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440 Elektrotechnische Anlagen

Aus Wikibooks

Schnelllinks: Hoch- und Mittelspannung, Eigenstromversorgung, Niederspannungsschaltung, Niederspannungsinstallation, Elektrische Beleuchtung, Blitzschutz und Erdung


Rechtsnorm: Erneuerbare Energien (EEG)

Regelwerke: Wohngebäudeausstattung (DIN 18015), Schaltplansymbole (DIN EN 60617)

Kundenberatung: Virtuelles E-Haus (hier)

441 Hoch- und Mittelspannung

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Bauarten: Hoch- und Mittelspannung

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Hoch- und Mittelspannungsanlagen sind zentrale technische Einrichtungen zur Verteilung und Umwandlung elektrischer Energie in Industrie, Gewerbe, Versorgungsunternehmen und großen Gebäudekomplexen. Zu den Bauarten zählen Freiluft-Schaltanlagen, gasisolierte Schaltanlagen (GIS), kompakte Innenraumanlagen, Transformatorenstationen, Umspannwerke und Schaltfelder. Die Einteilung erfolgt nach der Spannungsebene: Mittelspannungsanlagen arbeiten typischerweise im Bereich von 1 kV bis 36 kV, Hochspannungsanlagen ab etwa 36 kV bis mehrere Hundert kV. Die Auswahl richtet sich nach Leistungsbedarf, Netzstruktur, Platzverhältnissen, Sicherheitsanforderungen und gesetzlichen Vorgaben (z. B. VDE 0101, DIN EN 62271).

Komponenten: Hoch- und Mittelspannung

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Zu den zentralen Komponenten gehören Leistungsschalter, Trenner, Transformatoren, Sammelschienen, Erdungsvorrichtungen, Mess- und Schutztechnik, Überspannungsableiter, Kabel- und Leitungsanschlüsse sowie Steuer- und Leittechnik. Leistungsschalter und Trenner ermöglichen das sichere Schalten und Trennen von Stromkreisen, Transformatoren wandeln die Spannung auf die benötigte Ebene um. Sammelschienen und Kuppelschalter verteilen die Energie im Netz, während Überspannungsableiter und Erdungssysteme den Schutz vor Blitz- und Schaltüberspannungen gewährleisten. Die Schutztechnik erkennt Fehler wie Kurzschluss oder Erdschluss und löst im Bedarfsfall automatisch die Abschaltung aus. Moderne Anlagen verfügen über digitale Schutz- und Automatisierungssysteme, Fernüberwachung und Schnittstellen zur Netzleittechnik.

Ein besonderer Fokus liegt auf der Einhaltung hoher Sicherheitsstandards, der zuverlässigen Isolierung, der Wartungsfreundlichkeit und der Redundanz wichtiger Komponenten. Die Anlagen sind häufig modular aufgebaut, um eine flexible Erweiterung und Anpassung an veränderte Netzanforderungen zu ermöglichen. Die Integration von Zustandsüberwachung, Temperatur- und Feuchtesensorik sowie automatischen Diagnosefunktionen erhöht die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit. Die Planung und Ausführung müssen den einschlägigen Normen und Vorschriften entsprechen, insbesondere im Hinblick auf Personenschutz, Brandschutz und Umweltschutz.

Betrieb und Wartung: Hoch- und Mittelspannung

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Der Betrieb von Hoch- und Mittelspannungsanlagen erfordert speziell geschultes Personal, regelmäßige Inspektionen, Wartungen und wiederkehrende Prüfungen durch Sachkundige. Zu den Wartungsarbeiten zählen die Überprüfung und Reinigung von Schaltgeräten, Transformatoren und Schutzsystemen, die Kontrolle von Isolatoren, Erdung und Überspannungsschutz sowie die Funktionsprüfung der Steuer- und Leittechnik. Betreiber sind verpflichtet, die Anlagen in einem technisch einwandfreien Zustand zu halten, alle gesetzlichen Prüfintervalle einzuhalten und Störungen oder Ausfälle umgehend zu beheben. Die lückenlose Dokumentation aller Wartungs- und Prüfmaßnahmen ist verpflichtend und dient als Nachweis gegenüber Behörden, Netzbetreibern und im Rahmen von Audits. Moderne Hoch- und Mittelspannungsanlagen ermöglichen durch digitale Überwachung und vorausschauende Instandhaltung einen sicheren, effizienten und nachhaltigen Netzbetrieb.

