Patientenplatz 1,1 kW erforderlich, deshalb meist mehrere IT-Systeme. Es w ird empfohlen, höchstens vier Betten je IT-System zu versorgen .

Verteiler, Hauptverteiler HV

Anordnung möglichst außerhalb der medizinisch genutzten Bereiche. Verteiler für Bereiche der Gruppe 2 werden über zwei unabhängige Zuleitungen versorgt. Bei Ausfall eines Außenleiters in einer Zuleitung muss automatisch auf die andere Zuleitung umgeschaltet werden.

In Berei chen der Gruppe 2 ist das IT-System zwingend vorgeschrieben, da hier eine Abkönnte. sch altung den Patienten schäd Stromquelle für L--'-,.---=::...J zusätzliche SSV

selbsttätige L-,-----r---J Umschalte in richtung

.-+----t-, Transformator '--+-+-+-'

für IT -Systeme mit Überlast -Überwachung IT-System L1 L2

~~ lsola tionsüberwachungsL-_,.-_--' einrichtung

IsolationsÜberwachungsgerät

Jedes einzelne IT-System muss ein chungsgerät haben. Anzeige muss erfolgen, wenn Isolationswiderstand unter 50 kQ sinkt oder wenn PE oder Netzanschluss unterbrochen ist.

Umschalteinrichtung

. berwacht in Bereichen der Gruppe 2 die Versorgung des Verteilers. Leitungen von Umschalteinrichtung zum Transformator und von dort zum Verteiler müssen kurzschlusssicher und erdschlusssicher verlegt sein.

Kurzschluss- und erdschlusssichere Verlegung durch einadrige Kabel, Aderleitung mit U = 1,8 kV/3 kV, starre Leiter mit ausreichenden Abständen oder Kabel in abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten. .

Alarmeinrichtung

Signalgabe akustisch und optisch . Grüne Lampe: Normalbetrieb, gelbe Lampe: erster Fehler vorhanden .

Akustischer Alarm: Isolationswiderstand zu klein oder Last- oder Transformatortemperatur zu groß.

allgemeine SSV

Anschluss der am meisten notwendigen Verbrauchsmittel, bei denen die Umschaltzeit bis 15 s betragen darf. Stromquellen: Generator mit Verbrennungsmotor oder Akkumulator mit Wechselrichter.

Lüftungsanlagen, Personenrufanlagen , Alarmund Warnanlagen , medizinische elektrische Geräte, Vakuumversorgung, Narkoseabsaugung , allgemeine Sicherheitsbeleuchtung . Primärelemente oder zusätzliche Einspeisung aus der allgemeinen Stromversorgung sind nicht zulässig .

zusätzliche SSV

Anschluss der notwendigen Verbrauchsmittel mit einer Umschaltzeit bis 0,5 s. Stromquelle: Akkumulator mit Wechselrichter.

Vor allem für Räume der Gruppe 2 notwendig für Operationsleuchten und weitere unentbehrlichen Leuchten sowie für lebenswichtige Einrichtungen, die keine Unterbrechung erlauben, z. B. Dialysegeräte.

Sicherheitsbeleuch tung

Erforderlich innerhalb von 15 s für Rettungswege, Ausgangswegweiser, Räume der Gruppen 1 und 2, Schaltgeräte und Steuergeräte der Stromversorgung.

Leuchten für Rettungswege oder für Gruppen 1 und 2 sind auf mehrere Stromkreise aufzutei len.

Umschalteinrichtung

Umschaltung auf SSV muss automatisch erfolgen, sobald die Spannung vor der Umschalteinrichtung um mehr als 10% sinkt.

Optische Anzeige: grüne Lampe für "betriebsbereit", gelbe Lampe für "Betrieb über SSV". Störzustand durch akustisches und optisches Signal, z. B. Schnarre und rotes Blinken .

SSVVersorgungsnetz

Für Sicherheitseinrichtungen ist ein getrenntes Verteilungsnetz einzurichten.

Das gilt z. B. für die Sicherheitsbeleuchtung.

Anzeige Isolati on ' -_ _ _--' und Überlast IT-System mit zusätzlicher SSV

Unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen USV sind zusätzlich für Computer erforderlich, wenn lebenswichtige Einrichtungen über Computer gesteuert werden.

EI

Erklärung

Unterrichtsräume

Räume in Schu len und Ausbi ldungsstätten, die der Wissensve rm ittlung dienen.

Schu lsä le, Elektrolabor, Physiklabor, Werkstofflabor, Vorlesu und Praktikaräume .

Experimentiereinrichtungen

Fest insta lli erte oder zeitweise aufgebaute elektri sche Versuchsanordnungen und Einri chtungen .

Experimentiere inrichtungen zum Vorführen (Vorführstand) oder zum Üben (Übungsstandl. Schalttafeln und -pu lte.

Scha ltge räte '

Zum Freischalten geeignet; g leichzeitiges Schalten all er nicht geerdeten Leiter. Schutz gegen unbefugtes Scha lten.

NOT-AUS-Einrichtung für d ie NOT-AUSScha ltung.

NOT-AUS-Scha ltung'

•

•

EI

•

Betätigung muss alle Stromkreise an allen Experimentiereinrichtungen des Raumes freischalten. Betätigungsorgane müssen leicht, schnell und gefahrlos erreichbar sein . Das Scha ltgerät für das Wiedereinschalten muss gegen unbefugtes Einschalten gesichert sein .

Je ein Betätigungsorgan an •

den Ausgängen des Unterrichtsraumes,

•

jedem Vorführstand .

Bas isschutz

berührungssichere Steckbuchsen

Sicherheitsbuchsen mit vollständ igem Berührungschutz.

Fehlerschutz

RCD mit 16 N :s 30 mA oder IT-System mit Abschaltung beim zweiten Fehler

Im TN- oderTT-System, im IT-System darf auf RCD verzichtet werden .

zusätzli che r Schutzpotenzialausgleich

alle Körper und fremde leitfähige Teile mit PE verbinden

Schutzpotenzia lausgleichs leiter :s 4 mm 2 Cu

Bei Schutz durch Abschaltung oder Meldung : RCD mit 16 N :s 30 mA. Schleifenimpedanzmessung ist nur möglich ohne RCD als Fehlerschutz. Sonst Netzinnenwiderstand (von L nach N) messen, der hat eine ähnliche Größe.

Ersatzstromversorgungsanlagen Stand-by Power Supply Installations I

Begriffe Ersatzstro mversorg ungsa nl agen 2

Stromversorgungsanlagen, we lche die elektrische Energieversorgung nach A usfal l oder Abschaltung der normalen Stromversorgung übernehmen. Ersatzstromversorgungsanlagen bestehen aus Ersatzs tromerzeugern, deren Sch altanlagen und Hilfseinr ichtungen .

•• •

En ergi eve rso rgun g von Netztei len,

• •

• •

Verbraucheranlage n, einzelnen Verbrauchsmitteln .

Ersatzstromerzeuger sind z. B.

•

Generatoren, Batterien.

Anforderungen Schutz gegen gefährliche Körperströme

•• • •

Leitungen Aufstellungsräume

••

SELV oder PELV. Schutz durch Abschaltung oder Meldung . In TN- und TI-Systemen : Nur RCDs. In IT-Systemen : Alle Körper durch PE-Leiter miteinander verbinden, RA :s 100 Q ausreichend. Schutzklasse 11 , Schutztrennung.

Eigene Schutzmaßnahmen sind erforderlieh, wenn ein Vertei lun gsnetz der normalen Stromversorgung nicht vorhanden ist oder wenn nicht sichergeste llt ist. dass die angewend ete Schutzmaßnahme w irksam bleibt.

H07RN-F oder gleichwertige Leitungen .

Bewegliche Leitungen zum vo rübergehenden Einspeisen in ein Verteilungsnetz.

Trocken, evtl. heizbar (Raumtemperatur mindestens 5 ' C) , belüftbar.

Z. B. trockene Kellerräume.

, Nicht erforderl ich , wenn Schutz gegen gefährliche Körperströme durch SELV oder PELV gewährleistet ist. 2 Siehe auc h Seite 231 und 232 .

Eleldroinstallation in explosionsgefährdeten Bereichen Electrical Installation in Explosion-risl( Areas Grundbegriffe

vg l. DIN EN 50281 -3 (VDE 0165-102) Erklärun g, Vo rschrift

Begriff

Beispiele, Hinweise

Explosionsgefährdeter Bereich

Betriebsstätte, auch im Freien, in de r sich ei ne exp losionsfähige Atmosphäre in gefahrdrohender M enge ansa mmeln kann .

Berei che um Gasbehä lter, Tankstell en, Farbspritzanlagen, Mahlmüh len .

Explosionsfähige Atmosphäre

Gemi sch vo n brenn ba ren Gase n, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben mit Luft bei einem Druck vo n 80 kPa bi s 110 kPa und einer Gemischtem pe ratur vo n - 20 °C bis 60 °C. Das Gemisch kann durch ein e ho he Tem pe ratur, einen Lichtbogen oder einen Funken gezü ndet werd en und dehnt sich danach stark und se hr rasc h aus.

Gas-Luftgemisc h, Staub-Luftgemisch.

Einteilung der explosionsfähigen Atm osphäre

Zonen Zone

Gas (Gas G)

0

Staub (Dust D)

20

Gas

1

Staub

21

Gas

2

Staub

22

Häuf ig keit der Explosionsgefa hr

stä ndig oder langzeitig oder häufig

Betriebsmittel Kate gorie

1G

1D

mit gelegentlichem Auftreten im Norma lbetrieb

2G

im Norma lbetrieb ni ch t oder nur ku rzzeitig

3G

2D

3D

22

Grad der Sicherheit seh r hohes Maß an Sicherheit selbst bei selten auftretende n Gerätestörung en durch • zweite unabhängige Schutzm aß nahme • Sicherheit bei zwei unabhängige n Feh lern hohes Maß an Sicherh eit, selbst bei Gerätestörungen norma les Maß an Sicherheit bei Normalbetrieb

(\~

21

"" 20

;')

cd~~ Zon e 21 Um gebung mit

EI

r = 1m

Sackentleerstatio n

lJ .- f.- Zone 1 Zon e 0 _

- I"-::"

I I..l

Zone 2

I

leo

J

I

Rührwerk

Allgemeine Anforderung an die Elektroinstallation Betriebsmittel (BM)

BM nur dann in sta lliere n, wenn sie für den Betri eb der An lage unbed ingt erford erli ch sind. BM entsprechend den Zonen, den Tem pe raturkl asse n und den Explosionsgruppen der brennbaren Stoffe auswä hl en.

BM für Zone 0 sind auch in den Zonen 1 und 2, BM für di e Zo ne 20 auch in der Zone 21 zul äss ig .

Schutzmaßnahmen

Basisschutz: • Nur Schutzmaßnahmen m it Schutz gegen direktes Berühren aktiver Teile ve rwende n oder • das Berü hren akti ver Teil e durch die Art des Errichtens verhindern. Feh lersc hutz: • Einh alten der entsprechenden Vorschriften, • Sch utzpotenzia lausg leich zwischen den Betriebsm ittein .

In TN-Systemen muss außerh alb von Schalt- und Vertei lu ngsan lage n bei Leiterqu erschnitte n < 10 mm z ei ne Iso lationsmess ung alle r Neutralleiter gegen Erde ohne Abtrennung der Neutrall eiter m ög li ch se in. Bei System en m it PELV m uss ein Schutzpotenzialausg leich zwischen den Kö rpern der BM und der Erdung der Stromquelle erfo lgen.

Kabel und Leitungen

Auswa hl nac h DIN VDE 0298 oder DIN VDE 0891: Ad erleitung H07V können in Scha lt- und Verteilungsanl age n und in gesch losse nen Rohrsystem en verwendet werde n. Al s A nschlu ss leitungen für ortsveränderliche BM mit UN < 750 V sind Gummischl auchl eitungen der Bauart H07RN zu verwenden . Durchführungsöffnung en für Kabe l zu nicht explosionsgefäh rd eten Bereichen si nd ausreichend dicht zu verschli eßen. Bei besondere r Beanspru chung sind Kabel und Leitunge n in Schutzroh ren un d Sc hutzsch läuchen aus Kunststoff oder M etall mit Kantenschutz zu verlegen. Leiterverbi ndungen außerha lb ei nes BM dürfe n nur d urch Pressverbindungen hergestellt werden.

Mindestquerschnitte für Kupferleiter Leitung einadrig

feindrähtig eindrähtig 1 mm 2 mm 2

1,5 mm 2 1,5 mm 2

'" 5-adrig

0,75

> 5-adrig

0,5 mm 2

1 mm 2

Leitungen in Informationsanlagen

0,5 mm 2

0,5 mm 2

Energieversorgung von Werl'0

~ '" - LfQi - _ 'C .!!! ~

",'0 ~'§

"' '''

.ou..

I

1000 0 -273,15 t--

100 0

90

80

70 ~

60

Farbwi ederg abeindex Ra

40

20

EI

Leuchtstoff

Induktionslampen-Prinzip

Gasentl ad ungslampe

Ante nne

EI

lampensystem

~,••".~OO""

i~

Punktlichtbeleuchtung

5- 30 m Imax. 120 m) Linienbeleuchtung

Erkl ärung

Bemerkun ge n, Daten

Leistungsmerkmale: Keine Elektroden oder Glühwe ndel, lange Lebensda uer: 60 000 h, kompakte Lampe m it hohem Lichtstrom, elektronischer HF-Betrieb, fl ackerfreier Sofortstart < 0,1 s, HFGene rator mit Sicherheitsa bscha ltun g.

Anwendungsbereiche: Ein ka ufszentren, Gesch äfte, Ausstellu ngsräu me, Foyers, Büroräum e, Flughäfen, Industrie, Hotels und Restaurants, öffentliche Gebäude, Museen, Freizeitze ntre n, Werkhall en, Wohnge biete, Parkanlagen, Landstraße n, Parkplätze, Tunnels, Bahnhöfe, Ko m bination mit Lichtleiteroptik.

Vorteile: Sehr klei ner Lichtstromabfall, keine oder nur gerin ge Wartu ng, unempfindlich gege n Netzspannungsschwa nkunge n, geei gnet für Gleichstrombetrieb, kei n Flimmern , konst anter, hoher Lichtstrom (3500 Im, 6000 Im ), sehr gute Farbwiedergabe, f ür Notbeleuchtungen geeignet: sofortiges Wiederzünden < 0,1 s, erfüll en alle national en und intern ationalen Entstörv orschrifte n ohne speziell e Abschirmung en an den Leuchten.

Lichtfarben (Philips): 827 Warm ton Extra 830Warmton 840 Weiß

Betriebsdauer: 15 Jah re.

Farbtemperaturen : 2700 K, 3 000 K, 4 000 K.

Systemkomponenten: Lichtgenerato r, Kabelbü ndel, optisches Gerät.

Leuchtmittel : Leistungsstarke Pun ktlichtm ittel mit ho her Leuchtdichte, ho her Lebe nsda uer, guter Farbw iedergabe, kurzem Brenn boge n de r Lampe.

Lichtgeneratorentypen: Niedervolt-HalogenlampenGenerato r, Hochdruckentladungslampen-Generator. Bauteile: Lampe, Lampenfassung, elektri sche Einheit, optischer Linsenschlitten, Refl ekto reinheit, IR-Filter, UV-Filter, Ventilationssystem, Gehäuse, Lichtaustrittsöffnu ng, An sc hlu sskabel. Gleichmäßige Helli gkeit über die gesamte Länge des linienleuchtenden Lichtleite rs erh ält man du rch Lichtgeneratoren an beide n Enden des Lichtleiters oder durch Schl eifen des Kabels zurück in den Generator. Bis 10 m Länge genügt eine Lichtquell e. 1612 oder 11

Vorteile der Lichtleitertechnik: Keine IR-St rahlung, keine UVStrahlung, räumliche Trennung von Lichtquell e und Lichtaustri tt, kein elektri sches Potenzial am Lichtaustritt. Anwendungsgebiete: Endoskopie in Chirurgie un d Zahnheil kunde, Werbung, Museen, Disp laybeleuchtung, Signallichtgebe r für den Straßenve rke hr, Eingangshallen, Gebäudefassaden, Verkaufsvitrin en, Sicherhe itsbereich e, Kombin ation mit Induktionslampen.

refl ektierender Kern

Kabel Mantel Fase rn

Einspeisungsformen

Abmessung des HFGenerators in mm : I x b x h: 140 x 140 x 46

Kabelbündel, linienleuchtender Lichtleiter

1 2 3 4 5

6 7

ündel Foeus 11 4 25 16

9 6 3 2

Leuchtstofflampen für 230 V Fluorescent Lamps for 230 V Lampendaten Leistu ngsaufn ahme inW ohne I mit Dro ssel

Typenbezeichnu ng Lampe nform

:2

-g'"

0,5

0> C

::>

E :~

0,1

.

0

0,02 0,01 LL-...L...L...L-L-L-L-1.-L...l....---'-L-L 0,1 0,2 0,5 1 5 10 20 50100200 500 2000 Körperstrom I/ mA

~

Sicherheitskurven nach VDE V 01 40-479-1 tür AC 50 Hz von Hand zu Hand oder linker Hand zu Fuß

Physio log ische W irkung

vo n

Herzkam m erfli m-

In kl ein en Stro mbereichen hat erst die d reifac he Gl eichst ro m stä rke dieselbe W irkun g w ie ein Wec hse lst ro m .

Fehlerarten Trans formato r

Leiterwiders tand

50 Hz 230 V

'---------'

bei Kurzschluss 115 V

- -

- f~~~

115 V bei Kurzsch luss

Ra

Betriebserdung

Kärperschluss

Indirektes Berühren der Spannung bei Körperschluss, Kurzschlu ss und Erdschluss ohne ordnungsgemäße Sch utzmaßnahmen gegen indirektes Berühren

Basisschutz, allgemein (siehe auch fo lgende Seite)

Ergänzung des Basisschutzes, ist als all einiger Basissc hutz nicht zulässig .

Basissch utz in An lagen , die von Elekt- f-- - - - -- - -- - - - j rofachkräften Hindernisse überwacht we rd en.

Di ese r Basissc hutz ist nur in Anlagen mit oder ohne RCD m ög lich, we nn die Anlagen von Elektrofachkräften oder elektrotechnisc h unterw iesenen Personen betrieben und überwacht we rde n, z. B. in elektrotechni schen Betriebsstätten. Hindernisse verh indern nur d ie unbeabsichtigte Berührung oder Annä herung und die unbeabsichtigte Entfernung.

Basisschutz und Feh lerschutz, allgemein (sie he auch folgende Seite)

SELV (Siche rh eitsklei nspannung)

Spe isung aus besonde rs zuverlässige n Stromquellen, für den Basisschutz nur mit Bemessungsspannungen vo n s AC 25 V oder s DC60V.

doppelte oder ve rstärkte Iso lierung

Die Betriebsmittel müssen den jeweiligen Betriebsmittelnormen entsprechen .

Fehlerschutz, allgemein

automati sc he Absc haltung

Zusätzlicher Fehlerschutz, vo rgeschriebe n in Steckdosenstromkreisen bis AC 20 A und Endstromk reise n bis 32 A für bewegbare Betriebsmittel (Se ite 201 ). Abschaltung rd e ersetzt.

Erdun g über den Schutzl i oder Meldung. Der frü Kleinspannungen SELV oder PELV

Fehlerschutz bei Bemessungsspannungen s AC 50 V ode r s DC 120 V, wenn nicht kleine re Spannung verlangt wi rd (Seite 199).

zusätzlicher Schutzpotenzia lausg leich

Zusätzlicher Feh lerschutz durch Verbinden aller Körper untereinander durch isolierten Sc hutzpote nzialausg leichsleiter mit Verbindung mit dem PE .

Schutztrennung (mit mehreren Ve rbrauchsIn nur bei fach licher

Nur ein Verbrauchsmittel: Fehl erschutz bei IN s 500 V, keine Verbindung mit Erd e ode r dem PE . Mehrere Verbrauchsmittel: Zusätzlich Verbindung der Körper mit nicht Sch leichsleiter (Seite 202) .

)

Feh lerschutz in A nl age n, die von Elektrofachkräften überwacht werden.

111

nicht leitende Umgebung

Dieser Fehlerschutz ist nur in Anlagen zu lässig , d ie vo n Elektrofachkräften oder elektrotechni sch unterwiesenen Perso nen überwacht we rd en. Iso lationswiderstand erfo rd erli ch nac h Seite 202.

erdfreier Schutzpotenzial ausg leich

Genügt als Fehl ersch utz nur bei Überwac hung der Anl age durch Elektrofachkraft oder elektrotechni sch unte rw iesener Perso n, z. B. bei Ersatzstromverso rgu ngsa nlage.

Schutzleitersch utz

Elektromotor

Doppelte ode r verstä rkte Iso lierun g

Haushaltsge räte

Kleinspannungen

Handl euchten in Kesseln

SELV, PELV PELV Protecti ve Extra Low Voltage,

SE

Verteilungssysteme (Netzformen) Distribution Systems INetwork Types) Schaltung

Bezeichnung

Anwendbare Schutzmaßnahmen

TN-S-System (TN -S-Netz)

L1 L2 L3

1 - --

"

I' - - --

-~ TN-C-System (TN-C-Netz)

I

I I-!...

I -'

-

I-!...

I

i~ -- -- --i-1- t~-I

L1 L2 L3

- -I- .!:~

I

L1

TN-C-SSystem (TN-C-S-Netz)

L2 L3

t-

- PEN -1-- -

"

SE

TN-System (TN-Netz) mit Fehlerstrom schutzschaltung (FI-Schutzscha ltung RCD)

IT-System (lT-Netz)

I

RCD von Residual Current protective Device - Reststrom -Schutzgerät.

I L1

I

Schutz leiter und Neutralleiter sind miteinander zum PEN -Leiter verbunden. Abscha ltung im Feh lerfall erfo lgt mittels Überstrom-Schutzeinrichtungen. Auch andere Kombinationen von Schutzleiter und Neutralleiter können auftreten, z. B. Trennung von PE und N im zweiten Netzteil. Abscha ltung erfolgt mit Überstrom-Schutzeinrichtungen oder nach Auftrennung des PEN in PE und N mit RCDs (FI-Schutzeinrichtungen). Überstrom-Schutzeinrichtungen sind als Überlastschutz erforderlich.

I

-= ~

Der Schutzleiter ist im System mit dem Neutral leiter verbunden. Beide Leiter sind jedoch ab Hausansch lusskasten getrennt verlegt. Anwendung findet der Schutz durch Abschaltung im Fehlerfall mit Überstrom-Schutzeinrichtungen oder RCDs (FI-Schutzeinrichtungen). Überstrom-Schutzeinrichtungen sind als Überlastschutz erforderlich .

~ L2 . ~ ·----+-'I------~ L3

r- . . ~

ReD

I I

Überstrom-Schutzeinrichtungen sind als Überlastschutz erforderlich , haben aber meist keinen Einfluss auf Auslösung be i Körpersch luss.

I I

I

I Z
500 V messe n mit DC 1000 V und Rx '" 1 M Q. Bei W iede rh o lung sprüfung: '" 1 kQN, bei Feuchtigke it ", 0,5 kQN Betätigen der Prüftaste . Künstlichen Feh ler über Widerstand zwischen Außen leiter und PE herste ll en. Erdungsw iderstandsmessung.

Widerstandsmessung, z. B. zur Haupterdungsschiene.

I a Abschaltstrom, I 6 N Bemessungsdifferenzstro m de r RCD (Residual Current protective Device = Reststrom Schutzgerät), RA Anlagenerderwiderstand; Rx Iso latio nswid ersta nd ; UL höchstzulässige Berührungsspannung, UN Bemessu ngsspa nnung , Uo Bem ess ung sspa nnung gegen Erde, ZSm gemessene Schleifenimpedanz.

SE

Wiederkehrende Prüfungen Repetitive Verifications

vgl. DIN VDE 0105-100

Aufgaben Art Zweck der wiederkehrenden Prüfung: Elektrische Anlagen (auch nicht gewerbliche Anlagen) sind in ordnungsgemäßem Zustand zu erhalten . Deshalb müssen sie in geeigneten Zeitabständen geprüft werden.

• Besi chtigen , • Erproben und • M essen. Durchführung von Elektrofachkräften, di e Kenntnisse durch Prüfung vergleichbarer Anlagen haben . Die Führung eines Protokollbuches kann erforderlich sein.

Messungen: Ermitteln der Werte, die eine Beurtei lung der Schutzmaßnahmen beim Fehlerschutz ermöglichen.

Bem erkunge n

Erkläru ng Die Prüfung erfolgt du rch

Vor allem ist eine regelmäßige Messung des Isolationszustandes zwischen jedem aktiven Leiter (Außenleiter und Neutra lleiter) und Erde oder PE vorgeschrieben. (Mindestwerte des erforderlichen Isolationswiderstandes siehe unten)

In gewerblichen und landwirtschaftlichen Anlagen ist der Unternehmer (Betreiber) verantw ortlich für die Durchführung der w iederke hrenden Prüfung. Nach BGV A3 (Unfallverhütungsvorschrift der Berufsgenossenschaften) müssen Anlagen stä ndig durch eine Elektrofachkraft überwacht werden oder bestimmte Prüffristen müssen eingehalten werden.

Der Isolationszustand ist m it eine r Gleichspannung zu messen. Die Spannungsque lle muss bei einer Belastung von 1 mA mi ndestens eine Spannung in Höhe der Bemessungsspannung der zu prüfen den Anlage abgeben .

Größtzulässige Prüffristen

Vg l. BGVA3 Prüffrist, Prüfer

A rt der Prüfun g

An jedem Arbeitstag durch Benutzer.

Erproben der Prüfeinrichtung der RCD.

Durch Elektrofachkraft monatlich.

Prüfung der Wirksamke it durch Messung, z. B. der Auslösespannung.

RCDs bei stationären Anlagen.

Al le 6 Monate durch Benutzer.

Erproben der Prüfeinrichtung.

Beweg liche Anschlussleitungen und Verlängerungsleitungen einschließlich der Steckverbinder.

Wenn benutzt, al le 6 Monate durch Elektrofachkraft.

Besichtigen auf ordnungsgemäßen Zustand, bei Bedarf Messen z. B. des Schutz leiterwiderstands.

Betriebsmittel, Anlage RCDs bei nicht stationären Anlagen.

SE

Vor jeder Benutzung durch Benutzer.

Prüfen auf auffä lli ge Mängel.

Wenn benutzt, all e 6 Monate durch Elektrofachkraft.

Prüfen auf Zustand.

Spannungsprüfer, isoli erte Werkzeuge.

Vor jeder Benutzung durch Benutzer.

Prüfung auf Mänge l und Funktion.

Anlagen und ortsfeste Betriebsmittel.

Mindestens all e 4 Jahre durch El ektrofachkraft.

Prüfung auf ordnungsgemäßen Zustand, auch mit Messungen.

Isolierende Schutzkleidung .

Kleinstzulässiger Isolationswiderstand bei wiederkehrenden Messungen Anlage

Mindest-Iso lati o nswidersta nd bezoge n auf d ie Bem essungsspa nnung des St rom kreises

Normale Räume, Verbrauchsmittel eingescha ltet.

300 QN (am 230-V-Netz also 69 kQ)

Normale Räume, Verbrauch smittel abgeschaltet.

1000 QN (am 230-V-Netz also 230 kQ)

Anlagen im Freien, Räume in denen zur Reinigung Fußboden oder Wände bespritzt werden.

Verbrauchsmittel EIN: 150 QN Verbrauchsmittel AUS: 500 QN (bei 230 V also 115 kQ)

Schaltungsbe ispiel ~

PE

IT-System

50 QN

SELV und PELV

0,25 MQ bei Messgleichspannung 250 V

FELV

Wie beim System mit höherer Spannung, dessen Schutzleiter mit den Körpern des FELV-Stromkreises verbunden ist.

50Hz 400V

c -r---- -

L:;t--.. L2 =.1. ~.1.

I I

I

Messung des Isolationswiderstandes bei einem Motorstromkreis

Instandsetzung, Änderung und Prüfung elektrischer Geräte (1) Repair, Modification and Testing of Electrical Equipments Objekte, Prüffristen und Prüfer Erkl ärun g

Beispiele

Betri ebsmittel

Benutzte ortsveränderlic he elektrische Betriebsmittel.

Mess-, Steuer- und Rege lgeräte, Leuchten, Elektrowerkzeuge, Verl ängerun gs- und Geräteanschlussleitungen mit Steckvorrichtunge n, Anschlussleitunge n mit Stecker, beweg liche Leitunge n mit Stecker und Festanschluss.

Prüffri sten

Nach den Unfallverhütungsvorsch riften müssen ortsveränd erliche elektrisc he Geräte auf ihren ordnungsgemäßen Zustand überprüft we rd en. Di e Prüfungen si nd in bestimmten Zeitabständen zu wiederho len.

• •

Art

• •

Prüfer

El ektrische An lagen dürfen nur von Elektrofachkräften erri chtet, gewartet oder geä ndert werden .

6 Monate (Richtwert), 3 Monate auf Baustellen (wird bei den Prüf un gen eine Fehle rquote < 2% erre icht, kann die Prüffrist entsprechend verlängert werden), 1 Jahr (Maximalwert) auf Baustellen, in Fertigungsstätten und We rkstätte n oder unter ähnl ichen Bedingungen, 2 Jahre in Büros oder unter ähnli chen Bedingungen.

Elektrofachkraft (bei Verwendung geeigneter Messund Prüfgeräte, z. B. mit "G ut-Schlecht-Anzeige" auch elektrotechnisch unterwiesene Perso nen, di e unter Aufsicht vo n El ektrofachkräften stehen müssen) .

Durchführung der Prüfung Erklärung

Bem erkungen, Daten

Alle Geräte werden ohne Geräteöffnung auf erkennbare äußere Mängel besichtigt.

Kontrolle z. B. von : Gehäuseschäden, Beschädigungen der Ansch lu ssleitung, Bi egeschutztü ll e und Zugentlastu ng.

Messen des Der niederohmige Durchgang des Sc hutzSchutzleiter- leiters ist durch Mess un g nachzuweisen. widerstandes

Grenzwert: ,, 0,3 Q bis 5m Anschlusslänge (IN < 16 A), zusätzlich 0,1 Q je weitere 7,5 m (Messschaltung : folgende Seite).

Art Si chtkontro lle

Messen des Isolationswiderstandes

Der Isolationswiderstand ist nach bestandener Schutzleiterprüfung zu messen . Bei der Messung ist da rauf zu achten, dass z. B. Einschalter gesch lossen sind (Messscha ltun g: fo lgende Seite).

Zu lässige r Isolationswiderstand: Schutzklasse I: A ll gemein" 1 MQ, Geräte mit Heizelementen " 0,3 MQ. W ird bei Geräten> 3,5 kW der Iso lationswiderstand nicht erreicht, ist das Gerät in Ordnung, wenn der Schutzleiterstrom 3,5 mA nicht überschreitet. Sc hutzk lasse 11: ,, 2,0 MQ, Schutzklasse 111: ,, 0,25 MQ

• ••

Messen des Ersatzableitstromes

Wird de r gefo rd erte Iso lationswiderstand bei Geräte n der Schutzklasse I nicht erreicht, ist ein e Ersatzableitstrommessu ng durchzuführen.

M essen des Schutzleiterstromes

Bei Geräte n der Schutzklasse I ist der Schutzleiterstrom zu messen. Das Gerät ist m it Bemessungsspannung zu betre iben . A ls Grenzwert gilt all gemein 3,5 mA. Bei Geräten mit eingescha lteten Heizelementen und einer Leistung> 3,5 kW darf der Schutzleite rstrom nicht größer als 1 mA/kW (max. 10 mAI Heizleistung sein.

Messen des Berührungsstromes

Bei Geräten der Schutzklasse 11, wen n diese leitfähige berührbare Teile besitzen oder wenn bei Geräten der Schutzklasse I berühr· bare leitfä hige Teil e nicht an den Schutzlei· ter angesch lossen sind. Der Grenzwert beträgt 0,5 mA. Das Gerät ist mit Bemessungsspan nung zu betreiben .

Der Ersatzableitstrom darf d ie Grenzwerte des Schutzleiterstromes bzw. des Berü hru ngsstromes nicht überschreiten.

~I

Grenzwert '; 3,5 mA

z

-'

mA ~

Ve rbraucher

~

~ '-f- '---"""

.

. L.....f

I---::::J

I Messen des Schutzleiterstromes

isolierende Unte rl age

r - , I

Grenzwert S ~O,5

~ ve~heQ- [g] • .

mA

..,h-

I

I

_

.--.J

iso lierende Unterlage

Messen des Berührungsstromes

I

SE

Instandsetzung. Änderung und Prüfung elektrischer Geräte (2) Repair, Modification and Testing of Electrical Equipments Messscha ltungen

Erklärung

Prüfung

Sichtkontroll e Die Geräteanschlussle itung ist auf Beschädigung und auf wi rksamen Sitz in den Zuge nt lastunge n zu überprüfen. Di e Biegeschutztül le ist zu besichtige n und du rch Handprobe zu prüfen. Der Schutzleiter m uss im gesamten Verlauf in ordnungsgemäßem Zustand sein. Schutzleiteranschlüsse müsse n kritisch bes ichtigt und durch Handprobe auf richtigen Sitz geprüft werden . Messung des Schutzleiterwiderstandes

Messen des Iso lationswiderstandes

Der W iderstand des Schutzle iters muss bis 5 m An sch lusslänge s 0,3 Q sein , zuzüglich 0,1 Q für jede wei tere 7,5 m.

M essen des Schutzleiterwiderstandes · _·~

Max. Schutzleiterwiderstand : s 1 Q.

r

Er ist zu messen zwischen dem Gehäuse und dem • Schutzkontakt des Netzsteckers, • Sch utzkontakt des Gerätesteckers oder dem • Schutz leiter am netzseitigen Ende des feste n An sch lusses.

i i

Der Iso lationswiderstand w ird zwischen den betriebsmäßig unte r Spannung stehenden Tei len eines Gerätes und den berührbaren Meta llte ilen des Gehäuses gemessen.

M\1

'

Loe 50~ Messen des Isolationswiderstandes bei dreiphasigen Geräten der Schutzkl asse I

Isolationswiderstand bei Schutzklasse

11 1 ,, 0,3 MQ bzw. l MQ'

SE

,, 2,0 MQ

,, 0,25 MQ

, 0,3 MQ bei Geräten m it Heize lementen bis 3,5 kW. 1,0 MQ für all e üb rigen Ge räte der Schutzklasse I. Zum Messen all e Scha lter sch ließen . Gleic hspan nung des Iso lationsmessgerätes bei einem Messst rom von mindestens 1 mA muss sein " 500 V. Schutzleiterstromm essung

Sie ist durchzuführen be i Geräten de r Schutzklasse I, wenn z. B. Fu nkentstörkondensatoren eingebaut oder ausgewechse lt werden oder wenn be i Wärmegeräten der geforde rte Isolationswiderstand von 0,3 MQ untersch ritten wird . Ausführung und Grenzwerte wie bei Wiederholungsprüfung (vorhergehende Seite) .

ErsatzAb leitstrommessung

Maßnahme, wenn eine vorgesch riebene Messung des Ab leitstromes nicht möglich ist, z. B. wenn das zu prüfende Ge rät nicht gege n Erde isoli ert aufgeste llt werden kann. Man verwendet eine potenzia lfre ie Spannungsque ll e fü r Wechse lspannung von 25 V bis 250 V. Die Messspannung sollte so groß sein, w ie die Betriebsspan nu ng des Gerätes oder kle iner, z. B. 40 V. Erfolgt die Messu ng bei dieser nied rigeren Spannung, so wird der ge m esse ne Ersatz-Ab leitstrom linear auf die vo ll e Betriebsspannung hochgerechnet.

Funktionsprüfung

Das geänderte Gerät ist gemäß den Bestimmungen des Herstel lers zu betre iben. Bei Elektrowärmegeräten muss die Prüfdauer eine Aufhe izperiode übersteigen . Nach Änderungen sind die A ufsch rifte n auf dem Leistungsschi ld zu berichtigen.

Prüfung der Spannungsfestigke it

Be i gewe rblich genutzten Geräten m uss eine Prüfung auf Span nungsfestigke it durchgeführt werden, wenn in elektrisc hen Baueinheiten Einze ltei le ersetzt werden.

Messen des Isolationswiderstandes bei Geräten der Schutzk lasse 11

Messen des Isolationswiderstandes bei Geräten der Schutzkl asse 111

Prüfspannung (f = 50 Hz) zwischen Körper und unter Spannung stehenden Teil en für die Dauer von 1 Minute: Schutzklasse Spann ung

111 400 V

Messen des Ersatz-Ableitstromes bei dreiphasigen Geräten

Transformatoren und Drosselspulen, Prüfung der Isolation Transformers and Chokes, Testing of Insulation Arten der Prüfung

PL ;~~~~~~?'

;

50 Hz 230 V

1e

zu prüfender Transform ator

Wicklungsprüfung p rü,,~g e n e rator

z.6. 300 Hz 230 V

•

Q

Qu prüfender Transform ator

Windungsprüfung beim Kleintransformator

Die Prüfun g beg innt m it höchstens 33% der Prüfspannung. Di e Spannung w ird innerh alb vo n 10 Sekunden auf di e vo lle Prü fspa nnung erhö ht. Dabei da rf kein Übersc hlag oder Durchschl ag auftreten . M an spricht vo n Prü fung mit angelegter Stehw echse lsp annung, da die vo lle Prüfspann ung 60 s anli eg t. Bei Kleintransform atoren (bis 16 kVA und bis 1000 V) mi sst m an zusätzlich den Iso lationswiderstand . Mit der Windungsprüfung prüft m an die Iso lation zwisch en ben achbarte n Windunge n mit erh ö hter Prü ff requenz bei do ppelter Bemessu ngsspannung . Bei Gro ßtransform ato ren we rden Folgen vo n kurzen Gl eichspa nnungsimpulse n auf d ie W icklung übertr age n (Stoßspannungsprüfungl. d ie abkling ende Wechselströme hervorrufen (Schw ing kreis ). Iso lation sfehler ze igt das Oszil losko p an.

Wicklungsprüfung bei Kleintransformatoren (bis 16 kVA, 1000 V, 500 Hz) 50 V

Größte Bemessungsspannung des Transfo rm ators

250 V

500 V

1000 V

Prüfspannungen 1 in V bei Ge rätesch utzklasse n I (Schutz leitera nsch luss) und 111 (S ELV und PE LV) Eingangskreis gegen Körp er Ausgangskreis gege n Kö rper Ein gangskre is gege n Ausga ngskreis

1000

1500

2500

3500

-

1500

2 000

2500

-

2500

2500

2500

Prüfspannungen 1 in V bei Gerätesc hutzkl asse II (Schutziso lierung) Betriebsisolierung Eingangskreis gegen M etallteile Schutzklasse 11 Meta llteile gegen Kö rper Ei ngangskre is gegen Au sgangskre is bei verstärkter Iso lierung Eingangskreis gegen Körper und Ausg angskreis gegen Körper

-

3 000

3 500

4 500

1000

1500

2 500

3 000

500

1000

1500

3000

-

500

500

1000

Bem.frequ enz

Prüffrequenz

Prüfd auer

50 Hz

100 Hz

5

50 Hz

200 Hz

2,5 min

Prüfspannung en 1 in V bei allen Gerätesc hutzklasse n Zwisc hen de n Ei ngangsklemmen und zwischen den Ausgangsklemmen Zwischen de n Wicklu ngsgruppen (bei unterte ilter Ei ngangsw icklung)

Windungsprüfung bei Kleintransformatoren Fo rme ln

I I

Prüfspannung = 2 x Bem ess ung sspannung Prüfda ue r in m in = 10 x Bem essungsfreq uenz Prüffreq uenz

.-J

min

50 Hz

300 Hz

1,7 min

400 Hz

1600 Hz

2, 5 min

Messung des Isolationswiderstandes

J ~ 500V ~

t 1

l~j

Der Iso lati onswide rstand ist mit Gleichspannung vo n 500 V zu m esse n, und zwa r 1 min nac h A nleg en der Spannung. zu prü fe nder Tra nsfo rm ator

Der Isolatio nswiderstand mu ss zwischen Ei ngangsk reis und Au sgangskreis mindeste ns 5 MQ betrag en, für ande re Iso li eru nge n (auch Schutziso lierung ) 2 M Q.

J

Die Prüfspa nnung mu ss wä hrend 1 min am Prüfgeg enstand liege n. Bei W iede rh olungs prüfung genüg en 80% der Prüfspannu ngswe rte.

SE

Berechnung von Transformatoren Calculation of Transformers

-- I,

I,

BB

Ideale Transform atoren (völlig verlust los)

Leerlaufspannung be i Sinusspann un g

IUo= 4,44· B ·AFe · f. ~

Bezugspfeile b eim Transformator

Übersetzungen bei al len Wechselspannu ngen

I

~2 = ~~ 2

2

I

lIN - 50Hz 235 V

1N

W ~ /,

Rea le Transformatoren

-

1, - 1,

1.1 Reihen· wicklung

SE 2L

~ I,

I

ü=

J J~

~ 2 11L= N I N" ~

Messen der Kurzschlussspann ung

1L

J ~~ J

1.2

Parallelwick lung

Bei realen Transfo rmato ren gelten die Formeln des idea len Transformators näherungsweise, und zwar umso genauer, je kleiner Uk ist.

