Wissen: kurze Antworten auf häufige Fragen

Elektrische Anlagen errichten, ändern und instand halten darf nur eine Elektrofachkraft oder jemand unter ihrer Leitung und Aufsicht (DGUV Vorschrift 3, § 3). Elektrotechnisch unterwiesene Personen übernehmen nur die Aufgaben, für die eine Elektrofachkraft sie unterwiesen hat. Laien bedienen nur, was vollständig gegen Berühren geschützt ist. An der Arbeitsstelle trägt der Anlagenverantwortliche die Verantwortung für die Anlage, der Arbeitsverantwortliche für die Arbeit. Unter Spannung wird grundsätzlich nicht gearbeitet, Ausnahmen regelt § 8.

Ein Frequenzumrichter richtet die Netzspannung gleich, puffert sie im Zwischenkreis und macht daraus mit dem Wechselrichter eine Spannung mit einstellbarer Frequenz. Die meisten Störmeldungen haben eine einfache Ursache: Überstrom beim Hochlauf deutet auf eine zu kurze Beschleunigungsrampe, eine Blockade oder einen Schluss in Leitung oder Motor. Überspannung im Zwischenkreis beim Bremsen heißt, der Motor speist Energie zurück: Verzögerungsrampe verlängern oder Bremswiderstand mit Brems-Chopper nutzen. Übertemperatur meldet zu wenig Kühlung.

Steht Gold als letzter Ring, ist es der Toleranzring und bedeutet ±5 %. Steht Gold direkt nach den Ziffernringen, ist es der Multiplikator ×0,1 – etwa bei 4,7 Ω mit gelb-violett-gold-gold. Silber bedeutet entsprechend ±10 % Toleranz oder den Multiplikator ×0,01.

In heutigen Installationen (Aderfarben nach VDE 0293-308, seit 2003) ist die graue Ader ein Außenleiter (üblich L3) und führt Spannung. In Altanlagen bis etwa 1965 war Grau dagegen der Neutralleiter, in DDR-Installationen teils ebenfalls, und bei der klassischen Nullung oft der PEN. Deshalb gilt: vor dem Anklemmen messen, nicht nach Farbe gehen.

Unsichtbar verlegte Leitungen gehören in Wohnräumen in feste Installationszonen nach DIN 18015-3: waagerecht 15 bis 45 cm unter der Decke und 15 bis 45 cm über dem Fußboden, senkrecht 10 bis 30 cm neben Türen, Fenstern und Ecken. Außerhalb der Zonen sind nur senkrechte Leitungen zu einem Betriebsmittel erlaubt. Im Bad gelten zusätzlich die Bereiche 0, 1 und 2: Im Bereich 0 (in der Wanne) keine Installationsgeräte für 230 V, im Bereich 1 keine Steckdosen, im Bereich 2 keine 230-V-Steckdosen, und alle Stromkreise im Raum laufen über einen RCD mit höchstens 30 mA.

Instandhaltung ist die Gesamtheit aller Maßnahmen, die ein Arbeitsmittel im sicheren Zustand halten oder es dorthin zurückbringen (§ 2 Absatz 7 BetrSichV). Nach DIN 31051 gehören vier Grundmaßnahmen dazu: Wartung erhält den Sollzustand, zum Beispiel durch Reinigen und Schmieren. Inspektion stellt den Istzustand fest und beurteilt ihn. Instandsetzung bringt ein Arbeitsmittel in den Sollzustand zurück, etwa durch den Tausch eines defekten Teils. Verbesserung steigert die Funktionssicherheit, zum Beispiel indem eine Schwachstelle beseitigt wird.

Bei KNX schaltet der Taster die Lampe nicht mehr selbst. Taster und Melder sind Sensoren und schicken über eine gemeinsame Busleitung ein Telegramm an eine Gruppenadresse. Aktoren, meist im Verteiler, hören auf diese Gruppenadresse und schalten die 230-V-Last. Welcher Taster was schaltet, legt die Programmierung fest, nicht die Verdrahtung. Jedes Gerät hat dazu eine eindeutige physikalische Adresse nach dem Muster Bereich.Linie.Teilnehmer.