442 Eigenstromversorgung

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Bauarten: Eigenstromversorgung

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Eigenstromversorgungsanlagen sind technische Systeme, die Gebäude, Anlagen oder Liegenschaften unabhängig oder ergänzend zum öffentlichen Netz mit elektrischer Energie versorgen. Zu den Bauarten zählen Netzersatzanlagen (Notstromaggregate), unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), Inselanlagen, Eigenverbrauchsanlagen mit Photovoltaik, Blockheizkraftwerke (BHKW), Brennstoffzellen sowie Hybridlösungen aus mehreren Energiequellen. Die Auswahl richtet sich nach dem Versorgungsbedarf, den Anforderungen an Versorgungssicherheit, den gesetzlichen Vorgaben (z. B. VDE 0100-551), dem gewünschten Automatisierungsgrad und den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Moderne Eigenstromversorgungssysteme werden zunehmend zur Sicherstellung kritischer Infrastrukturen, zur Erhöhung der Versorgungssicherheit und zur Optimierung des Eigenverbrauchs eingesetzt.

Komponenten: Eigenstromversorgung

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Zu den zentralen Komponenten einer Eigenstromversorgungsanlage gehören der Stromerzeuger (z. B. Diesel- oder Gasmotor, Photovoltaikmodule, BHKW, Brennstoffzelle), Wechselrichter, Batteriespeicher, Netzumschalt- und Synchronisiereinrichtungen, Steuer- und Überwachungstechnik sowie Schalt- und Verteilanlagen. Notstromaggregate bestehen aus Motor, Generator, Kraftstoffversorgung, Kühlung und Abgasanlage und sind so ausgelegt, dass sie bei Netzausfall automatisch starten und die Versorgung übernehmen. USV-Anlagen bestehen aus Batterien, Ladegeräten, Wechselrichtern und Bypass-Schaltungen und sichern besonders sensible Verbraucher gegen Stromunterbrechungen. Photovoltaik- und BHKW-Anlagen werden häufig mit Batteriespeichern kombiniert, um den Eigenverbrauch zu maximieren und Lastspitzen zu glätten.

Ein besonderer Fokus liegt auf der sicheren Umschaltung zwischen Netz- und Eigenbetrieb, der Überwachung von Betriebszuständen, der Einhaltung von Sicherheits- und Umweltvorschriften sowie der Integration in das Energiemanagement des Gebäudes. Moderne Systeme verfügen über digitale Schnittstellen zur Gebäudeleittechnik, Fernüberwachung und automatische Testfunktionen. Die Anlagen sind häufig modular aufgebaut und lassen sich flexibel an wechselnde Anforderungen anpassen. Die Planung und Ausführung müssen den einschlägigen Normen und Richtlinien entsprechen, insbesondere im Hinblick auf Personenschutz, Brandschutz und Emissionsgrenzwerte.

Betrieb und Wartung: Eigenstromversorgung

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Der Betrieb von Eigenstromversorgungsanlagen erfordert regelmäßige Wartung, Funktionsprüfungen und eine lückenlose Dokumentation aller Betriebs- und Wartungsmaßnahmen. Zu den Wartungsarbeiten zählen die Kontrolle und Wartung von Motoren, Generatoren, Batterien, Wechselrichtern und Steuerungseinrichtungen, die Überprüfung der Kraftstoff- und Kühlmittelversorgung sowie die Durchführung von Probeläufen und automatischen Umschalttests. Betreiber sind verpflichtet, die Anlagen in einem technisch einwandfreien Zustand zu halten, alle gesetzlichen Prüfintervalle einzuhalten und Störungen oder Ausfälle umgehend zu beheben. Die lückenlose Dokumentation ist verpflichtend und dient als Nachweis gegenüber Behörden, Versicherungen und im Rahmen von Audits. Moderne Eigenstromversorgungsanlagen ermöglichen durch digitale Überwachung, Fernwartung und vorausschauende Instandhaltung einen sicheren, effizienten und nachhaltigen Betrieb.