~~

2

=

ü

~ 2

Bezogene Kurzschlussspannung

2.1 Dauerkurzschlussstrom

2N lIN - 50Hz 210 V

~~N~k ~~

Schalt ung des Spartransfo rm ators

L-____ 4_d_ = __

__

Drahtwicklung

i_s _S_2_'5_4__'I_k_d __

L I_ _

~~

Bauleistung beim Spartransformato r

Lagenza hl

Windungszahl

z= h d

I

Wicklung saufbau AFe Eisenquerschn itt

8

magnetische Flussd ichte (Scheite lwert) Kapazität Drahtdurchmesser oder Foliendicke mittlerer W indungsdurchmesser Frequenz W ickelhöhe Stromstä rke I kd Dauerkurzsch lussst rom IN Bemessungsstrom, Nennstrom C d dm f h

JI

is Stoßkurzschl ussstrom K Kopplungsfaktor Induktivität I Drahtlänge N W indungszahl N L W indungszahl je Lage R W iderstand SB Bau leistung SD Durchgangsleistung U Spannung

N = NL · Z

1= Jt . d m

·

N

~

J

Uo Lee rl aufspan nu ng UN Bemessungsspannung, Nennspannung Uk gemessene Kurzschlussspannung Uk bezogene Kurzschlussspannung ü Übersetzungsverhältnis Z Sche inwide rstand z Lage nza hl Index f ür Oberspann ungsseite 2 Index für Unterspannungsse ite

Kleintransformatoren

Small Transformers

Blechgrößen

in I1B aB ~ W

Phi lbert-Kernb leche (nicht genormt)

'"

'"

b

b

+ +

M-Kernblech

EI-Kernblech

UI-Kernblech

+

PU-Kern blech

PI-Kernblech

Kurzzeich.

M 20

M 30

M 42

M 65

EI 30

EI 130

EI 150

EI 170

UI 30

UI 60

UI 102

UI 150

P 48

P 60

P 68

P 76

a

20 20 5

30 30 7

42 42 12

65 65 20

30 20 10

130 87,5 35

150 100 40

170 118 45

30 40 10

60 80 20

102 136 34

150 200 50

72 36 12

90 45 15

102 51 17

114 129 57 64,5 19 21,5

b f

Berechnungstabelle für M -Kernbleche und EI-Kernbleche für Bemessungsleistung , bei 1 Eingangswicklung und bis 2 Ausgangswicklungen Bemessungsleistung , bei mehreren Wicklungen

4,5

in VA

P 180

162 81 27

270 135 45

B= 1,2 T

12

26

48

62

120

180

230

280

350

420

500

100

160

210

260

320

380

460

3

9

12

40

52

inmm inmm inmm

M 55 55 17 20

M 65 65 20 27

M 74 74 23 32

M 85 85 29 32

in cm 2 inmm inmm

1,6 6,5 24

3,0 7,5 30

4,9 9 35

6,7 10 43

8,4 9 46

11 12 58

16 12 58

11 24 61

14 24 61

14 28 68

18 28 68

21 28 68

19,5 10,9 7,05 29,1 13,53 8,13 0,6 0,7 0,77 4,6 3,9 3,4 5,3 4,4 3,7

5,23 5,81 0,83 3,1 3,4

4,18 4,58 0,84 3,0 3,4

3,26 3,50 0,88 2,5 2,8

2,19 2,30 0,89 2,3 2,7

3,22 3,44 0,9 1,7 2,2

2,52 2,65 0,91 1,7 2, 1

2,48 2,60 0,92 1,5 1,9

1,98 2,08 0,93 1,5 1,9

1,66 1,72 0,94 1,4 1,8

73 98 111

140 180 200

150 185 203

170 215 235

205 250 270

200 280 320

220 300 340

230 325 370

250 345 390

270 365 410

Wicklung Eingangswicklung 2 : Windungen/V Ausgangswicklung 2 : Windungen/V Wirkungsgrad ry Stromdichte innen in Nmm 2 außen in Nmm 2 mittlere Windungslängen innere Hälfte äußere Hä lfte ganz außen

P 108

M 42 42 12 15

in VA

Kern Maß a Kernbreite f Pakethöhe Eisenquerschn itt bei Füllfaktor 0,9 nutzbare Fensterhöhe nutzbare Fensterbreite

P 86

EI EI EI EI EI EI M 102a 102b 130a 130b 150a 150b 150c 130 102 102 130 150 150 150 34 34 35 35 40 40 40 35 45 40 60 35 52 50

SE

inmm 95 125 138

120 150 167

Beispiel: Kleintransformator 230 VI 24 V, Belastung 280 W bei cos 'p = 1. Gesucht: Kern und Wicklungen. Lösung:

Ausgangsleistung 5 = _ P_ = 280 W = 280 VA. Für eine Eingangswicklung und eine AusgangscosW

1W 2W .

. _

SternZickzack

.

. .----J

. ---.J

2U

Ef"'"U y?w 2V

1V 2V

· 1W 2W . . _ . ----J

2U

N, und N z sind Windungszahlen je Strang; U, und Uz si nd Lei terspannung en ID reieckspa nnungen) bei Lee rlauf. Ist der Stern punkt hera usge führt, w ird an di e betreffende Sch altu ng ein n bzw. N ange häng t, z. B. Dyn5 oder YNd5.

Spartransformator, Transformatorensätze Schaltgruppe

Zeigerb ild OS

Schaltung

1V YO

2~ 1U

US

OS

1W

Ze igerbild US

~1V 2V'";I, I 2~ . 1W 2W . ~.

. ::::J

Schaltgruppe

Zeigerbi ld OS 1.1

liO

I

1.2

Schalt un g OS

US

cEi2Tp '

1.2 2.2

Einpha se ntransformator für Drehstromsätze

Zeige rb ild US 2.1

I

2.2

Transformatorensätze iTransformato renbänke) besteh en aus Einphase ntran sf orm ato ren, d ie w ie di e Wicklungen eines Drehstromtransformators gescha ltet sind, z. B. zu Dy11 10berspannungsseiten in Dreieck, Unterspannungsse iten in Stern).

Leistungsschild 0

0

Herste ll er 1 NR. c = J Baujah~il VDEOS32 1 Bem.·leistung kVA IJ§Q] Art [ill Frequenz Hz []Q=:J

Typ

1

c=::J

Bem.-spg.

1120800 1c = J Betrieb V 21 20000 1OQQJ Scha ltgr.

31 19200 1c = J Reihe Bem.- strom A [Jill ~ IsoL-KL Kurzschl.-Spg .%

QI] Kurzschl.-Strom

l

[K]

CD

kA c=J Kurzschl. -Dauer max.s @ ]

Schutza rt [f§:[] Kü hlungsa rt Ges.-M as. t [IQJ Öl-Masse t@dil 1

IIJI

0

UD

1 Yzns

1 1

0

Angegeben sin d Name des Herstellers, Transform atortyp, Herstell ungsnummer, Baujahr, zugrunde liegende VDE -Bestim mung, Bemess ungsleistung, Art des Trans form ators Iz. B. LT für Leistu ngstra nsfo rma tor), Frequenz, Bem essungsbetriebsart, Oberspann ungen (je nach Ei nste llung des Um spanners), Unterspan nung , Schaltgruppe, Reihe Ifü r Iso lation maßgebende Spann ung in kV), Bemessungsströme, Isolationsklasse, Schutzart IP, Kü hlungsart, z. B. S für Selbstküh lung, relative Kurzsch lussspa nn ung. Weitere Angabe n si nd mögl ich. Ei nze lne A ngaben kön nen aber auc h fe hlen. Statt Bemessungs-, z. B. Bem ess ungsleistung , verwenden man che Bestimmung en auch Nenn -, z. B. Nennl eistung.

SE

Transformatoren in Parallelbetrieb Transformers in Parallel Operation Bedingungen für Parallelbetrieb 1. Die Bemessu ngsspannungen (Nen nspannungen) der pa rall el zu schalten den Wicklungen müssen g leich se in . 2. Di e Kurzsch lussspann ungen der parallel zu schaltenden Transformatoren müssen annähernd gleich sei n. Zulässig ist eine Abweichun g vo n ± 10% vom Mitte lwert der Kurzsc hlu sss pannung en. 3. Das Verhältnis der Bemessungsleistungen der parallel zu scha ltende n Transfo rm atoren so ll kleiner sein als 3: 1. 4. Di e Phasenlage der Spannungen muss bei Leerlauf und bei Belastung gleich sei n. Ist bei Einphasentransformatoren die Phasenlage nicht g leich, so kann durch Um polen einer Eingangsse ite oder ein er Ausgangsseite die gleiche Phasen lag e erre icht werden. Drehstromtransformatoren müsse n gleiche Ke nn zah len der Schaltgruppen haben, damit die Ph asen lage g leich ist. Transfo rm atoren der Kennzahl 5 können jedoc h mit Transformatoren der Ken nzahl 11 para llel geschaltet we rd en , wenn man die Ansch lüsse geeignet vertauscht (siehe folgende Tabelle) . Ansch lussmög lichkeiten bei Transforma toren mit Kennz ahlen 5 und 11

Prüfung der Ph ase n lage beim Para llelschalten L1

t~+'Fl _} ·+·1

'-:; pw lV

lU j -11W

~. .2W2H~ . .+2N. L1 L2 L3 N

SE

1V

1U I 2N .

JJ;:: 3: ~ ~~!~! I

I

I

Anschluss an die Leiter der gefor- vorhanderte dene Oberspannungsseite Unte rspannu ngsseite Kenn - Kennzahl zahl L1 L2 L3 L1 L2 L3

Nach Ansch lu ss der Eingangswicklung darf zwischen de n zu verbindenden Ausgangsklemmen keine Spannung herrschen. Gefordert: Ke nn za hl 5

l..

5

1U

1V

1W

2U

2V

2W

11

1U

1W

1V

2W

2V

2U

11

1U

1V

1W

2U

2V

2W

5

1U

1W

1V

2W

2V

2U

5

11

Lastverteilung beim Parallelschalten von Transformatoren Kurzsch lussspan nung

UI

I

SN

SN1

S N2

Ukl

Uk2

- - = - - + - - + .. . Uk

Einzelleistungen bei gleichen Uk

Beispiel :

-

Einzelleistungen

Berechn en Sie die Lastvertei lung zweie r parallel geschaltete r Transformatoren. Transfo rmator T1 : Bemessungs leistu ng 250 kVA, Kurzschlussspannung 3,8%, Transformator T2: Bemessungsleistung 160 kVA, Kurzschlu ssspannung 4%, Gesamtlast 350 kVA.

Lösung:

Uk

I

SN

=---''---- = SN1

S NZ

Uk1

Uk2

-- + -S = S 1

250 kVA + 160 kVA 250 kVA

160 kVA

3,8%

4%

---- + - - -

. ~ . ~ = 250 kVA.

N1

S 2 = S N2'

Uk1

I

SN

~. ~ = 160 kVA Uk2

I

SN

410% = 3,88% 65,8 + 40

3,88% . 350 kVA = 218 kVA 3,8% 410 kVA

. 3,88% 4%

. 350 kVA = 132 kVA 410 kVA

Probe: 218 kVA + 132 kVA

= 350 kVA

S1 ' S2' . .

Lastabgaben der einzelne n, para ll el geschalteten Tra nsformato ren

I

I S

Gesamtlast (Leistungsa ufnahme der angeschlossenen Verbraucher)

Uk

resu lti erende Kurzschlus sspa nnung de r Parallelschaltung

Uk1, Uk2 . .

Ku rzsch lussspa nnungen de r einzeln en Transform atoren

SN1'

Sm, ... Bem essungsleistungen de r einzelnen, parallel geschalteten Trans formato ren

SN

Summe der Bemessungsleistungen der parallel geschalteten Transfo rm ato ren

Netze der Energietechnik Power Mains for Energy Supply Netzformen (Topologie) Netza rt

~ ~ Stra hlennetz

Ke nnzeichen

An we ndung

Vorteil e und Nachteil e

Di e Energi eversorgung ve rteilt sich strahlenförmig von ein em gem ein sa men Einspeisepunkt aus. A n jedem Strahl sind ein oder mehrere Ve rbraueher an geschlosse n.

In M ittel- und Ni ederspannungsnetze n. Zur Energ ieve rsorgung vo n Reihendö rfern ode r Siedlunge n in enge n Tälern .

Hoh er Spannungsfall am Ende der Leitun g. Gro ße Spannung sschwa nkungen abh ängig von den An schlussw erten der Ve rbra ucher. Sichere En ergi eve rsorg ung ist ni cht gew ährleistet. Große Leiterqu erschnitte sind erfo rde rli ch.

Das Ende eines Versorgungsstra hl s w ird an den Einspeisepunkt zurückgeführt. M ehrere Einspeisu ng en si nd möglieh.

Bei flächenfö rm iger Ano rdnung we niger Ve rbra ucher, di e re lati v weit ause inander liegen, z. B. bei A ussied lerh öfe n oder Ind ustri ea nl agen mit m ehreren Fertig ung sa bteilungen. Mittel- und Ni ederspannung snetze.

Aufwä nd ige r als das Strahl ennetz, da Rückführun g erford erlieh. Größere r Au fwa nd am Ein speise punkt. Hoh e Versorg un gss icherh eit, da vo n be i den Seiten eingespeist we rd en ka nn , fa lls in einem Teilstück eine Stö rung vo rliegt.

M ehrere Ein speisepunkte . Di ago nalverbind ungen verso rg en in der M asche liegende Ve rbraucheranlage n.

Fü r Hoc h-, Mitte l- und Niede rspannun gsanl agen. Ve rsorg ung vo n Großstädten .

Hohe Spannun gskon st anz. Kleine Leitung sverlu ste. Große Ve rsorg ungss icherh eit. Hoher Au fwa nd für Schutzgeräte und Netzsc halteinrichtun ge n durch hohe Ku rzsc hlu ssströ m e.

Ringnetz

*

Maschennetz

Unterscheidung nach Spannung

Bezeichnung

Bem essungsspannung in kV

An we ndung Energ ieversorgung von Woh nun gen, Gewerbebetri eben und Landwirtsc haft.

M astbauart

Spannweite in m

Nati ona l und intern atio nal. Ho lz.

40 bis 80

Niederspann ungsnetz

0,23/0,4

M ittelspannungsnetz

6, 10, 20, 30, 60 (66, 69)

Energi eve rsorgun g vo n Ortsnetz- Beto n, statio nen, Indu striebetri eben Sta hlrohr, und große n Woh neinh eiten. Ho lz. Regio nalnetz.

Hochspannungs netz 1

110, 220,380

En ergieve rsorgung von Groß städte n, g roße Indu strie betriebe. Kraftwe rksverbun d.

Beton, Sta hlgitter

Hochspann ungsnetz 2 (Höc hstspa nnungsnetz)

500, 750

International für HGÜ (Hochspa nnungs-Gl eichstrom -Übertrag ung).

Sta hl gitte r, Spezialkabe l

80 bi s 220

200 bis 350 bis 750

-

Unterscheidung nach Leitungsart Bezeichnung Frei leitu ngs netz

Spannungsbereich Ni edersp annung

Ortsnetze

Hochspannun g, Höchstspannu ng

Reg iona le und überregio nal e En erg ieverso rg ung. Europä isc hes Verbundn etz zu r Absicherun g nati ona ler Verso rgung.

Niederspann ung

Ortsn etze

Mittelspann ung

Ka belnetz

Anwen dung

Mittel spannung

Hochspannun g

Bem erkungen Alte Anl agen u. Erweiterungen . Billige r als Ka beln etze . Preisg ün sti ger als Kabe lnetz. Weniger Verlu ste. Kleinere Kapaz itä t. Leicht übe rwac hbar. Kunststoffiso lierte Ka bel (PVC oder VPE )

A nlagen bi s 1980: Verbindung skabe l zu de n Um spannstatione n in Ortsnetze n bi s 60 kV M asse kabel, da rü be r Gasdru ck- und ()der große n Indu stri ean lagen. Öld ru ckka bel. Uber 110 kV sind nur kurze Ve rbindungsstrecken möglich. Neuere An lage n: M eist VPE-Kabel.

SE

Feldlinienund PotenzialVerlauf

Ein wichtiges Krite rium für die Auslegung ein er Frei leitung ist die elektrische Fel dstärke am Rand des Leiters. Ein Maß für die Feldstärke ist die Feldliniendichte im Potenzialverlauf . Die Bündelung der Leiter wirkt w ie eine Vergrößerung des Durchmessers eines Leiters. Dadurch haben die Potenziallinien größere Abstände und die Feldliniendichte ist kleiner.

•

Feldlinien beim Einze lsei l ErsatzSchaltplan

Al s Grundlage für d ie Ermittlung des erforderlichen Leiterquerschnittes, der Strombelastbarkeit, des Verha ltens be i Kurz- und Erdschluss dient der Ersatzschaltplan der Freil eitung . Die Schaltung vere infacht dadurch, dass der ohmsehe und induktive W iderstand in der M itte der Leitung und der Isolationswiderstand und die Kapazität der Leitung jewei ls zur Hälfte am Anfang und am Ende de r Leitung angenommen we rd en .

SE

Leitersei le

Übersteigt die Randfeldstärke einen bestimmten Wert, z. B. 15 kV/cm, treten Sprühverluste auf. Bei Leitungen der Hochspannungsnetze 1 und 2 wird die Randfeldstärke begrenzt, indem man den Leitungsquerschnitt auf ein Bündel von Seilen vertei lt. Die Randfeldstärke eines Leiters ist um so größer, je kle iner der Radius des Leiters ist.

Feldlinien beim Viererbündel- Leiter

Isolati ons wider stand

e

Leiterkapazität

Bündelumkreis

:@ D O

Absta ndsbalken

Zweier-Bündel

Leiter

A ls Werkstoffe für die Leiterseile werd en Kupfer, Aluminium , Ald rey und Alum inium-Stahl im Ve rh ältn is 6 : 1 ve rwendet. Abstandsbalken gibt es in X-Form und in waagrechter und senkrechter I-Form . Stützpunkte

• Tragstützpunkt trägt die Leiterseile auf ge ra der Strecke. • Winkelstützpunkt trägt die Leiterseile und nimmt die Zugkräfte durch die Abwinkelung auf. • Abspannstützpunkt nimmt die Kräfte für den Sei lzu g auf. • Endstützpunkt nimmt die gesamte einseitige Belastung der Seile auf. • Abzweigstützpunkt dient als Verteiler der Leitungen in verschiedene Richtungen. Mastarten

Dreier-Bündel

Vierer-Bündel

Man unterscheidet: Abzweigstützpunkt

Endstützpunkt

Tragstützpunkt

EinfachHol zmast

Hol zmast m it Betonma stfu ß

Abspann stützpunkt

Je nach Spannung, Belastungsart und Bodenbeschaffenheit kommen folgende Mastarten zum Einsatz: • Einfachholzmast, • Doppelholzm ast, .A-Mast, • Betonmast, • Stahlrohrmast, • Stah lgittermast.

Doppelholzmast, Kupp elm ast

M ast mit Strebe

A-M ast

Freileitungsnetze Overhead Power Line Networl< Ansicht

Erdung am 1. Mast 400 V /230 V

4

3

Freileitung 220 kV

1t

Donaumaste 380kV Stah lb~~s~-

:' 220 fkVt

10 kV. 60kV

urI JLlm

•..:-

-: . . -

29m 22m

Mastbilder

:;:; o

00

M

Erklärung

Bem erkung en

Frei leitungsnetze für NS (N iede rspannung) komme n in Randbereiche n vo n Orten vor. Sie lassen Störungen leicht erken nen, benötigen aber mehr Platz als Kabe lnetze . M eist ve rl aufen ab Trafostation L 1, L2, L3 und der Sternpun ktleiter. Letzterer wird am ersten M ast geerdet und so zum PEN . Im Bild sin d L 1, L2, L3 über SchutzFunkenstrecken m it dem Erdungsleiter am ersten M ast ab der Trafostatio n ve rbunde n.

Grundsätzl ich si nd die Leiterse ile in den Freileitungsnetzen nicht isoliert. Fü r Hausanschlüsse nimmt man aber zunehmend Freileitungen mit Polyeth ylen-Iso lierung der A I-Leiter. Bei d iese n beste ht die Gefahr des direkten Berührens ni cht, z. B. bei Montagea rb eiten. Di e vier Leiter sind zu ein em Bün de l ve rseilt.

1. Abspan nm ast (bei Richtungswechsel), 2. Tragmast (bei g leicher Richtung), 3. Leiterse ile (wen n > 220 kV dann Bündelleiter, vorh erg ehende Seite), 4. Trave rse (travertie ren = queren), 5. Abspannisolatoren (paarweise)' 6. Hängeiso lato r (me ist Hartporzellan), 7. Erd se il (geerdet, als Blitzschutz).

Bei den üblichen Feldlängen führt das Eigengewicht zu einem Durchhang (fo lgende Seite). Dadu rch treten horizo nta le und vertikale Kräfte für die Isolatoren auf. Bei m Abspannmast ziehen die horizontalen Kräfte die zwei Iso latoren auseinander, sodass ei ne Schlaufe zum Unterqueren der Tra ve rse vorzusehen ist.

Etwa jeder 5. Mast ist als Abspan nm ast ausgeführt, wei l an ihm d ie Verbindung der lieferbaren Seil länge n erfolgt. Maste sin d bei NS (N iede rspannung) Holzmaste oder Stahlbetonmaste, bei M S (Mittelspa nnung ) Stah lbetonmaste, Stahlvollwandmaste ode r Stahlgittermaste. Bei HS (Hochspannung) verwende t man Stah lgittermaste, z. B. in Deutschland meist Donaumaste benannt nach der Gegend der ersten Anwe ndung. In älteren MS-Anl agen bis 15 kV komm en auch Ho lzm aste vor.

Holz- und Stah lbetonmaste we rd en mit mindestens 1/6 ihrer Länge in den Erdboden einge lasse n, und zwa r mit Ste inlagen vo n 0, 60 m am Fuß. Bei Stahlgitterm aste n ist ein entsprechendes Fund ament vo rzuse hen .

Di e Isolatoren sind elektri sc h und mechanisch beansprucht. Bei NS und MS bis etwa 20 kV verwendet man m eist Stützisolatoren. Bei größeren Spannungen verwendet man Hängeisolatoren als Langstabisolatoren oder Kappenisolatoren, und zwar je nach Spannung einze ln ode r als Hängekette und auch wegen de r höhere n Si cherh eit als Doppelhängekette.

a)

Verdrillungsplan

Bei Holzm aste n ist in Abständen vo n etwa 10 Jahren ein e Nachpflege erford erl ich. Dabei sind (unten) die Fußbandage und nach der doppelten Ze it (obe n) d ie Zopfbandage m it jewe ili gem Nachpflegemittel zu erneuern. b) E

E

~ E E ~

Stützisolator und Glaskappenisolator

Isolatoraufhängung

L1

Neue Erdse ile enth alten ein Sta hlröhrchen, in das Glasfase rn zur Signalü bertragun g o hne Zwisc henverstärkung für Länge n bis 40 km eingezogen sin d.

Di e Leiter we rd en etwa all e 10 km an M aste n ve rdrillt, damit d ie Spannunge n der drei Leiter eines Systems gle ich groß si nd. Das ist erforderli ch, wei l di e Leiter zueinander und zum Erd boden ve rschieden g roße Abstände habe n.

Wegen der versch ieden g roß en Abstände fli eße n versch iede n große kapaz itive Ab leitström e und damit auch Leiterströme. Di ese rufen an den Leiterimpedanze n ve rschieden große Spann ungsfäll e hervo r. Di e Ve rdrillung bewi rkt ein e sym m etri sche Last.

SE

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I"r."r:'IOIIIII':

Du rch hang in cm bei einer Tempe ratu r in

- 10

-5

0

+5

oe

+ 10

+ 15

+ 20

+ 25

+ 30

+ 40

-5 m it Gz

2

Aluminiumseil (I-'''

"''''I".Jchung 70 N/mm )

20

25 50 95

2 2 2

2 2 2

3 3 3

3 3 3

4 4 4

4 4 4

5 5 5

7 7 7

9 9 9

12 12 12

20 20 20

19 13 9

40

25 50 95

11 8 8

15 9 9

18 11 11

22 12 12

26 14 14

32 16 16

37 19 19

43 24 24

49 28 28

55 34 34

65 46 46

68 43 32

90

50 95

98 47

118 58

128 64

138 72

148 80

157 90

166 99

175 109

184 11 9

192 130

208 150

207 138

130

95

154

180

193

206

218

231

243

256

268

297

301

288

160

95

295

323

337

351

364

377

390

403

415

427

450

436

.~ .•".'" 1 : 6 (I '';~, .~.~~.mspruchung 90 N/mm 2 )

Stah.· Aluminiumseil mit dem UUl,,,. "' .. """ .~

SE

;.,

lAI.

20

35 50

2 2

2 2

3 3

3 3

3 3

4 4

4 4

5 5

6 6

8 8

13 13

12 10

40

35 50 95

8 8 8

9 9 9

10 10 10

11 11 11

13 13 13

14 14 14

16 16 16

19 19 19

22 22 22

26 26 26

35 35 35

40 34 26

90

35 50 90

97 61 42

114 74 50

122 81 54

130 89 59

138 97 65

145 105 71

154 11 4 78

162 122 85

169 130 93

176 138 102

190 154 11 8

198 158 112

130

95

118

136

146

157

167

178

188

199

209

220

24 1

233

160

95

219

244

256

268

280

293

304

316

328

339

361

352

/!,.u. """,.,il , •• v .. """u"'a""' .... ruchung 100

N/mm 2 )

40

35 50

5 5

6 6

7 7

7 7

8 8

9 9

10 10

12 12

14 14

16 16

24 24

39 32

90

35 50 95

48 34 27

60 40 32

68 44 34

76 49 37

86 54 41

96 61 45

106 68 50

116 77 55

127 86 62

137 96 70

156 117 88

187 145 99

130

35 50 95

225 11 9 66

250 143 77

262 156 84

274 169 91

285 182 100

296 196 109

307 209 120

318 222 131

328 235 143

338 247 156

358 27 1 183

389 304 202

160

35 50 95

432 263 121

455 293 141

466 307 153

477 322 166

487 335 180

498 349 194

509 362 209

519 376 224

529 389 239

539 402 255

558 426 285

589 458 305

+

-------- ,, -----

J ede Fre ileitu ng muss mit dem richtig en Durchhang v erlegt werde n, wei l sich die Se ill äng e m it der Temperatur ändert. Nac h VDE 02 11 erfo lgt de r größte Durchh ang a) be i + 40 oe o hn e Gz b) be i -5

oe m it

Gz

In ke inem Belastun gsfall darf d ie Höc hstbeansp ruchung des Leitermateri als nach DI N 48200 un d VDE 0211 übe rsc hritte n we rde n. Gz Zusatzlast, z. B. Eisbehang

---- ,----,

Durchhang

t Feldlänge

I

Verlegen von Erdkabeln Installation of Buried Cables Vorgang Herrichten des Kabelgrabens

Abdecken und Auffüllen des Kabelgrabens

Erklärung • Breite m indestens 40 cm , • Frostfreie Ti efe bei Niederspannung norma l mindestens 70 cm , • Tiefe bei zusätz lichem Mittelspa nnungskabel normal mindesten s 80 cm, • Ti efe bei Kreuzung mit Hauptverkehrsstraßen mindestens 100 cm, • Sandbett auf stei nfreier Grabensohl e mindeste ns 10 cm, • bei Ri chtun gsä nderung den Kabe lgrabenbogen entsp rechend dem Krümmungshalbmesser r des Kabels (r = 12 x Kabeldurch messer) ausfüh ren . • • • •

• •

Nach dem Auslegen des Kabe ls we itere Sandsch icht von 10 cm ein bringen, be i ste infreiem Erdboden kann auf diese Sa ndsc hi cht verzichtet werden, Kabel mit Kunststoffplatten abdecken, ist mit einer Beschädigung des Kabels nicht zu rechnen, kan n auf die Ku nststoffplatten ve rzichtet we rden, Kabelgraben lage nwe ise m it Erdboden auffüllen und die Lagen verdichten, im obe ren Drittel des Kabe lgrabens Trasse nwarn band einlegen.

• Tempe ratur so ll über - 5 liege n, • Kabel über Kabell egero ll en von der Li efertrommel abziehen, • Krümmungshalbmesser r von Bögen mindestens r= 12 x Kabe ldurchmesser, • vor Muffen und Kabe laufführungen (z. B. zu Um spa nn stationen) Kabe l gesch läng elt auslegen, • Zugbeanspruchung höch stens 30 N/mm 2 (Summe der Leiterq uerschnitte).

Ve rwend ung von Schutzrohren

• Schutzrohre, z. B. geteilte Schutzrohre aus Kunststoff, sin d be i zu erwartender m echanischer Belastung, z. B. Kreuzung von Hauptverke hrsstraßen, erforderlich, .am Schutzrohrende ein Polster aus Erde unter dem Kabe l zum Schut2 gegen Kabelbeschädigung durch die Rohrkante anb ring en, • jedes Kabel ist in ei n eigenes Schut2rohr zu legen.

Pflugkabellegung

...

~

40

~ 7 .

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11

11

11 1

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@ ••• II ~ -.-

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Maße in cm

Kabelgraben bei zwei Niederspannungskabeln

....

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11

4~V

I

~I

13011J 20 kV

t Maße in cm

Kabelgraben mit 400-V-Kabel und 20-kV-Kabel

oe

Aus legen des Kabel s

Kreuzungen und Näherungen

Bemerkungen, Ansicht

SE

Kabellegerolle Schutzrohr

Erdreich

b\

i 7

g:

S

J \

Polst er aus steinfreier Erd e

Kabel

Schutz des Kabels am Rohrende

• Bei Kreuzungen und bei Näh erung en mit all en Arten von Leitungen sind Mindestabstände einzuha lten. • Para ll elführun g mit Fernme ldekabeln ist wegen der Indukt ion zu verme ide n. Das gi lt nicht für Glasfaserk abel. Notfall s müssen die Mindestabstände erh eblich größer gewä hlt we rd en. • Bei Kreuzungen m it anderen Energiekabeln so ll das Kabel mit der höheren Spannung unten li ege n.

Tanks und zugehörige Rohrl eitungen

Aus legu ng mit Pfl ug möglich, wenn • Trasse auße rh alb bebauter Gebiete liegt, • Kabelstrecke genügend lang ist, • ke ine befestigten Wege vorhanden sin d, • im Bode n keine Hin dern isse li ege n, • der Boden d ie Belastung durch den Pflug aushält.

Das Kabe l ist gleichze itig mit dem Einpflügen auszufahren . Das Trassenwarnband w ird zusa mm en mit dem Kabel ein gepflügt. Wegkreuzu ngen sind vor dem Ei npflügen zu öffnen. Da s Kabel ist an diesen Ste ll en in getei lte Sch utzro hre einzu legen. Sofort nach der Verleg un g ist die Pflugrinne durch Wa lzen zu sch ließen .

Mindestabstände bei Kreuzung oder Näherung Art

Kreuzung Näherung

Fernmeld ea nlage

10cm

10cm

Wasserl eitung

20 cm

40 cm

Gasleitung " 16 bar Fernwä rm enetz

20 cm

40 cm

30 cm

30 cm

100 cm

100 cm

Eigenerzeugungsanlagen Private Power Generating Systems Arten Anlage, Betriebsart Wasserkraftanlage (Wassertu rbine mit Generator), W in denergieanlage (Windenergiekonverter mit Generator), Anlage mit Wärmekraftmaschine, z. B. BHKW (Blockheizkraftwerkl, PV-An lage (Photovoltaikan lage)

Beispiel, Beme rkungen

Erklä run g Diese An lagen entha lten eine Kraftmaschine KM, ein en Synch rongene rator oder Asynchrongenerator, einen Frequenzumrichter (kann beim Asynchrongenerator entfallen) und eine ENS (Ein richtung zur Netzüberwachung mit Scha ltorgan in Reihe) . Die ENS überwacht z. B. die Spannung und scha ltet die An lage ans VNB-Netz oder vom Netz ab.

Frequenz umrichter

Netz : I

Di e So larmodu le der PV-An lage und die Brennstoffzellen li efern Gleichstrom. Deshalb ist ein Wechselrichter (DC-AC-Umsetzer) erforderl ich.

Solarmodul. Brennstoffzelle

Inselbetrieb

An lage arbeitet ohne Verbindung zum VNB-Netz.

Parallelbetrieb

An lage arbeitet mit Verbin dung zum VNB-Netz.

Parallelbetrieb mit aussch ließlicher Rücklieferung

Der Bedarf des Kunden wird nur über den Bezugszähler gedeckt.

In An lagen über 4,6 kVA muss d ie Blindleistung kompensiert werden . Der Leistungsfaktor so ll innerhalb de r Grenzen von 0,9 kapazitiv (Überkompensation) und 0,8 in duktiv liegen.

Brennstoffzellen-Anlage

Ne tz I I

~

Anschluss an das öffentliche Netz

SE

Prinzi pschaltung

y

~

z. B. Ge ne rator vo m BHKW

Sehalteinriehtung

zum Hauptvertei ter

.--_.--_ .--_ .--.Lieferungszähler mit N

e.'" '"

:;:

Rüeklauf sperre Bezugszähler mit Rüeklauf sperre

. ",

N

selektiver Hauptleitungsse hu tz seha Iter

SO Hz 400V/230V

ENS

Einrichtung zur Netzüber-

wach ung HK

Hausanschlusska sten

SH

Selektiver Hauptleitungsschutzschalter

BHKW Bloekheizkraftwerk VNB

Verteilung snet zbetreiber

Anlage mit Zählern für Bezug und Rücklieferung

nach TAB Erklärun g

Zähl erplatz

Eigenerzeugungsan lagen können unabhäng ig von der Art der An lage für Ei nphasenbetrieb (üblich bis 4,6 kVA bzw. 5 kW) oder Dreiphasenbetrieb (üblich oberha lb von 4,6 kVA) konstruiert sein. Beim Inselbetrieb erfolgt keine Rücklieferung, der Rückl iefe rungszähler entfä llt dann . Sonst sind zwei kWh-Zähler vorhanden, nämli ch der Bezugszähler und der Rücklieferungs zähle r. Beide Zähler müssen beim einfachen Parallelbetrieb Rücklaufsperren enthalten , da di e bezog ene En ergie ein en anderen Tarif als die rückgelieferte Energie hat. Meist w ird aber der Parallelbetrieb m it ausschließl icher Rücklieferung angewendet. Die Spannungserzeugung muss sicher von der übrigen Anlage trennbar se in, z. B. über den SH (Selektive r Hauptleitungsschutzscha lter) und über die ENS oder einen Kuppe/scha/ter.

Ab zweigklem men Bezugszähler

(mit Rücklaufsperre). Rücklieferungszähler

selektive Hauptleitungsschutz-

LI===~==T'--'

schalter

Eigenerzeugungsanlage mit ausschließlicher Rücklieferung

.--+-+---.---------, Be tri ebsmittel wie

i--t

=+===::;-1

oben benannt

EN S oder Kuppe lschalter sind einstellbar für folgende Schutzfunktionen: Spannung 0,7 UN bis 1,15 UN , Frequenz 47 Hz bis 52 Hz. Eigenerzeugungsanlage mit Parallelbetrieb

Vergütung erneuerbarer Energien nach dem EEG Reimbursement of Renewable Energies recording to EEG Windkaftanlagen Wind Power Stations Vergütung erneuerbarer Energien (Anhaltswerte nach Stand EEG 2009) Anlagenart, Bemessungsleistung

Cent je kWh

Wasserkraft bis 500 kW

9,67

Wasserkraft bis 5 MW

6,65

Biomasse bis 500 kW

9,9

Biomasse bis 5 MW

8,9

Biomasse bis 20 MW

8,4

Windkraft

garantierte Zeit in Ja hren

Verringe rung der Vergütung

20

keine

20

ab 2009 jeum 1%

9,2

5

> 5,5

20

PV bis 30 kW'

43,0 1

20

PV bis100 kW '

40,9 1

PV über1 00 kVV

39,58

Geothermi e bis 5 MW

15

Geothermi e über 20 MW

7,16

PV

= Photovoltaik,

Beme rkunge n Das EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) verpflichtet die VNB zur Bezahlung der anfangs gewährten Vergütung unverändert für die garantierte Zeit. Die Anfangsvergütung nimmt im Laufe der Zeit ab, da die Wi rtschaftlich keit zunimmt. Die Anfangsvergütung ändert sich von Zeit zu Zeit. Es gibt je nach An lage Zusch läge oder Abschläge.

ab 2009 jeum 1% ab 2009 je um 8%

www.bum .de www.wikipedia .org www.antaris-solar.de

ab 2010 je um 1%

20

"bei An lagen am Gebäude oder an Lärmschutzwand.

Windkraftanlagen Rotorarten A rt ~

V

Rotorb latt

~ 8 t-- Generator ~

Leeläufer

W irkungswe ise

Bemerkun ge n

An der Spitze des Turmes aus Stahlrohr oder Stah lbeton befindet sich der Turmkopf. Er ist mit dem Rotor und den Rotorblättern um 360 0 drehbar angeo rdn et. Beim Leeläufer dreht sich der Rotor auf der windabgewandten Seite des Turmes. Das hat den Vortei l, dass die Rotorblätter von se lbst die Lage quer zum W ind einnehmen. Von Nachte il ist der Windschatten des Turmes, der die Le istung verringert.

Die Rotorblätter können durch einen El ektromotor verd reht werden.

SE

Durch diese Regelung wird bei großen Anlagen erre icht, dass d ie Rotordrehzah l wen iger stark als die Windgeschwindigkeit schwankt. Bei Rotordurchmessern bis 20 m sind dagegen d ie Roto rblätter so geformt, dass bei hoher Drehzahl die Luftströmung zu nehmend abre ißt. Generatoren der Windkraftan lagen Seite 211.

Der Leistungsbeiwert ist cp - 0,45 ~

~Rotorb l att

~Generator

~

~

Luvläufer

Beim Luvläufer dreht sich der Rotor auf de r Seite des Turmes, die dem W ind zugewandt ist. Dadurch ist die Leistung etwas höher als beim Leeläufer. Nachteilig ist, dass die Rotorblätter nicht von se lbst die richtige Lage zum Wind einnehmen. Deshalb muss der Turm kopf durch eine Windrichtungsnachführung in die günstigste Position gebracht werden.

Die Regelung erfolgt wie beim Lee läufer bei großen Anlagen durch Verdrehung und bei kle in en Anlagen durch geeignete Formgebung der Rotorblätter. Diese müssen stab il se in , da sonst bei sta rkem Wind die Rotorb lätter den Turm berühren könnten. Die Geschwindigkeit der Blattspitzen beträgt bei großen Anlagen über 400 km/ ho

Formeln für Energie, Leistung und Geschwindigkeiten

I I

E = ...!. .m . v 2 2

Pw= +

/?A.V

A durchströmte Fläche E kinetische Energie cp Leistungsbei wert ,\ Schnelllaufzah l

J J

I

3

VRotor = d·

I P= c m

P

Pw

p

+.

/? .

J V3~

n· n

A .

Masse der Luftteilchen entnommene Leistu ng Windle istung

I

..1. = VRotor

v

J

Idealer Leistung sbe iwert cp = 0,593

v VRotor {!

Windgesc hw indigkeit Rotorgeschwindigkeit Luftdi chte (- 1,29 kg/m 3 )

Fotovoltaik Photovoltaic Solarzellen A rt

Wirku ngsgrad

Aufbau

5% bis 10%

Auf Glasp latte aufgedampftes Silicium oder anderes Ha lbleitermaterial. Gezüchtete Si licium-Ein kri stalle. Werden aus mehreren Silicium-Krista llen gegossen.

Am orphe Zell en Monokrista ll ine Zellen Polykri sta ll ine Zellen

15% bis 22% 10% bis 15%

A nwe ndungen Klein ge räte, So larmodule Sola rm odu le, Solarmobile, Rau mfahrt Solarm odu le

Solarzellenmodule. Solargeneratoren Scha ltung

~

~

L- ~. ~ [ Vo

Reihenschaltung von Solarzell en

SE

,[ "lL-r~ ~ (

~T ~T

Beschreibung

Bemerkungen

Die erzeugte Spannu ng einer So larze ll e ist von der Be leuchtungsstärke und der Zel lente mperatur abhängig . Sie erreicht bei Si licium einen M ax im alwe rt vo n etwa Uo = 0,6 V. In de r Rege l we rden 36 oder 40 So larze ll en in Reihe zu einem Solarm od ul geschaltet. Be i de r Reihe nschal tu ng add ieren sich d ie Spa nnungen de r einze lnen Zell en zu Uo = Uo, + Uoz .