Zuerst bestimmst du den Nennstrom aus der Bemessungsleistung: In = S / (√3 · U). Daraus folgt Ik ≈ c · In · 100 / uk mit dem Spannungsfaktor c = 1,1 nach DIN EN 60909-0. Ein 400-kVA-Trafo mit uk = 4 % liefert an 400 V so rund 15,9 kA an den Klemmen, als Abschätzung nach oben ohne Netz- und Leitungsimpedanz.

Den Bemessungsstrom eines Drehstrommotors rechnest du mit I = P / (√3 · U · cos φ · η), weil auf dem Typenschild die abgegebene Wellenleistung steht. Ein 5,5-kW-Motor an 400 V mit cos φ 0,84 und η 88 % laut Typenschild kommt so auf rund 10,7 A, mit den Eaton-Richtwerten für IE1/IE2 (cos φ 0,82, η 86 %) auf 11,3 A, die Faustregel 2 A je kW auf 11 A. Verbindlich für Motorschutz und Auslegung bleibt der Bemessungsstrom vom Typenschild.

Not-Halt setzt eine gefährliche Bewegung so schnell wie möglich still. Not-Aus schaltet im Notfall die elektrische Energie ab, wenn Gefahr durch elektrischen Schlag besteht. So unterscheidet DIN EN 60204-1 die beiden Handlungen im Notfall, wiedergegeben im Eaton Schaltungsbuch. An Maschinen ist meist Not-Halt gemeint. Für beide gilt: rote Handhabe auf gelbem Grund, Vorrang vor allen anderen Funktionen, und nach dem Entriegeln darf die Maschine nicht von selbst wieder anlaufen.

Beim Schutzpotentialausgleich werden alle leitfähigen Teile, die von außen ins Gebäude kommen, mit der Haupterdungsschiene verbunden: Wasser-, Abwasser- und Heizungsrohre, Gasleitung und Antenne. Dort treffen sie auf den Schutzleiter der Anlage und den Fundamenterder. So liegen alle Teile auf demselben Potential, und bei einem Fehler entsteht zwischen ihnen keine gefährliche Spannung. Der Leiter dafür heißt Schutzpotentialausgleichsleiter (PB, grün-gelb). Das Tabellenbuch nennt als Mindestquerschnitt Kupfer 6 mm² oder halb so groß wie der größte Schutzleiter der Anlage. Das ist keine freie Wahl: Im Zweifel gilt der größere der beiden Werte, die genaue Regel steht in DIN VDE 0100-540.

Bei günstiger Verlegeart reichen 1,5 mm² Kupfer für eine 16-A-Absicherung, etwa direkt auf der Wand oder unter Putz (Verlegeart C) oder frei in Luft (E). Liegt die Leitung in einer wärmegedämmten Wand (A1/A2), bei Drehstrom im Rohr (B1/B2) oder gebündelt mit anderen Stromkreisen, brauchst du 2,5 mm². Grundlage sind die Tabellenwerte nach VDE 0298-4 für Kupfer/PVC bei 30 °C.

Ein RCD Typ B erfasst zusätzlich zu Wechsel- und pulsierenden Fehlerströmen auch glatte Gleichfehlerströme. Nötig ist er dort, wo solche Fehlerströme auftreten können: Das Eaton Schaltungsbuch nennt Typ B für dreiphasige Frequenzumrichter und Typ F für einphasige. Am Ladepunkt für E-Autos reicht laut DKE alternativ ein Typ A oder F zusammen mit einer Fehlergleichstrom-Erkennung (RDC-DD) nach IEC 62955.

13-14 ist ein Schließer, also ein Hilfskontakt, der schließt, sobald die Schützspule Strom bekommt. Die zweite Ziffer ist die Funktionsziffer: 3-4 heißt Schließer, 1-2 Öffner. Die erste Ziffer ist die Ordnungsziffer, sie zählt die Kontakte im Gerät durch. In Schützschaltungen hält 13-14 das Schütz oft in Selbsthaltung, parallel zum Ein-Taster.

Die Gebrauchskategorie sagt, für welche Last ein Schaltgerät geprüft ist. AC-3 steht für Käfigläufermotoren, die anlaufen und im Lauf ausgeschaltet werden, AC-4 zusätzlich für Tippen, Gegenstrombremsen und Reversieren, AC-1 für ohmsche Last wie Heizungen. AC-15 und DC-13 gelten für Hilfskontakte, die Spulen schalten. Für einen Motor wählt man ein Schütz, dessen Bemessungsbetriebsstrom AC-3 bei der Netzspannung mindestens so groß ist wie der Motorstrom: Ein 4-kW-Motor zieht an 400 V rund 8,5 A, ein Schütz mit 9 A AC-3 passt.