443 Niederspannungsschaltung

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Bauarten: Niederspannungsschaltung

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Niederspannungsschaltungen sind technische Systeme zur Verteilung, Steuerung und Absicherung elektrischer Energie im Spannungsbereich bis 1.000 V AC (Wechselstrom) bzw. 1.500 V DC (Gleichstrom). Sie kommen in nahezu allen Gebäuden, Industrieanlagen und technischen Infrastrukturen zum Einsatz und bilden die Grundlage für die Versorgung von Beleuchtung, Steckdosen, Maschinen, IT- und Kommunikationssystemen. Zu den Bauarten zählen Hauptverteilungen, Unterverteilungen, Stromkreisverteiler, Steuerschränke, Schaltfelder sowie spezielle Niederspannungsschaltanlagen für kritische oder industrielle Anwendungen. Die Auswahl richtet sich nach Leistungsbedarf, Netzform (z. B. TN, TT, IT), Schutzanforderungen und den geltenden Normen (z. B. DIN EN 61439, VDE 0100).

Kompnenten: Niederspannungsschaltung

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Zu den zentralen Komponenten einer Niederspannungsschaltung gehören Schaltgeräte wie Leistungsschalter, Sicherungen, Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter (FI/RCD), Schütze, Relais, Klemmen, Messgeräte, Steuergeräte und Signalgeber. Die Verteilung erfolgt über Kupfer- oder Aluminiumleiter, Sammelschienen, Verdrahtungskanäle und Anschlussklemmen. Schutz- und Überwachungseinrichtungen wie Überspannungsschutz, Spannungs- und Strommessung, Temperaturüberwachung und Erdung sorgen für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb. Die Steuerung kann manuell, automatisch oder fernwirktechnisch erfolgen, oft über SPS, DDC oder andere Automatisierungskomponenten. Die Anlagen sind modular aufgebaut und lassen sich flexibel erweitern oder anpassen.

Ein besonderer Fokus liegt auf der normgerechten Planung, der übersichtlichen Anordnung und Kennzeichnung aller Komponenten sowie der Einhaltung von Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag, Überlast, Kurzschluss und Brand. Die Integration von Kommunikationsschnittstellen ermöglicht die Einbindung in Gebäudeautomation, Energiemanagement und Fernüberwachung. Moderne Niederspannungsschaltanlagen sind häufig mit digitalen Mess- und Überwachungssystemen ausgestattet, die eine kontinuierliche Kontrolle und Optimierung des Energieverbrauchs ermöglichen.

Betrieb und Wartung: Niederspannungsschaltung

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Der Betrieb von Niederspannungsschaltungen erfordert regelmäßige Inspektionen, Funktionsprüfungen und Wartungsarbeiten durch qualifiziertes Fachpersonal. Wartungsarbeiten umfassen die Überprüfung der elektrischen Verbindungen, die Kontrolle der Schutz- und Überwachungseinrichtungen, die Reinigung von Schaltschränken und die Aktualisierung der Dokumentation bei Änderungen. Störungen oder Beschädigungen müssen umgehend behoben werden, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten. Die lückenlose Dokumentation aller Prüf- und Wartungsmaßnahmen ist verpflichtend und dient als Nachweis gegenüber Behörden, Versicherungen und im Rahmen von Audits. Moderne Niederspannungsschaltanlagen ermöglichen durch digitale Überwachung und vorausschauende Instandhaltung einen sicheren, effizienten und nachhaltigen Betrieb

444 Niederspannungsinstallationen

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Regelwerk: Niederspannungsinstallationen (DIN VDE 0100)

Bauarten: Niederspannungsinstallationen

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Niederspannungsinstallationen sind alle technischen Maßnahmen und Systeme zur Verteilung, Steuerung und Nutzung elektrischer Energie im Bereich bis 1.000 V AC bzw. 1.500 V DC in Gebäuden, Anlagen und Infrastrukturen. Zu den Bauarten zählen klassische Elektroinstallationen in Wohn-, Büro- und Gewerbebauten, industrielle Installationen, Installationen in Feuchträumen, explosionsgefährdeten Bereichen sowie spezielle Lösungen für Krankenhäuser, Rechenzentren oder Außenanlagen. Die Planung und Ausführung richten sich nach dem Verwendungszweck, der Gebäudestruktur, den Schutzanforderungen und den geltenden Normen (z. B. DIN VDE 0100, DIN 18015).