Bei voller Sonneneinstrah lung, ca. 1000 W/m z, kann ein e So larzelle m it de r Größe von 10 cm x 10 cm etwa 10 We rzeugen . Die Bem essung sleistung ein es Solarmod uls beträgt, je nach Größe, etwa 5 W bis 330 W. Ein 50-W-Modul ist z. B. gee ignet, einen 12-V-Akkum ulato r aufz ul aden.

Die m axima le St ro m stärke eine r Ze ll e ist aus de r Ke nnlin ie ersichtlieh. Sie bet rägt me ist bis 3 A. Um höhere Lastströme zu erreichen, wird oft die Paralle lschaltung angewendet. Dabei add ieren sich die Ströme der einzeln en Ze ll en zu 1=1,+lz·

Ab nehm en de So nnenein strahl ung beei nt rächt igt insbesonde re d ie Stromstärke. Beschattete Zellen wirken als Verbraucher und würden durch den Strom unzu lässig hoch erwä rmt. Deshalb werden Bypass-Diode n (fo lgende Se ite) pa rall el gescha ltet.

Zur Erzielung höhere r Systemspannungen werde n So larm od ul e in Re ihe gescha lte t. U = U, + Uz Eventuelle Bypassdioden (folge nde Seite) sch ützen So larm odu le vo r Überlastung.

Für de n Betrieb vo n Fotovo ltaikanlage n we rden höhe re Systemspannunge n benötigt. Zur Ve rso rgung hande lsübliche r 230-V-Geräte wird ein Wec hse lrichte r vo rgesehen, der die Gleichspann ung in Wec hse lspa nnu ng um setzt.

Höhe re Gesamtströme erhöhen die Gesamtleistung eine r Fotovo ltaikan lage . Zur Erzielun g höhe rer Gesamtströme werden Sola rmodule para ll el geschaltet. 1 = I, + Iz

In Wo hnwage n, Wo hnmobile n oder auf Sege lbooten we rde n auf diese Weise 12-V-Netze betri eben. Für fehlende Sonne nei nstrahlu ng kann die gewo nnene En erg ie in einem Akkumu lato r zwische ngespeichert we rd en.

Bei So largeneratoren werde n höhere System leistun ge n gefordert. Durc h gee ignete Schaltungsvariante n werden d ie notwendigen Systemspannu nge n und Gesamtströ m e ermögl icht . Meist werden Stränge (Reihenscha lt ungen von So larmodu len) pa rall el geschalte t.

So largeneratoren m it parall el geschalteten Reih enstränge n werden häuf ig fü r Fotovo lta ikan lage n ve rwe ndet. Geeignete Sc halt un gen ermög lichen einen mod ularen Aufbau für An lagen vo n einige n kW bis GW. Wechselrichter ermögl ichen d ie Einspeisu ng in das Stromversorgungsnetz.

Para ll elschaltung von Solarzell en

[? Yl: Reihenschaltung von Solarmodulen +

91', ~I','

jv -

Parallelscha ltung von Solarmodu len

~~

;0 ;[]

+

~ a ~ []

-

Schaltung eines Sol argenerators

Flächenbedarf für Fotovoltaikanlagen

I

A L = LF · A G

JI

PM =

.17M J I GN-- AG·17M ~J ~ I

GN

AG Gesamtfläche des Solargene rators AL Benötigte Land- oder Dachfläche AM Fläche eines Solarmoduls

AG= n · A M

JI

P n = -G PM

~

G'Ngloba le Bestra hl ungsstärke etwa 1kW/m2 PG Spitzenleistung des Solargenerators LF Landfaktor etwa 2 bis 3 PM Spitzen leistung des Solarmodu ls n Anzahl Solarmodule '7M Wirkungsgrad des Sola rmodu ls

Fotovoltaikanlagen Photovoltaic Arrays Erklärung

Bemerkun gen, Daten

PV-Anlage

Eine Fotovoltaikanlage wandelt Sonnen licht in elektrische Energie um.

Hauptbestandtei le: Solarmodu le, Wechse lrichter, Freischalteinrichtung, RCBO (RCD mit Leitungsschutzschalter) und der Netzanschluss mit dem Elektrizitätszä hler.

So larmodule

Die Solarmodule erzeugen Gleichstrom, der dann von einem oder mehreren Wechselrichtern in 230 V Wechse lstrom umgewande lt und in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist oder selbstgenutzt wird.

Begriff

Beispie le für Modulleistungen: • Bemessungsleistungen von 5 Wp bis 1600Wp (Wp: Wattpeak = Wattspitze, Einheit für die Spitzenleistung), • Bemessungsströme von 0,3 A bis etwa 10 A,

Können unterschied liche Bauarten und unterschied liche Modu ll eistungen haben. Die Anzah l der Solarmodu le einer An lage ergibt deren Gesamtle istung . Die Leistung wird in Kilowatt Peak (kWp; p von eng/. peak = Spitze) gemessen.

• Bemessungsspan nungen 16 V bis 400 V, • Größen 540 mm x 250 mm bis 1300 mm x 1890 mm.

Wechselrichter

Der Wechse lrichter wandelt den im Solargenerator erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Die Ausgangsspannung beträgt meist 230 V. Der Wechselrichter muss mit einer Netzüberwachung ausgerüstet sein. Damit wird verhindert, dass die Anlage bei abgescha ltetem Netz Strom liefert.

Je nach Anlagentyp werden zentrale Wechselrichter oder Strangwechselrichter verwendet. Zentralwechse lrichter verwendet man für Leistungen > 100 kWp, Strangwechselrichter im Leistungsbereich von 1 kWp bis 20 kWp.

Wirtschaftlichkeit

Die Wirtsc haftlichkeit ist abhängig von der Himmelsrichtung und der Neigung. Für den wirtschaftlichen Betrieb einer PV-Anlage ist eine Mindestanlagengröße von 1 kWp empfehlenswert.

Der durchschnittliche Jahresertrag pro installiertem kWp liegt zwischen 750 kWh und 850 kWh. Eine Fotovoltaikan lage mit einer Bemessungsleistung (Nennleistung) von 1000 Watt (1 kWp) benötigt rund 10 m Z Dachfläche.

Einspeisevergütung

Die Einspeisevergütung ist gesetzlich durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt.

An lagen auf Gebäuden erhalten bis zu einer Größe von 30 kW etwa 55 Cent/kWh für einen Zeitraum von 20 Jahren (Stand 2008).

Genehm igung

Fotovoltaikanlagen sind auf se lbst genutzten Gebäuden nach der Landesbauordnung genehmigungsfrei .

Bei einigen Fördermittelgebern wird eine städtebauliche Stellungnahme verlangt.

Montage

Man unterscheidet die Aufdachmontage, die Indachmontage, die Freiaufstellung, die Flachdachmontage und die Fassadenmontage. Bei der Wahl der Montageart spielen neben der für die Modu le günstigsten Ausrichtung und Neigung auch optische und architektonische Gesichtspunkte eine Rolle . Grundsätzlich müssen die Module witterungssicher aufgebaut und windsicher verankertwerden .

Optimal ist ei ne Ausrichtung der Solarmodule nach Süden mit einer Neigung von 30 Grad. Der Solargenerator wird mithilfe eines Gestells auf die Dachhaut beschattungsfrei montiert. Die Montage des Generatoranschlusskastens erfolgt in der Nähe der Solarmodule (Solargenerator) geschützt vor direkter Sonnenstrahlung . Die Verbindung vom Generatoranschlusskasten zum Wechselrichter ist erdschluss- und kurzsch lusssicher zu verlegen. Querschnitt,

I

'I·" ffi ~~ ;;;~·,l$·

S

Solargenerator

1

1

We itere Solar module

v

L_-J'~==t~~~JI /

Solarmodul

I

•. Bypassdiode

Querschnitt, 4 mm 1

d' d

' ••''[,---__ 0~._~_BO-B- - , : :

~ 1_i--lJl%l~l ~ Uf \'~ -= I

111

~ Generatoranschlusskasten

-

r

~

Freischalt einrichtung

Fotovoltaika nlage

Einspeisung

1

2,5 mm bzw .

Spa~nungs-

~\

Bezug

r-~_ kWh

und Frequenzüberwachung

SH

- ...,..,

SH HK

SH, Selektiver Hauptleitungsschutzschalter HK, Hausanschlusskasten

SE

CE:

Bescheinigung des Herstellers für Ubereinstimmung mit EU-Richtlinien

Gi

"Geprüfte Sicherheit" Sicherheitszeichen zum Maschinenschutzgesetz

VDE-Kabelkennzeichen

Zusatz bei harmonisierten VDE-Bestimmungen

2 ~

~))

Zulassungszeichen der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) für Messeinrichtungen Funksch utzzeichen. Im freien Ausschnitt: Funkstörgrad G, N, K oder Zahl

Kurzzeichen

Erklärung

~

Gekapselter Sicherheitstransformator nicht kurzschlussfest

~

Offener Sicherheitstransformator

~

Sicherheitstransformator, ku rzschl ussfest

W

Steuertransformator, nicht kurzschlussfest

Spielzeugtransformator (auch Kinderkochgerät, Kinderbügeleisen)

~

~

SE

@l

EMV-Funkschutzzeichen

~MV

@ @

@

Geräte zugelassen in : Deutsch land

Österreich

Schwe iz

11J 6

USA

e

Die Klemmenspannung von 42 V darf im Leerlauf nicht überschritten werden.

0

Schweißgleichrichter für Arbeiten in engen Räumen .

CD ®

Flammsicher Flammsicher und platzsicher

Klingeltransformator

~

•

~

e 6 S ff;

~

Handleuchtentransformator

Auftautransformator

Transformator für medizinische und zahnmedizinische Geräte

Schutzklasse I: Schutzmaßnahme mit Schutzleiter

[gJ

Schutzklasse 11 (bisher Schutzisolierung)

~

W lr

Flammschutzzeichen; Entzündungstemperatur mindestens 200

oe

Leuchte für rauen Betrieb Stoßfeste Glühlampe

W

Erhöhte Sicherheit für Lampen in schlagwetterund explosionsgeschützten Hängeleuchten

@)

Vorschaltgerät wird im Fehlerfall nicht zu heiß.

~

Träge Sicherung

W W

Sicherung eingebaut Gerätedosen, Verbindungsdosen, Kleinvertei ler für Hohlwandinstallation Gerätedosen, Verbindungsdosen, Leuchtenanschlussdosen für Installation in Beton

Hochspannungsteil eines Gerätes

--L

Anschlussstelle für Betriebserdung

~

Patientenanschluss an einen Elektrokardiographen , der bei Herzkatheteruntersuchung nicht mit dem Patienten verbunden sein darf.

~

Patientenanschluss an einen Elektroencephalographen, der während einer Untersuchung am Gehirn nicht mit dem Patienten verbunden sein darf.

Transformator, unbedingt kurzschlussfest

Rasiersteckdosen-Einheit

Schutzklasse 111: SE LV, PE LV

(~)

Trenntransformator

Transformator, nicht kurzschlussfest

Erklärung

@

-E:3-

c:::(p

Frankreich

'iU

HaushaltSpartransformator

Kurzzeichen

Brennstoffzellen

Fuel Cells

Brennstoffzelle Prinzip _

El ektrolyt Brenn-

stoff

verbrau~

/y/ /

--: t.r~:t~':;oder Luft

=:>

.,c:c:

.2

= = Anode

Katode

- L-l'-'-----'L.--Y-

Aufbau einer Brennstoffzelle

Wirkungswei se

Bemerkungen

Brennstoffzellen wa ndeln wasserstoffhallige Brennstoffe in elektrische Energie um. Eine Zelle besteht aus zwei El ektroden und dem Elektrolyten. Die Anode wird mit dem Brennstoff (z. B. Wasserstoff oder Erdgas) und die Katode mit dem Oxidationsmittel (z. B. Sauerstoff oder Luft) gespeist. Der Elektrolyt dient als Ionenleiter zwischen den Elektroden. Der Brennstoff wird an der Anode (Mi nuspol) oxidiert. Über den äußeren Strom kreis fließen die abgegebenen Elektronen zur Katode (pluspol). Hier wird das Oxidation smittel durch Elektronenaufn ahme reduziert.

Anders als bei einer Batterie oder einem Akkumula to r werden hier die Elektroden selbst nicht chem isch umgewandelt. Ein e ein ze lne Zelle li efert ein e Gleichspannu ng von 0,6 V bis 0,9 V. Durch die Reihenschaltung der einzelnen Zell en werden Spannungen bis 200 V erzeugt. Die Stromstärke ist von der Zeilenfläc he abhäng ig und ergibt je nach Zellentyp und Betriebsbedingungen 0,1 A/cm 2 bis 1 A/cm 2. Es können elektrische Wi rkung sg rade über 50% erreicht werden. Als Nebenprodukt entsteht Wärme wie bei einem Blockheizkraftwerk.

Brennstoffzellentypen Brennstoffzelle

Brenngase

Elektro lyt

AFC Kal il auge (Alka li ne Fue l Ce ll )

Leistung

Temperatur

Anwendungen

Wa sserstoff Sauerstoff (Luft)

50 °C bis 90 °C

etwa 10 kW

Raumfahrt, Fahrzeug e

MCFC (Malten Carbonate Fuel Cell)

Alkalicarbonatschmelzen

Wasserstoff M ethan Koh lega s Sauerstoff (Luft)

600 °C bis 700 °C

250 kW bi s 2 MW

Blockheizkraftwerke, Kleinkraftw erke

PAFC (Phospho ri c-Ac id Fuel Cell )

Ph osphorsä ure

Wasserstoff M ethan Sau erstoff (Luft)

160 °C bis 220 °C

50 kW bis 200 kW 50 kW bis 11 MW

Blockheizkraftwe rke, Kleinkraftwerke

PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell)

Po lym erm embran

Wasserstoff M ethano l M etha n Sauerstoff (Luft)

20 °C bis 120 °C

30 W bis 1 kW 20 kW bis 250 kW 20 kW bis 250 kW

Stromversorgung Fah rzeuge, Blockheizkraftwerk e

SOFC (Solid Oxid Fuel Cell)

keramischer Feste lektrolyt

Wasserstoff M et han Sauerstoff (Luft)

800 °C bis 1000 °C

1 kW bis 5 kW

Block heizkraftwerke, Kleinkraftwerke

5 kW bi s 100 kW

Brennstoffzellenkraftwerke Prin zip

Wirkungsweise

Bemerkungen

Brennstoffzellen-Kraftwerke werd en als Bl ockheizkraftwerke gebaut, dam it die En ergiea usnutzung bis 85% betragen kann. Die wese ntlichen Systemkomponenten ein es PAFC-Blockh eizkraftwerks mit Erdgas si nd : Reform er mit Konverter, Brennstoffzelle, Wärmetauscher un d Wechselrichter.

Im Reformer wird das gereinigte Erdgas mit überhitztem Wasserd ampf ve rmi scht und katalytisch zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid umgewa nd elt. Im Konverter reag iert das Kohlenmonoxid an ei nem Katalysator mit Wasserdam pf zu Wasserstoff und Kohlendioxid . Dieses Prozessgas wird der Brennstoffzelle kontinuierl ich zugeführt.

Brennstoffze ll en-Kraftwe rke stel len Strom und Wärme zu r Verfügu ng. Der Leistu ngsbereich reicht von 10 kW bis 1

70

Luft, Sauerstoff Wasserdt mPf

~ ~~~

Reformer

~

+

J.1 Brennstoff-

-5 E

~E

~r------, ~ ~

~ ~fcC~Se;'- ~

Gasauf- f--.:.--.>zelle bereitung ~L--r,.....-l

WärmeJr w~sserstoffzufuhr 11 reiches Gas

tt

V

Wärm e

Nutzwä rm e-

auskopplung

t

%

MW. Der elektrische Wi rkungsg rad beträgt ca. 40%, der thermische Wirkungsgrad ca. 45%, sodass die En ergie zu ca. 85% ausgenutzt wird .

I - - - t - - -l ! - - j

J ~ ~ 40 -~ ~] 30 I-- - t -0

ro

~~

SOFClMCFC + GUD

GUD·Kraftwark

SOFC/MCFC

50

20

I

--=-:-

-J-~mpikrafrPAFC

r _",_

G.smf'o~ I Ga':;es"'tu::.:rbecii"'o'--_-l 1

1

10 ~-~--~--~~-~~-~

10

100

1000

10'

Kraftwe rk sleistung

Systemkompo nenten eines PAFC-Brennstoffkraftwerks

worlf-

10 5 kW 106

~

Vergleich der erreichbaren Wirkungsgrade

SE

Schutzarten eleldrischer Betriebsmittel

Protection of Electrical Equipments, IP-Code

Alphanumerische Kennzeichnung zur Angabe der Schutzart Kennbuchstaben IP Erste Kennziffer

Schutz gegen Berühren und gegen Eindringen von Fremdkörpern und Wasser. IP (International Protection) = Internationale Schutzart Berührungsschutz (Personenschutz) Fremdkörperschutz (für Betriebsmitte l)

IPOX

Zweite Kennziffer

Kein Berührungsschutz Kein Fremdkörperschutz Handrückenschutz Schutz gegen Fremdkörper ", 0 50 mm Fingerschutz (Prüffinger, 0 12 mm, (= 80 mm) Schutz gegen Fremdkörper ", 0 12,5 mm Werkzeugschutz (Zugangssonde, 0 2,5 mm, ( = 100 mm ) Schutz gegen Fremdkörper ", 0 2,5 mm Drahtschutz (Zugangssonde, 0 1,0 mm) Schutz gegen Fremdkörper ", 0 1,0 mm Drahtschutz (wie IP 4X). staubgeschützt Drahtschutz (wie IP 4X). staubd icht

IP 1X IP 2X

IP3X

IP4X IP 5X IP 6X

Wasserschutz

IP XO IPX1

Kein Wasserschutz Schutz gegen senkrecht fallendes Tropfwasser Schutz gegen schrägfallendes Tropfwasser (15· gegen die Senkrechte) Schutz gegen Sprühwasser (bis 60· gegen die Senkrechte) Schutz gegen Spritzwasser Schutz gegen Strahlwasser Schutz gegen starkes Strahlwasser Schutz gegen zeitweiliges Untertauchen Schutz gegen dauerndes Untertauchen Schutz gegen Hochdruck-, Dampfstrahlreinigung

IP X2 IP X3 IP X4 IP X5 IP X6 IP X7 IP X8 IP X9K

Wird nur eine Kennziffer für den Schutzgrad gebraucht, so wird die andere durch ein X ersetzt. Dritte Stelle A B

e

SE

Zusätzlicher Berührungsschutz

Vierte Stelle

Handrückenschutz (Zugangssonde, 0 50 mm) Fingerschutz (Prüffinger, 0 12 mm, (= 80 mm) Werkzeugschutz (Zugangssonde, 0 2,5 mm; ( = 100 mm) Drahtschutz (Zugangssonde, 0 1,0 mm; ( = 100 mm)

D

Ergänzende Buchstaben

H

Hochspannungs-Betriebsmittel

M

Geprüft, wenn bewegliche Teile in Betrieb sind.

S

Geprüft, wenn beweg liche Teile im Stillstand sind .

W

Geprüft bei festgelegten Wetterbedingungen.

Die dritte und vierte Stelle sind faku ltativ (freigestellt).

Sinnbilder zur Angabe der Schutzart Si nnbild

I Tropfwassergeschützt

Beispiel : IP

X1

W & &&

11 11 .. . kPa

~

Regen- Spritzwasser- Strahlwasser- Wasser- Druckwasser- Staubdicht dicht geschützt geschützt geschützt geschützt X3

X5

X4

X7

X8

5X

• Staubdicht 6X

Wassereinwirkung beim Wasserschutz

l/i; ~ ~ ~ m

Bild

1~

Art

Tropfwasser, senkrecht

Tropfwasser, schräg

Sprühwasser

Strahlwasser, aus allen Richtungen

Überfluten

X1

X2

X3

X5

X6

Beispiel : IP

~ 1,2 kV. X2·Kondensato ren haben eine Spitzenspannungsbe lastung s 1,2 kV.

V-Kondensatoren sind zwisc hen Netzleite r und Geh äuse geschaltet und überbrü cken die Betri ebsiso lierung en. Kapazität zwisch en 2,5 nF und 35 nF je nach Schutzmaßnahme und Schutzklasse. Isolierspannung U = 250 V. Erhöhte elektri sche und mechanische Sicherheit. Anordnung an der Quelle und/oder an de r Senke. Im einfa chste n Fall werden Induktivitäten, z. B. Ferritperlen, in den Stromweg oder Kapazitäten (Kondensatoren) parallel zu Quelle oder Senke geschaltet. Bei höheren Anforderung en müssen auch die Störspan· nungen zur Erd e erfasst und überbrückt we rd en. HF-Drosseln dienen zur Entkopplung von Signal kreisen und Steuerkreisen. Induktivität: 0,1 >JH bis 4,7 mH

Sperrung von Hochfrequenz (f> 30 MHz). Entkopplung von Rundfunkgeräten und Fernse hg eräte n. Induktivität: 5 >JH bis 1,2 mH

Bedämpfung von Funkstörspannungen auf dem Schutzleiter. Die Wicklung mu ss den gleichen Quersc hnitt wie der Schutzleiter haben . Indukti vität: 1,2 mH bis 1,6 mH

Entstörung eines Universalmotors

Funkenlöschung

rn ~ +"j Rl

Rl

[l I

Für den Betrieb mit AC und DC und für induktivitätsarme Belastung .

VDR parallel zur Spule, wen n die Spannung an ihr < 100 V. Für DC und AC .

Rl

~

U

b

I

i

I

I Q1

J

Anforderungen an die Freilaufdiode R2: Hohe Sperrspannung, kurze Schaltzeit, hohe Stromstoßbelastbarkeit. Nur für DC.

• :ffi1"r:l r:r r:Iil {:I i1TiIllJ • l'-l~' Bauelement

Scha ltung, Ansicht

. .. . .

~ ~~'io,/iTIi • • w. . •

· 111 L'I

Kenn lini e

Bemerkungen

Bauelemente gegen Schaltüberspannungen RC·Element z.B. an Relaisspu le

Freilauf· diode z. B. an DC· Schützspu le

BüD (Durchbruchdiode)

:Cf; :~

]] ~

J. h1k 0 1

3

lQ3 0 1

Die beim Scha lten entste· hende Überspannung lädt den Kondensator auf, der sich über R und die Spule entlädt. RC· Element oft er· setzt durch Varistor. Anwen · dung insbeso ndere be i AC.

Jtr 3W A

01

1_ / /

1-

160 1

l-

3

Die be im Scha lten von In· duktivitäten, z.B. Schütz· spu len, entstehende Span· nung bewirkt ein We iterfli e· ßen des Stromes bis zum Abk li ngen. Anwendung nur Ibei DC.

Die BüD ist ein Thyristor ohne Gate .

t~

Typ BüD BüD BüD BüD

UF -

04 10 25 42

Uso in V 400 1000 2500 4200

Ia in

~A

1 1 80 80

IF in A 0,3 0,3 0,3 0,3

Bauelemente gegen Schaltüberspannungen und Netzüberspannungen Suppresso rdiode Silici umÜberspannungsableiter

~

~

~R gepolt

-ELJungepolt Varistor, VDR

t

fR

!7

Die Suppressord iode (lat. suppressor = Unterdrücker) verhä lt sich wie eine Z-Diode, kann aber m it einem höheren Strom be lastet werden (je nach Typ bis 100 Al.

;J UR-

1 gepolt

2 ungepolt

siehe Seite " Halb)eiterwiderstände "

Die ungepolte Suppressordiode besteht im Prinzip aus zwei gegene inander gescha lteten gepo lten Suppresso rdioden. Ansprechspannungen 300 V bis 3 kV. Der Silicium- Uberspannungsbegrenzer hat einen PNP·Aufbau.

Varistoren sind robust, werden aber nicht so schnel l leitend wie Gasab leiter, BüD oder Suppressordioden .

Bauelemente gegen Netzüberspannungen Gasableiter

--E]J)Gleitableiter

~

@

tz -

Aufbau ähnlich w ie beim Gasab leiter, jedoch fester Isol ierstoff zwischen den Elektroden . Dadurch rotiert der Lichtbogen des Folgestroms, sodass Selbstlöschung eintritt. Ansprechspan nung bei 2 kV.

J,I~

),t=

BüD von Break-üver-Diode = Durchbruchd iode Stromstärke Blockierstrom (Strom in Vorwärtsrichtung ohne Zündung) IF Vorwärtsstrom Rückwärtsstrom IR Zündimpu lsdauer tz

I, i Ia

@

tz -

Zwei Plattenelektroden sind in einem mit Ede lgas gefü llten Keram ikrohr oder Glasrohr. Bei genügend hoher Spannung er· folgt Zündung . Ansprechspannung von 70 V bis einige hun· dert V. Meist Se lbstlöschung.

U, u Uso UF UR Us Uz

Spannung Kippspannung (Spannung, bei der die Bü D leitend wird) Vorwärtsspannung Rückwärtsspannung Scha lterspannung Zü ndspannung

SE

Innerer Blitzschutz Internal Lightning Protection Schutzart

Schaltung

Netz-Überspan nungsschutz

Ergänzung , Daten Der dreipolige oder vierpo li ge Ab leite r enthält Gleitableiter und Zinkoxid-Varistoren sowie ei ne Überwachungs-Tren nvo rri chtu ng. Er wird in der Nähe der Haupterdungsschiene in sta ll iert. Bei Ferneinschlägen arbe iten die Varistoren, bei direktem Einschlag zusätzlich die Gleitableiter. Bei Beschäd igung t rennt die Trennvorric htung die Varistoren ab und öffnet zu r Signa lgabe ein en Öffner. Schutzpegel : 2 kV, Ansprechze it 25 ns Bemessungsspannung : 280 V 50 Hz Prüfstram : 100 kA

z

Steckbare Schutzka skade

-(

SE

Typen vo n Überspannu ng sabieitern SPD (Surge Protective Device)

SPDTyp

In stallatio nsort, Anschluss beim TN -Syste m

Ab leite rbemessungsspannung

vor dem Zähler, zwische n L, N und PE bzw. PEN

beim TN -System und TI-System

Uc = 1,1· Uo

2

in den Unterverteilungen, w ie bei Anforderungsklasse B

beim IT-System

Uc = 1,1· U

3

in den Steckdosen oder vor de n Geräten, zwischen L und N, zwische n N und PE.

1,2,3

L1

Bauelemente: Gasableiter, Varistoren, Suppressordioden, Induktivitäten. Module: Adapter mit Schutzleiterfuß und eigentliches, steckbares Modul. Erdung über die Tragsch iene des Basiselements. Je nach Anf orderung sind die steckbaren Teile verschi eden . Sie können auc h wen iger Bauelemente entha lten. Bemessungsspannungen: 5V,12V,24V ... 220V DC Spannungsbegrenzung: etwa 1,8 Uc Auch in Form von Leiterp latten mit bis 8 Kanälen.

zusätzlich ist auch A nsch luss zwischen den aktiven Leitern zulässig.

Uc Ableite rbemessu ngsspannung U Bemessungsspannung zwischen den Leitern L 1, L2, L3. Uo Bemessungsspann un g zwischen L und PE

Hausanschlusskasten ; -' ;

im Vertei ler

Wh

L2

im Endstromkreis

L3

i 't

..L I Typ

I 2

-+---+----+---'

Typ 3 oder Typ 2

Überspannungs-Schutzeinrichtungen der Typen 1,2,3 bei TN-Systemen (vgl. VDE 0100-534) Ve rwendete Schaltze ichen (meist nicht ge normt) : I

I

Ab leiter, all geme in Gasableiter, Gleitableiter In Ansch luss des Netzes

----"'----

ÜberwachungsFun kenstrecke Suppressordiode, ungepolt Trennvorrichtung Out Anschluss des zu schützenden An lagentei ls

Varistor

Äußerer Blitzschutz 1 External Lightning Protection 1

vgl. EN 62 305-1 bis EN 62 305-4 (VDE 0185-305)

Prinzip äußerer Blitzschutz Fangeinrichtung

Trennstelle

Able itungen

~ -. , (

"'' '. . Erdungsanlage \ " ---_--M -' ---' -- - - - - - __ _ _ _ _ _

HES Haupt erdungs -

schiene

Plan einer Blitzschutzanlage 14 m

16 m

E

SE

'-=='f'='/'-----!FX>-J- ___________ ) l'- _ _ _Dachrinne Schnee fa ng "". _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ~/ Erder mindes t ens Ku rzze ichen

Bede utun g Gebä ud eumri sse und Dac hh ö hen Za hl im Dreieck g ibt Fi rs tode r Tra ufe nh öhe in m an

Kurzze ichen

~ 1.5 nichtmetallisch metallisch Ziffern = Höhe in m

0 3

0

4

G

aunen

0

A Abfluss H Heizung

innen

X

>(

Innen: Fang leit un ge n und Ab leitun ge n, unter Putz

waagrecht senkrecht

Ro hr, M ast. A nten ne Trennste lle Dac hständer

W

==== ====

Bedeutun g

Fangstange, Fangs pitze

nichtmetallisch metallisch Ziffern = Höhe in m

-$ 2,5

. 1 m hef verlegen

Fang leitu nge n und Ab leit unge n, auße n

waagrecht senkrecht

---Kam in , Rauchfa ng

I

0

Ro hrl eit un gen und Rinn en aus M eta ll

A nsc hlü sse an Ro hre, Rinn en und Bl ec he Hori zo ntalerd er, Erd un gs leiter

Gas W Wasser

Zähl er, z. B. Wasse rzä hl er

Ve rt ikalerde r

Äußerer Blitzschutz 2 External Lightning Protection 2 Anordnung der Fangeinricht ungen und Schutzbereiche

vgl. VDE 0185-305-1 bis 4

Schutzwinkelverfahren

\ // ..v...,

........

/~- --~\ ~ \

'-----_/

I I

- - - - - - - - - - .......

/

/

,\

"-

/

I I I I I

/

\ \

I I I I I

,

"-'-

Durch eine Fangstange geschützes Vo lumen

Durch eine Fangleitung geschütztes Volumen

\ I

/

-----------

/'

/

I

/

Durch eine maschenförmige Fangeinrichtung geschützes Volumen

Blitzkugelverfahren

Maschenverfahren

- - Fangeinri[htung

Maschen'w'eite x 10 m

10 m

SE

Fange inricht unge n mü sse n an all en Pu nkt en ange bracht we rd en, di e vo n der Blitzk uge l berührt werden. Der Radiu s der Blitzk uge l entspri cht der gewä hlten Sc hutzkla sse .

S[h utzra um

Zuordnung zu den Schutzklassen Schutzkl asse

BIitzku gelve rfah ren Rad ius der Blitzku ge l in m

Maschenve rfahren M asc henwe ite in m

Schutzwinkelve rfahren Schutzwinkel a

I 11 111 IV

20 30 45 60

5x5 10 x 10 15 x 15 20 x 20

siehe Schutzwin ke ld iag ramm

80 70 60

t

50 40

~ ~ t-... '\."' ~r-...

"""- I'---. r---....--- r-. r--......

""

30

20 10

o o

a Sc hutzwin ke l

10

.........

20

,

............ 11

30 hlm _

Schutzwin keldiagra mm

-I---

r- III -.!::.

40

50

60

h ist die Hö he de r Fangei nri chtu ng über de m zu schütze nde n Bereich. Schutzklasse I bis IV erg ibt sich aus de r W irksa m ke it E ein es Blitzsc hutzsystems (s iehe ENV 61024- 1: A nh ang F)

Fangeinrichtungen und Ableitungen

vgl. VDE 0185-305-1 bis 4

Lightning Arrester Systems Mindestmaße Bauteile

Werkstoff

Flachleiter

Rundl eiter

festgelegt in

Durchmesser Querschnitt mm mm 2 Stahl ve rzinkt' Fangleitungen und Fangspitzen nichtrostender bis 0,5 m Höhe Stahl z Kupfer

DIN 48801

DIN 48801

Kupferse il

Fangleitu ngen zum f reien Überspannen von zu schützenden Anlagen

Fangstangen

Ableitungen und oberirdische Verbindungsleitungen

2,5

50

3,5

105

8

50

20

2,5

50

19 x 1,8

50 Kupfer 20

4

80

10

78

19 x 1,8

50

Kupfer se il

DIN 48201 Tei l 1

7 x 2,5

35

Alum inium se il

DIN 4820 1 Tei lS

7 x 2,5

35

Alu-Stahl -Se il

DIN 48204

9,6

50/8

Aldrey-Sei l

DIN 48201 Tei l 6

7 x 2,5

35

16,

20 3

nichtrostende r Stahl z

16,20 3

Kupfer

16, 20 3

SE

8, 103 , 16'

50,78,2 00

20 30

2,5 3, 5

50 105

10,123 , 16'

78, 113, 200

30 30

3,5 3 4'

105 120

8

50

20

2,5

50

19 x 1,8

501Kupfer)

10

78

20

4

80

50/50

5

nichtroste nd er Stahl z

50/50

4

Kupfer

50/50

4

Stahl verzinkt'

DIN 48801

nichtrosten der Sta hl z

A lumi nium

1 2 3 4 5

20 30

DIN 48801

DIN 48801

Kupferse il

Winkel rahm en für Schornsteine

50 78

DIN 48201 Teil 3

Kupfer

Ableitungen, ober- und unterirdische Verbindungsleitunge n

Querschnitt mm z

8

Stahl sei l, ve rzi nkt

DIN 48802

Dicke mm

10

Aluminium

Stahl verzinkt'

Breite mm

DIN 48801

Stahl mit Kun ststoffmantel 5

8 lStahl)

Kabel Nyy5

VDE 0271

16

Kabel NAyy5

VDE 0271

25

Stahl verzi nkt '

DIN 48814

nur Feuerverzinkun g : Zinküberzug; Sc hichtdicke : Mittelwert 70 Werkstoffnummer z. B. 1.4001 oder 1.4301 bei freiste henden Schorn steinen im Rauchgasbereich nicht bei freistehenden Schornsteinen

~m,

Einzelwert 55

~m

Qualität der Stromversorgung Quality of Power Supply Qualitätsgröße

Schäd liche Einwirkung, Erkl ärun g

Fo lge n für die Stromversorgung

Maßnahmen gegen schädl iche Einwirkung und zur Verbesserung

feh lende Ko nstanz de r Spannung U

Starke, ru cka rtige Belastung oder ungeregeltes Zuschalten g roße r Leistung , z. B. durch

• Flicker (Licht flackert) ,

Beim Strom bezieher:

• Dips (ku rze r Ausfa ll der Spannung),

• Sa nftan lauf durch elektro ni sche An lasse r,

• Einschalten großer induktiver Lasten,

• Drehza hl von Asynchronmoto ren schwankt bis zum Ausfa ll der Motoren,

• Zuschalten großer Generatoren

• Date n ge hen ve rl oren.

fehlende Konstanz der Freq uenz f

• Zuschalten oder Abschalten von Netztei len ,

• Drehzahl von Synchronmotoren schwankt bis zu m Außer-Tritt-Fall en,

NetzBlindleistung

Alle induktiven Lasten , z. B.

• größe re Ströme,

• Asynchronmotoren,

• g röße re Verlu stleistung,

• Drosse lspu len .

• stärke re Erwärmung der Transformatoren.

• Zuscha lten ode r Abscha lte n von Kraftwerken, z. B. wege n Ausfall von Leistung von PV-An lagen.

• Streufeldtransformatoren. Leistu ngsfakto r l

I l =P / S

I

Ph ase nverschiebung 7

0,7

0,9

2

I 0,7

0,9

I 0,7

2

3

s 14

> 14

s 21 I > 21

0,9

0,7

0,9

I 0,7

Wärmebedarfsbestimmung für Einfamilienhäuser und Zweifamilienhäuser Calculation of the Heat Demand of Detached and Semi-detached Houses Heizenergie und Berechnungsfaktoren Berechnungsfaktoren Heizsystem Einzelspeicher Fußbodenspeicherheizung Zentralspeicher mit Niedertemperatur - Radiatoren Zentra lspeicher mit Niedertemperatur - Fußbodenheizung Zentralspeicher m it Hochtemperatur - Radiatoren Ölkessel (Niedertemperatur 60 Oe) Wärmepumpe monova lent (nur Wärmepumpenheizung), Wärmequelle Luft Wärmepumpe monova lent (nur Wärmepumpenheizung). Wärmequelle Wasser Wärmepumpe monovalent (nur Wärmepumpenheizung), Wärmequelle Erdreich Wärmepumpe bivalent - alternativ (Wärmepumpenheizung mit Luft oder ein anderes Heizsystem) Wärmepumpe bivalent - parallel (Wärmepumpenheizung mit Luft und ein anderes Heizsystem)

Faktor H

Faktor Hp

Faktor Kpu

14 18 20 19 21 23 9 7 8

2,1 2,2

-

-

-

1.7

-

-

-

-

-

0,4 0,3 0,3

6,5

-

0,25

8

-

0,35

Baugütekoeffizient, Freigabefaktor, Zusatzenergiefaktor Baugütekoeffizienten

Baugütekoeffizient G Baugütekoeffizient Gp Freigabedauer in kWh/m 2 in W/m 2

Baugüte Sehr gut

6 7,5 9 12 15

Gut Mittel Mäßig Schlecht

Zusa!zenergiefaktor für 01 bei Bivalenz

Freigabefaktoren

60 75 90 120 150

8 8 8 5

NT NT + 2 HT NT + 8 HT NT

Faktor T

Art

Faktor Z

1 0,85 0,55 1,8

alternativ

0,9 0,4

parallel

SE

Beispiel : Es sind die Gesamtheizenergie sowie die Gesamtansch lussleistung für ein kleines Wohnhaus mit Flachdach zu erm itteln.

Heizenerg ie

Das Haus hat eine mittlere Baugüte mit G = 9 (Gp = 90). Heizsystem

I

beheizte Fläche Schlafzimmer Wohnzimmer Bad Küche Flur Gesamt

16,5 20 5 14 8 63,5

m2 m2 m2 m2 m2 m2

W",G · A · H

a) Elektroeinze lspeicher H = 141Hp = 2,1) Freigabedauer 8 NT + 2 HT

Ölverbrauch

b) Wärmepumpe monova lent / Luft H = 9, Kpu = 0,4

I

Lösung:

m ö = G·Z · A

Anschlussleistungen

Gesamtanschl ussleistung: Psp Pp

~ ~

Hp . T· Gp . A = 2,1 . 0,85 . 90 . 63,5 = 10201 W Gp . Kpu . A = 90 . 0,4 . 63,5 = 2286 W

I

Gesamtheizenergie: zu a)

W

zu b)

w ~ G . A . H = 9 . 63,5 . 9 = 5143,5 kWh

~

G· A . H = 9 . 63,5 . 14 = 8001 kWh

beheizte Fläche in m 2 Ba ugütekoeffizient für Heizenergie in kWh / m 2 Gp Ba ugütekoeffizient für Anschlussleistung in W / m 2

A

G

Heizsystemfaktor Hp Heizsystemfaktor für Elektrospeicherheizung

H

Kpu Wärmepumpenfaktor NT Niedertarifzeit in Stunden HT Hochtarifzeit in Stunden mö Ölverbrauch bei zusätzlicher Bivalenz durch Ölheizung in Liter

T

Freigabefaktor

I W

Pp'" Gp ' Kpu . A

Psp '" Hp . T · Gp . A

Heizenergie in kWh

Pp Wärmepumpen-Anschlussleistung in W

Psp Speicherheizungsansch lussleistung in W

Z

Zusatzenerg iefaktor

J J J J

Raumheizung Building Heating Raumheizung mit Elektro-Speicherheizgeräten Ansicht, Di ag ramm

Bemerkungen, Daten

~ :ä ~

/

// //

M aximale

0 0

:B

0

:ö

9_

0

0

3-

"/

Erklärung Speichermedium Feststoff (z. B. Magnesit-Stei ne) Speichermasse zur Energ iespeicherung für einen Raum (oder Raumteil) in einem Gerät konzentriert Sicherheits- und Rege leinrichtungen an jedem Gerät Temperaturregelung raumweise mit Raumtemperaturreglern Anpassung des Speichervolumens und der Anschlussleistung an jede Ladedauer W itterungs- und restwärmeabhängige Aufladesteuerung

~

Anschlussleistung bei eh Bemessu ngs-

0

'"

:ö

8ufladung

0

3,0

kW 2,0

4,0 5,0 lJ5

0

2-

I-

1-

r-

540 bis 650 770 bi s 960 9 10 bis 1100

0

'100 bis 1250 1100 bis 1340

Maße der Standardspeicher

// // / r---~iii~il--T~~~~====;zz2~~1 ~ ~ !l

Maxi male

Anschlussleistung bei 8h

Bemessungseufladung kW 1.2

oe

oe

oe

~ ~ 3,0 3,6

630 bis 91 5

ren ,

830 bis 1030

• ungesteuert durch Strahlung und Konvektion Zahlen 1 bis 14 in den Bildern sind unten erklärt.