Bei der Selbsthaltung liegt ein Schließer des Schützes, der Hilfskontakt 13-14, parallel zum Ein-Taster. Hat das Schütz einmal angezogen, versorgt es seine Spule über diesen Kontakt selbst weiter, auch wenn der Ein-Taster wieder offen ist. Erst wenn der Aus-Taster, der Öffner 95-96 des Motorschutzrelais oder ein Spannungsausfall den Steuerstromkreis unterbricht, fällt das Schütz ab und bleibt aus.

Bei Wechsel- und Gleichstrom rechnest du ΔU = 2 · l · I · cos φ / (γ · A), bei Drehstrom ΔU = √3 · l · I · cos φ / (γ · A); bei Gleichstrom ist cos φ = 1. Für l setzt du die einfache Leitungslänge ein, γ ist 56 m/(Ω·mm²) für Kupfer und 35 für Aluminium. Den Prozentwert erhältst du mit ΔU / U · 100 und vergleichst ihn mit der Grenze von 4 % nach DIN VDE 0100-520, in Wohngebäuden zusätzlich mit 3 % ab dem Zähler nach DIN 18015-1.

Der Motor läuft zuerst im Stern an: Am 400-V-Netz liegen an jeder Wicklung nur 230 V, Anlaufstrom und Anzugsmoment sinken auf etwa ein Drittel. Nach der am Zeitrelais eingestellten Zeit fällt das Sternschütz ab und das Dreieckschütz zieht an, dann liegt jede Wicklung an 400 V. Das geht nur mit Motoren, die an 400 V in Dreieck laufen, auf dem Typenschild also 400/690 V oder Δ 400 V.

Eine 2,5-mm²-Kupferleitung mit PVC-Isolierung trägt bei 30 °C und einem einzelnen Stromkreis je nach Verlegeart zwischen 17,5 A (A2, drei belastete Adern) und 30 A (frei in Luft, zwei belastete Adern). Direkt auf der Wand oder unter Putz (Verlegeart C) sind es 27 A bei Wechselstrom und 24 A bei Drehstrom. Höhere Umgebungstemperatur und gebündelte Stromkreise senken diese Tabellenwerte deutlich.

Im TN-S-System laufen Neutralleiter N und Schutzleiter PE als getrennte Leiter. T heißt: Ein Punkt der Stromquelle, meist der Sternpunkt des Trafos, ist direkt geerdet. N heißt: Die Gehäuse der Betriebsmittel sind über den Schutzleiter mit diesem Punkt verbunden. S heißt: N und PE getrennt. Laut Tabellenbuch sind im TN-S-System Überstromschutzeinrichtungen und RCD einsetzbar, und es hat gute EMV-Eigenschaften.

Jeder Ladepunkt braucht einen Fehlerstromschutz mit höchstens 30 mA: entweder einen RCD Typ B oder einen RCD Typ A bzw. F zusammen mit einer Fehlergleichstrom-Erkennung (RDC-DD) nach IEC 62955. So steht es in der FAQ der DKE zu DIN VDE 0100-722. Die Leitung bemisst du für den maximalen Ladestrom als Dauerlast, mit allen drei Kriterien. Angemeldet wird die Wallbox immer beim Netzbetreiber, über 12 kVA muss er zustimmen.

15 Watt rund um die Uhr sind 131,4 kWh im Jahr. Bei 37 ct/kWh kostet das rund 49 €, bei 25 ct rund 33 € und bei 40 ct rund 53 €. Läuft das Gerät nur zeitweise, sinken die Kosten im selben Verhältnis wie die Laufzeit.

Bei 230 V Wechselstrom sind 16 A genau 3.680 W (230 V × 16 A, cos φ = 1). An 400 V Drehstrom sind es rund 11.085 W, also gut 11 kW. Bei Verbrauchern mit einem cos φ unter 1, etwa Motoren, ist die Wirkleistung bei gleichem Strom entsprechend kleiner.