Komponenten: Niederspannungsinstallationen

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Zu den zentralen Komponenten von Niederspannungsinstallationen gehören Kabel und Leitungen (Kupfer, Aluminium, NYM, NYY, flexible Leitungen), Installationsrohre, Kabelkanäle, Verteilerdosen, Schalter, Steckdosen, Leuchten, Anschlussklemmen sowie Schutz- und Steuergeräte wie Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter (FI/RCD), Überspannungsschutz und Relais. Die Verlegung erfolgt auf, unter oder in Putz, in Hohlwänden, abgehängten Decken oder auf Kabeltrassen. Ergänzt wird die Installation durch Potentialausgleich, Erdungssysteme und die Integration von Kommunikations- und Steuerleitungen (z. B. für KNX, DALI, BUS-Systeme). Die Auswahl der Komponenten und die Art der Verlegung hängen von der Nutzung, den Umgebungsbedingungen und den Sicherheitsanforderungen ab.

Ein besonderer Fokus liegt auf der normgerechten Ausführung, der sicheren Trennung von Stromkreisen, dem Schutz gegen elektrischen Schlag, Überlast und Kurzschluss sowie der Kennzeichnung und Dokumentation aller Installationen. Die Integration von Smart-Home- und Gebäudeautomationssystemen ermöglicht eine flexible Steuerung und Überwachung der elektrischen Anlagen. Moderne Installationen sind häufig modular aufgebaut und lassen sich einfach erweitern oder an geänderte Anforderungen anpassen.

Betrieb und Wartung: Niederspannungsinstallationen

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Der Betrieb und die Wartung von Niederspannungsinstallationen erfordern regelmäßige Sichtprüfungen, Funktionskontrollen und wiederkehrende Prüfungen durch qualifiziertes Fachpersonal. Wartungsarbeiten umfassen die Überprüfung von Schaltern, Steckdosen, Leuchten, Schutz- und Steuergeräten, die Kontrolle der elektrischen Verbindungen, die Reinigung von Installationskomponenten sowie die Aktualisierung der Dokumentation bei Änderungen. Störungen oder Mängel müssen umgehend behoben werden, um die Sicherheit und Verfügbarkeit der elektrischen Anlagen zu gewährleisten. Die lückenlose Dokumentation aller Prüf- und Wartungsmaßnahmen ist verpflichtend und dient als Nachweis gegenüber Behörden, Versicherungen und im Rahmen von Audits. Moderne Niederspannungsinstallationen ermöglichen durch digitale Überwachung und vorausschauende Instandhaltung einen sicheren, energieeffizienten und nachhaltigen Betrieb.

445 Elektrische Beleuchtung

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Regelwerk: Künstliches Licht (DIN 5035), für Arbeitsstätten (DIN EN 12464)

Hilfe: Biologisch wirksame Beleuchtung (Baua)

Bauarten: Elektrische Beleuchtung

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Elektrische Beleuchtungsanlagen sind technische Systeme zur künstlichen Ausleuchtung von Innen- und Außenbereichen in Gebäuden, Anlagen und öffentlichen Räumen. Zu den Bauarten zählen Allgemeinbeleuchtung, Arbeitsplatzbeleuchtung, Akzent- und Effektbeleuchtung, Sicherheits- und Notbeleuchtung sowie spezielle Beleuchtungslösungen für Industrie, Sportstätten, Außenanlagen oder denkmalgeschützte Objekte. Die Planung richtet sich nach Nutzungszweck, Sehaufgaben, gesetzlichen Vorgaben (z. B. Arbeitsstättenrichtlinien, DIN EN 12464-1), Energieeffizienz und gestalterischen Anforderungen. Moderne Beleuchtungsanlagen setzen zunehmend auf LED-Technik, intelligente Steuerung und Tageslichtintegration.

Komponenten: Elektrische Beleuchtung

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Zu den zentralen Komponenten elektrischer Beleuchtungsanlagen gehören Leuchten (z. B. LED-Panels, Downlights, Strahler, Stehleuchten, Außenleuchten), Leuchtmittel (LED, Leuchtstofflampen, Halogen, Kompaktleuchtstoff, Entladungslampen), Betriebsgeräte (Vorschaltgeräte, Treiber, Dimmer), Schalter, Bewegungs- und Präsenzmelder, Lichtsteuerungen (z. B. KNX, DALI), Sensoren zur Tageslicht- und Anwesenheitserkennung sowie Not- und Sicherheitsleuchten. Die Auswahl und Anordnung der Leuchten erfolgt nach lichttechnischen Berechnungen, um die geforderten Beleuchtungsstärken, Gleichmäßigkeit und Blendungsbegrenzung sicherzustellen. Ergänzend werden Lichtmanagementsysteme eingesetzt, die eine flexible Steuerung, Szenenverwaltung und Energieoptimierung ermöglichen.