1030 bis 1160 1230 bis 1350 1470 bis 1570

SE

oe

Speicherkerntemperatur bis etwa 600 Gehäuseoberflächentemperatur zwi(Abdeckp latte) und schen max. 65 max. 90 (Vorderwand) Ausblastemperatur max. 140 (10 cm vor dem Gitter) Wärmeabgabe des Gerätes: • gesteuert durch eingebaute Ventilato-

Maße der Flachspeicher Einscha ltung mit Beginn der Freig abedauer. Ausschaltung stufenweise, in Abhän gigkeit vo n der Restwärme in den Speiche rhei zge räten und von der Witterung.

Aufgeladen wird vorwiegend nachts zur so genannten Schwachlastzeit.

Damit durch eine Häufung gleichzeitiger Geräteaufladungen in verschiedenen An lagen das Netz nicht überlastet wi rd , sind die VNB bestrebt, die Last möglichst Wird überhaupt kein Zeitverhalten der gleichmäßig über die Nachtstunden zu verteilen . Steuerung benötigt, kann ein speziell es Aufladesteuergerät eingesetzt werden . Einschaltung stufenweise, in Abhän gigkeit von der Restwärme in den Speicherheizgeräten und von der Witterung .

Ein ige VNB unterbrechen mit Hilfe der Rundsteueranlage für ein oder zwei Stunden die Aufladung . So werden Belastungssp itzen vermieden, und es beAusschaltung mit dem Ende der Frei- ste ht die Möglichkeit, mehr Speicherheiza nlagen zuzula sse n. Die Ladezeit gabedauer. wird "stückchenweise", also intermittierend freigegeben.

Heizwerte üblicher Brennstoffe (zum Verg leich: Elektrische Energi e 3,6 MJ/kWh) Feste Stoffe Holz Braunkohle Brau nkohlebriketts Steinkohle 1 2 3 6 7

Hei zwert in MJ/kg 18,4 bis 7,5 bis 19,7 bis 27,0 bis

18,9 23, 5 23,5 33,5

Speichersteine Heize lemente Wärmedäm mung Automatische Luftmischkla ppe Luftansaug- und Luftaustrittsgitter

Flüssigkeiten Benzin Benzol Dieselkraftstoff Heizö l, schwer 8 9 13 14

Heizwert in MJ/kg 41,0 40,0 42,3 40,2

bis bis bis bis

Lüfter Stahlblechg ehäuse Luftkanal Zusatzheizung

44,0 40,8 43,1 41,5

Gase

Heizwert in MJ/m 3

Ethin (Acetylen) Butan Propan Stadtgas

57 123,8 93,6 ~ 16,75

VNB Vertei lungsnetzbetreiber Heizwert in MJ/m 3 bei 0 und 1013 hPa

oe

Verd eut lich un g

Allgemeine Begriffe

Es gelten die sonstige n Begriffe von VDE 0100, in sbeso ndere VD E 0100-200.

Direktheizung

Heizeinric htung , d ie elektri sch Wä rm e erzeugt und diese mit nur kleiner Verzögerung an den Raum abg ibt.

Fu ßbodenSpeicherheizung

Heizung erzeugt m it begrenzter Aufladedauer elektri sch Wärme und gibt diese mit Verzögerung über die Oberfläche des Fuß bodens an den Raum ab. Direktheizung im Fußboden, der außerdem ein e Fu ßbode n-Speicherheizung enthält.

Heizleitung

Flächenheizelement

Isol ierte Leitung mit od er ohne Schirme bzw. Metallmantel, bei welcher der Leiter aus einer Metalllegierung von kleine r Leitfähigkeit besteht, z. B. aus Chromstah l. Heize leme nt aus elektrisch isolierten flächenförmigen Wide rstandsfo lien oder aus isolierendem Grundmaterial, in dem Heizleiter li egen.

Ka ltl eitung (Anschlu ssleitung)

Iso lierte Leitung mit g roßer Leitfäh igkeit, z. B. Kupfer, zum Ansch lu ss der Heize inh eit an die elekt ri sc he Anlage.

Heizei nheit

Mäanderförmige (Mäande r = ku rviger Flu ss im vorderen Orient) Heiz leitung oder das Fl ächenheizelement mit fest verbu nde n Kaltlei t ungen .

Selbsttätig Temperatur begrenzende Heizleitung

Heizleitu ng, die wegen ihres Materials, z. B. kaltleitender Halbleiter, keine höhere Temperatur als 70 °C erreicht und o hn e Ka ltleitung direkt mit der elektrischen Anlage verbunden w ird .

Schutz gegen elektri schen Schlag

Es gelten die anwendbaren Maßna hm en von VDE 0100, nicht aber Schutz du rch Hindernisse oder Abstand, durch nicht leitende Umgebu ng und durch erdfre ien örtlichen Schutzpotenzialau leich .

Feh lerschutz durch Abschaltung

Erforde rt Betriebsmitte l der Schutzklasse I, hier also Heizelemente mit meta lli sc her Umhüllung oder mit Abdeckung durch metallisc hes Gitter mit Ma schenweite < 12,5 mm über Ibei Fußboden heizung) bzw. unter (bei Deckenheizung) dem Heizelement. RCD mit Bemessungsd iffe renzstrom mit IoN 30 mA ist für den Heizstromkre is einzubauen.

einadrig zum Ansch lu ss an zwe i Stellen

~

~

\ II

HeizleiterJitze

Mantel + Iso lation

zweiadrig zum Ans chluss an einer Stelle

II

F?

verbunden

;'N;-""'-------'

Cu verz innt

Teflon

Heizleiterlitze

Heizleitungen tür Flächenheizung

MetallmantelHeizleitung

PE

+- __

L """

, /

sogenan ~te Kaltleitung

Heizleitung

z. B. Quetschv erb indung

~

I

Bestandteile einer Heizeinheit 1,4 m

SE Gitternetz 12.5 mm

als Körper bei Flächenheizungen

Heize inheiten isoliert. ohne Gitter

Zusätzlicher Schutz durch ReD

S

Schutzklasse 11

Schutzklasse 11 erfo rdert isol ierte Heizleitung und RCD mit I".NS 30 mA.

Schutztrennung

Zulässig, wenn tür jeden Heizstromkreis an gewendet. A n jeden Tren nansformato r darf nur ein Heizstromkreis angesc hlossen werden.

Vermeidung von Überhitzung

Erri chtung nach Herstelle rangaben oder Einbau eines Temperaturscha lters. Unterhalb von auf dem Fußboden aufliegenden Möbeln. z. B. Schränken, so ll keine Fußbodenheizung eingebaut we rd en.

L

~ N

t

Schutz gegen Überhitzung durch Temperaturschalter

0

Klimatisierung Air Conditioning Behaglichkeit Bereiche

t

100

S-

I un behag lich feucht r-.L I I

%

80

1\~ '"~och" ""'behagl\'\iC= ~

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2

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40

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20

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~

0 12

I I I I I un behaglich trocken I I 16

20

·e

24

28

Rau m luftte m pe rat ur DA ------.....

Erklärung

Daten

Einf lüsse, vo n denen das Woh lbefind en abh ängt: • Art de r Tätigkeit ein er Person (kö rperl iche Arbe it, Sc hrei btisc harbeit ),

Die Behag li chke itske nnza hl B dient zu r Besc hreib ung de r Behaglich ke it: B ,, 1 viel zu wa rm , B ,, 2 zu w arm ,

• Luft-Temperatur,

B ,, 3

behag lich wa rm ,

• Tem peratur der Raumfläc hen (Wände, Bode n, Decke),

B ,, 4

behag lich,

B ,, 5

behag lich, kü hl ,

• re lative Feucht igkeit der Luft, Luftström un g, z. B. Luftzug,

B > 6 zu kü hl. Die Behag li chkeitske nnzah l w ird besti m mt anh and de r Raumlufttem peratur, Wa ndtem pe ratur, dem Wasse rda mpf-Partialdruck und der Luftg eschw indig ke it.

• Io nen-Konze nt ration im Ra um des luftelektrisches Feldes de r Erde.

Behaglichkeit im Raum

Bestandteile einer Klimaanlage Gerät (Beispiele)

Prinzip

I Befeuchten I I Heizen I SE

I

I

Kühlen

I Entfe uchten

I Luftbefeuchter I

)

I I

)

)

L:.--t

Heizu ng

Raumklimagerät

I I

Verdunster, Zerstä uber Nachtspe icherge rät mo bil es Ko m paktge rät

Raumkli magerät Lüftungsgerät

I I

Rein igen Austau sche n

I I

I I

)

)

Lüftu ngsgerät Lü ftung sgerät

I I

Einze lgerät w innu ng

mi t Wä rmerückge-

Raum

Temperatur-

Fühler

Füh ler

'i'

'i'

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3

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107 108 109 110

6B 6C 6D 6E

k I m n

111 112 113 114

6F 70 71 72

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P q r

115 116 117 118

73 74 75 76

s t u v

119 120 121 122

77 78 79 7A

w x Y z

66 67 68 69

b c d e f g h i

123 124 125 126

78 7C 7D 7E

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106

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127

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214 215 216 217

D6 D7 D8 D9

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235 236 237 238

E8 EC

Ei i i i

218 219 220 221

DA DB DC DD

222 223 224 225

DE DF EO El

226 227 228 229

E2 E3 E4 E5

230 231 232 233 234

E6 E7 E8 E9 EA

{

I

-

+

Er ."",,umgen im Unicode

IK

128 129 130 131

80 81 82 83

132 133 134 135

84 85 86 87

136 137 138 139

88 89 8A 88

140 141 142 143 144 145 146 147 148 149

8C 8D 8E 8F 90 91 92 93 94 95

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2 3 7 10 12

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150 151 152 153

96 97 98 99

154 155 156 157

9A 98 9C 9D

158 159 160 161 162 163 164 165

9E 9F AO Al A2 A3 A4 A5

166 167 168 169

A6 A7 A8 A9

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239 240 241 242

EF FO Fl F2

243 244 245 246

F3 F4 F5 F6

247 248 249 250 251 252 253 254 255

F7 F8 F9 FA F8 FC FD FE FF

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d ii

6 6 Ö Ö

ö Il! LI U Ü

ü

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P

Y

"

'''' Bedeutun g

Start of Text = Textanfang End of Text = Textende eng!. 8ell = Klingel Line Feed = Zeilenvorschub Form Feed = Formularvorschub

19 13 17

CR DCl

26 27

SUB ESC

Carriage Return = Wagenrücklauf Device Contral = Gerätesteuerzeichen (weitere 18, 19,20 = DC2, DC3, DC4) Substitution = Zeichen ersetzen Escape = Umscha ltung (Taste)

Der Unicode als 16-Bit-Code wurd e als internati onaler Standard definiert, um di e Zeichen aller europäischen Sprachen sow ie insbesondere die Zeichen im A rabi schen, Chinesischen, Japanisc hen oder Koreanischen abzubilden. In den ersten 128 Pl ätzen ist der ASCII-Code (Am eri can Standard Code fo r Inform ation Interchange) unterg ebracht. Von den möglichen 65536 Zeichen des Unicode sind derzeit etw a 40000 Zeich en verg eben. Die ersten 32 Zeichen sind meist Steuerzei chen, die anderen Zeichen sin d auch Bestandtei l des ANS I-Codes (American Nati onal Standards Institut).

r.lmTll"!l.L

Scha ltzeichen

Benennun g de r Verkn üpfung

Schaltfun ktion (S prec hweise)

Kon taktscha ltu ng

~

NICHT (Negati on)

~

UND (Ko njun ktio n)

~

ODER (Ad jun ktio n, Di sjun kti on)

~

NAND

~

NOR

~

Exk lu siv-ODE R A ntiva lenz, Exklusiv-OR , XOR

U

Exklusiv-NOR , Äq uiva lenz, XNOR

~

~

Inhibitio n (Sperrelem ent )

~~

~

Im plikation, Subjunkti o n

U •

m: n:

-

""t:'"

ä

X= ä ode r x= --, a (a ni cht) nicht ge norm t: X= al oder x= la

x

~

x

0 1

1 0

--------.:. .

0 0 1 1

0 1 0 1

0 0 0 1

----czy

x=a v b (a oder b)

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

0 0 1 1

0 1 0 1

1 1 1 0

iJV7J

0 0 1 1

0 1 0 1

1 0 0 0

(8 A b)

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 0

x = (a A b) v (8 A b) = a - b (a Do ppe lpfeil b)

0 0 1 1

0 1 0 1

1 0 0 1

X=8 A b

0 0 1 1

0 1 0 1

0 0 1 0

x=8 v b=a - b (a Pfeil b)

0 0 1 1

0 1 0 1

1 0 1 1

a

ä

(m aus n)El eme nt

a

x=a A b (a un d b)

b

a

- x=av b = a;::[)

~ b

ä

=a7:b (a na nd b) X=8 A b=

x

----r---r-

=a v b (a no r b)

~~x

x = (a A b) v =a + b (a xo r b)

a

b

ä

b

x

~ ~--bjif -

x

We rtetabe lle b

b

[

Z.6·0 a

Z. B. bei 2 aus 3: x=(aA bA c)v(aA bA c) v

(8 A b

A c)

2 aus 3

x= 1, nur wen n an m vo n nE ingä nge n Wert 1 anliegt (m

-e

'"

"-

DE Datenelektrode

TFT-LCO-Zelle

IK

TFT: Bildschirmgrößen: 15" , 17", 21 ", 22" Bil dpunktezahlen (Tripel) 15" , : 1 024 x 768 17" ,21 " : 1 280 x l 024 Blickwinkel horizontal: ± 60° bis ± 70° Blickwin ke l von unten : 60° Blickwi nkel von oben: 20° Leistungsaufnahme: 40W bis 60W POP: Bildschirmg rößen: 42", 50", 61", 150" Bil dsch irmformat: 16 : 9 Bildpun ktezah len bei 42": 853 x 480 50",61": 1 365 x 768 Blickwinke l: 160· Leuchtdichte: 650 cd/ m 2 bis 1200 cd/m 2 Leistungsaufnahme: 200 W bis etwa 320 W.

CRT (von Cathode Ray Tube = Katodenstrahlröhre). Die Innenseite der mit Bildschirmvorderseite ist Leuchtschichten verse hen, die Bil dpunkte (Pixe l) für die Farben Rot, Blau und Grün erzeugen. Die Leuchtpunkte werden durch in Katoden erzeugte Elektronenstrahlen zum Leuchten gebracht. Ein Strahlablenkungssystem steuert den zei lenweisen, schnellen Aufbau des Bil des. Flimmerfreih eit ab Horizo ntalfrequenzen vo n 70 kH z.

Bildschirmgrößen : 15", 17", 21 ", angegeben wird die Länge der Diagonale. Bildpunktezah len bei 15": 1024 x 768 17" : 1280 x l 024 21 " : 2048 x l 536 Horizontalfrequenzen: 30 kHz bis 125 kHz Bildwiederholfrequenzen: 50 Hz bis 160 Hz. CTR-Mon itoren benötigen zum Betrieb Hochspannung bis 25 kV, die im Gerät erzeugt w id .

OLP (von Digital Light Processing = Digitale Lichtbearbeitung) verwenden Spiegel-Arrays DMD (Digital Mirror Device), mit z. B. 480000 Mikrospiegeln . Jeder Spiegel kann so gekippt werden, dass er den Lichtstrahl auf die Bildwand reflektiert. Zwischen Lampe und DMD befindet sich ein drehbares Rad , mit den Farbfiltern für Rot, Blau und Grün . Transportable Geräte verwenden dieses Verfahren. Beim Drei-Chip-Verfahren wi rd für jede Farbe ein Sp iege lehip verwendet. Es gibt auch Zwei-Chip-Verfahren mit Farbrad und entsp rechenden Farbfiltern.

Großb il dprojektion für ein e sichtbare Diagonale : 1,8 m bis 15,2 m . Abstand: 1,1 m bis 103,3 m Bildpunktezahlen bis 1280 xl 024 Kontrastverhältnis: 600 : 1 bis 1000 : 1 Anzah l der Farben: 16,77 Mio. Lichtstärke: 6000 bis 12000 ANS I-Lumen Gewicht: 950 g bis 100 kg Leistungsaufnahme: 800 W bis 2000 W Lichtstrom: Di e Leinwand wi rd in 9 Rechtecke eing etei lt. Aus den 9 Lichtströmen wird der Mittelwert gebildet und m it ANS I-Lum en bezeichnet.

Bildröhre für CRT-Monitore 17"

OLP-Beamer

Typische Daten, Bemerkung

TFT-LCD-Monitor: TFT-LCD (von Thin Film TransistorLiquid Chrystal Display = Dünnfilm Transistor Flüssigkristall-Anzeige ). Es tritt keine ionisierende Strahlung auf, da keine Hochspannung erforderlich ist. We rden auch für LCD-Projektoren (Beamer = Strah ler) gefertigt. POP-Monitor: POP (von Plasma Display Pane l = Plasmaanzeigetafel) . TFT-Zelle: Bildpunkt = Tripel = 3 Zellen Die Bildpunkte werden durch Flüssigkristal lze ll en mit nachgeschalteten Filtern für die Farben Rot, Blau und Grün erzeugt, die von einer Lichtquelle, z. B. LED, beleuchtet w erden . POP-Zelle: Plasmaschirme bestehen aus Glassche iben mit streifenförmigen Elektroden, die sich im rechten W inkel gegenüberstehen. Zwischen den Scheiben befindet sich ein Edelgasgem isch. Kreuzungspunkte der Elektroden entsprechen Bildpunkten. An diesen sind Leuchtstoffe in den Farben Rot, Blau und Grün vorhanden . Legt man Spannungen an, zündet das Edelgasgemisch an d ieser Stelle IPlasmabi ldung). Das Plasma (leuchtendes Gas) bringt den Bi ldpunkt zum Leuchten .

Elektroden

Licht, z.B. grün

,,-r--t- Plasma Leuchtstoff, z.B. grün

POP-Zelle

Schnittstellen und Steckverbinder des pe PC Ports and Connectors Art, Anschluss 9-poliger Stecker

Belegung der Stecker

i:

25-Pin

9-Pin

1

-

2 3 4 5 6 7 8 20 22

3 2 7 8 6 5 1 4 9

25-poliger Stecker ~

~

Bemerkungen

1

I- 25

Bezeichnung Protective Ground TD Transm it Data RD Receive Data RTS Request to Send CTS Clear to Send DSR Data Set Ready SG Signal Ground DCD Data Carrier Detect DTR Data Terminal Ready RI Ring Indicator

-

Oft verwendete serielle Verbindung zwisehen dem PC und der dazugehörenden Peripherie, z. B. Maus, Drucker, Plotter, ist die RS 232 C- oder V.24-Schnittstelle. Am PC wi rd sie COM-Schnittstelle genannt. Gesicherte Datenübertragung bis 30 m Isiehe folgende Seite) Für die Datenübertragung wurden mindestens drei Adern benötigt. Konverter IUmsetzer) von Schnittstelle RS 232 zu Schnittstellen USB, Ethernet und andere sind im Handel erhältl ich.

L2Schnittstelle V.24 ISchnittstelie RS 232 C)

~; A

3 4

Cl

5

Iv"' 2

3 5 / 4 Abschirmung \ V cc -SD

1

Vcc Spannung 5 V GND Masse + SD Signal leiter +

S - D S - SD + D GND

tJ 5~ ~. 3 5

B

•

:l Cl)

Lokalbusse (z. B. IP65-Lokalbus oder LWL-Gerätebus) sind anwendungsspezifische Tei lbusse.

Busgeräte, (fA-Stationen) oh ne weitergeführte benutzte Schnittstell en beenden das Bussegment. Der Abschluss mit einem Terminator (Absch lusswide rstand) ist nicht notwendig. Die Datenübertragung erfo lgt über eine ve rdrillte Kupfer-Zweidrahtleitung, Lichtwell enleiter oder auch kabell os.

X Busklemmen

IK

Topologie

Bu sk lemme

1

Di e Datenkommun ikation im Interbus beruht auf dem MasterSlave-Prinzip. Die Daten werden dabei vom Master (lPC ode r SPS) durch all e Slaves innerhalb des gesch lossenen Ringes durchgeschoben. Die Slaves können dabei im Vollduplex-Betri eb (g leichzeitiges Senden und Em pfange n) den Bus nutzen. Fällt ein Teilnehmer aus, w ird durch eine elektronisch zuscha ltbare Brücke im Teilnehmer der Ring w ieder geschlossen.

Buszugriff

Di e Software PC WORX von PHOEN IX CONTACT dient zur Konfigu ratio n, Programmierun g (IE C 1131-3) und Visual isieru ng von Prozessanlagen .

Vorteil e des Inte rb us-Buszugriffsverfah rens: •

Es gibt keine Buszugriffskonfli kte.

•

Die Zykluszeit des Interbus ist sehr klein - echtzeitfähig.

•

Jeder Fernbusteilnehmer (z. B. Busklemme) regeneriert (bereitet auf) das Signa l. Eine Busklemme ist ein El ement, das an ein ankom mendes Fernbussegment angeschlossen w ird und zwei weiterfü hren de Schnittstel len bereitste llt.

An den Interbus kann über einen OPC-Server auch eine andere Visual isierungssoftwa re angebunden werden.

PROFIBUS-PA

PC/PG

Bemerkungen, Daten

PROFIBUS (PB) ist firmen neutraler Feldbus mit Ausführungsvarianten DP (Dezentrale Peripherie) und PA (Process Automation), zur Ansteuerung von Sensoren, Aktoren. PROFI BUS-PA wird in explosionsgefährdeten Fertigungsbere ichen eingesetzt. PBPA-Teilnehm er werden über den Bus mit 10 mA gespeist.

Typische Zykluszeiten 5 ms bis 10 ms = echtzeitfähig; maximal 32 Tei ln ehmer je Bussegment (Linie) im elektrischen Netz; insgesamt maxima l 127 Teilnehmer (Repeater zä hl en als Tei ln ehmer); Telegrammlänge bis 246 B Nutzdaten; Bitrate 9,6 kbit/s bis 12 Mbit/s in festen Stufen; PB-PA: 31,25 kbit/s; max. Bussegmentlänge 1200 m; maximale Netzgrößen: • elektrisch 9,6 km, • optisch 90 km ; drahtlose Entfernung 15 m mit 1,5 Mbit/s; Netztopologien: • elektrisches Netz (Lini e, Stern). • optisches Netz (Linie, Stern, Ring), • drahtloses Netz (Punkt-zuPunkt, Punkt-zu- Mehrpunkt); Datenübertragung: PB-DP RS 485, PB-PA IEC 61158-2.

Das Bussystem ist in Bussegmente aufgeteilt, die über Repeater (Wiederholerl miteinander verbunden werden. Verbindung der Teilnehmer erfolgt elektrisch mit geschirmter verdrillter Zweidrahtleitung, optisch über Lichtwe ll en leiter (G las, PCF und Plastik) mit OLM oder drahtlos über Infrarotstrahlung mit ILM . Im elektrischen Netz sind zur Vermeidung von Reflexionen am ersten und letzten Teilnehmer Abschlusswiderstände zuzuschalten .

M

Roboter

Die Profibus-Teilnehmer benötigen Schnittstellenkarten mit entsprechender Kommunikationssoftware.

PROFIBUS-DP Topologie Token

Erklärung

Mit PROFIBUS-DP lassen sich Mono-Master-Systeme, z. B. SPS ist Master, und Multi-MasterSysteme reali sieren.

Master

Aktor

Beim Multi -Master-System gibt es mehrere Master (aktive Teilnehmer der Master-Klassen 1, 2). Der Buszugriff erfo lgt durch das Token-Passing -Verfahren. Das Zugriffsrecht wird den Mastern durch einen zyklisch umlaufenden Token (Zeichen) zugetei lt. Nur der Master, der den Token besitzt, kann auf den Bus zugreifen.

Peripheriegeräte und Feldgeräte sind während des Betriebes anund abkoppe lba r. Typische DP-Master-Klasse 1: Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS, numerische Steuerungen CNC, Robotersteuerungen RC, PC: zyklischer ProzessDaten-Verkehr. Typische DP-Master-Klasse 2: Programmiergeräte IPG). Projektierungsgeräte und Diagnosegeräte: azykli sche Buszugriffe, z. B. für Einstellungen.

Slaves (passive Teilnehmer) empfangen Daten und dürfen nur bei Anforderung durch einen aktiven Teilnehmer Nachrichten senden.

Typische Slaves sind binäre Eingänge/Ausgänge für DC 24 V oder AC 230 V/400 V, analoge Eingänge/Ausgänge, pneumatische Ventile, Codelesegeräte, Messwertaufnehmer, Antriebssteuerungen.

FC Standard-Leitung

Allgemein für PROFIBUS-DP.

Vorzugslängen bis 750 m.

FC Process Cable

Einsatz in exp losionsgefährdeten und nicht exp losionsgefährdeten Bereichen. Universelle Leitung für Ein satz im Innen- und Außenbereich . Einsatz bei zwangsweisen Bewegungsführungen wie bewegte Maschinenteile.

Bis zur Verlegung ist die Busleitung an beiden Enden mit je einer Schrumpfkappe zu versehen.

Eing änge/ Ausgänge

Token-Passing-Verfahren im Multi-MasterBetrieb

Fiber Optic Standardleitung Flexible Fiber Optic Schlepp leitung

Abhörsicher, da keine Abstrahlung der Leitung existiert. Einsatz im Inn en- und A ußenbereich, Lieferung in festen Größen .

FC = Fast Connect, OLM = Optical Link Module, ILM = Infrared Link Module, PCF = Polymer Cladded Fi ber

IK

Fernwirksysteme Remote Control Systems Baugruppen Art Messgrönen U,

i, p Messwert-

J

Ua

umformer

f, R

la

Sensoren und Messwertumformer

~ I,

Prozessrechner

Eingabe, Verarbeitung , Ausgabe

~ l,

Daten, Beispiele

Erklärung M it Sensoren werden die be nötigte n Größen erfasst. Messumformer wande ln die M essg röße n in entsprechende Signale, z. B. OmA bis 20. mA, 0. V bis 10. V, um, Ubertragu ngse inrichtunge n leiten d iese we iter.

Drehza hl : 2D/m in bis 7DDD/min Tempe ratur: -40.

oe bis

160.

oe

Für das Messen vo n Spa nn ungen, Ströme n und Leistun ge n vo n Generatoren und Moto ren.

~

In de r Zentra le werden die ein gehenden Signa le ausgewertet und im Leitstand angezeigt. A uswertungen erfo lge n automatisch oder durc h Dialog m it dem Bed ienpersona l.

Je nac h der anfallende n Date nmenge we rden pe, SPS ode r Prozess rec hne r ve rwe ndet.

Ua la

Ste uereinrichtungen setze n die Signale der Ze ntrale so um , dass übe r entsprec hende Akto ren die An lage gesteuert we rden kan n.

Akto ren sind Schütze, Relais, Ve ntil e, Pum pe n, Se rvo m oto ren.

eee

LY

Zentrale

®-+-®-+--

Steuereinrichtung

Aktoren und Steuereinrichtung

Messwertübertragungseinrichtungen Übertrag un gsa rt

Erkläru ng

Date n

~"--'''--'''--'''--'W

Die M essg röße kan n als eingeprägte Messspan nung Ua oder als eingeprägter Messstro m Ja übertrage n we rden . Meist werde n ve rdrillte Zweidrahtleit ungen verwendet.

Ausgangsg leichspa nnun ge n Ua vo n 1 V bis 10. V.

la

n

ve rdrillte Leiter

Kurzschlussstrom '" 50. m A. Ausga ngsgleichst röme Ja 2,5 mA, 5 mA, 10. mA. 20. m A.

Gleichstromleitung

IK

Leerlaufspann ung '" 3D V.

~ ..;

LWL

M.

Glasfaserleitung ILWL)

-{%] -wHN-W- l%} ~

JUl.

Se nder und Empfänger fü r Gl asfaser leitu nge n werden zu r optisehen Ubertrag ung von dig ita len Daten verwendet . Der Se nder arbeitet m it IRED, LED oder Laserdiode LD, der Empfä nge r m it einer Fotodi ode .

Bitrate für TTL-Übertrag ung bis 5 M bit/s. Bitrate für V. 24-Übe rtr ag un g bis 10.0. kbit/s. Übertrag un gse ntfernun g je nach Kabel: 20.0. m bis 30.0.0. m .

Die Pul sfreq uenz schaltet den To nfreq uenzse nde r entsp rechend ein und aus. Der Tonf req uenzempfä nge r arb eitet als AM-Empfä nge r, der das jewe ilige Sendesig nal se lekti v ausfiltert und eingeprägte Ausga ngssigna le abg ibt.

Freque nzbereich 30.0. Hz bis 340.0. Hz. Ka nalza hl 1 bis 25, Frequenzabsta nd 120. Hz/Ka nal. Se nde pege l '" 625 m V bei 1 Kanal. Sende rsumme npege l '" 385 m V fü r all e verwe ndete n Ka näle.

Die Eingangsg röße wi rd in ein Sig nal m it eine r propo rtionalen Pulsfreq uenz umgefo rmt. A uf der Em pfangsse ite w ird aus den Se ndepu lse n mit einem FrequenzSpa nnun gs- Um setze r ein zur Frequenz propo rtiona ler, eingep rägter Gleichstrom oder ei ne eingeprägte Gleichspa nnung erze ugt.

Frequenzbereich 5 Hz bis 15 Hz, Für ue = 0. V ist be i un ipo larem Ei ngang fo = 5 Hz, bei bipola rem Ei ngang fo = 10. Hz, Im pulsfo rm rec hteckfö rmi g,

Tonfrequenz

~ f

n

Tastg rad 1 : 2

Pulsfrequenz fo ungetastete Freq uenz A usgangsstro m Ja LW L Li chtwe ll enleiter

n

Dre hzah l la is Beispie l für Messgröße)

t

Zeit

Span nu ngspegel bei Ei nfachim pul sen 20. V, bei Doppe li mpu lsen ± 20. V, Ua Ue

A usgan gsspannung Einga ngsspann ung

Messumformer und Signalumsetzer für Fernwirksysteme Measuring Transducers and Signal Converters for Remote Control Systems Aufbau

Erklärung Messumformer gibt es für das Messen von Wechselspannungen und Wechselströmen. Messumformer, die ihre Betriebsspannung dem Messsigna l entnehmen, nennt man passive Umformer. Diese Umformer sind nur für sinusförmige Eingangsgrößen geeignet. Messumformer mit eigener Betriebsspannung werden aktive Umformer genannt. Messumformer werden insbesondere im Kraftwerks- und Scha ltan lagen bereich für die ga lvanische Trennung der elektrischen Signale und deren Weiterverarbeitung benötigt.

Messumformer

Das Eingangssignal Ue oder Je wird über einen Transformator 1 an die Gleichrichterbaugruppe 2 angeschlossen. Ein Ti efpass-Filter 3 beseitigt Störfrequenzen und steuert den Ausgangsverstärker 4 an. Eine Schutzbescha ltung 5 schützt den Ausgang bei Kurzschluss und Überspannungen. Mit einer Nullpunktunterdrückungsscha ltun g 6 kann der Ausgangsstrom gedehnt dargestellt werden. 7 Transformator für die Betriebsspannung. Übertragungskennlinien aktiver Messumformer gibt es mit Übersichtsschaltplan eines aktiven Messumformers

.L_-L

R T

RS232 ~

Signalumsetzer tür LWL

Eingangsspannungen: AC 40 V bis 500 V. Bemessungsfrequenzen: AC 50 Hz und 60 Hz. Eingangsbemessungsströme: AC 1 Abis 10 A. Die Messumformer besitzen eine Schnappbefestigung für Hutschienen mit 35 mm Breite. Über zwei zusätzliche Schraubklemmen w ird die Betriebsspannung angeschlossen . Messgrößen sind Strom, Spannung, Wi rkl eistung, Blindleistung, Frequenz. www.automation.siemens.com

Ausgangsströme der Messumformer:

o mA bis 1 mA, 0 mA bis 2,5 mA, 0 mA bis 5 mA, OmA bis 10 mA und 20 mA. Restwelligkeit 0,5% von

tao

Einstellzeit s 350 ms für 99% vom Endwert von tao Eingangssignale aktiver Messumformer: Sinussigna l, Rechtecksignal, Dreiecksignal und Signale mit Phasenanschnitt.

IK

• unterdrücktem Nullpunkt, • gedehntem Endbereich oder • geknickter Kenn lini e. Für die störsichere Datenübertragung werden Signa lum setzer mit LWL (Lichtwe ll enleiterl verwendet. Es gibt Signalumsetzer für die Schnittstelle RS232 mit 9-poligem Sub-DStecker (Bild I und die Schnittstelle RS485 mit Schraubanschlüssen A und B. Der Anschluss der Lichtwellenleiter erfo lgt mit SMA-Schraubanschlüssen .

nn 00

Daten

G lasfaserd u reh messer: 50 ~m oder 125 ~m. Maximale Glasfaserlänge: 3000 m. Bei Schnittstelle RS232 bedeutet Licht AUS " L-Pege l, Licht EIN " H-Pegel. Die Zuordnung ist umschaltbar. Bei Schnittstelle RS485 bedeutet • Licht EIN" H-Pegel, • Licht AUS" L-Pegel. Betriebsspannung Ub: AC oder DC

Übersichtsschaltplan einer Übertragungsstrecke mit Signalumsetzern tür LWL

Je Eingangsstrom Ja Ausgangsstrom

ta Spitze-Tal-Wert von Ja U Signalspannung

Ub Betriebsspannung

Ue Eingangsspannung

SMA Subminiatur-Adapter Lichtstrom

im Erdreich verlegt. Staberder aus verzinktem Stah l, 2,5 m lang annä hernd senkrecht im Erdreich. Bei Einbauantennen , bei Antennen unter der Dachhaut, bei Zimmerantennen und bei Fensterantennen, die 2 m unterha lb der Dachkante montiert sind und höchstens 1,5 m Ausladung haben, ist eine Erdung nicht nötig . Erdungsleiter

Erdung einer Antennenanlage

Kupfer

16 mm z, blank ode r iso liert, z. B. H07V-U, H07V-R, NYY, NYM

Aluminium

25 mm z, isoliert, in Innenräumen auch blank, z. B. NAYV

Stahl

50 mm z, ve rzinkt, z. B. Rund stah l mit 8 mm 0 oder Bandstahl 2,5 mm x 20 mm

Fw W in dlast der Antenne, 1Abstand der Antenne zur obersten Einspannstell e, IE Einspannlänge des Standrohres, IG gesamte Rohrlänge, M Ein spannmoment der Antenne, MG Gesamtmoment, M max zu lässiges Moment des Standrohres, M s Eig enmoment des Sta nd roh res. Indizes 1 und 2 für Antennen 1 und 2, FI , FIII, FIV, FV Fernsehbänder 1, 3, 4, 5

Breitbandl(ommunikationsanlagen (BK-Anlagen) Systems for Broadband Communication Übertragungstechnische Kennwerte am Übergabepunkt Frequenzbereich in MHz

Signale am Übergabepunkt

Kanalraster IFrequenzraster)

Freq uenzabweichung in kHz

Nutzpegel in dBfLV

Fernsehsignale TV Bereich FI Bereich FIII Unterer Sonderkanalbereich Oberer Sonderkanalbereich Erweiterter Sonderkanalber.

USB OSB ESB

UKW-FM-Tonsigna l, Bereich FII

47 174 111 230 302

bis bis bis bis bis

68 230 174 300 446

87,5 bis 108

Digitale Tonsig nale

Datensig nal in Vorwärtsricht ung Date nsigna l in Rückwärtsrichtung Pilotsigna le

7 7 7 7 8

MHz MHz MHz MHz MHz

± 120 ± 120 ± 120 ± 120 ± 120

66 66 66 66 63

bis 83 bis 83 bis 83 bis 83 bis 83

12: 300 kHz, Vielfaches von 50 kHz) 14 MHz 14 MHz

± 20

62 bis 79

111 bis 125 125 bis 139

-

-

70 bis 75 4 bis 10

-

-

-

80, 15 287,25 ode r 280,25

-

-

-

-

-

± 8 ± 120 ± 120

-

-

Merkmale am Übergabepunkt Merkmale

Kennwerte

Abweich ung der Übergabepegel einzelner Signale

TV UKW

Änderu ng des Pegels Rückflussdämpfung in Verteilrichtung bei 47 MHz

oS

3 dB 3 dB

oS

2 dB

oS

2: 20 dB

bis 440 MHz abnehmend

1,5 dB / Oktave

Merkmale Differenz der Signalpegel beim Fernsehen 47 MHz bis 300 MHz 47 MHz bis 440 MHz - be i 1 Zwischenkanal - bei 10 Zwischenkanälen beim UKW-Rundfunk beim dig ita len Hörrundfunk

Kennwerte

8 dB 10 dB 3 dB oS 5 dB oS 4 dB oS noch offen oS oS

Anforderungen für den Anschluss von privaten BK-Anlagen an das BK-Netz M erkma le Nutzsignal an Breitbandsteckdosen

Kennwerte TV Tonsignal

60 dBfLV bis 84 dBfLV 56 dBfLV bis 80 dBfLV

Hochfrequentes Rauschabstandsmaß bei Fernsehsignalen

2: 49 dB

Geräuschspannungsabstandsmaß bei Tonsigna len

2: 57 dB

Schirmungsmaß bei Koaxialkabel Frequenzbereich 30 MHz bis 108 MHz > 108 MHz bis 470 MH z > 470 MHz bis 862 MHz

2: 70 dB 2: 75 dB 2: 70 dB

Merkmale

IK Kennwerte

Kopplungsdämpfung zwischen den Ausgängen von zwei oder mehr Breitbandsteckdosen Ausgang TV H Ausgang TV Frequenzbereich 4 MHz bis 47 MHz 47 MHz bis 790 MHz 790 MHz bis 862 MHz

2: 30 dB 2: 40 dB 2: 30 dB

Ausgang TV H Ausgang Rundfunk Freq uenzbereich 150 kHz bis 1605 kH z 87,5 MHz bis 108 MHz

2: 50 dB 2: 50 dB

Ausgang Rundfunk .-. Ausgang TV Frequenzbereich108 MHz bis 862 MHz

2: 46 dB

2: 22 dB 2: 42 dB

Schirmungsmaß für aktive und passive Bauteile Frequenzbereich 30 MHz bis 470 MHz > 470 MHz bis 862 MHz

2: 75 dB 2: 65 dB

Ausgang Rundfunk Ausga ng Rundfunk Frequenzbereich 510 kHz bis 1605 kHz 87,5 MHz bis 108 MHz

Kopplungsdämpfung zwischen Breitbandsteckdose und Ubergabepunkt

2: 14 dB

Störstrahlungsleistungspegel im Frequenzbereich 30 MHz bis 1000 MHz

oS

20 dBpW

2: 14 dB

Störstrahlungsspannungspegel im Frequenzbereich 30 MHz bis 1000 MHz

oS

39 d BfLV

13ückflussdämpfung der an den Ubergabepunkt angeschlossenen Einrichtungen im Freq uenzbereich bis 440 MHz

Multimediaverkabelung im Heimbereich Multirnediacable for Horne Begriff Multimediaverkabelung

Aufbau, Beispiele

Erklärun gen Bei der MUltimediave rkabelung kommen für Kommunikationsd ienste, z. B. Telefonie, Rundfunk, Internet, Fernsehen , Computer und gebäudetechn ische Anwendungen, besondere Anschlüsse ITARA, Telekommuni kati onsansch Iuss, Ru ndfunka nsch l uss) zum Ein satz .

--

Radio

®

www.homeway.de TARAAnsch lu ss

Der TARA-A nschluss linformationstechnischer Mehrdiensteanschluss) beinha ltet je nach Anforderung ein en RJ45-Anschluss, einen Telefonanschluss sowie BK-Sat-Anschlüsse. Pro Raum sollte ein TARA-Anschluss je 3,75 m Raumumfang vorhanden sein. Die Anschlüsse sollten ent lang der Wand länge angebracht werden .

Mu ltimediakabel

Zum Ansch lu ss eines TARA-Ansch lu sses verwendet man Multimediakabel. Es besteht aus einem Datenkabel Imin. Kat. 5e) und einem Koaxialkabel. Die Länge ist begrenzt. Zwischen Wohnungsvertei ler und TARA: 100 m. Größere Anlagen können über Glasfaserkabel verbunden werden.

Verkabe lung

Die Verkabelung zu den Anschlüssen hat sternförmig zu erfo lgen.

TV

IIII lJJ RJ45

TAE IF)

TARA-Mehrdiensteanschluss

Multimediakabel

Vortei l: Teilnehmer können einfach zu- oder abgescha ltet werden Iservicefreund lich). Nachteil: hoher Kabe laufwand

IK Wohnungsverteil er

Jede Wohnung ist über einen Wohn ungsverteiler zu versorgen, um die Verkabe lun g zu den einze lnen Räumen zu ermög lichen. In der Nähe des Wohnungsvertei lers müssen Ansch lü sse zur Stromversorgung vorhanden sein.

HÜP WV SWV BAP SA TA RA

Hausübergabepunkt Wohnungsverte il er sekundärer Wohnungsverteil er Bereichsansch lusspu nkt Steueranschluss informationstechni sche r Anschluss Rundfunkanschluss

Kommunikationskabelanlage IPrinzip) Netzzuga ng sverkabelun g

Hausübergabepunkt

Ist die Schn ittste ll e in Einfami li enhäusern zwischen dem externen Netz und der inne' ren Ve rkabe lun g. Das externe Netz li efert Kommunik ations-Signale von Telefon- und Ka be igese il schaften .

Schnittste ll e zum exte rnen Netz

Die äußeren Signa le werden über den Hausübergabepunkt HÜP der An lage zugeführt. Beim HÜP kann sich eine Zentra le, z. B. bei einem Einfami lienhaus, ansch li eßen. Die Zentrale nimmt die Verkabelungen und die Übertragungseinrichtungen, z. B. NTBA, Telefonanl age, Splitter, Router, DSL-Modem, SAT-Multischalte r, auf. Wohnungsverteiler

Teil AS: Automatisierungs- und Antriebssysteme, Steuern und Regeln Part AS: Automation and Drive Systems, Controlling Komponenten, Baugruppen

310 Verstärker-Grundscha ltungen .. ... ... . . .. .. . . . . . . . Operationsverstärker ... . .. . ..... . .. . .. . ... . .... . Aufgaben von Stromrichtern ....... .. . .. . . . . . . .... Benennung von Stromrichterschaltungen .. . ... . . ... Scha ltungen für Gleichrichter und Stromrichter ..... . Betriebsquadranten bei Antrieben, Lin earmotoren . .. . Gesteuerte Stromrichter .... . ... . ... .. . . . . ....... . Wechselrichter .. . . . . . .. . .. . ........ . . .... ..... . . Gleichstromsteller, U-Umrichter .... . . . . . .. . .... ... Ansteuerschaltungen für Halbleiter . .. . .. .. . ... . ... Glättung und Spannungsstabilisierung . ...... . . . .. . Schaltnetzteile .... .. ... . ............. . . . .... .... Schalttransistor, Kippscha ltungen .. . . .. . .. . .. . . ... . Halbleiterrelais . . . . .. ..... . ...... . . . . . . . .... . . . .

312 313 316 317 318 320 321 323 324 326 327 328 330 331

Kleinsteuerungen . . . ... . . . . . . .. .. .. ... . ... . . . ... Struktogramme und Programmablaufpläne .. . .. .. .. Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS ... . . . .. Signalkopplungen für SPS und Mikrocomputer .... . . Steueranweisungen für SPS . . . .... . ...... . .. . . . . . Zähler und Zeitglieder in SPS .. ..... . . . . .. . .. ..... Programmiersprache Strukturierter Text ST, Ablaufsprache AS . . . .. . . . .. .. . . . . .. .... . .. ... . .. Programmstruktur für SPS S7 .. . . .... ...... . . . .... Ablaufsteuerung mit GRAFCET . . ... . . .. . ... .. . . .. . Alphanumerische Kennze ichnung der Anschlüsse . . .. Steuerungstechnik . . .. . . ... . ... ... ..... ... . .. . .. Elektronische Steuerung von Verbrauchsmitteln . ... . Gren zwerte der Ansch lussleistung im öffentlichen N~ ..... . ... .. . . ...... ...... .. .. ..... .. . .. .. . Hilfsstromkreise . . .... . .. . .. . .. ....... . ... . ..... Sicherheitsbezogene Tei le von Steue run gen . .. .. .... Elektrische Ausrüstung von Maschinen .... . ... ... .. Sch ütze . . . ..... . . . . .. . . . .. . .. .. . . . ... .... . . .. .. Schützscha ltungen . ..... . ....... .•.. ..... .. .... . Motorschutz .... ... . .. . .. ...... . . .. . .. . .. .. . . ... Steuerung durch Motorschalter . . ... . . .. .. . . ...... Näherungsschalter . . . . .. .. ...... . . . .... . .. ...... Ultraschall-Sensoren ... . .... . . ... . . . ..... . . . .... Regelungstechnik ....... . ... . .. ..... . ... . .. . . . . . Regelglieder . .. . .. . . . . .. ..... .... .. . . .. . .. ... . . Digitale Regelung . .. . ....... . ..... . . ... .. .. . . . . . Einstellung von Rege lkre isen .. . . . . . . ... .. .. . . . . . .

332 334 335 336 337 340

Steuern und Regeln

D

"" 11 AUS:f

offen

D

:l

332

geschlossen

--

-r-

0

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Sender

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Empfänger ___~\~~~~ Gege nst and

341 342 343 345 346 347 3~

349 350 352 353 357 359 361 362 364 365 366 368 369

Er ~ ~ ~

c ~

AS

§ ~

Motoren, Antriebstechnik 371 g> ~--------------------------r-B-e-t-ri e-b-s-a-rt-e-n-u-n-d--G-r-e-n-zübert-e-m-p-e-r-a-ture-n--.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-3-7-1-1 .~ Käfigläufermotoren . .............. . .. ........ . ... Bauformen von drehenden elektische n Maschinen . . . Berechnungsformeln für drehende elektrische Maschinen .... .. .... . . . .. .. ... .. . . ... . . ....... . Leistungssch il der von drehenden elektrischen Maschinen ... . ........... . .. .. .... . . ... ........ Dreh strommotoren . . . . . .. . ... .. .. . . .... .. . . .. .. . Einphasen-Wechsel strommotoren . .. . . .•... . ..... . Gleichstrommotoren .. . .. . . .. .. . . .... . . . . .. . .... Servomotoren .. . . . ........ . .. . .. . . . . .. . . . . . . . . . Schrittmotoren .... . .. . .. . . .. . ........ . .... . .... Prüfung elektrischer Maschinen .. .. . .. . . ...... .. .. Drehstromwicklungen ............ . . ... .. .. . ... . . Antriebstechnik .... . ..... . . .. .. . ... .... .... . . . .. Anlassen von Kurzschlussläufermotoren . . . . . ... . ...

373 375

'g S

-

~M a = 60°

't-

·X\X~ >: : 600

Ud

-

2B2HZS

!~

- Ud 2-' . (1 + cas a )

Anwendbar bei einem Le;;" tungsbedarf bis 10 kW in einer Energ ierichtung und geringen Anforderungen an Welligkeit und Oberschwingungsgehalt.

Lp..

t K)Q>t~Ud

I Lp..

L~

Lrr

2u,

(F

J :

~ Lr>I--~

Lr>-

(F

L~

U,

Ud

t

Ud

~~\

9M a,

Lrr

Udi

I Für

=

2· Ul - n-

a > 0°:

I Udia

=

J ~

- Ud 2-' . (1 + cas a ) ,

a,

180°

w t~

Udi

I

=

3· U12

- -n-

-

360'

J !~

I Udia = - Ud·2-' a > 600

~~ wt _ _

Ud .!.

Für a = Oo:

Für a > 0°:

U'3

a_

~

paarhalbgesteuerten ZweipulsBrückenschaltungen

J

Für a =Oo:

t

Ud

zwei zweig-

U dia =

Anwendbar wie B 2 H A. Im Bahnbetrieb für höhere Leistungen einsetzbar.

~w t __

L:>.

Re ihenschaltung von

2· Ul - n-

Die Spannung U di" lässt sich auf nu ll zurücksteuern.

Lll.

Katodenseitig halbgesteuerte SechspulsBrückenschaltung mit Freilaufzweig

=

Für a > 0°:

a

B2HZ

Udi

I

Lp..

Ud

Lr>-

Zweigpaarha lbgesteuerte ZweipulsBrückenschaltung

Forme ln, Bemerkungen

. (1 + cas a ) •

Anwendbar zur Erzeugung v~ Gleichspannungen U d;', > 300 V und für Gleichstromantriebe, im 1. oder 3. Quadranten. Interner Frei laufkreis über die Dioden, verbesserter Leistungsfaktor, geringere Welligkeit der Gleichspannung gegenüber den B 2 H-Schaltungen. Fur a 1 = a 2= 0° .

Udi

I

=

4· Ul

- n-

Fur a , > 0° und a 2 > 0°.

IUdia ~di -(1+ cas a 1; cas =

Im Bahnbetrieb bei hohem Leistungsbedarf einsetzbar.

J

l -

t Zeit, T Periodendauer, U, Ansch lussspannung, U'2, U23, U3 ' Leiterspannungen, ud Spannung auf der Gleichstromseite des Stromrichters, U di arithm etischer Mittelwert der ideellen Gleichspannung bei a = 0°, U di" arithmetischer Mitte lwert der ideellen Gle ichspannung bei Anschnittsteuerung, a Steuerwinke l, w Winkelgeschwindigkeit.

AS

Vollgesteuerte Stromrichter Fully-controlled Power Converters Benennung, Kennzeichen

Au sgangsspannung

Schaltung

Formeln, Bemerkungen Bei a

ZweipulsMittelpunktschaltung

= 0°: Udi =

2.u

-n-

~

l -_

M2C

Bei Wirk last und a > 0°:

Bei induktiver Last und a > 0°:

Udia = Udi . cas a

N

wt _ bei indukti ver Last Iw· L » RI DreipulsMittelpunktscha ltung (Sternschaltung) M3C

Bei a

~

= 0°:

3·13· UStr

U = 2 ·n L-________________ di

11

L2

Ln~~~

L3

L..f'~-W:""--'

i

Anwendbar in eine m Leistungsbereich bis 10 kW bei kleinen Anforderungen an den Oberschwingungsgeha lt.

Bei Wirklast und a ,,30°:

*.

Udia = Udi . cas a

J

~'

iI

Bei Wirklast, a = 30° bis 150°:

Udia =

[1 +cas (a +300)1.

Anwendbar nur, wenn Sternpunktleiter belastbar ist. DoppelDreipulsMittelpunktscha ltung

Bei a = 0°:

M 3.2 C

Be i Wirklast und a" 30°:

Udi =

3·13· UStr 2·

n

Udi a = Udi . cas a Bei Wirklast, a

iI }

m

= 30° bis 150°:

Ud ·

Udia = -:tf . [1 +cas (a +300)1 r3 • Vorteil gegenüber M3: Kleinere Welligkeit.

AS

Bei a = 0°:

SechspulsBrückenschaltung

·:Ü

-t.

-f

B6C

Bei Wirklast und a < 60°:

Udia

~ ~

,U "1~

"1. ~

=

Udi . cas a

Im

Bei Wirklas!, a = 60° bis 120°:

-,

bei Wirklast (Lückbetriebl

Anwendbar bei großen Leistungen und Nennspannungen .. 300 V.

t Zeit, Li Höchstwert Spannung (Leiterspannung im Drehstromnetz), Ud Spannung auf Gleichstromseite Stromrichters, Ud; arithmetischer Mittelwert der ideellen Gleichspannung bei a = 0°, Ud;« arithmetischer M ittelwert der ideellen Gleichspannung bei Anschnittsteuerung, UStrStrangspannung, a Steuerwinkel, w Winkelgeschwindigkeit.

Wechselrichter Benennung, Kennzeichen

Spannungsverl auf, Stromverl auf

Schaltung

Netzgeführter Wechselrichter in voligesteuerter DreipulsMittelpunktschaltung L+ (Stern· schaltung) I, M3C

t

MD ---'

-'

U,

Ud1D.

.

Q1

-'

US tr 1

M 21

02 03 .:s;i;r .:s;i;r

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wt _

I

L

il tlJJ R2 " 17

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Hf-'7 oH

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R1 R3 Rs 01 -'I

L

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UL

'--wt _ R4 Lf>. 7

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...

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05 7 .:s;7

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u12

V"

U,

l l

R

Ul1

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R

R2 R4 R6 02 04 06 Li:. L :. L :.~ .li7 ~7

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R1

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tU23IW -U31

360·

180·

I

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Ul

R2

I Udia =

3 .

13 2 . .1tUStr

•

cas a

I

04 .:>i;r

t

UL

/

f\

Der Gl eichspannungserzeuger mit der Spannung U a treibt über di e Sträng e und die vo n der Dreiph ase nw echsel spannung periodisc h geschalteten Thy ristoren den Strom Jd . Dadurch wird En erg ie in s Drehstromnetz geliefert. Für Nutzbremsung , z. B. bei Lasth ebekränen, Aufzügen . Di e Thyristoren we rd en abw echse lnd period isch gezündet und durch die Kondensatorspa nnung UCK gesperrt. Der Strom Jd fließt als Rechteckstrom abwech se lnd über L" R2, 01 und L3 , R3, 02 . Dadurch entsteht am Ausgang eine Rechteckwechselspannung. Bei induktiver Belastung ändert sic h der Laststrom JL nach einer Ex ponentialfun ktion . Für Notstromversorgung en in Anl agen der Fernmeldetechnik. Die Hauptventile 01 bi s 06 bestehen aus Tran sistoren, IGBTs oder GTO-Thyri storen. Die Ventile schalten die Gl eichspannung Ud period isch auf die Au sgänge der Sch alt ung. Bei induktiver Belastung w ird über di e Brücke Rl bis R6 Energie von der Last an die Gleichspannung squ elie zurückgeliefert.

JT

iL

[1

01 .:s;

U,

wt _

t I---

R3

U,

Lastgeführter Wechselrichter mit ParalieIschwi ngkreis B2C

102

L, IL,

Q1 ~

Selbstgeführter Wechselrichter in SechspulsBrückenschaltung (B6U)I (B6C)

10 ,

/03

Id

!-=.:?OO

---

US tr 3

1\ / 1\

1\ / 1\

)" )")" t

I,

R1

US tr 2

Bemerkun ge n, Anwe ndun gen

Ud

R1

Selbstgeführter Wechselrichter in ZweipulsMittelpunktschaltung

Inverter

/

\l_

Zur Versorgung lebenswichtiger Verbraucher, z. B. in Krankenhäusern, Flugplatzbeleuchtungsanlag en.

AS Di e sich diagonal gegenüberliegend en Thyristoren 0104 bzw. 0 203 we rd en abwechse lnd gezünd et. Dem Schwingkreis wird dadurch über die Gl ättungsdrossel Rl ein Rechteckstrom eingeprägt. Am Schwingkre is entsteht eine Sinusspannung, we nn die Schaltfrequenz der Eig enfrequenz des Schwingkreises entspricht. Für induktive Schm elzanlagen und Erw ärmungsan lagen.

cos cp Lei stungsfaktor, Jd Strom auf der Gl eichstromseite des Stromrichters, iL Laststrom, t Zeit, U a induzierte Spannung , U" , U'3 ' U3' Leiterspannung en, UCK Spannung an CK, Ud Spannung auf der Gleichstromseite des Stromrichters, Udia arithmetischer Mittelwe rt der Gleichspan nun g bei An schnittsteuerung, UL Lastspannung , UStr Strangspannung, ()) Winkelgeschwindigkeit.

Bemerkungen, Anwendungen

Schaltung des Leistungstei ls

,

Prinzip (G leichstromsteIler mit Thyristor für Einquadrantenbetriebl

~

t

I-

I

U r-

i

U,i

I~

hL

jE

t_ GleichstromsteIler für Einquadrantenbetrieb

Der Gleichstromsteller für einen Gleichstrommotor besteht aus einem elektronischen Schalter und einer Freilaufdiode. Die Speisung der gesamten Scha ltung erfolgt z. B. aus einem Akkumulator oder aus einem vorgeschaltete n Gleichrichter. Meist arbe itet de r Gleichstromste ller mit gleichbleibender Frequenz des Steuergenerators.

mit GTO-Thyristor Q1

t>~ L-

GleichstromsteIler mit IGBT-Brücke für Vierquadra ntenbetrieb ohne Totzeit

Thyristor-Gleichstromsteller arbeiten nicht verzöge rung sfrei, we il innerhalb des Taktes die Zündung erfo lgt. Fast ve rzögerungsfrei arbeiten dagegen Gleichstromsteller mit Transistoren oder IGBTs. Diese werden in einer Brückenscha ltung betrieben . Freilaufdioden sind wegen der Induktiv ität des Motors erfo rd erlich.

Prinzip eines Umrichters mit GleichstromZwischenkreis

Gleichrichter einphasige oder dreiphasige Brückenscha ltung aus Dioden oder/und Th yris toren . Zwischenkreis mit Energ iespeicherung durch Induktivität und/oder Kapazität.

richter

AS

Gleichrichter T1 bei Bed arf mit RückspeiseWechselrichter T2, bezeichnet als Netzstromrichter (B6UI I (B6CI

T2 nur bei Vierquadranten· betrieb mit Rückspeisung

zB 50 Hz L1

n.

l

po.

L po.

'i C-

~

c

~~

L2 L3

U, l~

Wechselrichter mit Rückstromdioden, bezeichnet als Maschinenstromrichter (B6CI I (B6UI

Wechselrichter Brückenscha ltung z. B. aus IGBTs oder Thyristo ren und Dioden.

Maschinenstrom richter

Netzstrom-

l

lpo.

'i C-

~

c

~~

L-

L+

z. B. 1 kHz L1 L2 L3

L-

Netzstro mrichter ohne Rückspeisung T1 für konstante U, mit sechs (für Dreiphasenb rü ckel bzw. v ier (für Einphasenbrückel Dioden , für steue rb are U, zu r Hälfte ersetzt durch Thyristoren (Zweiquadrantenbetrieb). Netzstromrichter mit Rückspeisung Zusätzlich T2 aus Thyristoren gegenparallel zur Stromrückspeisung be im Bremsen (Vierquadrantenbetrieb). Maschinenstromrichter Wechselrichter für Vierquadrantenbetrieb als vo ll gesteuerte Brückenscha ltung aus sechs (für Dreiph asenb rü ckel bzw. vier (für Einph asenbrückel gesteuerte n El ementen, z. B. IGBTs oder GTOs. Wegen der induktiven Last sind sechs bzw. vier Rückstromdioden (B lindleistu ngsd iodenl gegenparallel zu den gesteuerten Elementen integriert. Diese bewirken beim Bremsbetrieb die Rückspeisung des Stromes in den Zwischenkreis durch Gleichrichtung. Die An steuerung der gesteuerten Elemente erfolgt durch einen Steuergenerator.

U-Umrichter

U-Converter

Scha ltung, Benenn ung B6HC oder B6C

Netz 50 Hz 400 V

Rl

T1

Erkläru ng hohe Spannung

IB6C) I IB6U) T2

niedrige

Spann ung U2

U2

wt ___ 2rr/3

2,,/6

2" Vierquad rantenbetrieb zum Bremsen mit En ergierückspei sung über Tl mit Scha ltung B6C ist möglich, wenn Zwisch enk reisspan nung Uz umgepolt wird. Motorleistung bis

10 kW.

U-Umrichter für PAM im Zweiquadrantenbetrieb

l+

Rl

"

~

~! =,--_:_~_t.l. .v_-on_Kl__C_l_f.L. __ U Zwischenkreis des U-Umrichters für PAM im Vierquadrantenbetrieb

Netz 50 Hz 400 V

IB6U) I IB6C)

Rl

T1

IB6C) I IB6U) T2

I l für Bremsen

U-Umrichter für PWM im Vierquadrantenbetri eb

B6U

Tl

GLeichstromstelLer IB2C) I IB2U) T2

IB6C) I IB6U)

Spannungswand ler DC/DC Zweipu ls-Brückenscha ltung Sechspu ls-Brückenscha ltung vo ll gesteuert halb gesteuert

t

Frequenz hoch

~~~~~mnrm~llU~~~S~p~a~n~n=u~n~g~h=o=c~ h wt _

In Tl arbeiten die Dioden als Gleichrichter, die Th yristoren beim Bremsen INutzbremsung) als Wechselrichter. Spannu ngssteuerung in T2 du rch Steue run g der Pausendauern Ig leichbleibend oder sinusbewertet), Freq uenzsteuerung durc h Im pu lszah l je Halb periode . Motorleistung bis 500 kW.

t U

Frequenz und Spannung hoch

~~~---"-­ t ___

T3

U-Umrichter für PWM mit variabler Amplitude im Zweiquadrantenbetrieb Bl B2 B6 C HC

Vierquadrantenbetrieb zum Bremsen ohne En ergierückspeisung IVe rl ustbremsung) ist bei Antrieben bis etwa 10 kW möglich, wenn in den Zwischenkreis der be lastbare Wide rsta nd R2 ge legt wird, der zum Bremsen über den Thyristor Ql an die Zwischenkreisspannung ge legt w ird. Di e vom Antrieb Iz. B. Motor) beim Bremse n ge lieferte Rückspeisee nerg ie ge langt in den Zwischenkre is und wird in R2 in Wärme umgesetzt.

AS

Am Ausgang von Tl li egt wegen B6U ein e konstante Uz . Di ese wi rd vo n einem GleichstromsteIl er je nach Bedarf herabgesetzt. In T3 w ird die variab le Uz mit hoher Frequenz Ibis 50 kHz) so getaktet, dass ein e PWM entsteht. Spannungssteuerung durch Steuerung der Pau se ndauern und Steuerung der Spannungshöhe von Uz•

I gegen para ll el PAM PulsamplitudenModu lation PWM Pulsweiten -Modulation SuR Steuern und Regeln Sonstige Zeichen und Formelze ichen sind aus den Bi ldern erkennbar.

f2 n so ll

U2 Uz

Ausgangsfrequenz So ll -Drehzah l Ausgangsspannung Zw ischen krei s-Spa nnung

Ansteuerschaltungen für Halbleiter Triggering for Semiconductors Schaltung

Spannungsverlauf, Stromverlauf

Bemerkungen Der Thyristor zündet zu einem definierten Ze itpunkt durch den Zündimpuls iG . Dieser Impuls entsteht durch Ent laden des Kondensators Cl über Diac R2 und Thyristor 01, sobald die Zündspannung des Diac erreicht ist. Der Zündzeitpunkt kann durch Veränderung des Ladestromes il und damit durch Änderung des Steuerwinkels a beeinflusst werden.

t

u

N

Steuerwinkel: a = 0' bis 180'

Spannungssteuerung durch Phasenanschnitt Thyristor 01 erhält im Nulldurchgang nach dem Schließen des Schalters Sl einen Steuerstrom iG aus der Betriebsspannungsquelle Ub und kann zünden. Bei U A3 = Us " 0,6 V leitet Transistor K1 den Steuerstrom ab und verhindert ein Zünden.

u

N

Spannungssteuerung mit Nullspannungsschalter Bei der symmetrischen Vielperiodensteuerung (Schwingungspaketsteuerung) wird der Stromdurchgang durch den Triac 01 während einer Zahl von ganzen Schwingungen freigegeben und während einer Zahl folgender ganzer Schwingungen gesperrt. Ein Verändern des Tastgrades 9 ändert die mittlere Leistungsaufnahme des Verbrauchers.

t

N

AS

Leistungsänderung durch Vielperiodensteuerung

t __

Die Energie, welche die Spule L 1 aus dem Netz aufnimmt, hängt von der Zeitdauer ab, in welcher der MOSFET 01 leitet. Solange R2 sperrt, gibt Spule L 1 die Energie über Spule L2 an den Verbraucher ab. Durch Verändern des Tastgrades 9 der Spannung UGS lassen sich die Spannung UAl und damit die mittlere Leistungsaufnahme des Verbrauchers steuern.

i G Gatestrom, iL Laststrom, t Zeit, U Netzspannung, Ub Betriebsspannung, uG Gatespannung, UGS Gate-Sourcespannung, UAl Spannung am Lastwiderstand, Us Schleusenspannung, USt Steuerspannung, a Steuerwinkel.

Glättung und Spannungsstabilisierung Smoothing and Voltage Stabilisation Stabilisierungsfaktor, Glättungsfaktor

5= !Y. U, / U, !Y. U2 / U2

Allgemein:

c"U2

Mit UZm in

Pvma x tritt in der Z-Diode im Leerlauf auf

R,

~~:

I rz = Mit

J

UZma x;o; U z :

;>;::

Rvmin == I U'max-I Uz Zmax + Lmin Rvmax = I U'min-I Uz Zmin + Lmax

L....- - --I.!I

M = !Y. Uz = ~ rz Rv + rz

J

u, G=S.U;

I

Stabilisierung mit Z-Diode Schaltzeichen

c"U2 · U,

I

J

G= c"U,

J

S= c"U, · U2

= !Y.Uz =

!Y. U, · rz Rv + rz

inG =S.

U

,

~ Mit Rv » rz:

Parallelstabilisierung mitZ-Diode

G

v

=

R-rzHZ ~

IG = 1 +

v

R rZ

~I :

v

G= R rz

J .

Stabilisierung mit Reihentransistor

U2 = Uz R,

u,

-

UBE

l

L-----------------------ob

1\ 1

I) U

Mit USE

'"

0,6 V:

I

U =Uz -O,6V

2

J

J

Mit I L '" I e : RLmin= -I U2Cm ax

I

L - __

Serienstabilisierung durch Reihentransistor

R

_

vmax -

z

U'min- U lzmin + I Bmax

M'1t I Smax = B+T: I Lmax

AS

U'max = Rv (IZmax + IBmax ) +UZ Festspannungsregler Festspannungsregler können durch Beschaltung auf andere Spannungen eingestellt werden. Festspannungsregler Gleichstromverhältnis Glättungsfaktor Steuerstrom Basisstrom Ko llektorstram Emitterstrom Ic Laststrom Iz Zenerstrom I ges Gesamtstrom min, max Indi zes für Größtwert und Kleinstwert

B G Io Is Ie IE

Pv

Rv RL R R2 rz" 5 U, Uz USE

Verlustleistung Vorwiderstand Lastwiderstand Spannungsteilerwiderstände differenzieller Widerstand Stabilisierungsfaktor Eingangsspannung Ausgangsspannung Basis-Emitter-Spannung

Für Io '" 0:

U2 = ---R R, -+-R-2- UR2 2

~

~-

Kollektor-Emitter-Spannung Zenerspannung Laststromschwankung Eingangsspannungsschwankung !Y.U2 Gesamte Ausgangsspannungsschwankung URZ Spannung am Widerstand Rz Zeichen für Differenz !Y.

UeE Uz !Y.Ic !Y. U,

Grundlagen der Schaltnetzteile Basics of Switch-mode Power Supplies Baugruppen im Schaltnetzteil Baugruppe

Erklärung

1 Netzg leichrichterschaltung

Die Netzspannung w ird gleichgerichtet und gesiebt. Eine Filterscha ltung, z. B. ein Tiefpass, entstört das Netz.

Ei ngangsspannung 230 V, Frequenz 50 Hz, Grenzfrequenz des Ti efpasses bis 100 kHz.

2 Scha lte r

Die Gleichspannung vom Netzgleichrichter w ird meist in eine Rechteckwechselspannung umgewandelt. A ls Schalter werden meist Fe ldeffekttransistoren ve rwendet.

Durch lasswiderstand Ros < 0,1 Q, Eingangsspannung 50 V bis 1000 V, Scha lt leistung 50 W bis 200 W, Steuerungsart Spannungssteuerung.

3 Transformator

Der Ferritkerntransformator dient zur gewünschten Spannungsübersetzung, zur ga lvanischen Netztrennung und je nach Arbe itsprinzip auch zur Speicherung magnetischer Energie.

Frequenz bis 200 kHz, übertragbare Leistung bis 1000 W, Sättigu ngsfl ussd ichte 0, 1 T bis 0,45 T.

Eigenschaften

8=

Die hochfrequente Sekundärspannung wird mit Schottkydioden, FRED-Dioden oder FRD-Dioden (kleine Sperrve rzögerung und kleine Vorwärtsspannungl gleic hgerichtet und dann gesiebt.

Rückwärtsspannung 35 V bis 200 V, Vorwärtsstrom 1 Abis 300 A, Durchlasskapazität z. B. 0,5 pF.

5 Regelve rstärke r

Scha ltnetztei le enthalten meist eine Regelung . Dabe i wird eine Ausgangsgröße, z. B. die Spannung Ua, einem gegebenen So llwert nachgeführt.

Speisespannung 2 V bis 36 V, Ei ngangsstrom < 150 nA.

6 Potenzialtrennung

Zu r Potenzia ltrennung im Rege lkre is werden Optokoppler oder Transformatoren verwendet.

Iso lationsspa nnungsfestigke it bis 5300 V.

7 Steue rund Überwach ungsscha ltung

Es werden Regelung konstanter transistors

Betriebsspannung 10 V bis 30 V, Frequenzbereic h 16kHz bis 200 kHz, Tastgrad 9 = t;/T = 1 : 2 bis 1 : 20.

4 Ausgangsgleichrichterscha ltung

spezielle Scha ltkreise verwendet, die eine durch Veränderung des Tastgrades be i oder veränderliche r Frequenz des Sc halterlauben, z. B. TDA 460 1.

Übersichtsschaltplan eines Schaltnetzteiles OC - OC - Wa ndler ----- [-0 7

6

'-----~._____' ." T

5

H{1 -1

f __

1

I

Va

Wirkungsweise, Benennung

R2

L,

Cl

L,

[] L2

C2

I~

Ql

u,

~

UOS(

U,

Us

T t __

Wen n 01 einscha ltet, findet de r Energ iefluss zwischen Eingangskreis L, und Ausgangskreis Lz statt. M it L3 und Rl wird das M agnetfeld im Kern von L" Lz und L3 wäh rend des Sperrens von 01 abgebaut und Energie in Cl gespe ichert. Die Drosse l L4 bewirkt ein en stetigen Energi eflu ss du rch Lz und beg renzt den Stromanstieg. C2 g lättet die Ausgangsspannung und die nt als Energiespe icher bei Laständerungen.

Forward converter

Eintaktdurchflu sswandler

Die Transistoren 01 und 02 steu ern den Energiefluss vom Ei ngangskreis mit L, zum A usgangskreis m it Lz. Dadurch wird gleichzeitig der Kern von L,L z entm agnetisiert. Rl und R2 bi lden eine Zweipuls-Mittelpunktscha ltu ng. Di e Drosse l L3 erzeugt eine n stetigen Energ ieflu ss durch Lz. C2 glättet die Ausga ngsspannung und dient als En erg iespeicher bei Laständerungen.

Vorte il e: Der Transformator ermög licht Auf- und Abwärtssteuerung. Kleiner Aufwand. Nachteil e: Transisto rspitzenspe rrspa nnung

UDS> 2· Ue , Entm agnetisierungsw icklung nötig, starke Funkstö rung . www.nationa l.com Vo rteil e: Wegen des Transformators ist Auf- und Abwärtssteue run g mögli ch . Glei ches Ansteue rpotenzi al für beid e Transisto ren. Nac hteil e: Transisto rspi tze nspe rrspan nung

UDS > 2· Ue , Störspannung (EMV). Gegentaktdu rchflusswand ler

m

UOS

Rl

~

+

Cl ;..e,

~

A

L,

U,

)"

-

C2

=;::

U,

Push pul! converter

www.nationa l.co m

Cl glättet die g leichgerichtete Eingangsspan nung und li efert die vom Wand ler beanspruchten pu lsartigen Ströme . Wä hrend 01 leitet, wi rd Energie in L, gespe ichert. Sperrt 01, induziert die in L, entha ltene En erg ie die Span nun g U;, sodass der Kondensato r C2 über Rl gelade n wird. Der Wandler invertiert die Eingangsspannung .

Vortei le: Transistorspitzensperrspannun g UDS ~ Ue , ei nfache Drosse l, we nig Funkstö run g .

Inverter

www.national .com

Cl g lättet die Eingangsspannung und li efert die vom Wand ler beanspru chten pulsartigen Ströme. Bei eingeschaltetem 01 wird das Magnetfeld im Kern von L, Lz aufgeba ut. Da Lz gegensinn ig gepo lt ist, fließt kein Strom in der Ausgangswicklung, we il Rl spe rrt. Bei abgescha ltetem 01 kehren sich die Spannungen an den Wicklungen um und Rl leitet jetzt. Währe nd dieser Zeit fließt de r Strom durch Lz. Über d ie Di ode Rl lädt sich nun der Kondensator C2 auf.

Vorteile: Mehrere Ausgangsspa nnungen lassen sich gle ichzeitig regeln . Großer Regelbe reich bei Betriebsspa nnun gsä nd erun gen.

+

Speicherdrosselwandler

Rl

" ':EI}

lli~ Eintaktsperrwand ler

Flyback co nverter

Nachtei le: Keine galvanische Trennung, A nsteuerspannu ng Us muss sich se lbsttätig an Ue anpasse n.

Nachtei le: Transisto rspitzenspe rrspan nung UDS > 2 . Ue , Kern mit Luftspa lt erforderlich. Starkes magnetisches Streufe ld und Wirbelströme.

Ua Ausgangsspannung, UDS Drain-Source-Spannung, Ue Einga ngsspa nnung, U; ind uzierte Spannung, Us Steuerspannung

AS

Schalttransistor und Kippschaltungen Switching Transistor and Multivibrators 18 = ü · ISmi n

URv = Ü ' lcm ax . R v Bmin

R

L

R = ( Ue - U BE ) · Bm in

Ub -

U CEsat ICmax

=

Transistor als Schalter

0

v

Ü . lcma x

t __

Ue

A +Ub

L

U.

t __

U,

- Ub

T

Astabile Kippschaltung

Über RK w ird du rch Ua der Ko nde nsato r Co aufgeladen, bis U, d ie Richtung wec hselt und Ua dam it auch (M itkopplung). Co w ird dann über RK um ge lade n, bis U, wiede r d ie Richtung wechse lt. M it Ue kan n die Kippstufe synchro nisiert we rd en. A nwe ndung: Synchro nisierba rer Rechteckge nerator.

0

t __

ti'"

RK • CO' In ( 1 +

~)

U,

Im sta bilen Zustand ist Ua positiv. Ein negati ver Impuls an E schaltet ua negativ. Co lädt sich übe r Rk negativ auf, bis Uc> UR' ist. Dam it wechselt u, die Richtung und U a w ird w ieder positiv.

A + Ub

u.

t

o

J

f-t- + - --t-- + - --

u,

t __

A nwend ungen: Ei nze li mpu lsgeber, Impu lsformer.

Monostabile Kippschaltung (Monoflop)

AS

E + Ub

t

Ol + - - - t-

U,

-Ub l-L.----' U,

u,t

Schwellwertschalter (Schmitt-Trigger)

'0

- t -t _ _

Bei Ansteuerun g mit + ue kippt die Ausgangsspa nnung auf = - UbZ . Wi rd Ue negativ, kippt d ie Ausga ngsspan nung auf - + Ub" Dieser Schwe llwertscha lter invertiert das Eingan gssignal. Es g ibt auch nicht inve rti ere nde Schwel lwertschalte r. Anwendu ngen : Flanke nversteilerun g, Im pu lsfo rm er, Erzeugu ng des Tri gger-Sig nals be im Oszill osko p.

8 Gl eichstromve rh ältnis, Co Que rko ndensato r, Schwing frequenz, R" Rz, R3 , Rs Spa nnun gste il erwide rstände, RK Rückkopplungswidersta nd, RL Lastwide rstand, RM M itkopplungswide rstand, Rv Basisvo rwiderstand, tj Im p ulsda uer, U a Au sga ngsspan nung, Ub Betrie bsspa nnung, UBE Bas is-Em itterspannung , Uc Ko nde nsato rs pannun g, UCEsat Ko llekto r-Emitter-Sättig ungsspa nnung , Ue Eing angsspa nnung , u, Spa nnung zw ischen inverti erendem un d nicht invertierendem Einga ng, Ü Ubersteuerun gsfaktor, t. U, Schaltdiffere nz.

Halbleiter-Relais SSR und Schutzgaskontaktrelais Solid State Relay SSR and Reed Relay Schaltung

---- -, I

Kl

Erkl ärun g

Daten

Nach An lege n de r Steuerspannun g U1 sendet Pl Infrarotstrahlung aus. Diese Strahlu ng scha ltet de n Fototransistor Kl in de n leitende n Zustand . Damit w ird 01 leitend und die A usga ngss pannung si nkt auf fast 0 V.

Steuerspa nnun ge n für EIN + 5 V, für AUS s 1 V. Der Steuerkreis ist TIL-kompati be l.

Betriebsspannung Ub ist erfo rde rl ich .

Schaltstro m s 0,5 A.

DC Gleichspannung (Direct Current)

Eine Einga ngsgleichspa nnu ng ode r Eingangswec hse lspan nu ng U1 steuert über ei ne Brückengl eichrichterschaltun g di e IRED Pl an. Diese Di ode sc haltet mit ihrer Inf rarotstrahlun g den Fototransisto r Kl und dam it auch 01 durch.

r-- ----- .----.----1 k{)

Kl

E~' j i

t - - __

__

__

._

.J.

__

Betriebsspann ung Ub ist erforderli ch.

:--.----.----.----.----.---- ----; Al

Kl

Iso latio nsspa nnun g zwischen Ein ga ng un d A usga ng 4000 V.

Steuerspannunge n f ür EIN ±10 V bis ± 32 V, für A US s 3 V. Ste uerstro m 25 mA, Hilfsstrom 12 mA. Schaltspannun g 4 V bis 30 V. Schaltstrom s 0,5 A. Iso lation ss pannung zwischen Einga ng und A usga ng 4000 V.

AC Wechselspan nu ng IAltern ating Current)

OC-Schalter mit Ansteuerung durch AC oder OC

El

Schaltspannung 4 V bis 16 V.

w w w.matsushita-relais.de

OC-Schalter mit OC-Ansteuerung

El

Ste uerst ro m 14 m A, Hilfsstrom 12 m A.

Nullspannungsschaltung

A2

AC-Sch alter mit OC-Ansteuerung

Nac h A nlege n der Steuerspannun g U1 w ird Kl du rch die In frarotstrahlung vo n Pl leitend. Der Fototransistor Kl steuert m it der Null spa nnun gsschaltung den Triac 01 . Die Null spannung sscha ltung bewi rkt, dass der Triac-Stro m imm er vo n Null aus anste igt. Dadurch we rde n Netzstöru ngen und Fun kstörungen verringert.

Steuerspannun ge n für EIN + 5 V, für A US< 1 V. Der Steuerkreis ist TIL-ko mpati be l.

Gepo ltes Relais mit z. B. 2 Öffnern. Zum Öffn en erzeugt di e Sp ul e ein Mag netfeld, das de m Mag netfeld der Ko ntaktzu ngen überl agert w ird.

Steuerspannung 5 V.

Ste uerstrom 12 mA. Sc haltspannung 24 V bis 240 V AC. Schaltstrom

3 A Maximum , 20 mA Minimum. Isolation sspannung zwischen Eingang und Ausgang 5000 V.

AS +

N

Schutz gas

S

L \

('

Reedkont akt 1

Glas

{

Das Sc hließen erfo lgt durch die Anziehung der mag netisc hen Kontaktzu ngen.

A nsprechspa nnung 3,75 V.

Abfa llspannun g 0,5 V. Steuerl eistun g 125 mW. Kontak1durchga ngswiderstand 80 m Q. Schaltfrequ enz s 500 Hz. Iso lationswide rsta nd 1 GQ. Lebensdauer bis zu 5 · 107 Schaltspielen.

Schutzgaskontaktrelais IRED vo n Infrarot em ittierende Diode

1

reed = Sc hilfroh r, hier Bl ättchen, Zungenkontakt.

Kleinsteuerung easy Small Contoller easy Systemaufbau Komponente

2

Erklä run g

Daten , Bemerkungen

Betriebsspannung

Betriebsspannung je nach Typ: DC 24 V, AC 115 V bis AC 240 V.

2 Eingänge 11 bis 18 3 Cu rsor-Tasten f:::,. 'i7 4 Steuertaste ~ 5 Steuertaste lQill

G Steuertaste [§9 7 Steuertaste I§E] 8 Anzeige-Disp lay

4

5 1-;::==--_ _.

3

8

6 7 10

112345678

00000000 MO 01 : 00 0000 01234

Wochentag Uhrzeit

9 Ausgänge Ql bis Q4 10 Ansch luss für Spe iche rkarte oder PC-Verbindung über V.24-Schnittstell e

Eingänge : 8 bis 12, bei den DC-Typen 2 analog nutzbar. Ausgänge: 4 bis 8. Bei AC Relais-Ausgänge mit 1= 10 A bei ohmseher Last und 1= 3 A be i induktive r Last, be i DC 24 V paralle l scha ltbare Transistorausgänge mit 1= 0,5 A.

• Ein 0 A us bei Eingängen und A usgä ngen

Es we rd en der Wochentag , d ie Uhrzeit und die oder Betriebsart RUN STO P gezeigt.

Scha ltplanelemente: 1 Kontakt Eingang Q Kontakt Ausgang Verbi ndungen -{ Kontakt Relai ssp ul e

Es we rden Kontaktfeld er, Strompfade, Spulenfelder und die Verbind un gen angezeigt.

STOP

Statusanzeige bei laufendem Programm Strompfad

11-12

- - - { 01

Ko ntaktfelder 1, 2 '--_ _ _ _ _--'

A usgang 1 mit Relai ss pul e

Verbindungen

www.moe ller.d e

Schaltplananzeige bei Anwahl von STOP

Programmierung einer Reihenschaltung

AS

Vorgehen

Erkl ärun g

Bem erkungen

Softwareprogrammierung am pe Prog ramm easy-soft starten ~ Menü Schaltplan ~ Neu ~ Menü Ansicht ~ Darstel lung - Darstell ungsart ~ Gerät I§E] - Doppelklick auf Cursor - 1,1 I§E] ~ Linie einfügen ~ Doppelklick auf Cursor ~ 1,2 I§E] ~ Linie ei nfüg en - Doppelklick auf Cursor - [Q,l I§E] - Date i spe ichern ~ Menü Simu lation ~ Wirkungsweise IIR ~ Schl ießer rastend I§E] ,{. Menü Simulation ~ I/Q-Fenster I§E] ~ Menü Simu lation - RUN - 11, 12 anklicken ~ Leuchte Ql Ein . Me nü Online - Schaltplan - Auf Gerät übertragen - Gerät mit 'V auf STOP I§E] ~ RUN wird angeze igt.

Die Schaltung wird auf dem Bildschi rm vom Eingang ausgeh end zum Ausgang hi n entworfen. Fertige Schaltung durch Si mul ation testen, Scha ltprogramm über serielle Leitung zum Steuerre lais übertrage n. Programmlauf starten , es ersche int die Anze ige RUN im Hauptme nü, Schaltung ist in Betrieb.

Schaltungen lassen sic h als Ve rdrahtungspl an, Stromlaufplan oder KOP entwerfen. Der Verd rahtungsplan setzt die Programm iersch ri tte der Handprogrammierung am Bildschirm um . Funktionsblöcke fü r: Zeitfunktionen, Stromstoß, Selbsth altung, analoge Signa le.

Handprogrammierung Ein schalten ~ Statusanzeige ers che int

Anwä hlbare Menüpunkte blinken . Die easy-Betriebsarten sind RUN oder STOP. Bei easy wird vom Eing ang zum Ausgang "ve rdrahtet ". Nach Ansch luss an die Betriebsspannung und dem Anschluss von 2 Schaltern an 11 und 12 wird das Steuerre lais getestet: Beide Schalter betätigen, Lampe an Ql leu chtet.

Anwählbare digitale Grundfunktionen: UND Reihensc haltung mit Schließern , ODER Para ll elscha ltung mit Schließern, NANO Parallelschaltung m it Öffnern, NOR Reihenschaltung mit Öffnern, XO R Reihenschaltung und Parallelschaltung von Öffnern und Schließern .

PRO GRAMM.. ~ I§E] PROGRAMM LOESCHE PROG RUN/STOP PARAMETER STELLE UH R ~

~

I§E]

I§E] ~

Schaltplananzeige erscheint ~ 1 I§E] ~ 1 I§E] ~ 1 I§E] ~ 1 ~ !> !> I§E] -{Q I§E] 1 I§E] ~ Statusanzeige erscheint. Programmablauf starten : [§9 ~ PROGRAMM [§9 'V RUN I§E], Schaltung arbeitet. Schaltung testen: ~ PROGRAMM I§E] Scha ltplananze ige zeigt 11-12 -----{ Ql.

f:::,. 2 I§E]

Kleinsteuerung Logo! Small Controller Logo! Systemaufbau Aufbau

2

3

4 5 6

7 8

Kleinsteuerung LOGO !

Erklärung

Daten, Bemerkungen

Betriebsspannung zwischen L und N 2 Eingänge 11 bis 18 3 EPROM-Speichereinheit 4 Cursor-Tasten ~ nach links ~ nach rechts nach oben nach unten 5 Steuertaste ~ 6 Steuertaste [Qgj 7 Anzeige-Display 8 Ausgänge Q1 bis Q4 Das Grundgerät gibt es mit Disp lay und Bedienelementen als Logo! und ohne als Pure. Logo ! Pure wird verwendet, wenn ke ine Parameter zu ändern oder keine Informationsmeldungen anzuzeigen sind. Es kann nur m it Software programm iert werden. Programmstart erfo lgt m it einer RUN/STOPTaste auf der Kle insteuerung.

Betriebsspannung je Typ DC 12V, 24 V, AC24V, AC/DC 115 V bis 240 V. Zah l der Eingänge 8, davon bei den DC-Typen 2 ana log nutzbar. Zah l der Ausgänge 4. Je Ausgang ein Relais, mit Dauerstrom 1= 10 A bei DC 24 V Transistorausgänge mit 1= 0,3 A. Schaltfrequenz bei ohmse her Last 2 Hz, induktiver Last 0,5 Hz. Es gibt Erweiterungsmodu le fü r 16 Ei ngänge und Ausgänge, Ana logmodule mit z. B. 2 Eingängen, Kommun ikationsmodel le für z. B. EIB/KNX oder As- iBus.

www.automation .siemens.com/logo

Programmierungsarten Vo rgehen

Erk lärung

Softwarepro grammierung am pe Programm Logo!Soft Comfort starten §] Ei ngangssymbo l m it gedrückter linker Maustaste auf Zeichenfläche ziehen. §] - [Q] - Ausgang auf Zeichenfläche, wie oben. @EI - 0 - Grundfunktion auf Ze ichenfläche, wie oben. [5J - Cursor auf El ementansch lüsse, diese mit betätigter linker Maustaste verbinden. [ii] - Simulation starten Eingänge I einschalten l!J Anzeigesymbo l Lampe leuchtet bei Funktion. Menü Extras - PC - Logo, Schaltprogramm w ird in die Kleinsteuerung übertragen, - ~ - ~,Programm­ ablauf w ird gestartet.

Schaltungen werden als entworFunktionsp läne fen. Bei der Softwareprogramm ierung kann vom Eingang zum Ausgang programmiert werden. Nichtbe nutzte Eingänge müssen mit Pegel ~ (low) oder !EIl (high) verbunden werden . Le iter mit H-Pegel haben rote Farbe. Fertige Schaltung in einem Simu lationslauf testen.

Handprogrammierung

Unprogrammiertes Steuerrelais zeigt den Text:

m-

~ ~

> Program .. PC/Card .. Clock Start

~ ,.~

> Start

~ ~

> STOP

[Qgj ~

> Edit Prg

~

Q1 [Qgj ...

Programmab lauf wird gestartet. Bei laufendem Programm wird Ze it und Datum angezeigt. Prog ra mmä nderu ng > Prog ram ..

Set Param Set Clock Prg Name ~ ~

> Start

PC/Ca rd .. Clock Start

(weite r wie oben)

Beg innend von den Ausgängen Q können je nach Typ des Steuerrela is zwischen 9 Verknüpfungsebenen und 58 Verknüpfungsebenen von dig ita len Funktionen programmiert werden. über Scha ltprogramm serielle Leitung zur Kleinsteuerung übertragen . M it ~ -'I> ~ starten .

AS No Program Press ESC

Prg Name Clear Prg Password

Bem erkungen Schachtelungstiefe:

Mit ~ Start-Menü anwählen. Mit Cursortasten auf Zei le Program ... Mit [Qgj Editor-Menü an wählen. Mit Cursortaste auf Ed it Prg. Mit [Qgj Programmeingabe m it Auswahl eines A usgangs, z. B. [Qj), beginnen.

Programmablauf w ird gestartet.

Kleinsteuerungen werden auch Steuerre lais genannt. [!] Cursorsymbol auf dem Display der Kleinsteuerung, - nächster Vorgang.

Auswä hl bare digita le Grundfunktionen: AND Reihenscha ltung mit Schließern, OR Paralle lscha ltung mit Schließern, NOT Inverter, NAND Parall elscha ltung vo n Öffnern, NOR Reihenschaltung m it Öffnern, XOR Wechs ler Funktionsblöcke für: Zeitfunkt ionen, Stromstoß, Se lbstha ltung, analoge Signa le.

Struktogramme und Programmablaufpläne (PAP) Structograms and Program Flowcharts Struktog ramm

Bezeich nung, Bedeutung

Programm ablaufplan

Folgeb lock Der Folgeb lock ka nn Wertzuwe isungen, Rechen operati onen oder Ei ngabea nwe isunge n und Au sgabeanweisungen umfasse n.

Anweisu ng 1 Anwe isung 2 Anwe isung 3

I

~

I

Anweisung 1

1 Anweisung 2 1 L Anweisung 3_I

SCL-Sprachelem ente

Anweisung 1; An weisung 2; Anweisung 3

~

~~ Ja

Nei n

Anweisung 1 Anweisung 2

~n~ Ja

Nein

Anweisung

~

Beding x .

Fall 1

~

Anweisu ng 1

2

Nein

Der Verzweigungsb lock enthä lt eine Ve rzweigung mit den Altern ative n ja oder nein. Je nach Bedin gu ng werd en d ie Anweisunge n der einen oder der anderen Alternative ausgefü hrt. Verzw eigungsblock, ein se itig Bei diese m Verzweigungsblock enthält nur eine Alte rn ati ve Anwe isu ngen . Die ande re Altern ative w ird oh ne Operation durch laufen. Verzweig ungsbl ock, me hrfach Beim mehrfache n Verzwe igungsblock we rd en in Abhängigkeit einer Bedingung mehre re A ltern ati ve n ang eboten.

I

=1

E 0.2

A~1

Eingang

~~~~]

tjt L-{o) HX -

'---~1.

=

I I

L ___

Exklusiv-ODER (Antiva lenz, XOR)

VA = (e01 A e02) v (e01 A e02)

~ E 0.2

XOR

A~1

Exklusiv-NOR (Äquivalenz, XNOR)

VA =(e01 A e02) V(e01 A e02)

- - - - - - - - - - CI) E 0.2

w~(~o) E 0.1

E 0.2

~

t1j~0)

[l]

[-----co)

E 0.2

Zuweisung (einfache und mehrfache Zuweisung)

XOR

A~1

A 0.2

Programmieren mit Speicher:

A 0.1

E 0.1

E 0.1

Dominierendes (vorrangiges) Setzen

-

Dominierendes (vorrang iges) Rücksetzen

E 0.1 -

'SR

A 0.1

S101 ~

~R '--RS S

AO.1

~R101 ~ '---

E 0.1 E 0.2 AO.l

0 0

E 0.1 E 0.2 AO. l

=

UN

·. =

E 0.1 ... AO .l

Invertierung des Ausgangssignals:

... UN

AO.l

·.

...

U UN

E 0.1 E 0.2

0 UN U =

E 0.1 E 0.2 AO.l

U U

E 0.1 E 0.2

0 UN UN =

E 0.1 E 0.2 AO.l

·.

.. . . ..

= =

AO.l A 0.2

AS

A 0.2

d:t-:a: d°i-;S

) ---< 0)

UN R U S

E/~ ~-----

Datenwort

INl

EN

Zählen (Vorwärtszä hlen mit Rücksetzen )

ENO

-

MWO

INl

Zl ZAEHLER ~ ZV DUAL ZR ~ S DEZ - ZW 0 - R

-

c-

0 -

I- AO .1

~

Vergl eichen CMP >I

-

IN1 IN2

O r-

IN2

T MW10 NOP 0

L L

MWO MW2

*1

INl

MW2 OUT

IN2

50 20

+1

Merkerwort MW10

MUU EN ENO

MUU

-

L L

Datenwor t IN2 OUT MW10 enthält Summe der Datenwor te

Multiplizieren

-

A nweisung sliste (AWL)

MW10

OUT

T MW10 NOP 0

MW10 enthält Produkt von MWO und MW2 Zl ZAEHLER ZV DUAL CEO!;-= ZR DEZ r - A 0.1 S ZW - R

U ZV U L S U =

E 0.1 Z1 E 0.1 K 2020 Z1 Z1 AO.l

Es we rd en 6 Vergl eichsa rten unterschiede n:

U( L L >F

E 0.1 E 0.2

~o~

oH )

> g rößer

> = g rößer g leich

< klei ner

< = kleiner gl eich

1= gleich

< >, > < ung leic h

)

=

A O.l

Steueranweisungen (D Deutsch. E Englisch nach DIN EN 61131-3)

AS

E

D

Bedeutung , Übersetzung, Symbol

E

D

Bedeut ung, Übersetz ung , Symbol

AND ADD CTD CAL CMP

U ADD ZR

AND '" UND-Elem ente, & Addition Counter Dow n '" Zähler-Rü ckwä rts Call '" Bausteinaufruf Compare '" Vergl eichen Kosinusfunkti on

NOP N M A

No Operat ion '" Lee rschritt NICHT

BA CMP

NOP NOT M O,OUT OR P R RL S SIN

I R RM S SIN

SL SUB T

SM SUB T

Set Latch '" M erke r setze n Subtraktion Timer, Zeitg lied; TON , TOF

T TOF TON TP SHL SHR :=

T SA SE SI SHL SHR

Transfer, Übertragen nach Setze Au sschaltve rzögerung Setz e Ein schaltverzö gerung Setze Impu ls Shift Left Bits Shift Righ t Bit s Zuweisung, = Klamm ern, (... ) Komm entarbeg renzun g, " ..."

COS CTU DIV EM EN EP GT GE

COS ZV DIV BE EN PE GL GR GRG

I,IN

E

JMP L, LD LT LE

SP L, LD KL KLG

MUL

MUL

EQ

Counter Up '" Zähle r-Vo rwä rts Division End of Mod ule'" Bl ockende Enable '" Freigabe End of Prog ram '" Prog ramme nde Eq ual '" g leich, 1= Greater th an '" größe r, > Greater th an or Equal to '" grö ßer gleich, > = Input '" Eingang Jump '" Sprung , unbedingt Loa d '" Lade n, z. B. L A01 , 1 Less than '" klein er, < Less th an or Equal to '" kl einer g leich, < = Multiplizierstufe

..

0

=

... )

(. )

(

* ...*

" ... "

M emory '" M erker Output '" Au sgang OR '" ODER-Elem ent, / Pulse'" Impuls Reset '" Rücksetze n Reset Latch '" M erker rücksetzen Set '" Setzen Sinusfu nktio n

Programmbeispiele für SPS Program Examples for PLC Strom laufp lan

51 E 0.1

Funktionsplan (FU P)

r-

Kont aktplan (KOP)

~:iOH O)

K1 A 0.1

Anweisung sliste (AWL)

U( U

0

E 0.1 AO.1

)

U

E 0. 2 AO.1

U U

E 0.1 AO.1 E 0.2 AO.1

Selbsthaltung m it dom inierendem Rücksetzen

~:~ O)

K1 A 0.1

0

Selbsthaltun g m it dom inierendem Setzen

R5

E 0.2

5 A 0.1

K1 A 0.1

U S UN

~O'

R

E 0.2 A O.1 E 0.1 A O.1

E 0.1

/

RS-Speicher, Rücksetzen dominierend

52 E 0.1

r-

UN

M 0.1 5R 51 Q1

E 0.1 K1 A 0.1

A 0.1

R

~O1

U S U

E 0.2

E 0.2

E 0.2 MO.1 E 0.1 MO.1 MO. 1 A O.1

/

R

RS -Speicher, Setzen dominierend

E 0.1 E 0.2

~

E 0.2 K1T

T0.1 Einschaltv erzögerung

&

b-!I

A ~1

~oI~1

T0.1 (T) A 0.1

()

L U U

E 0.1 E 0.2 T O.1 TO. 1 AO.1

AS

Zähler und Zeitglieder in SPS Counters and Timers in PLC Funktion

Funktionsplan

Vorwärtszähler mit Startwert 20

Anweisungsliste

Z1 Z- VORW EO.1 -

EO.O -

C*20 -

ZV DUAL

~

DEZ

~

MW2

S

=

ZW

Z-RUECK ~MW2

DUAL S

ZW

U ZR U L S L T U

=

DEZ f-

A 2.0 ist 1, wenn der Zählerwert ungleich Nul l ist. Mit L Zl wird der Zählerwert dualcodiert in den Akkumu lator ge laden, dann ins Merkerwort 2, mit LC Zl ist BCD-codiertes Auslesen möglich.

E Z E C#10 Z Zl MW Z A

0.1 1 0.0 1 2 1 2.0

Der Rückwärtszähler Zl w ird mit dem Startwert 10 geladen, wenn E 0.0 vo n 0 auf 1 wechselt. Wechselt der Signalzustand an E 0.1 von 0 auf 1, wird der Zählerwert um 1 erniedrigt. A 2.0 ist 1, wenn der Zählerwert ungleich Nu ll ist. Mit L Zl wird der Zählerwert dualcodiert in den Akkumulator geladen, m it LC Z l BCDcodiert.

A2.0

Q~

R

Einschaltverzögerung mit Zeitwert 100 ms

T1 S_EVERZ EO.l -

1 1 2 1 2.0

Bemerkungen Der Vorwärtszähler Zl wi rd mit dem Startwert 20 geladen, wenn E 0.0 von 0 auf 1 wechselt. Wechselt der Signalzustand an E 0.1 vo n 0 auf 1, w ird der Zähler Zl um 1 erhöht.

www.siemens.com

EO .1 - ZR

-

0.1 1 0.0

A2.0

Z1

C*10 -

E Z E C#20 Z Z MW Z A

Q~

R

Rückwärtszähler von 10 bis 0

EO.O -

U ZV U L S L T U

S DUAL f- MW2 TW

S5T*100M5 -

U L SE U R L T U

=

0.1 E S5T#100MS T 1 E 0.2 T 1 T 1 MW 2 T 1 A 0.1

Wechselt der Signa lzustand an E 0.1 vo n 0 nach 1, wird die Zeit im Zeitglied Tl gestartet. Wechselt der Signalzustand an E 0.1 erneut von 0 nach 1 bevor die Zeit abgelaufen ist, w ird sie erneut gesta rtet.

E 0.1 S5T#10S T 1 E 0.2 T 1 T 1 MW 2 T 1 A 0.1

Wechselt der Sign alzustand an E 0.1 von 1 nach 0, wird die Zeit im Zeitglied T1 gestartet. Mit SA Tl wird die Ausschaltverzögerungsfunktion programmiert.

DEZ f AO .1

EO .2 -

Q~

R

Mit SE Tl w ird die Einschaltverzögerungsfunktion programmiert. Stunden (H), Minuten (M), Sekunden (S) und Millisekunden (MS) können eing estellt werden, z. B. 3 h, 5 min, 10 s mit L S5T#3H5Ml0S.

AS Ausschaltverzögerung mit Zeitwert 10 s

T1 5_AVERZ EO.1 -

S DUAL f- MW2

55T*10 5 -

TW

U L SA U R LC T U

=

DEZ fAO .1

EO .2 -

DEZ DUAL L MW Q

R

aktueller Wert BCD-codiert aktue ller Wert dualcodiert Laden dualer Wert Merkerwort (2 Byte) binärer Ausgang

Da s Signal an A 0.1 bleibt bis zum Ablauf der Zeit auf 1. Der aktuelle Zeitwert kann über L bzw. LC dualcodiert oder BCD-co diert abgefragt werden.

Qt-o

S R T TW ZV

Setzen Rücksetzen Transferieren, Übertragen Zeitwert Vorei nstell ung Vorwärtszäh len

ZR ZW LC SA SE

Rückwärtszäh len Zäh lerwert Laden BCD-cod iert Setze Ausschaltverzögerung Setze Einscha ltverzöge rung

Programmiersprachen Strukturierter Text ST, Ablaufsprache AS Programming Structured Control Language SCL, Sequence Language AS Strukturierter Text tür SPS Anweisungen Schlüsse lwort

Anweis ung

Erklä ru ng

Beispiel

IF .. .THE N ... ENDJF

IF Bedingung THEN A n w eisung 7; [ELSE Anweisung 2; ] ENDJF;

IF temp< 17 THE N heizen:=tru e; ENDJ F;

CASE .. . OF ... END_CASE

CASE Var OF Wert 7: An weisung 7; Wert n: An weisung n; [ELSE Anweisu ng; ] END_CAS E;

CASE wert OF 1: ausg 1:= tru e; ausg2 :·= true; 2: ausg3:= tru e; END_CASE;

Anweisung für Fallunterscheidu ngen. Ist wert = 1, Va ria bl en ausg 1, ausg2 setzen. Bei w ert = 2 ausg3 setzen .

FOR ... TO ... END_FOR

FOR Zähler va r:= Startwert TO Endwert [BY Schrittweite ] 0 0 A n weisungen; ENDJ OR;

FOR i:= 1 TO 10 00 ausg[ i]:= true; END_FOR;

Zä hl sch leife. Vom Feld ausg[ i] we rde n di e ersten 10 El emente mit dem Wert true belegt.

W HILE ... DO ... END_WH ILE

W HI LE Bedingung 0 0 An weis ungen; END_W HILE;

W HILE eing 1 0 0

Schleife mit Bedingu ngsprüfung am Anfa ng. Solange eing 1 true ist, w ird su m hochgezä hlt.

zen ansteuern .

su rn := sum + 1;

END_W HILE

REPEAT ... UNTIL. .. END_REPEAT

REPE AT A nweisungen; UNTIL Beding ung END_REPE AT;

Wenn-Dann-Anweisung. We nn Tempe ratur klei ner als 17 °C ist, Au sga ng hei-

REPE AT su m := sum + 1;

UNTIL ein g1:=false END_REPEAT;

Schl eife m it Bed ingu ngsprüfung am Ende. Su m w ird hochgezä hlt bis ei ng1 false ist.

Operatoren Erkläru ng

Sch lüsselwort

Beispiel

Bemerkung

AND OR XOR NOT

UND ODER Exk lu siv ODER Negation

a:= bAND c a:= b OR c a:= b XO R c a:= b NOT b

UND w irkt auf jedes Bit. ODER wi rkt auf jedes Bit. XO R w irkt auf jedes Bit. NOT w irkt auf jedes Bit.

+, -, * , / ** MOD

Grundrec henarten Potenzieren M odul of unktion

a:= b+3 * 4 a:= b** 2 a:= b MOD 2

a = b+12 a = t)2 Resterm ittlung bei Division

klein er, größe r kleiner gleic h, größe r gleich gleich, ungleich

IF a > b THEN .. IF a >= c THEN .. IF a b THE N

Wen n a > bda nn ... Wen n a ", cda nn ... Wenn a" b da nn ...

< =,>= = ,

Ablautsprache AS tür SPS Beschreibung Die Ablaufsp rache wi rd zur Struktu ri erung ei nes Program mes in Schritte (S) bzw. Aktionen ein gesetzt, die über We iterscha ltbedingunge n (Transiti onen, T) ve rknü pft si nd. Jede Aktion und jede Transiti on mu ss entwede r in AWL, KOP, FUP oder ST gesch ri eben se in. Aktionen sind SPS-Prog rammteile. Zu m nächsten Schritt bzw. zu r näc hsten Aktion w ird we itergeschaltet, we nn z. B. ein e Va ri able> o. Parallelzweige hängen an ein er gemeinsa men Tra nsition. An der Ste ll e, an der die Parall elzwe ige zusam menko mme n, w ird gewartet, bis die Akti on des letzte n Schrittes abgearbeitet wo rden ist. Altern ativzw eig e besitzen jewei ls an ihrem Eing ang eine eige ne Transiti on. Es ist im mer nur ein Zweig in Bearbe it ung.

AS Para ll elverzwe igu ng

~,

Tm

A lternativverzweig ung

$

$ $$ ~'$"~"'" Sn l

Snl

·..

S nm

[] in Spalte Anwe isun g: opti onal, wah lwe ise bei Bedarf. Va riable si nd je nach Daten typ m it INT, RE AL, BOOL, BYTE, STRI NG, DATE ode r TIM E zu verein ba ren.

Programmstruktur für SPS S7 Program 5tructure for PLC 57 Programme lement

Erkl ärun g

Bem erku ngen

Organisationsbausteine OB

Organ isationsbausteine werden vom SPSBetriebssystem aufgerufen . M it ihnen wi rd d ie zyklische Programmbea rbeitung gesteue rt, ferner die Alarmbehandlung. Das A nwe nderprog ramm besteht aus dem OB 1 und m eist noch anderen Prog ramme lementen (Bild ). Der OB 1 w ird zykli sc h vom Betriebssystem aufge rufen und abgea rb eitet und nur vo n alarm behande lnden OB unterbroche n.

Unterschieden werd en neben dem zyklisehen OB 1, Uhrzeitalarme, Verzögerungsalarme, Weckalarme, Prozessa larm e, Fehle ralarm e (z .B. Zeitfehl er, Stromversorgungsfehler, CPU-Ha rdwarefehler) oder Hi ntergrundzyklu s. Dieser besitzt die niederste Prio ri tät bzgl. dem Unterbrechen anderer OB. Di e Pri oritäten sind vo rg egebe n. Von manchen OB können sie ve rändert we rden. Daneben g ibt es noch OB für Neustart (OB 100) und W iederanlauf (OB 101 ). Di e Anlauf-OB werden z. B. nach Netz-EIN vom SPS-Betriebssystem gestartet.

Funktionsbausteine FB

FB besitzen zugeordnete Datenba usteine (OB ) zur Spe icheru ng von Daten (InstanzDatenbausteine) . Ei n FB ka nn auch auf versch iede ne OB zugreifen .

FB können wiederum FB oder FC, SFB , SFC aufrufen. Anwendung f ür Program mabläufe. FB werden vom SPS-Herste ll er erworben oder vo m Anwender prog rammiert.

Funktionen FC

Der Aufruf erfo lgt in ande ren Programmelem enten (Bausteinen). Während dem Prog ram mlauf erzeugte Daten gehen nach dem Prog rammlauf verloren. Zur Speicherung vo n Daten muss auf globa le Datenbausteine zugegriffen we rden.

Angewendet werden FC z. B. für mathematisehe Fun ktionen (Rad izieren = Wurze lzie hen, Qu adrieren, Logarithm ieren, trigonometrisehe Fun ktionen) . FC werden vom SPS-Herste ller erworben oder vom Anwender program miert.

Datenbausteine OB

OB dienen zur Spe icherung vo n Daten , m it denen das Anwenderprogramm arbeitet. A uf OB können OB, FB und FC zugreifen. Unterschi ede n werde n Instanz-Datenbausteine und globale Datenbausteine.

In den Instanz-Daten baustein sin d die aktue llen Pa rameterwe rte und stati sche n Daten der zugeordneten FB gespeichert. Einem FB können mehrere Instanz-OB zugeordnet sein. Auf globa le OB könne n all e OB, FB und FC zugre ifen.

Systemfunktionsbausteine SFB

SFB sind Tei l des SPS-Betriebssystems. Sie werden vom Herstell er m itgeliefert und können vom Anwenderprogramm aus aufge rufen werden . Für SFB müssen m it dem Anwenderprogramm zugeo rdn ete In stanzDate nbau ste ine ange legt werden.

SFB gibt es z. B. zum Datenaustausch mit externen Gerä ten, zum Betreiben externer Geräte (Remotebetrieb).

SFC sin d ebe nfa ll s Teil des SPS-Betriebssys-

SFC g ibt es z. B. zum Kopieren von Daten, zum Ubertrage n von Daten vo n und zu Signalbaugruppen, zum M eld ungserze ugen, zum Verändern vo n Baugruppenparametern, zum Aktual isieren von Uhrzeiten.

Systemfunktionen SFC

Systemdatenbausteine SDB

AS

tems.

SDB werden nur vom SPS-Betriebssystem ausgewertet, nicht übe r das SPS-Anwenderprogramm. In SDB sind z. B. Zuordnungslisten bzg l. Peripheriegeräten und Schnittstellen sowie Parameterli sten vo n Baugruppen mit ihren Voreinstellwerte n (Defaultwerten) gespeichert.

SPSBet riebssystem

Anlauf-

~

0K

programm

OB 100: Param eter einstellen

OB 1: Eingänge lese n Aufruf FBx Aufruf FB y Schreiben Au sgänge

FBx : Aufruf FCx

Jede CPU besitzt eige ne SDB . Beim Speichern veränderter Voreinstellwerte werden SDB erze ugt, auf die dann bei Neustart oder Wiede ranlauf zugegriffen wi rd .

K

~ B :

>:

«

'"

Weitere Beispiele

~

-U

02

I

01

Fremderregter Motor mit Reihenschluss-Hilfswicklung

~

-

~1

Reihenschlussmotor

V '" >:

.... '"

~I

~

'"«

'".... "v

«

>:

'" Stromrichter B2U

AS

Steuerungstechnik Open Loop Control Engineering Begriff

Beis piel

Bem erku ngen

Offener Wirkungsweg einer Steuerkette

Die Steuergröße x, meist gleichzeitig die Aufgabengröße x, soll der Führungsgröße w in vorgegebener Abhängigkeit folgen. Die Führungsgröße w ist Eingangsgröße der Steuerkette. Die Aufgabengröße x wird von der Steuerung beeinflusst. Die Steuerstrecke ist der gemäß Aufgabe zu beeinflussende Teil der Steuerungsanlage. Die Störgröße z wirkt auf die Steuerkette von außen in unerwünschter Weise ein .

Steuerkette

w Führungsg röße

Stellgröße

Steuergröße

Führungssteuerung

Führungsgröße

Haltegliedsteuerung (Verbindungsprogrammierte Steuerung)

z

Steuerg erät

*

Aufgabengröße

Dämmerungsschalter

Ste llglied

Aufg abengröße

Motorschützschaltung Ablaufsteuerung (Folgesteuerung)

Motor läuft nicht Einschalten ist erfo lgt Motor an 400V Anfahren beendet

1 - - - - - - - - - - - 1 Motor an OV Abscha lten beendet Funktionsplan für Teil einer Förderanlage

AS

Zeitgeführte Ablaufsteuerung

z

Aufgabengröße

Treppenhausschaltung Wegplansteuerung

Führungsgröße

Steuerung Aufgabe ngröße

Fräser

Werkstück

Modell Nachformfräsen

Bei der Führungssteuerung wird durch Änderung der Führungsgröße die Aufgabengröße unmittelbar geändert. Bei einem Dämmerungsschalter ist die Führungsgröße das Tageslicht, bei einer automatischen Blen densteuerung d ie Objekthelligkeit.

Eine Haltegliedsteuerung ist z. B. eine Schützscha ltung mit Selbsthaltekontakt. Das Schütz bleibt auch dann angesteuert, wenn die Führungsgröße nicht mehr wirkt. Die Ausgangslage muss dann durch ein entsprechendes Signal erwirkt werden. Eine Motorschützschaltung besitzt ein en Taster für EIN und einen Taster für AUS. Bei einer Alarmanlage ist die Eingangsgröße ein unterbrochener Infrarotstrahl. Die Abschaltung erfolgt über eine Handabschaltung . Bei einer Ablaufsteuerung (Folgesteuerung) erfo lgt der nächste Steuerungssch ritt erst, wenn der vorhergehende Schritt abgeschlossen ist. Das Weiterscha lten kann zeitabhängig oder prozessabhängig erfo lgen . Ab laufsteuerungen werden mit Wegdiagrammen, Zustandsdiagrammen oder Funktionsplänen dargestellt. Beispiele von Ablaufsteuerungen sind Förderanlagen, Ampelsteuerungen, maschinelle Anlagen . Bei ein er zeitgeführten Ablaufsteuerung sind die einzelnen Steuerschritte von der Zeit abhängig . Zum Einsatz kommen hierzu Uhrwerke, Zeitrelais, Nockenschaltwerke oder Programmanweisungen, die auf den Tim er des Computers zugreifen . Beispiele mit zeitgesteuerten Führungsgrößen sind Treppenhausschaltungen, Heizungsanlagen. Bei der Wegplansteuerung liefert z. B. eine Schablone eine wegabhäng ig e Führungsgröße. Wegplansteuerungen sind Ablaufsteuerungen. Typische Anwendu ngen sind Nachformfräsmaschinen , Graviermaschinen . In der Vergangenheit waren Anwendungsbeispiele auch Nachformdrehmaschinen (Kopierdrehmaschinen).

Führungssteuerungen und Ablaufsteuerungen werden oft durch Mikrocomputer, PCs oder Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) verwirklicht.

Elektronische Steuerungen von Verbrauchsmitteln Electronic Control of Electrical Consumers Bemerku ngen, Schaltungsprinzip

Liniendiagramme

Name Symmetrische Anschnittsteuerung (symmetrische Phasenanschnittsteuerung)

Häufig es Verfahren zur Steuerung von Wechseistromlasten, insbeso ndere von Beleuch tungsanlagen mittel s Dimmer. Nachteil: Induktiver Blindleistungsbedarf und hochfrequente Störung .

Symmetrische Abschnittsteuerung (symmetrische Phasenabschnittsteuerung)

Steuerung von Wechselstromlasten, z. B. mit Dimmern vom Typ C. Das Einschalten erfolgt mittels Nullspannungsschalter, das Abschal ten mit IGBT oder Transistor.

-i

t o ~"~

u,i

~ "

t ~

Vorteile gegen Anschnittsteuerung: Weniger hochfrequente Störstrahlung. Aufnahme von kapazitiver Blindleistung, w ie Kondensator.

Symmetrische Sektorsteuerung

Steuerung von Wechselstromlasten, z. B. mit Dimmern vom Typ RLC. Die symmetrische Sektorsteuerung ist ein e Kombination von Anschnitt- und Abschnittsteuerung. Bei ihr wi rd keine Phasenverschiebung hervorgerufen, sie erzeugt aber eine stoßartige Netzbelastung und ruft Oberschwingungen hervo r.

Symmetrische Vielperiodensteuerung (symmetrische Schwingungspaketsteuerung)

Häufiges Verfahren zur Steuerung von Wechseistromlasten, insbesondere von elektrischen Heizungsa nlagen. Nicht geeignet zur Beleuchtungssteuerung und zur Drehzahl steuerung. Ein scha lten erfolgt durch Nullspannungsschalter, Abschalten durch Thyristor infolge Untersc hreiten des Haltestroms.

Unsymmetrische Anschnittsteuerung

Stromrichter zu r Steuerung von kleinen Gleichstromlasten. Nachteil: Magnetisierung des vo rg esc halteten Transformators.

-i

(Schaltung E1C)

R3

C2*

t:bI

Q1

~

Ohne Magnetisierung des Tansformators arbeiten Schaltungen B2H (Seiten 315, 319). Unsymmetrische Vielperioden-

Verfahren zur Steuerung von Gleichstromlasten, bei denen stro m lose Pausen von mehreren Perioden möglich sind, z. B. beim Laden von Akkumulatoren. Einsc halten und Abschalten wie bei der symmetrischen Vielperiodensteuerung. Nachteil ihr gegenüber: Magnetisierung vorgeschalteter Transformatoren.

steuerung

Anschnittsteuerung (Phasenanschnittste uerung), Abschnittsteuerung und Sektorsteuerung dürfen nur angewendet werden, wenn eine andere Steuerung, z. B. mit Schwingungspaketen, nicht ausreicht, z. B. bei der Heiligkeitssteuerung von Lampen. Alle elektronischen Steuerungen rufen störende Einflüsse im Netz (Netzrückwirkung) hervor. Deshalb gelten Grenzwerte der Anschlussleistung (siehe folgende Seite). i Stromstärke, t Zeit,

U

Spannung, a Zündwinkel , Steuerwinkel,

ß Löschwinkel

AS

Grenzwerte der Anschlussleistung im öffentlichen Netz

nach TAB

Limit Values for Loads Connected to the National Grid Anschnittsteuerung, Sektorsteuerung oder Abschnittsteuerung, Gleichrichtung Maximale Ansch lu ssleistung je Ve rbrauchse inheit Steuereinrichtung, Gerät AC 230 V

AC 400 V

3 AC 400 V

Steiler für Glühlampen

1,7 kW

3,4 kW

5,1 kW

Steiler für Motoren oder Entladungslampen mit induktivem Vorscha ltgerät

3,4 kVA

6,8 kVA

10,2 kVA

Röntgengeräte, Tomographen und ähn liche medizinische Geräte

1,7 kVA

-

5 kVA

4 kVA

-

7 kVA

Kopiergeräte symmetrische Anschn ittsteuerung, Sektorsteuerung bzw. Abschnittsteuerung

be i Wä rm ege räten 200 W, be i Netzte il en 75 W

symmetri sc he Anschn ittsteuerun g, Sektor· steue run g bzw. Abschnittsteuerung nur wä hrend des Ei nschaltvorga nges

bis zur zul äss igen Bemessu ngsleistung

unsymmetrische Gleichrichtung (E inweg schaltung)

bei Wä rme ge räte n 100 W, be i Netzte il en 75 W

Gleichrichtung in Netzteilen zur Stromversorgung elektron ischer Geräte ", 75 W .

Keine Begrenzung in TAB, da nach EN 61000 ab 75 W der Aufnahmestrom oberschwi ngungsarm (sinusförmig) sein muss.

Vielperiodensteuerung Liniendiagramme, Schalthäufigkeit je Minute

Maximale An sch lu ss leistung je Verbrauchseinheit bei AC 230 V

AC 400 V

3 AC 400 V

0,4 kW

1,0 kW

2,0 kW

O,6kW

1,5 kW

3,2 kW

!~

" 1000 300 bis < 1000

!h

2,5 bis < 3,5

2,7 kW

1,5 bis < 2,5

2,9 kW 3,7 kW

7,3 kW

14,7 kW

9,2 kW

18,7 kW

4,0 kW

10,0 kW

20,0 kW

55 bis < 300

1,0 kW

2,4kW

4,8 kW

1,7 kW

4,3 kW

8,7 kW

4,5 bis < 7,5

2,3 kW

5,6 kW

11 ,3 kW

3,5 bis < 4,5

2,5 kW

6,0 kW 6,6 kW

12,0 kW 13,3 kW

7,5 bis < 55

0,76 bis < 1,5 < 0,76

Motoren, Schweißgeräte

AS

M ax imale Lei stung oder ma xim aler A nzu gstrom Art AC 230 V gelegentl ich geschalteter Motor Motoren mit störende r Netzrückwirkung (häufiges Schalten, schwanke nde Last) Schweißgeräte

AC 400 V

3 AC 400 V

1,7 kVA

-

5,2 kVA ode r I a ~ 60 A

30A

-

I a ~ 30 A

2 kVA

2 kVA

2 kVA

Größe re Geräte können vom VNB (bisher EVU genannt) genehmigt werden, we nn der cos 17

AC-4

17 > 17 all e Werte

AC-ll

AS

OC-l OC-2 OC-3 OC-4 OC-5 OC-ll

S

all e We rte

1 2,5 6 6 6 6 10 1 2,5 2,5 2,5 2,5 1

1 1 1 1

0,95 0,65 0,65 0,35

1 2,5 1 1

1 1 0,1 7 0,17

0,95 0,65 0,65 0,35

1 1 1

0,65 0,35 0,7

6 6 1

1 1 1

0,65 0,35 0,4

1 1 1 1 1 1

1 ms 2 ms 2 ms 7,5 ms 7,5 ms 6 ms· P I W

1 1 2,5 1 2,5 1

1 0,1 1 0,3 1 1

1 ms 7,5 ms 2 ms 10,0 ms 7,5 ms 6ms·PIW

Prüfbedingungen zum Nachweis von Einschaltvermögen und Ausschaltvermögen (Beispiele) AC- l AC -2 AC-3

alle Werte alle Werte s17 17 100

1,5 4 10 10 8 vg l 1

1,1 1,1 1,1 1,1 1,1

0,95 0,65 0,65 0,35 0,35

1,5 4 S 8 6 vg lZ

1,1 1,1 1,1 1,1 1,1

0,95 0,65 0,65 0,35 0,35

I Einsc haltstrom , I e Ausschaltstrom (C vo n cut = Schnitt), IN Bemessu ngsstrom des Schützes, P = U N . IN Bemessungsleistung, U Leerlaufspannung, U N Bemessungsspannung, Ur wiederke hrende Spannung , L Indu ktivität des Prüfstromkreises, P I W Bemessungsleistung in W, RWirkwiderstand des Prüfstromkreises, cos 'I' Leistung sfaktor. Statt Vo rsatz Bemessungs- auch Nenn- üblich. 1 mindestens 1000 A für I oder I e; Z I c ~ 800 A; 3 I~ 1200 A

Schützschaltungen 1 Contactor Circuits 1 Art Schützschaltung mit therm ischem Überstromre lais

Hauptstromkreis

Steuerst romkreis

2.1

L1 L2 L3 N PE

C QJ

H

C/)::l

"Qi2:!

~:ß

NO> C

>ro

2.2 Wendeschützscha ltung

L1 L2

Dreh ri chtung über AUS umschaltbar

2.1

L3 N PE F1

01

01

2.2 Automatische Sterndre ieckSchützschalt ung mit Motorschutzrelais (Für An ordnung von F2 gibt es weitere Mög lichkeiten)

L1 L2 L3

AS

F1

02

~

~

02

F2 Relaisstrom

02 cO

"

=

K1

Motoren ~

;;;

01 ~

strom x 0,58

:;: U1 V1 W1

01 2.2

03 ~

Schützschaltungen 2 Contactor Circuits 2 Polumschaltschütze für zwei getrennte Wicklungen Drehzah länderu ng

L1 L2 L3 N PE

Hohe Drehza hl nur über

nur über AUS

2.1

niedrige Drehzahl schaltbar

, ~

F1 [

~[ ~W

Fz[ ]

[J

I-~

~ Gl

o~r-~ -

•

-

1~

1V1 1W1

2~

of': -

•

Q1

-

M \ 2V1

6~; )

2.2

2W1

niedrige Drehzahl

~

hohe Drehzahl

nied rige hohe Drehza hl Drehza hl

Polumschaltschütze für Dahlanderschaltung L1 2.1

L2 L3 N , PE .~ F1 [

Dreh za hländerung nu r über AUS

Drehza hl änd erung direkt umschaltbar

2.1

langsam schnell

t

~

>

[

Fl [

[Q]

"

10

::;

2

'r

J--r -r

-- - -- -

-y-

o

~

'>

o o

----oi----E i

~

~

>

::::>

®

X X

X

1111 111 11 1 11 1 A - -B ---c

-y- -

3

x

"

3

3

X X

Schaltg lied gesc hlosse n

Schaltg li ed offen

®

W en deschaltu n g m it W alzenschalter

W endesch altung mit Nockenschalter

Stern-Dreieckschaltungen L1

L1

L2

L2 L3

•

N

PE ~~

Schaltglied

ro ~

~ -

Ulu"oo

AB

1 ( 0) 2 (Y ) 3(6 )

o o

R

,YOY6

6

XX XXX XXX

Scha ltg li ed geschlossen Sc haltg lied offen

Fl

[Q]

CDE F GH

Ir T'

~

~J;:: ~J~

,~

, "" -Iv.' - - - - ' -j ~ ~ ~ AB CO E F

T

XXX

L

~

,I JJ

GY-~-~-KrLTM1

~

AAAA. I VVV

lf

-,

Send epuls

Erklärung, Beg ri ffe

VVV

Empfangsbereitschaft

4,0

0,8 m bis 6 m

Mindestabstand x in m

bis 0,3 m

> 0,03

0,2 m bis 1 m

> 0, 15

0,8 m bis 4 m

> 0,4

Mindestabstände para ll eler Sensoren Erfassungsbe reich

IE..

Mindestabstand x in m

bis 0,3 m

> 0,15

0,2 m bis 1 m

> 0,6

0,8 m bis 6 m

> 2,5

+ -I --I

Nah- Sperrbe reich bereich Scha lta bstand

-F

Ei n Objekt im Nahbereich kann Fehl signa le hervo rrufen, durch die ein Objekt in größerem Schaltabsta nd vorgetäuscht wi rd . Desha lb sol lte der Nahbereich immer von Objekten fre igehalten werden. Innerha lb des Erfassungsbe reiches kann der Näherungsschalter zwisehen Objekten im eingestellten Scha ltbereich und im davor liegenden Sperrbereic h untersche iden . Objekte mit größe rem Abstand als dem ei ngestellten Erfass ungsbereich we rde n nicht erfasst.

Daten von Ultraschall-Näherungsschaltern

AS

~jekt

Erfassungsbe reich

> 25,0

Mindestabstände zu Wänden Erfassung sbereich

SChall keulenwinkel -";.

Bemess ungs-Scha ltabstand

1000 mm

6000 mm

N utzschaIta bsta nd Anzahl der Scha ltbereiche Scha ltbereic hsbreite (am Sc haltabsta nd) Öffnungswinkel der Scha ll keu le Wa nd lerfrequenz Reproduzierbarkeit des Schaltabstandes Scha lthyste rese (Scha ltdiffe renz zwischen EI N und AUS) Normmessp latte Scha ltfrequenz Ansprechzeit

200 mm bis 1000 mm 1 30 mm

800 mm bis 6000 mm 1 60mm

etwa 5· 200 kHz

etwa 5· 80 kHz

± 1,5mm

± 9mm

,, 10mm

,, 60mm

20 mm x 20 mm 4 Hz ,, 100 ms

100 mm x 100 mm 1 Hz ,, 240 ms

Bemessungsspannung DC 24 V; Betriebsspannu ng Ub DC 20 V bis 30 V und ± 10 % Restwell igke it; Leerlaufstromaufnahme " 40 mA; Dauerstrom 300 mA; maxima le Ausgangsspannung Ua ~ Ub -3 V; Scha ltzustandsanze ige mit LE D.

Regelungstechnil< Automatie Control Engineering Begriff

Erklärung

Bemerkun gen

Abtastregelung

Die Regeleinrichtung ist mit einem Computer verwirklicht. Die Regelgröße wird nur zu den Abtastzeitpunkten m it der Führungsgröße verg lichen.

Die Eingangssigna le de r Regeleinrichtung werden mit Ana log-Digita lumsetzern digita lisiert. Das Ausgangssignal w ird be i Bedarf von einem Digital -Analogumsetzer bearbeitet.

Festwertregelung

Die Führungsgröße ist auf einen festen Wert eingestel lt.

Folgeregelung

Die Regelgröße muss der sich ändernden Führungsgröße angepasst werden.

Von der Regeleinrichtung muss nur die Störgröße ausgeregelt werden. Zeitgeführte Regelungen sind Folgeregelungen.

Führungsgröße w

Ist die Eingangsg röße Ider Sollwert) des Regelkreises. Ihr soll die Reg elgröße in vorgegebener Abhäng igkeit folgen.

Die Führun gsgröße wird von der Regelung nicht beeinflusst.

Mehrpunktregelung

Die Stellgröße kann nur end lich viele unterschied liche Werte annehmen.

Zweipunktregeleinrichtungen punktregeleinrichtungen.

Messeinrichtung

Dient zur Messung der Regelgröße und zur Erzeugung der Rückführgröße.

In ihr werden be i Bedarf Signalumsetzungen durchgeführt.

Regeldifferenz e

Ist die Differenz zwischen Führungsgröße und Rückführgröße, e = w- r.

Regelglied

Das Regelglied korrigiert den Regelgrößenverlauf.

Meist sind Rückführgröße und Regelgröße identisch. Die gebräuchlichsten Regelglieder sind P-Glieder, PI-Glieder, PD-G lieder und PID-Glieder.

Regelgröße x

Ist die zu beeinflussende Ausgangsgröße des Regelkreises.

Die Regelgröße soll dem Verlauf Führung sgröße angepasst werden.

Regelkreis

Umfasst Regeleinrichtung, Regelstrecke, Messeinrichtung und Rückführung.

Ein Rege lkreis besitzt wegen der Rückführung ein en in sich gesch lossenen W irkungsweg.

Rege lstrecke

Ist der nach Aufgabe zu beeinflussende Teil einer An lage.

Regelstrecken werden m it Übertragungsgli edern wie P-Glieder, I-Gl ieder und Totzeitglieder dargestellt.

Rückführgröße r

Ist eine aus der Messung der Regelgröße hervorgegange ne Größe.

Die Rückführgröße w ird zum Vergle ichsg lied zurückgeführt.

Stelleinrichtung

Umfasst den Steiler und das Stellglied.

Beim Schütz als Stelleinrichtung sind der Schützantrieb der Steiler und die Schützkontakte das Ste ll glied.

Stellgröße Y

Ist die Eingangsgröße der Regel strecke.

Die Stellgröße überträgt die steuernde Wirkung auf die Strecke.

Störgröße z

Beeinflusst den Verlauf der Regelgröße in unerwünschter We ise.

Di e Störgröße kann auch auf die Regelein ric htung wi rken.

Zeitdiskrete Regelung

Ein e zeitdiskrete Regelung liegt vor, wenn der Regelgrößenverlauf mit einem Computer geregelt wird .

Di e Regelung kann über Mikrocomputer, PC, SPS oder Prozessrechner erfo lgen Isiehe Abtastregelung).

Zeitkontinuierliche Regelung

Di e Regelung des Regelgrößenverlaufs erfo lgt zeitlich ununterbrochen z. B. über beschaltete Operationsve rstärker.

Im Regelkreis kommen nur ana loge Signa le vor.

oder

Drei-

der

AS x

w

i

r

t

I Rege ikreis

:

~~egelei~richtu~_9___ . ____ . ____ . ____ . ____ . ____ . ~

I I

Messeinrichtung

Stru ktur des Regelkreises e Regeldifferenz, r Rückführgröße, w Führung sgröße, x Rege lgröße, Y Stellgröße, YA Regierausgangsgröße, z Störgröße

Unstetige Regelglieder

Discontinuous Control Elements

Arten von unstetigen Regelgliedern Schaltzeichen, Benennung

Verlauf der Regierausgangsgröße

t-

4n f

Regelgrößenverlauf

Bemerkungen

tj,\ 24 kV

nach Vereinbarung mit Besteller

Schleifringläuferwicklung

Falls Drehfeldumke hr mög lich. Falls Drehfe ldumkehr nicht möglich.

Up : 4 UlO + 1000 V Up : 2 UlO + 1000 V

Erregerwicklung von Synchronmaschinen

Bei Synchronmaschinen für asynchronen Up : 10 Ue Anlauf. Di e Errege rw icklung muss dabei auf mindestens 1,5 kV, höchstens 3,5 kV einen äuße ren W idersta nd geschaltet sein.

Fremderregte Erregerwicklung

Bei Gl eichstrommasch inen .

Up : 2 Ue + 1000 V (mindestens aber 1,5 kV)

Ständig kurzgeschlos- Z. B. be i Kurzschlussläufern. sene Wicklungen

Keine Wicklungsprüfung erforderlich.

Teilweise erneuerte Wicklungen

A lter Wicklung steil ist zu rei nigen und zu trocknen.

UPT

Wicklungen bei Maschinenrevision

UN v1----~ ~

~

~

~

~

~

wie bei Mo torbetrieb

.L

Schaltung mit Anlauftransformator

Herabsetzung der Spannung durch drei Drosse lspulen oder drei W irkw iderstände. Bei Drehstrommotoren mit der Angabe Y 400 V kann am 400-V-Netz ein Sternpunktan lasser, auch als Flüssigkeitsanlasser mit Elektrolyt, verwe ndet werden. Für Motoren bis 2 kW kann die Kusa-Scha ltung (Kusa von Kurzsch lussläufer-Sanftan lauf) mit nur einem Widerstand v erwe ndet we rden. Herabsetzung der Spannung durch einen ste llbaren Drehstromtransformator, meist in Sternschaltung. Der Einschaltstrom aus dem Netz wi rd dabei herabgesetzt durch die kleinere Spannung und durch die Stromübersetzung des Transform ators.

t

Sanftanl auf ohne Strombegrenzung 100

\-

%

Rampenze it

Spannungsverlauf beim elektronischen Motorstarter Am öffentlichen Netz für Drehstrom-Ku rzschlu ssläufermotoren bis zu einer Bemessungs leistung von 15 kW.

Schaltung mit Sternpunktanlasser Mit Anlauftransformatoren können Drehstrom-Kurzschlussläufermotoren bis zu einer Bemessungsleistung von 15 kW ange lassen werden . Nachteilig beim Anlassen mit Tra nsformato r zum Herabsetzen der An laufspannung sind die hohen Anschaffu ngskosten.

Teil W: Werkstoffe, Verbindungstechnik Part W: Materials. Connecting. Joining and Bonding 388

Werkst offe

Periodensystem, chemische Bindung .. . . .... .. ..... 390 Stoffwerte

.............. . ... ... . .. . .. . . ........ 391

Stahlnormung .... .. .. ... ................. ...... 392 Leitende Werkstoffe der El ektrotech nik (Nichteisenmeta ll e) .......... ... . ............•... 393 Magnetisierungskennlinien ..... ........ .......... 394 M agnetwerkstoffe ...... .. .. . ... ... . .. . ..... . .. .. 395 Lote, Th ermobimeta lle, Kohlebürsten Kontaktwerkstoffe, Frei leitun gen Isolierstoffe

.. . ... .. .. . .. . 396

.... .. ...... .. . ... 397

. ..... . . .. .. . .. . . ........... .. . . .... 398

Kunststoffe als Isolierstoffe ....•............ . .•... 400 Weitere Iso lierstoffe

. . .. .. . . . .... ........ . ....... 401

Hilfsstoffe .. . . . .............. . ........ . . . ... . ... 402

Leitungen

~

403

UTP

Leitun ge n und Kabel ............ . .. .. . ... ... . .... 403 Isolierte Starkstrom leitungen

.. .. ........ . ... . .... 404

Starkstrom leitungen . .. ..... .. ..... . ......... .... 405 STP

Leitungen zum Anschluss ortsveränderlicher Betriebsmittel

........... . .... . ... .... ..... .. . .. 407

Leitungen und Kabel für Melde- und Sign alanlagen ... 408 S-STP

Leitungen in Date nn etzen .... .. .... .. ...... . .. . . . 409 Leitungen für Kleinspannungsbeleuchtung .......... 410

Cu-Draht

Code zur Farbke nnzeichnung, Starkstromkabel

Drahtgeflecht

. . .... 411

Kabe l für d ie Energ ievertei lung ............. . .. . . .. 412

Steckverbinder. Installationsrohre

413 Steckvorrichtungen der En ergietechnik .......... .. . 413

$

$

CEI~D

Steckverbinder

.... ... ...... .. ...... .. ..... ..... 414

Steckverbinder RJ 45 und RJ 11

..•. • . . ............ 415

Aud io-Steckverbinder . . ... .. . ... ... ..... ......... 416 Installationsrohre . .. . .. .. ....... .. ....... ..... . . 417

~

'"c: ~

."

c:

:c

~

i

~------------------------~----------------------------------------------1 ~~ Schrauben. Gewinde, Passungen

418

~~

~------------------------'-----------------------------------------------1 ~~

Bezeichnungsbeispiele für Schraube n und Muttern ... 418 Metrische ISO-Gewinde .............. . . ..... .. .. . 419 Tol era nzen und Passungen

............ .. ......... 420

w

l:r:nrm n

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111

a

b

a

b

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2. Period e

:Li

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:K

:Ca

4. Periode

~

~

~ Cu

" Zn

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'"ss Cs 7. Periode

, La ntha niden , Aktiniden I\ .• ~ .. ~u ..

" Ce

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und

2O~ Pb

59

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I

M-Schale

Atommassenzah l Protonenzahl

': Tb 219

': Oy

.

''' Cf

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"

'"., Er '"" Tm '""Yb '"'I Lu 2~ Fm

".

~:' Md

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No

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P

Lr

Q

Bindung

Atomkern enthält 11 Protonen ( ) und 12 Neutronen (0 1. die Hülle 11 Elektronen ( )

.

L-Schale

"neo

'".. Ru '".. Rh '"" Pd

,~

".

2: PO

n Fe

.

.. Ac IA' I

Massen : Proton 167,26·10-" g Neutron 167,49·10-" g Elektron 0,91095· 10-30 g

K-Schale

'""W

~ Bi

IM

'"5,Xe

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Ar

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L

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52

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K

19

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31

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I b

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'"" Cd '",g in

nAg

6. Periode

a

" Ga

:Sr

: Rb 5. Period e

I b

a

1. Periode

3. Period e

r'l'al'liT

~

I

Gruppe

Ill~_~.F-l;

11-""1 ,.J iT:1I :JTiTi I

L:.J

~ 11 a

Atommodell nach Rutherford und Bohr für Natrium

I

Atommassenzahl = Protonenzahl +

Neutronenza~

-J

Protonenzah l = Ordnu ngszah l im Periodensystem der Elemente

-

Die Ionenbindung (hete ropolare Bindung) entsteht durch El ektronenübe rg ang von einem Atom zum anderen. Dabei neigen Atome mit 1 bis 3 Außenelektronen (m eist Metalle) zur Abga be von El ektro nen . Atome mit 5 bis 7 A ußene lektron en (me ist Nichtmeta ll e) nehmen dagegen leicht Elektronen auf. Die betei ligten Atome erreichen dadu rch Edelgas-Struktur (Na+ hat d ie g leic he Elektronen hü lle wie Ne, die Hü lle von CI- ist g leich der von Ar). Die unte rschi edlich geladenen Ionen zie hen sich an und bilden einen Ionenkristall. Bei Auflösung in Wasser ge hen die 10nen in Lösung. Die Atombindung

(homöopo lare

Bindung)

w ird

zwisch en zwei Atome n durch ei n ode r mehrere

Cl

Na

w

..-e=:>

~ ~+ -0-

Ionenbindung von Natrium (Na) und Chlor (CI)

(höchstens drei) geme insame Elektro nenpaare bew irkt. Die polarisierte Atombindung entsteht zwischen versch iedenartigen Atomen im Molekül. Hierbei zieht ein Kern das gemein same Ele ktron enpaar stä rke r an als der andere (Lad ungsverschiebung ~ Po lari sierun g). Bei der Metallbindung geben die Metallatome Außenelektronen an ein gemei nsames Elektronengas ab. Die entste henden Metallio nen bilden ein räum liches Gitter (Metallkri sta llgitter). Zwisch en den Metallionen können sich d ie abgegebenen El ektronen frei bewegen. Die Anziehung zwischen den Metallionen und den fre ien Elektronen hält den Kristal l zusammen. Die freien El ektronen veru rs ac hen di e typischen Meta li eigenschaften , z. B. elektrische Leitfähigkeit und Un du rchs ichtigke it.

Stoffwerte Specific Material Values Metalle und legierungen Dichte (/

Stoff, Symbol . In

A lum ini um 199,5%) AI Barium Ba Pb Blei Chrom Cr Eisen Irein) Fe Gold Au Cadmium Cd Koba lt Co Kupfer 199,9%) Cu Lithium Li Magnesium Mg Mangan Mn Molybdän Mo Nickel (99,5%) Ni Platin Pt Quecksilber Hg Ag Silbe r TI TItan Wismut Bi Wolfram W Zink Zn Zinn Sn A ldrey A IMgSi Aluchrom CrAI 205 Konstantan CuNi 44 Manganin CuMn 12 NiAI Nickelin CuNi 30 Mn , Raumausdehnung,

(/20

Schmelztemperatur

kg dm'

2,70 3,5 11,3 4 7,19 7,87 19,3 8,64 8,9 8,9 0,534 1,74 7,43 10,2 8,85 21,5 13,5 10,5 4,54 9,8 19,3 7,14 7,28 2,7 7,2 8,9 8,4 8,8

Siedetemperatur

LängenSpezif. ausWärmekapazität dehn un gs c koeffizient in 10- 6/K in

El ektrische Leitfähigkeit Y20 in

Spezif ische r W iderstand 1220 in

Temperaturkoeff.

a

in oe

in oe

kJ kg · K

10 °C ... 100 °C)

Q · mm m

m Q·mm'

inT

658 701 327 ,4 1890 1539 1063 321 1490 1085 179 650 1245 2620 1452 1770 - 38,9 960 1670 270 3370 419,5 231,8

2057 1640 1740 2500 2740 2970 767 3168 2600 1317 1102 2150 4800 3000 4400 357,25 22 10 3280 1477 5900 907 2275

0,92 1 0,293 0,130 0,452 0,461 0,130 0,234 0,419 0,389 3,582 1,047 0,502 0,272 0,461 0,134 0,138 0,234 0,528 0,126 0,142 0,394 0,226

-

-

-

-

0,461 0,4 10 0,406 0,398

23,8 19 29,4 6,6 11 ,5 14,2 29,4 12,6 17,0 56 26 23,0 5,1 13,0 9,0 182' 19,3 8,4 13,5 4,5 29,8 27 23 12 15,2 19,5 16

0,0278 0,4 0,208 0,130 0,1 0,022 0,077 0,062 0,0178 0,086 0,044 1,85 0,047 0,095 0,098 0,9406 0,0167 0,8 1,07 0,055 0,0625 0,115 0,0328 1,37 0,49 0,43 0,4

36 2,5 4,8 6,7 10 45,7 13 16, 1 56 11,7 22,7 0,54 21 10,5 10,2 1,063 60,0 1,25 0,94 18,2 16 8,7 30,5 0,73 2,04 2,33 2,5

4,0 6,5 4,22 3,0 6,57 3,98 4,2 6,6 3,9 4,9 4,1 6,3 4,7 5,5 3,8 0,9 4, 1 5,46 4,5 4,6 4,2 4,63 3,6 0,05 0,04 0,01 0, 15

1500 1280 960 1180

-

spez. Widerstand bei 20 °C,

Y20

2

10"

Leitfä higke it bei 20 °C

Nichtmetalle, fest

Stoff

Dichte 12 .

kg

In

Aspha lt Beton Bo rax Diama nt IC) Gips Glas Kalkste in

Schme lz- Siedetempo tem po

dm 3

1,1...1,5 1,8 ...2,4 1,72 3,5 1 2,3 2,4 ...2,7 2,6 ...2,8

in °C 80 ... 100

741 3540 1200 - 700 970

in oe

--

300

-

- 4000

-

-

Spezif. Wä rmekapazität

0,921 0,879 1,005 0,502 1,089 0,837 1,130

Kochsalz Schwefe l Silicium Speckste in Ton Zement Isolierstoffe

kg dm 3

in oe

°

- 190 - 272 - 205

Kohlenstoffdioxid Krypton

-

2,093 1,7 17 -

Luft

1,98 3,7 1,29

338 78 77

1,382 2,428 -

Neon Sauerstoff Stickstoff

87 100

1,298 4,187

Wasserstoff Xenon

40 ... 210 80

2,093 1,674

-

-

-

Petroleum Sa lpetersäure Irein ) Sa lzsäure 125% HCI)

0,81 1,58 1,12

-70 -41 ,3

150... 300 86

-

Schwefelsäure Ikonz.) Sp iritus Tetrachlorkoh lenstoff

1,84 0,816 1,595

10,5 - 90 -22,8 -86

in oe

-kgkJ·-K

2,15 802 1440 2,07 112,8 441,6 2,33 1420 2600 2,7 1,8 ... 2,6 1500 ... 1700 0,82 ... 1,9 siehe besondere Tabellen

1,78 0, 18 1,25

- 30 5,4

°

ln

Argon Heli um Kohlenstoffmonoxid

Benzin 0,68 ... 0,75 Benzol 0,88 Kali lauge 121% KOH) 1,2

1,47 1,014 °C)

.

Gase I Dichte in kg/m 3 bei

Flüssigkeiten

Trich lorethylen Wasser Irein)

Stoff

kJ -kg · K

Spezif. Dichte Schme lz- SiedeWä rmetempo tempo 12 kapazität

0,867 0,754 0,758 0,879

-

°C und 1013 hPa) -186 - 269 - 191

0,544 5,234 1,047

- 157 - 220

- 78,5 - 151 ,7 -194

0,879 0,251 1,005

0,899 1,43 1,25

-249 -2 18,5 -210

-246 - 183 - 196

1,025 0,92 1 1,047

0,09 5,8

- 259 - 111,5

-253 - 108, 1

-

14,277 0,159

w

Stahlnormung Steel Standardization Arten der Stähle

I I

Unlegierte Stähl e Kein El ement darf den Grenzgehalt nach Tabelle G (siehe unten) erreichen .

I

I

Grundstähle SGN 00,90

Legierte Stähle Mindestens ein Element erreicht oder überschreitet den Grenzgehalt nach Tabelle G.

I

I

Oualitätsstähle Edelst ähle SGN 01.. . 07, 91.. 97 SG N 10 ... 13, 15... 18

I

I

z. B. A llg. Baustahl, Fe inkornbaustahl

Edelstähle SGN 20 .. . 89

z. B. Nitrierstah l, nichtrostender Stahl, Feinkornbaustahl

z.B. Warmarbeitsstahl, Schnellarbeitsstah l, Einsatzstahl , Federstah l, Vergütungsstah l

I

z. B. Federstahl, Vergütungsstahl, Automatenstah l

I

Oualitätsstähle SGN 08, 09, 98, 99

I

z. B. Einsatzstah l, unleg. Werkzeugstahl , Federstahl, Kaltarbeitsstah l, Vergütungsstahl

I

I

I

I

l

Wä rmebe hand lung nicht vorgesehen

Wärmebe handl ung vorgesehen

I

Merkmale Re und Rm

Merkmale C-Geha lt und Legierungsanteile

Verwendungszweck und Beze ichnungsgruppen

Chem ische Zusa m me nsetzung und Bezeic hnungsg ruppen mit Be isp ielen

Merkmale C-Gehalt und Leg ierungsa nteile Chem ische Zusammensetzu ng un d Beze ichnungsg ru ppen m it Beispie len

~

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'ÖJ "E 'Öl

.10 Atcm z.

Kontaktwerkstoffe, Freileitungen Contact Materials. Overhead Power Lines Kontaktwerkstoffe Leitfähigkeit Y20 in m Q·mm'

Werkstoff

Schme lztempo

Dichte Eigenschaften, Zusammensetzung

I!

in oe

in kg/dm'

Verwendung

Kontaktstücke für Durch Lichtbogen entsteht eine schlecht leitende Oxidschicht; bi ll ig Wa lzenschalter

Kupfer (E-Cu)

56

1085

8,9

Si lber (Feinsilber)

60

960

10,5

Leitende Oxidschicht, nicht schwefelbeständig, geringe Härte, geringer Übergangswiderstand

Für Kontakte all gemein, z. B. in Schützen und Relais

Gold (Feingold)

45,7

1063

19,3

Chemisch beständig, weich, Kontakte kleben leicht

Kontaktstücke der Fernmeldetechnik

Wolfram

18,2

3370

19

Hoher Schmelzpunkt, geringer Abbrand, sehr hart, versch leißfest

Unterbrecherkontaktstücke, Reg Ierko nta ktstücke.

1,04

-38,9

13,5

Wartungsfrei, chem isch beständig, hohe Lebensdauer, giftig

Explosionssichere Scha ltgeräte, Hg-Schaltröhren

0,03 ... 12

-

1,6 ... 5,4

Verschweißt nicht, ke ine Oxidschicht, selbstschmierend, verwendbar bis 400 ' C

Kohlebürsten, Schle ifstücke, Druckkontakte, Stromabnehmer

Si lberbronze

30 .. . 50

700 ... 1100

8,9 .. .9,2

Gute Federeigenschaften 1 bis 7% Ag; 0,2% Cd; Rest Cu

Stromführende Federn, Kontaktmesser, Schweißelektrode

Hartsil be r

52 ... 56

920

10,4

Lichtbogenfest, hart 3 bis 4% Cu; Rest Ag

Schütz- und Rela iskontaktstücke, Kontaktbimetall

16

880

10, 1

Cd wirkt lichtbogen löschend 5 bis 20% Cd; Rest Ag

Gleichstromkontaktstücke, Lichtschalter, Thermostate

Quecksi lber

Koh le

Silber-Cadmium

Freileitungswerkstoffe Werkstoff

Cu

Mindestquerschnitt in mm 2

10

Dichte in kg/dm 3

Aldrey AI/St (E1,4 AIMgSi)

AI

16

8,9

AI/St 1,7

AI/St 4,3

16

2,7

2,7

AI/St 6

AI/St 7,7

AI/St 11,3

16/2,5 4,9 1

Zu lässige Zugspa nnung 190 2 a" ul in N/ mm

80

120

200

Längenausdehnungskoeffizien! a in 1O-6/K

17

23

23

15

Leitfähigkeit m in Q.mm'

56

35,38

30,5

4,66 190

3,75

3,5 110

115

15,3

17,8

19

3,36 100

19,4

3,2 -

20,9

Die Zah len bei den Angaben AI/St 1,4 ... AI/St 11 ,3 geben das Verhä ltn is des A lum iniumquersc hnitts zum Sta hlquerschnitt an , Z. B. AI/St = 105/75 = 1,4.

Y20

Für den A lum iniumantei l m indestens 35,4

Aluminium-Stahl-Seile Bem .-querschn itt AI/St mm 2

Que rschn ittsverhä ltnis AI/St .

Seil-0

Alumin ium-Ante il

in mm

Drahtzah l

0 inmm

Drahtzah l

0 inmm

25/4 35/6

6 6

6,8 8, 1

6 6

2,25 2,7

1 1

2,25 2,7

97 140

9,02 12,70

140 170

50/8 70/ 12 95/ 15

6 6 6

9,6 11 ,7 13,6

6 26 26

3,2 1,85 2,15

1 7 7

3,2 1,44 1,67

196 284 383

17, 18 26,31 35, 17

210 290 350

105/75 120/20

1,4 6

17,5 15,5

14 26

3,1 2,44

19 7

2,25 1,9

899 494

106,69 44,94

410

185/30 1045/45

6 23,1

19 43,0

26 72

3,0 4,3

7

7

2,33 2,87

744 3249

66,28 2 17,87

535 1580

Stah l-Antei l

Masse

Bruchlast

in kg/ 1000 m -

in kN

Dauerbe lastbarkeit' in A

-

, Die Werte gelten für eine W indgeschwind igkeit von 0,6 m/s und Sonneneinwirkung bei einer Ausgangstemperatur von 35 ' C und einer Sei l-Endtemperatur von 80 ' C.

w

Isolierstoffe 1 Insulants 1 Einteilung nach Herkunft Isol ierstoffart

Natürliche Stoffe

Abgewa ndelte Stoffe

Sy nthetische Stoffe

A no rga ni sche Isolierstoffe

Glimmer, Marmor, Speckstein ; Gase zur Isolation, z. B. Luft

Glas, keramische Stoffe, z. B. Porzell an , Ton, Schamotte, Steatit (gebrannter Speckstein)

Synthetische r Gl immer, Titandioxid , Bariumtitanat

Organische Isoli erstoffe

Faserstoffe, z. B. Baumwo lle, Ze ll stoff, Seide; Naturharze; Fette, Öle, Mineralö le

Ze llulose, Ce ll ulo id, Cell ulosetriester, Cell uloseester, Papier, Pressspan, Vu lkanfiber, Gummi, Kunsthorn

The rmoplaste (Plastomere), Durop laste (D uromere). Elastomere; Sili kone

Einteilung nach Anordnung der Moleküle Thermoplaste

Duroplaste

~~ [~~~ r?JJJiIIJ f2~

~

Fadenmolekü le wie in einem Wattebausch verfilzt. In der Kä lte hart und spröd. Bei höherer Temperatur me hrfac h umformbar und schwe ißbar. In geeigneten Flüssigkeite n lösba r. Obe rha lb der Zersetzungstemperatur w ird der Werkstoff zerstört.

Unve rzwe igte Fadenmolekü le mit dazwischen liegenden krista ll inen Bereichen . Krista llisatio n durch Recken (Strecken) in Vorzugs richtung gefördert. Chemisc he Beständigkeit, El astizität, Härte und Zugfestigkeit verstärkt.

~~ ~""'1~ ~ ll.+' \-"f

Makromo leküle, d ie v ielfach räum lich vernetzt sind. Molekü le nur zwischen den Querverbindungen versc hi ebbar (ho he Rückste ll kräfte) . Du rop laste erwe ichen nicht durc h Erwärmen . Sie sind nicht schweißbar und nicht löslich.

Elastomere ~

(

.1.

.2

~

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Ungeo rd nete Fade nmo lekü le, die we itmasc hi ge r und weniger vernetzt sind als die Durop laste. Gummi-e lastisches Verhalten in we item Temperaturb ereich. The rmisch nicht umform bar, in bestimmten Lösungsmitteln que ll end .

Glimmer und Glimmererzeugnisse Spa ltg li mmer

Feing limmer

Aus Blockg li mmer d urch Spa lten para ll el zu den Sc hichtebenen he rgestellt.

M ika nit

Chem isch oder phys ikalisch in elastische und biegsame Schuppen unterte ilt.

Spa ltg lim m er, de r durc h ein Bi ndemitte l, z. B. Kunstharz, Si li kon oder Epox idharz, zusammengehalten wird.

Mikafo lium Dünne r Träge r, auf den Feing limmerfo lie einlag ig ode r zwei lag ig geklebt ist.

Lebensdauer von Isolierstoffen 10 6

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10 5

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Die Lebensdauer eines Isolierstoffes hängt von seiner Betriebstemperatur ab . Die Lebensdauer verringert sich , wenn d ie Temperatur zunimmt: Bei Isolierstoffen de r Tempe raturbeständigkeitsklasse A ha lbiert sich die Lebensdauer bei einer Temperaturzunahme von 8 K, be i Klasse B von 10 K und für Klasse H von 12 K.

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c ~ 10' Q)

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10 3 50

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100

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1 [\

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II

7 Jahre

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\ B

I

'J..

150

200

Betriebstemperatur

\

-

250 °C 300

Beispiel: Hat ein Iso li erstoff der Beständigkeitsklasse B bei 100 °C eine Lebensda uer von 4,2 . 105 h 1= 48 Jahre). beträgt sie bei 110 °C noch 24 Jahre und bei 120 °C nur 12 Jahre . Die höchstzulässige Temperatur (Grenztemperatu r) eines Isol ierstoffs bestimmt die Iso lierstoffklasse. Dem nebenstehenden Diagramm liegt die Annahme zugrunde, dass der Isolierstoff bei se iner Grenztemperatur betrieben eine Lebensdauer von 7 Jahren besitzt. Eine höhere bzw. niedrigere Lebensdauer ve rschiebt die Schaul in ien nach oben bzw. nach unten.

Isolierstoffe 2 Di chte (! in kg/dm 3

We rkstoff

Insulants 2

Durch- Permitschlag- tivitätszahl Druck festigkeit in Ed in Er 2 kV/mm N/mm

Festigkeit Zug in N/mm 2

I

Spez. Widerstand (!20 in Q · cm

Verlustfaktor Wärmeleittan cl fähigkeit 3 in 10- = W/kvar ).20 in kJ bei bei 50 Hz 1 MHz ~

I

Gase bei Normtemperatur (0 Oe) und Normdruck (1013 hPa), Flüssigkeiten Luft Stickstoff Wasse rstoff Argon Wasser (4 °C, rein) Isolieröl (Min eral öl) Si likonö l

1,293 ) 1,25 ~ 0,09 mJ 1,78

-

-

-

-

1,0 0,87 0,94

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

80 2...2,4 -

10'3 -

5 -

-

30

2,5.. .4 3...6 4...8 4...8 -

10'0 108 10' 2 10"

10 100 300 10

6... 8 5 4 4,2 8 6,3

10'7

2,1 2,3 1,3

20

-

1 1 1 1

-

-

0,092 0,084 0,703 0,067 2,093 0,544 0,795

Feste Isolierstoffe Schichtstoffe Pressspan Lackpapier Hartpapier } mitPheHartgewebe nolh arz Lackglasse ide Silikonglasseide

1,2... 1,4 70 1,5 1,4 70 ... 100 100 ... 140 1,35 70 ... 100 bis 200 1,4 150 180 1,5 50 200

Glimmererzeugnisse Naturglimmer Mikanit Mikafo lium Samikafolium Mykalex Synthetischer Glimmer

2,5 ...3,2 2... 2,6 2 2 2,8 ... 3,3 3

Zellulosekunststoffe Zellu loseacetat Zellul oseacetobutyrat Duroplaste (PF) Ph enolharz (MF) Melaminharz Pressmassen mit anorganischer Füllung (UP) Polyesterharz (EP) Epox idh arz Thermoplaste (PC) Polycarbonat (PIB) Polyisobutylen Weitere Thermoplaste siehe Seite "Kunststoffe als Isolierstoffe" Fluorkunststoffe Polytetraflu o r(PTFE) ethy len Silikone Silikonharz Silikonkautschuk

Glas und Keramik Hartglas Quarzglas Porze ll an Typ Typ Typ Typ

-

300 -

-

-

-

30 ... 60 300

120 .. .400

-

30 ...70 20 ...30 30 25 15 20

1,2... 1,3 1,2

40 43

50 60

15 20

1,25 1,5

50 60

300

1,3 ... 1,4 1,3 1,1... 1,4

40 70

-

1,2 0,93

60 20 ... 60

80

2,1

25

15

1,65 1,2... 2,3

90 30

150

1,1 1,2 2,5.. .3,8 2,1 .. .2,5 2,3...2,6

-

-

70

-

-

0,2 .. . 1,5 0,1 ...0,3 10 -

1,005 1,214

-

2,428

-

-

-

-

10'0 10"

-

1.. . 1,8

-

-

1,005 1,256

4... 7 3,5

10" 10' 3

30 10

60 17

0,921 0,754

20 10 ... 15

5 6...10

10' 2

300

30

0,712

-

-

-

5... 20 10 ... 15 35

6 3 3,7 ..4,2

-

-

10" 10' 6

-

20 23

2,8 2,2

10' 5 10' 5

1 0,4

10 0,4

0,712

20 ... 40

2

10'8

0,5

0,5

0,879

-

20 ...70 20 ...30

3 2,5

10' 5 10"

0,5... 1 20

25 25

-

25 25

2,5 2,4

bis 10' 6 10"

2 6

12 12

0,628

100 20 30 ...50

900 250 400 ... 500

10 ...40 35 ... 40 35

4.. 8 4 5...6

10 13

1.. .4 0,5 20

4,6

10'8 10'2

3,768 35,588 3,349

60 ...90 -

1000 30 ...90

30 ... 45 10 ... 20 3... 50

6 40 ... 60 bis 3000 9

10'2 10'2 -

-

120

-

-

-

-

30 7

-

0,879 -

-

(SI)

Kautschuk Naturkautschuk (weich) Syntheti scher Kautschuk

Steatit Rutil Bariumtitanat Ko rund

10 ... 13 5... 10 20 ...30 6,5

221 311 350 7 10

2,7 3,7 5 3,8

bi s 3000

-

-

6 ... 12

1...1 ,5 0,3 ... 0,5 0,3 ...2 0,3 ... 2 2,5...25 -

-

5,862

43,961

w

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f.'i~r.:

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I H :H ·:u.ii

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Eigenschaften Kunststoff

T:-.~

Kurzze ichen

Ed in kV/mm

Anwendung, besondere Eigenschaften

Handelsnamen (Be ispie le)

in g/cm 3

IJ m ax in °C

1,03 ... 0,17

85 ... 105

10 '5

20 ... 50

Batteriekästen, Gehäuse, Gerätetei le. Sch lagzäh, kratzfest.

Novodur, Perluran

fl

fl

in cm

Q.

... 'Ut" U ~L~

AcrylnitrilButadien-Styrol

ABS

Cellu loseacetat

CA

1,26

70 ... 95

10 ' 4

30 ... 40

Gehäuse für elektri sche Geräte, ~ilme, Brillengestelle . Olbeständig, transparent, zäh.

Cellidor, Tenite, Cellon

Po lyamid 12

PA 12

1,02

140 ... 150

10 '4

50 ... 60

Präzisionsteile der Elektrotechnik, Lebensmitte lfol ien.

Durethan, Ultramid

Polyethylen Weich -PE

PE, LDPE'

0,92 ...0,96

90 ... 110

10 17

70 ... 100

Flaschen. Wenig witterungsbeständig.

Baylon, Ho· stalen, Trelen

Hart-PE

HDPE2

Wannen, Körbe, Eimer, Rohre.

Vestolen A

Vernetztes PE

VPE

Kabelisolierung und Kabe lmäntel bis 380 kV

Po lythene, Trofil

Po lyethyle nterephtha lat

PETP

Trev ira

Polybutylenterephthalat

PBTP

1,3

Aderisolierung, Zahnräder, Gehäuse, Rohre. Hart, abriebfest.

Polycarbonat

PC

1,2

140

10 '6

30 ... 50

Steckerleisten, Gehäuse, Helme . Hart, zäh, maßhaltig, ste if.

Makroion, Lexan

Pol lethylen POM (Aceta lh a

1,41

110 .. 140

10 '5

50 ... 70

Armaturen, Scha ltre lais, Zahnräder. Maßhaltig, abriebfest.

Hostaform, Dynal, Delrin

Polymethylmethac ry lat

PMMA

1,18

85 .. 100

10 17

40

Leuchtenabdeckungen, Faserleiter, Linsen. Glasklar, spröde.

Plexiglas, Vedril

Polypropylen

PP

0,9

130. .140

10 17

70 ... 90

Batteriekästen, Haushaltsgeräte. Harte Oberfläche.

Hosta len, Novolen

Polystyrol

PS

1,05

75 ... 90

10 17

50

Spulenkörper, Isolierfolie n. Sehr gute elektrische Eigenschaften .

Styroflex, Vestyron

Polyurethan

PUR (PU ) 1,1 ...1,25

80

10 '4

27

Hartschaumstoffe

Derethan U

Polyviny lchlo rid

PVC hart

1,35 .. . 1,4 70 ...80

10 '6

20 .. 50

Elektroinstallationsrohre. Chem ikalienbeständig.

Rhenalon, Hosta lit

PVC

1,2 ... 1,3

60 ... 70

0. . . 10 ' 5

20 ..35

Drahtisolation, Fußbodenbelag. Acella, Geringe chemische Beständigkeit. Pegu lan

SB

1,04

75 ... 85

10 '6

40 ... 100

In sta ll ationsmaterial, Gehäuse. UV-Strahlungsempfindlich .

Vestyron, Hostyren

Epoxidharze

EP

1,1... 1,4

180

10 '4

35

Präzisionsteile, Zweikomponentenkleber.

Araldit, Teroka l

PhenolFormaldehyd

PF

1,25

20

Elektrische Kleinteile . Du nkelt nach, spröde.

Bakelite, Trolitan

Polyester, ungesättigt

UP

1,3

Scha lter, Karosserietei le. Sehr fest, licht- und farbecht.

Vestopa l, Bakelite

1,37

weich

Styrol-Butadien

10 '4

160

0

'

50 ... 100

Vesto lur A, Vestolur B

Du. ut"~~ '~

w

140 ... 200 108 .. 10 ' 2

170

10"

10 ... 15

Ed Durchschlagfeldstärke, lImox höchstzulässige Temperatur, fl 1. Dichte oder 2. spezifischer elektrischer W id erstand, hier bezogen auf einen Würfel mit der Kantenlänge 1 cm. 2 HD von High Density = hohe Dichte. 1 LD von Low Density = niedrige Dichte,

Aufb au, Rohstoffe, besondere Eigenschaften

Anwendungen

Porze llan

A lumini umsi li kat aus Kao lin , Feldspat und Quarz. Hart, sp röd e, bruchfest.

Hoch- und Ni ede rspa nnungsiso latore n.

Steatit

Magn esiums ili kat aus gebra nntem Talk oder Speckste in.

Kond ensa to ren, Glühl ampenfassu ng ssockel.

Speckstein

Nicht vo llstä ndi g gesintert. spa nabhebend bearbeitbar, nimmt Feuchtigke it auf.

In der Hoc hvak uu mtechn ik, da leicht entgasbar.

Gummi

Weic hgumm i, Hartgummi

Kautschuk m it Schwefe l und Ruß gemischt, auf 120 °C bis 180 °C erhitzt (vu lkanisiert).

Isolationsma terial fü r bewegliche Le itungen, Dichtungen, Akkumu lato renge häuse.

Silikone

Silikongummi, Sil iko nlack, Siliko nh arz

Silicium-organ ische Ve rbindun gen we rd en destilliert und polyko ndens iert. Für feu chte Atmosphäre geeig net.

Wärmebeständige, flammwid ri ge Iso latio nen, Wick lun gsisolati on, Tränklacke, Tränkharze für Leiter, Spulen, W icklungen .

Glimmer

Mu skovit, Parago nit, Mikanit

Mineral in Form von Pl atten, durchsichtig, nicht hygroskopisch.

Iso latio n von Hochspannung und Wä rm ege räten, Konde nsatoren, Schutzb rill en, Hochtemperaturschmi ermitte l.

Gießharze

Epoxidharz (EPl, lonomere Kunstharze, Polyurethan (PUR )

Gussteile we rd en aus Gießharzen aus zwei Komponenten bei Rau mtem peratur vergossen (Kalthärter) oder zum Aushärten erwärmt (Wa rmh ärter) .

Ve rguss m asse vo n Transfo rmatoren, Trägermate rial für gedruckte Platinen im UHFBereich, Vergussmasse von Muffen für Kabe l und Abd icht ung en.

Keram ik (Samme lbeg riff für gebrannte Tonwaren)

Als Fü llstoffe werden Glasfasern, Ko hl efase rn, Minera lien ode r Glasse ide verwendet. Brennba r.

Vergussmassen

Po lyeste r, ung esättigt

Po lye th y lenterephtha lat, m aß haltig, fa rb - und li chtecht, fest.

Schalter, St urzhelm e.

Zell ul oseprodukte

Papi er

Lösen vo n Lignin und Harzen aus Ho lzschli ff ergibt Ze ll stoff zur Herstellung von Papier und Pressspan.

Kondensatorpap ier, Kabe lpapi er, Lackpap ier. Pressspan als Nuti so latio n.

Pressstoffe

Hartpapier (Hp )

Wa lzen von mit Kunstharzen getränkten Papierbahnen.

Iso li erp latte n, Montageplatten, Trägermaterial für bill ige ged ru ckte Schaltungen .

Hartgewebe (Hgw)

Sch ichtwerkstoff aus Kunstha rz und Gewe beba hnen.

Nutiso lation elektri sc her Masch inen, Spu lenkö rpe r.

Ve rbu ndspan (Vsp)

Aus Bahnen versch iede ner Isoli erstoffe durch Verk lebe n hergestell t.

Nutiso latio n, Zwisc henlagen.

Transformato rö l, Kabe lö l, Scha ltge räteö l, Kondensatorö l

Au s Erdö l w ird durch Destill ation Mineralö l gewonnen. Für Anwe ndung en in der El ektrotec hnik, frei vo n Ga se n und Flü ss igke iten.

Iso lation und Kühlung vo n Transfo rm ato ren, Lösc hen von Lichtbögen, Ölkabel, Kondensato rdi elektrikum .

S.ynthetische Oie

Si likonö l

Ch emische r Au fbau wie bei Ölen, aber C-Atome durch Si-Atome ersetzt.

Wie Öle.

Schwefelflu oride

Schwefelhexafluorid SF 6

Schwefelhexafluorid ist ei n schwe res, farb loses, geru ch loses, ung iftiges und un bren nbares Gas.

In Hoc hspannun gsscha ltern, Transform ato ren, Rö ntg enan lagen, UHF-Hoh lleitungen .

Öle

W

Hilfsstoffe

Auxiliary Materials

Gips (Ca lci umsulfat C a S04 . 2 H 2O) Art

Verarbeitung

Eigenschaften, Verwendung

Baug ips

Naturgips wird erhitzt (gebrannt) . Er verliert dabe i einen großen Te il seines Krista llwassers. Brenntemperatur 120 °C bis 180 °C. Der gebrannte Gips wird gemah len.

Gewinnung

Gipspu lver in Wasser einstreuen und rühren, bis ein mi lchiger Brei entsteht (G ipsmörtel). Kle ine Mengen anmachen und schne ll vera rbeiten . Mit zuv iel Wasse r angemachter und zu lang gerührter Gips hat wenig Festig keit und trocknet mit Rissen.

Gips dient z. B. zum Fül len von Löchern, zum Eing ipsen von Dosen und Kle inte ilen . Er gibt keine Risse be im Trocknen. Gips darf nicht im Freien verwendet werden, wei l er d urch Feuchtigkeit ge löst w ird.

Estrichgips

Brenntemp. über 1000 °C.

Sehr langs. Abbinden; große Härte.

Fü r Fußböden und Kunststeine .

Portlandzement

3 Tei le Ka lkstein und 1 Tei l Ton werden gemah len und in Tromme löfen bis zum Beg inn des Sinterns gebrannt. Die entstandenen Klinker werden unter Zugabe von geringen Mengen Gips zu Zementpu lver gemahlen .

Zur Herste ll ung von Zementmörtel mi sc ht man 1 Tei l Portlandzement mit 2 bis 3 Tei len feinkörnigem Sand (Quarzsand) und gibt so vie l Wasser zu, dass ein zäher Brei entsteht. Nicht mit Gips mischen! Mit zu wen ig Wasser angemachter Zement haftet schlecht, zu nasser Zementmörte l fli eßt. Frisch angemacht reagiert er stark bas isch .

Abbindezeit 3 bis 24 Stunden. Vo ll e Festigke it nach 1 bis 2 Tagen . Wird zum Füllen größerer Löcher und zum Befestigen von Stah lkonstruktionen verwendet. Lang oder unsachgemäß ge lagerter Zement wird un brauchbar.

Tonerdezement

Aus Ka lk (CaC0 3 ) und Bauxit (Al z0 3 )

Erreicht bereits nach 24 Stunden se ine vo ll e Festigkeit und kann bei Temperaturen bis herab zu - 10 °C verarbei tet werden.

Zement

Flussmittel Au fgabe

Flussmitte l sollen auf vo rgere inigten Lötstel len die noch vorhandene Ox idschicht entfernen und die Bi ldung ein er neuen Oxidschicht verh indern . Di e Wirktemperatur der Flussmitte l liegt unterha lb der Arbeitstemperatur (AT). Ko rrosionswirksame Rückstände müssen entfernt we rden.

Weichlöten

Sta rk korrodierend

Bedingt korrodierend

Nicht korrod ierend

F-SW l l

F-SW 13

F-SW31

Hartlöten

Flussm itteltypen

F-SW 12

F-SW 21, F-SW 23, F-SW 25, F-SW 28

F-SW33

Wirktemperaturen von 550 °C bis 850 °C

Wirktemperaturen von 600 °C bis 1100 °C

Wirktemperaturen vo n 600 °C bis 900 °C

FH 10, FH 11, FH 12

FH 20, FH 21, FH 30, FH 40

FL 10, FL 20

Für Stahl und Hartmetalle

Für Metalle

Harze Ko lophoni um , ohne Ko lophon ium

organische wasserlös lich e, nicht wasserlösl ich

anorganische Sal ze, Säu ren, alkal ische

Schmiermittel und Kühlm ittel Art

w

Dichte e in kg/dm 3

für Feinmech . Motorenöl Getriebeöl

0,9 0,9 1 0,91

Getriebefett Wälzlagerfett

0,92 ...0,94 0,92

Fest e Schmierstoffe Graph it (Cl. Mo lybdän disu lfid (MoS z), Ta lkum

2,26 2,7

Bemerkungen

kleine Viskosität mittlere Viskosität große Viskosität Schmierfette sind Aufque llun ge n von Metal lseifen.

Werden me ist anderen Schm iermitteln beigem ischt.

Art

Flüssigkeiten Wasser Öl Bohröl

Bohremu lsion Gase Luft Wasserstoff

Dichte e in kg/dm 3

spez. Wärmekapazitä t c

in~

1 4,187 0,9 1,884 (Seife gelöst in Mineralö l) (Bohröl + Wasser) g/dm' 1,293 0,09

Verwendung

kg· K

1,005 14,277

Um laufkühlung, Meta llbearbeitung

Gebläseküh lung, Ko nvektio nsküh lung , Um laufküh lung

Ku rzzeichen

Aderza hl

Beispiel

JZ-602

Kurzzeichen PUR

PUR-Spiral kabel 2.. . 100

LiYV

FRNC

---{

Doppeltgeschirmtes Sat-Koaxialkabel für Digita l-TV

PVC-Daten leitung H05V-K

ADF(ZN) 2Y4Y

PVC-Einzelader-Verdrahtungsleiter SiHF

2 ... 144

LWL-Außenkabel 2 ... 25

UTP 4x 2xAWG

4x2 ~ HaUKAT1

Silikon-Schlauch leitung

LAN-Kabel

FZ-LSi

H05VVF

Leuchtröhrenleitung HL-NV24 Niedervo lt

2 ... 5

PVC-Schlauch leitung

2

NYY

3

H05RRF

3

N2XSY

3 .. . 5

HElUKABEL HL·

Halogenleuchten-Leitung HLNV480 Hochvolt

Energiekabel und Steuerkabel 2 ... 5

HELUKABEl HL·HV

Halogenleuchten-Leitung NHXHFE1 80

Gummischlauchleitung

w

Isolierte Starkstromleitungen Insulated Power Cables and Cords Kennfarben der Adern von isolierten Starkstromleitungen und Kabeln Aderzahl

Leitungen mit Schutzleiter

1 2 3 4 5 mehr als 5

gnge, bl, sw oder weitere Farben , jedoch nicht gelb oder grün oder mehrfarbig gnge - sw (nur festver legt ab 10 mm z) bl- br gnge - br - bl br-sw - gr gnge - br - sw - gr bl - br -sw-g r gnge - bl - br - sw - gr bl - br - sw - gr - sw g nge - sw mit Zahlenaufdruck 1,2,3,4,5 ... sw m it Zahl ena ufdruck 1,2, 3, 4, 5, 6 ...

Leitungen ohne Schutzleiter

Klamme rangaben entha lten Kurzze ichen nach IEC 757 bl (BU ) blau , br (BN ) bra un , gnge (GNYE) grün-ge lb, sw (BK) sc hwarz, gr (GY) grau (siehe Seite 411 )

Buchstaben-Kurzzeichen für nicht harmonisierte isolierte Starkstrom leitungen Kurzzeichen

w

Bedeutu ng

Beispiel

A

Ader Aluminium

N4GA NYRAMA

B BU

Bleimantel Bleimantel mit Umhüllung

NBUY NYBUY

C

Absc hirmung (C = kapazitiver Schutz)

NSHCÖU

F FF

Fl ach leitung, feindrähtig Steg leitung feinstdräh ti g

NIFLÖU NYIF NSLFFÖU

G

Gummi-Isolation

N2GSA

H

Hochfrequenzschutz

NHYRUZY

I

Stegleitung (Imputzleitung) Illum i nationsleitu ng

NYIF NIFL

J

Internationa l gekennzeichneter grüngelber Schutzl eiter

NYM-J

K

Kabel , Leit ung

NTK

L LO

Leitung Leuchtröhrenleitung

NYL NYLRZV

M MA MZ

Mantelleitung Metallmantel aus Aluminium M eta llmantel aus Zink

NYM NYRAMA NYRAMZ

N

Genormte Leitung

N ...

0

Leitung ohne grüngelben Schutzle iter

NYM-O

Kurzzeichen

Bedeutung

Beispiel

PL

Pendelschnur (Pende l-Litze)

NPL

R RU

Rohrdraht Rohrdraht m it Um hü ll ung

NYRAMZ NYRUZY

S SA SL SS

Sonder leitung Schnurleitung Schweiß leitung sehr sta rke Ausführung

NSGAÖU NSA NSLF NSSHÖU

T TK

Leitungstrosse Theate rkabe l

NTM NTK

U

Umhüllung

NYRUZY

V

Verdrehungsbeanspruchung, ve rdrehung ss icher

NM HVÖU

W

wette rfeste Tränkmasse

NFYW

Y

Kunststoffiso lierung, Kunststoffmantel

NYIF NYBUY

Z

Zinkmantel Zug entlastung

NYRAMZ NYMZ

E M Ö R U ÖU

eindrähtig m eh rdrähtig öl- und benzinbeständig gerillter Metallmantel flammwid rig, hitzefest ölbeständig und flamm w idrig

-

W 4

erhöhte Wärmebeständigkeit wärmebest. Gummimischung

NYFAW N4GA

NYM2x10M NSSHÖU NYRUZYR NSSHÖU NIFLÖU

Angabe, ob Schutzleiter vorhanden Anhang bei Leitung mit Sch utzleiter Na ch DIN VDE 0250: Anhang - J Nac h DIN VDE 0281 /0282: Anhang - G Beispiele: NYM-J 3X2,5: Mantelleitung 3 x 2,5 mm z H07RN-F4Gl,5 : Schwere Gummischlauchleitung 4xl,5mm z

Anhang be i Leitung ohne Schutzleiter Nach DIN VDE 0250: Anhang - 0 Nach DIN VDE 0281 /0282: Anhang - X Beispiele: NYM-O 4x 6: Mantell eitung 4 x 6 mm z H03VV-F2XO,75: PVC-Sch lauch leitung für leichte m echa nische Beanspruchung 2 x 0,75 mm z

Starkstrom leitungen Power Cables and Cords Schlüssel für harmonisierte Starkstrom leitungen

~5l -

Kennzeichen der Bestimmung Harmon isierte Bestimmung Anerkannter nationa ler Typ

Bemessungsspannung INennspannungl /Jo/U 01 100/ 100 V 03300/300 V 05300/500 V 07450/750 V Isolierwerkstoff VPVC Natur- un d/oder Styro l-Butadie nkautsch uk - R SSi likon-Kautschuk

~ ... '.m.""",,,",,,,'";" ,,, u.;,." XG-

Schutzleiter ohne Schutzleiter mit Schutzleiter Ig rün -gelbe Aderl

... -Aderzahl Leiterart - U - eindrähtig R - m eh rdr ähtig K -feindrähtig be i Leitung en für feste Ve rl egu ng F - feindrähtig bei flexiblen Leitung en H - fein std rähti g be i flexib len Leitung en Y - Lahn litze ILitze aus dünn en Fl achdrähtenl

Mantelwerkstoff VPVC Natur- und/oder Styro l-Butadi enkaut schuk - R Besonderheiten im Aufbau N- Polychloropre nkautschuk H - f l ac he, aufteilbare Leitung J Glasfase rg eflec ht - H 2- flache, nicht aufteilbare Leitung TTextil gefl echt Beispiele: Ku nststoffade rl eit u ng, 1,5 mm z, schwarz H05V-K 0,75 BN INYAFI Kunststoffverd rahtungs leitun g, feindrähtig, 0,75 mm z, braun H07V-U 1,5 BK INYAI

A nerka nnte natio nale Typen iso li erter Leitun ge n erhalten anste ll e des A nfang sb uchsta bens H den Buchstaben A. Beispiel: A07RN-F 3 x 2,5 I NMHÖU I

Leitungen für feste Verlegung Bezeichnung

Kurzze ichen

Uo/U

Aderzahl, Qu erschnitt in mm '

Aufbau der Leitun g

Ve rwendung

Ku nststoffaderleitung H07V-U H07V-R H07V-K

PVC-Aderleitu ng IVerd rahtungs leitung l 450/700

einadrig, ein- oder mehrdrähtige oder feindrähtige Leiter, Kunststoffisolierhüll e

1 x 1,5 bis 1 x 16 1x 6

Bei geschützter Verlegung in Geräte n sowie in und an Leuchten. Zuge lasse n für Ve rl eg ung in Roh ren, auf und unter Putz. Betri ebstemperatur bis 90 °C.

bis 1 x 400

feindräht ig für feste Verlegung

1 x 1,5 bis 1 x 240

PVC- iso li erte Kupferleiter, Adern mit Abstand flach nebe nein ander ge legt, ge m einsa m er Steg aus Gummi IFI oder Kunststoff IFYI.

2 x 1,5101 bis 5 x 1,5

Stegleitungen NYIF

Stegle itu ng 230/400

NYIFY

2 x 2,5 101 bis 5 x 2,5 2 x 4,0 101 bis 4 x 4,0

In trockenen Räumen für feste Verlegung in oder unter Putz.

Mantelleitungen NYM

PVC-Mante lleitun g 300/500

PVC- iso li erte Kupferleiter, Adern verse ilt, Füllmantel, Kunststoffaußenmantel.

l x l ,5bis12xl,5 1 x 2,5 bis 4 x 35

In feuchten Räumen für feste Ve rlegung über und auf Putz sowie in und unter Putz.

Kunststoff-Fassungsadern H05V- U H05V-K

PVC-Verd rahtungs leitung

eindrähtig er Kupferleiter, Ku nststoffiso Iierh üll e feindrähti g

1 1

0,5 bis 1

300/500

In feuchten Räumen für feste Verlegung über und auf Putz sowie in und unter Putz.

Uo Spannung zw ische n A ußen leiter und Erd e, U Spannung zwische n zwei Außen leitern , Uo/U Spannungsverhältnis, w ird hi er Bemessungsspannung I Nennspannu ngl genannt.

w

.'.',""", "''''''',,,,., "."'." " ,_." '~' Kurzzeichen

K. NYL

NYLC

Bezeichnung

. Aufbau der Leitu ng

Aderza hl

Quer-

s~~~tt nung

PVCLeuchtröhrenleitun g

Blanker, feindrähtiger Cu-Leiter, Kunststoffisol ierhülle, ge lb

Geschirmte Leu chtrö hrenleitun g

Wie NYL, m it Außen beflechtung aus verzin nten Cu-Drähten, mit Beidraht.

1

1,5

4/8 kV

1

1,5

4/8 kV

. für feste Verlegung mit Gl...... " .. ~v.a"v" oder "''''''v"'

H05S-U

Silikonaderleitung mit erhöhter Wärmebeständigkeit, ohne Befl echtung

Ein adriger Kupferleiter, Isol ierhü ll e aus Silikon

H05Z-K

Aderleitung, Iso lierung

H07Z-K

vernetztes

Feind rähti ge Aderleitung halogenfrei , selbstverlöschend, schwac he Rauchentwicklung

Polym er N7YA

ETFE-Aderleitung mit erh öhter Wärmebeständigkeit

N7YAF NIFLÖU

NHXH FE

NHXMH

N2XH

Eindrähtiger Kupferleiter

Feindrähtiger, verzinnter Cu- Leiter, Gummihülle, 2 Adern flach in rechteckigem Gummimantel (Adernabstand 7 mm)

Sicherheitskabel für Niederspannung

Kupferleitung mit teils keramikha iti ger Isolation

Starkstrom leitung

Kupferleitung, Aderisolation aus PE

Niederspan nungskabel

Pendelschnur mit erhöhter Wärmebeständigke it

0,5 bis 2,5

300/500 V

1

bis 1 bis 1,5 bis 70

300/500 V 450/750 V 0,6/1 kV

Verdrahtung von Schaltanlagen, Vertei lern, Geräten und Leuchten. Zulässige Betriebstemperatur am Leite r 90 ' c.

1 450/750 V

Bei Umgebungstemperaturen > 55 ' c. Leitertemperatur bis 135 ' c. Leitungen in Betriebsmitteln und in Rohren.

1

2

1,5

1 bis 24

1 bis 400

2 bis 24

1,5 bis 10

300/500 V

Im Freien für freitragende Verlegung auße rh alb des Handbere ichs zum Ansch lu ss von IIluminationsfassungen bei geringer mech . Beanspruchung.

0,6/ 1 kV

Besonderer Schutz gegen Feue r und Brandschäden. Halogenfrei. FE, Fl amme inwirkung bis 750 ' c.

300/500 V

Feste Verlegung. Halogenfrei, selbstverlöschend , schwache Brandfortleitung, schwache Rauchentwicklung . Zu lässige Betriebstemperatur am Leiter 70 ' c.

Kupferleiter, Aderisolation aus PE

Feindrähtiger Cu-Leiter, Isolierhülle aus PVC. Bis 90 ' c Leitertempe ratur.

In Räumen mit Hochfrequenzanlagen.

1

0,25 bis 6 Feindrähtiger Kupferleiter

IIluminationsflachleitung

Für feste Verlegung in Leuchtröhrenanlagen (Buchsta ben leitu ng).

Bei erhöhten Um gebungstempe raturen zur festen Verlegung in und an Leuchten und in Geräten. Verlegung in Rohren auf oder unter Putz.

Feindrähtiger Kupferleiter, Isol ierhü ll e aus Silikon

w NYPLYW

Verwendung

-"-~eu~ .... ~ ... ~ ... ~ .• unge"

I .:•.

H05S-K

"ü;iiJ

1~F.1IF.11To"

1 bis 4

4 bis 240

0,6/ 1 kV

Feste Verlegung. Halogenfrei, se lbstverlöschend, schwache Brandfortleitung, schwache Rauchentwicklung. Zulässige Betriebstemperatur am Leiter 90 ' c.

2 bis 4

0,75

230/400 V

Für Schnu r- und Zugpendei sowie für feste Verlegung in und an Leuchten .

Ua Spannung zwischen Außenleiter und Erde, U Spannung zwischen zwe i Außenleitern, Ua l U Spannungsverhältnis, wird hier Bemessungsspannung (Nennspannung) genannt, ETFE von Ethylen-Tetrafluorethylen.

~

..."".,", ...n ,

l ~ '1 öl l"I'IIi I

Kurzzeichen

. Bezeichnung

"."'1' '~'''"'"''''~ lIiJil[i

mmu:lI

Qu e ~- Nenns annung /Jo / U

. Aufbau der Leitu ng

Aderza hl

s~~~tt

Leichte Zwillingsleitung

Zweiadrig, Isolierhü lle über beide Leiter aus th erm oplastischem Kunststoff.

2

etwa 0,1

300/300 V

Zum Anschluss besonders leichter Handg eräte, z. B. elektri sc her Rasierappa rate .

Zwillingsleitun g

Wie H03VH-Y 2

0,5 und 0,75

300/300 V

Bei sehr kleiner mechanischer Beanspru chung in Haushalten, Bürorä um en und Küchen für leichte Hand ge räte .

2 bis 5

0,75 bis 2,5

300/500 V

Bei klein er m echa ni sche r Bea nspruchun g in Haushalt, Küche und Büro räum en für leichte Handgeräte IStaubsauger, Bügeleisen, Küchengeräte, Lötkol be n, Toaste r) und in Möbeln.

1

1,5 bi s 400

450/750 V

Bei mittlerer mechanischer Beanspruchung in trockenen u. feuchten Räumen, im Freien, in exp losionsgefä hrdete n Betrieben, z. B. für große Kochkessel, Heizp latten, Handl euchten, El ektrowerkzeuge, Heimwerkerge räte. Auch fe st verlegba r, z. B. in Möbeln.

300/300 V

Bei kleiner mechanischer Beanspruchung in Haushalten, Küche n und Büro räumen, für leichte Handgeräte, z. B. für Rundfunkgeräte, lisch leuchten, Steh leuc hten, Bü romaschinen .

300/500 V

Bei mittl ere r mech. Bea nsp ruchung in Haushalten, Küchen und Büroräume n, für Hausgeräte auch in feuchten Räu men, z. B. Waschm aschin en, Kühlsc hränke, Heimwerkergeräte.

300/300 V

Bei kleiner mechanischer Beanspruchung in Hausgeräten und in gewe rbli chen Betrieben.

Verwendung

Zvv ...... l:I"leitungen H03VH-Y

H03VH-H

Gm ......""' ... au"'.' H05RN -F

H07RN -F

• nnon

05RN und 07RN

Gummischl auc hleitung, leichte Aus führung

Ve rzinnte feindrähtige Kupferleiter, Trennsch icht um den Leite r erlaubt, Isolierhüll e aus Gummi, gum mi ertes Gewebeband um jede n Leiter zu läss ig, Mantel aus Gummi .

Gummisc hl auc hleitung,

Feindrähti ge Kupferleiter, Trenn schi ch t über Leiter, bei verz innten Leitern nicht erforderli ch. Iso lierhüll e aus Gummi, gum miertes Gewebeband um jede Ader zu läss ig. Mantel aus Polych loropren .

schwere Ausfü hrung

2

1... 25

3 und 4

1 bis 95

5

1... 25

2 und 3

0,5 und 0,75

2 bis 5

1 bis 2,5

2 und 3

0,75 bis 1,5

Ku •• "." •.;~;,,,, •.. uuchle'tungen Leichte Kunststoffschl auchleitung Irunde Ausführung). nu.,llVh L- Fl ache Ausführung

Bl anker, feindrähtiger Kupferl eiter, Kunststoffiso li erhüll e, A ußenmante l rund Außenmantel flach

H05VV-F

Iso lierhü ll e über jedem Leiter, Zw icke lfüllung, Trenn sc hi cht um die verse ilten Adern zu lässig, Kunststoffmantel.

H03VV-F

caa.

...... ~u.

N2GSA

C". ~

'~~;;"

H01N 2-D

NFLG

Mittlere Kunststoffsc hl auchleitun g

A

.".

'u ... ,,"' .... u ...

SilikonAderschnur

Feindrähtige Cu-Leiter, Iso lierhüll e aus Sili kon .

. Leitungen zum Anschluss

co,

v .• "ye. a .. ~·

Schweißleitu ng

Blanker, feindrähtig er Cu-Leiter, Gewebeband, Gummimantel.

Gummisc hl auchleitung mit Tragorgan

Feindrähtiger umsponnener Cu-Leiter, Gumm iiso li erhüll e, Gewebeband, Tragorgan aus Faserstoff.

~

.. v ..

1

16 bis 120 und 25 bis 70

100/200 V

ab 6

0,75 bis 6

300/500 V

'he. Hochbeweg li che Elektroden ansch lu ssleitung an Schweißgeräten. Aufzugs- und Förderanlage n, Leitungen an Werkze ugmaschinen, in Inn enräume n und feuchten Räume n.

Uo Span nu ng zwische n Außen leiter und Erde, U Spa nnung zwischen zwei Außen leitern, Uo / U Spannu ngsve rhältnis, w ird hier Nennspannung I Bemessu ngsspann un g) genannt.

w

Leitungen und Kabel für Melde- und Signalanlagen Wires and Cables for Alarm and Signalling Systems Schlüssel der Leitungen und Kabel für Melde- und Signalanlagen

~ A-

Ty p -------------Iso liermaterial der Ader Schirm

2Y

Y

C

I [ 11 [ li

---

~ ,,"",.~ ::::::::: Verse li-El eme nte, Ade rzahl, Durc hm esser in mm

Mate ri al vo n M antel/Schutz hü lle Es werde n meist nicht alle Positionen angegeben. Kurzzeichen

Bedeutung

Typ

AFLJ- (sprich i) LiRG S-

Außenkabe l Fl achleitung Insta llationsleitun g Litzen leiter Koaxialle itung Schaltkabel

Yu Yw 2Y 02Y oder 2X 2HX

Bedeutung

3Y 4Y 5Y

Polystyrol PS Po lyamid PA Polytetrafluorethyl en PTFE Polyimid PJ Polypropyle n PP Polyureth an PU

8Y 9Y 11Y

Kurzzeichen

Bedeutung

Mantel, Schutzhülle Y, 2Y ... G, 26 bis 86 H L M

siehe Iso li ermaterial Gummi halogenfrei A lum inium Bleimantel

Schirm Verseilart, Anordnung

Isoliermaterial

Y

Kurzzeichen

C oder Cb PVC (Polyvinylc hlori d) PVC, f lam mwidrig PVC, wä rme beständig PE (Po lyethylen) VPE (ve rn etztes PE ) VPE, flamm w idrig

Kupfergeflec ht Cu-Band über PE-Mantel Alu miniu mba nd Stah lband statischer Schirm

(K)

(l) (mS) (St) Bewehrung

AI-Drähte Stah lband

A B

DM P St, Stl bis StVI

Dieselh o rst-M artin Paarverse ilung Sternvierer (nac h Freque nz ansteig end)

Bd Lg rd se

Bünde lve rse il ung Lagenversei lun g rund sekto rfö rmi g

Leitungen und Kabel für Melde- und Signalanlagen zur festen Verlegung Kurzzeich en

w

Bezeichnung

Aufbau

Verwendung

Y

Kunststoff-Aderleitung IInsta ll ationsdraht)

Ader: Cu-Draht 0,6 mm oder 0,8 mm , PVC- Iso lierung oder PE-Iso lierung . 1 Ader ode r versei lt 2 bis 4 Adern.

In trockenen Räu m en zu r festen Verlegung in Iso lation sro hren aP und uP.

YR

KunststoffMantelle itung

Ader: Cu-Draht, (25 0,8 mm, Iso lierung wie bei Y, Mantel aus PVC oder PE , 2 bis 24 Adern .

In trockenen und feuchten Räumen zur festen Ve rl egu ng aP und uP.

YRE

SchwachstromErdkabel

Aufbau wie YR, abe r verstä rkter Mantel. Aderzah l 4 bis 16.

Wie YR und zusätzlich zu r Verlegung im Erdbod en.

IFY

Klinge lSteg leitung

Ader: Wie bei Y. 2 ode r 3 Adern .

In trockenen Räume n zu r festen Ve rl eg ung iP und uP.

A2Y (St) 2Y

Außen -Kun ststoffkabel

Aufba u wie be i YRE. Aderza hl 2 x 2 bis 100 x 2.

Zur festen Verlegung obe rirdi sch und unterirdi sch.

J-Y (St)Y

Install atio nsKunststoffkabe l

Ade rn wie be i Y, Aufbau wie YR, aber verstärkter Mantel mit Schirm. Aderza hl 2 x 2 bis 80 x 2.

W ie YR. Qua litätsleitu ng, z. B. für EIB .

JE-Y (St) Y

Insta llationsleitu ng

Aufbau wie YR, abe r verstä rkter Ma ntel m it Sch irm.

W ie J-Y(St)Y bei erhöhten Anfo rderungen.

YCYM

Install ationsKunststoffkabel mit Cu-Sc hirm

Aufba u w ie J-Y (St)Y, abe r mit CuSch irm .

W ie JE-Y(St)Y, z. B. für EIB mit 2 x 2 x 0,8.

aP auf Putz, iP im Putz, uP unter Putz.

Leitungen in Datennetzen Cables and Wires in Data NetworlLmj

~t

Sing lemodeFaser

Kunst-

stoff

!Zi62.5

>Lmj

(~ l

Mu ltimodeFaser

Aufbau, Daten

Bemerkungen

Geschirmte Doppe lader STP, ungeschirmte Doppelader UTP. Leitung mit Gesamtschirm und mit Doppe laderSch irmung S/STP, Leitung mit Gesamtschirm aber ohne DoppeladerSch irmung S/UTP. Leitungen entha lten mehrere Doppeladern . S/STP bzw. S/UTP gibt es je nach Qualität in 7 Kategorien. P von Pair, S von Shie lded, T von Twisted, U von Unshielded.

Baumförmige oder sternförmige Punkt-zu -Punkt-Verbindung. Bei Ethernet Anschluss ab einem Repeaterport (oder Hub) zur Ethernet-Karte des PC oder zu einem Mini -Receiver. UTP bzw. STP. Anwendungsbeispiel: Twisted-Pa ir-Ethernet (100 BASE-T, 1000 Base-T)

Leitungslänge " 25 m bis" 100 m , Wellenwidersta nd 85 Q bis 115 Q. (Mm) Mu ltimode-Doppelfaserkabel oder Sing lemode-Doppelfaserkabel (Sm). Baumförmige oder sternförmige Punkt-z u-Punkt-Verbindung. Anschluss an zwei Repeater-Ports . Meist Verwendung für Primärverkabelung. Anwendung z. B. bei Faseroptik-Ethernet (LWL-Ethern et).

Art

Faser Leitung

10 BASE-F 100 BASE-FX

Mm Mm Sm Mm

,, 1000 m 400 m

Mm Sm

" 500 m ,,2000 m

1000 BASE-SX (850 nm) 1000 BASE-LX (1300 nml

"

" 250 m

Doppelfaserkabe l Cu-Mantel

~JI

Kunststoff

f

l~~

Cu-Litze

Name

Wird für Neuan lagen nicht mehr verwendet. Wel lenwiderstand 50

Bei 10 BASE-2 Ansch luss über Einfach-Transceiver (T-Stück) und Transceiverkabe l an die Busleitung oder über Thin-Wire-Dosen. Absch lusswiderstände notwendig.

Bei 10 BASE -5 Tei lnehmeranzahl " 100, Leitungs länge " 500 m. Bei 10 BASE-2 Tei lnehmeranzahl " 30, Leitungslänge " 185 m.

Q.

Thick-Wire-Ethernet für 10 BASE-5, Thin -Wire-Ethernet (Cheapernet) für 10 BASE-2.

Koaxialkabel

I

Bei 10 BASE -5 Anschluss über Transceiver und Transceiverkabe l an die Bus leitung.

STP

I

I I

Bitrate (etwa) in Mbit/s

100

I

I

'AS'T

Maximale Leitungslänge etwa (in 100 m) oder Kennbuchstaben, z. B. T (Twisted), F (Fibre = Faser), X (extended)

Angabe der Leitungsqualität Begriff Kategorie 5 (Qua litätsstufe 5)

Erklärung

Daten

Leitung geeignet für Frequenzen bis 100 MH z und Bitraten bis 100 Mbit/s.

80

Nebensprechen , Nebensprechdämpfung in dB (NEXT)

Unerwünschter Übergang des Signa ls von einer Doppelader zur nächsten.

t

ACR (Attenuation-to-Crossta lkRation), Signa ldynamik in dB

Verhältnis von Dämpfung zu Nebensprechen. ACR = A - NEXT.

er:

Kategorie 6 (Qua litätsstufe 6)

Geeignet für Duplexbetrieb, Frequenz bis 250 MHz .

Kategorie 7 (Qualitätsstufe 7) (in Vorbereitung Kategorie 8)

Doppe lte Bandbre ite von Kat. 5. Unterstützt Gigabit-Ethernet. ACR Wert mindestens 10 dB bei 600 MHz.

~ ~

501\

'l 300 bis 500 50 bis 440 50 bis 440

@ 00

@ 00

10 h 2h nicht für 63 A und 125 A

grun

gn.i n

000

~ schwarz schwarz ~

, A ll e Spannungen nach Trenntransformatoren.

Internationale, einpolige Steckvorrichtungen Form

Verwendungsgebiet Alle Commonwea lth- Länder, Afrika, Asien, Großbritannien, Mittlerer Osten (Kombistecksystem British Standard für Steckdosen m it Rundund Rechteck-Kontaktöffnu ngen) Europa, Südamerika, Afrika Hongkong, Indien, Ch ina, Großbritannien

Form

Verwendungsgeb iet

Nord-/M ittel-/Südamerika, Japan, Süd-lOst-Asien, Osteuropa

Austra li en, Neusee land, China u. a. (Kombistecksystem durch auswechselbaren Steckerstift für Steckdosen m it und ohne Kinderschutz)

w

Ansicht, Kurzzeichen

Western-Typen

RJ -12

RJ-11

RJ -11

RJ -45

RJ-12

USB-Typen

RJ-45 12

1 234

[~)

~

TypA

Typ B

43

Typ A (upst rea m )

Typ B (dow nst ream)

Firewire-Typen (IEEE 1394)

6-polig

4-polig ~_ _--,.

MIiJ

Gewindestift M3x 6 DIN 417

Gewindestift M4 x 10 DIN 553

Gewindestift AM10x40 DIN 915-10.9

Kronenmuttern

Q5) ~

Rändelmutter Flügelmutter M10 DIN 315-g-4 M6 DIN 466-5

DIN 935

td m Sechskantmutter M20 DIN 985-8 Ausführung: m

Rändelmuttern hoch

flach DIN 937

selbstsichernd DIN 985

~ Sechskantmutter A M4 DIN 439-04 Ausführung: m

SechskantHolzschraube 10 x 50 DIN 571

mit Schlitz und Zapfen

Sechskantmuttern (h - 0,8 · d) DIN 934

HalbrundNage lschraube 4 x 30 DIN 7514 Gewindest ifte

Länge des Einschraubendes:

OOIJILm

w

Linsensenkschraube mit Schlitz

flach

Rändelmutter M8 DIN 467-5

Kronenmutter M20 DIN 937-8 Ausführung: m

~ Kronenmutter M30 DIN 935-8 Ausführung: m

Schlitzmutter Zweilochmutter DIN 546 DIN 547

Kreuzloch mutter DIN 548

~

~ ~!~

Schlitzmutter M8 DIN 546-5

Zweilochmutter Kreuzlochmutte r M10 DIN 547-5 M12 DIN 548-5

Hutmutter niedrige Form DIN 917

e Hutmutter M24 DIN 917-6 Ausführung: m Ringmutter

~

Ringmutter M20 DIN 582

Metrische ISO-Gewinde Metric ISO Threads

~ ~u~Z~~ :;:

'"

~~

~""""

-i~~~"'6~.~ /~/ :/~ ~ B O l ze n

r ~/jt~ ~

l'

d P h3

Nenndurchmesser Steigung Gewindetiefe des Bolzengewindes Gewindetiefe des Mutte rg ewindes Rundung Fl anken -0 Kern-0 des Bolzengewi nd es Kern-0 des Muttergewind es Kernlochboh rer-0 Flankenwinkel

=

0

= 0,6134· P H, = 0,5413· P

R=O,1443·P d z = Oz = d - 0,6495 . P d3 = d - 1,2269 . P 0 , = d- 1,0825· P = d-P = 60·

Regelgewinde (Auswahl) Gewindebezeich- Steigung nung P

M aße in mm Gewindetiefe

Kern -0

d3

Mutter 0,

Bolzen h3

Mutter H,

Bolzen

Kern loch- Du rc hg angsloch-0 für Schrauben bohrer 0

mittel

fein

Sechs- Mutternka nthöhe schlüssel weite 0,8· d

-

M 1 M 1,2 M 1,6

0,25 0,25 0,35

0,693 0,893 1,170

0,729 0,929 1,221

0,153 0,153 0,215

0,135 0,135 0,189

0,75 0,95 1,3

1,1 1,3 1,7

1,2 1,4 1,8

3 3,5 3,5

0,8 1 1,3

M 2,5 M 3 M 4

0,45 0,5 0,7

1,948 2,387 3,141

2,0 13 2,459 3,242

0,276 0,307 0,429

0,244 0,271 0,379

2, 1 2,5 3,3

2,7 3,2 4,3

2,9 3,4 4,5

5 5,5 7

2 2,4 3,2

M 5 M 6 M 8

0,8 1 1,25

4,019 4,773 6,466

4,134 4,917 6,647

0,491 0,613 0,767

0,433 0,541 0,677

4,2 5,0 6,8

5,3 6,4 8,4

5,5 6,6 9

M 10 M 12 M 16

1,5 1,75 2

8,160 9,853 13,546

8,376 10,106 13,835

0,920 1,074 1,227

0,8 12 0,947 1,083

8,5 10,2 14

10,5 13 17

11 14 18

Elektrogewinde

p

.

•

I' ~

Mutter

~

~~

~ ,

Bezeichnung: Gewinde E 27 Für Glühlampen E 5, E 10, E 14, E 27 und E 40 Für Sicheru ngen E 14, E 16, E 18, E 27 und E 33

Kurzzeichen E 5

Gangza hl auf 1" N

E 10 E 14

Steigung P

8 10 13

~

Rundung r

25

1

0,293

14

1,8 14

0,53 1

9

2,822

0,822

10

2,5

0,708

8,5

3

0,875

E 27

7

3,629

1,025

E 33

6

4,233

1,187

E 40

4

6,350

1,850

E 16

N

E 18

N

Kabeleinführungen

M aße in mm me tr ische Kabelvers ehr aubung

::-=E

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Gewinde-A ußen -!/l

g rzzm .

17 19 24

M aße in mm

~~~~~

"-

4 5 6,5

8 10 13

Loeh-!/l Gehäusewand

~

GewindeAußen-0

Gehäusewand Loch-0+o,z -0,4

M 12

12,0

12,5

M 16

16,0

16,5

Kurzzeichen

M 20

20,0

20,5

M 25

25,0

25,5

M 32

32 ,0

32,5

M 40

40,0

40,5

M 50

50,0

50,5

M 63

63,0

63,5

Ersatz fü r

w Pg 7 bis Pg 48

Toleranzen und Passungen Limits and Fits

N

C

'"

NullLinie

NullLinie

T L