Ein besonderer Fokus liegt auf der Integration von Beleuchtung in die Gebäudeautomation, der Einhaltung von Normen und Richtlinien (z. B. DIN EN 60598, DIN VDE 0108 für Sicherheitsbeleuchtung), der Vermeidung von Lichtverschmutzung und der Berücksichtigung von Nachhaltigkeitsaspekten. Moderne Anlagen bieten Funktionen wie tageslichtabhängige Steuerung, Präsenz- und Bewegungsmelder, Farbtemperatursteuerung (Human Centric Lighting) und Schnittstellen zu übergeordneten Managementsystemen. Die Installation erfolgt in Decken, Wänden, Möbeln, Fassaden oder als freistehende Lösung und wird an die jeweilige Architektur angepasst.

Betrieb und Wartung: Elektrische Beleuchtung

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Der Betrieb und die Wartung elektrischer Beleuchtungsanlagen erfordern regelmäßige Sichtprüfungen, Funktionskontrollen und den Austausch von Leuchtmitteln oder Betriebsgeräten. Wartungsarbeiten umfassen die Reinigung von Leuchten und Reflektoren, die Überprüfung der elektrischen Verbindungen, die Kontrolle von Steuer- und Sicherheitseinrichtungen sowie die Aktualisierung der Dokumentation bei Änderungen. Betreiber sind verpflichtet, alle gesetzlichen Prüfintervalle einzuhalten und Störungen oder Ausfälle umgehend zu beheben. Moderne Beleuchtungsanlagen ermöglichen durch digitale Überwachung, Fernwartung und vorausschauende Instandhaltung einen sicheren, energieeffizienten und nachhaltigen Betrieb.

446 Blitzschutz und Erdung

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Regelwerk: Niederspannungsinstallationen (DIN VDE 0100), Blitzschutz (DIN EN 62305)

Bauarten: Blitzschutz und Erdung

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Blitzschutz- und Erdungsanlagen sind essenzielle technische Systeme zum Schutz von Gebäuden, Anlagen und Personen vor den Gefahren durch direkte und indirekte Blitzeinschläge sowie vor gefährlichen Berührungsspannungen. Zu den Bauarten zählen der äußere Blitzschutz (Fangeinrichtungen, Ableitungen, Erdungsanlagen) und der innere Blitzschutz (Überspannungsschutz, Potenzialausgleich). Die Planung und Ausführung richten sich nach der Gebäudenutzung, der Blitzschutzklasse, den gesetzlichen Vorgaben (z. B. DIN EN 62305, VDE 0185-305) und den örtlichen Gegebenheiten. Moderne Blitzschutzsysteme werden individuell auf das jeweilige Objekt abgestimmt und sind integraler Bestandteil des baulichen und elektrischen Sicherheitskonzepts.

Komponenten: Blitzschutz und Erdung

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Zu den zentralen Komponenten des äußeren Blitzschutzes gehören Fangeinrichtungen (z. B. Fangstangen, Fangdrähte, Maschennetze), Ableitungen (leitfähige Verbindungen von der Fangeinrichtung zur Erde) und Erdungsanlagen (Fundamenterder, Ringerder, Tiefenerder). Die Fangeinrichtungen nehmen den Blitzstrom auf und leiten ihn über die Ableitungen gezielt in die Erde ab, wo er durch die Erdungsanlage großflächig verteilt wird. Ergänzt wird das System durch Trennfunkenstrecken, Prüfstellen und Verbindungsklemmen. Beim inneren Blitzschutz stehen Überspannungsschutzgeräte, Potenzialausgleichsschienen und Schutzbeschaltungen im Fokus, die elektronische Anlagen und Systeme vor Überspannungen durch Blitz- oder Schaltvorgänge schützen.

Ein besonderer Fokus liegt auf der normgerechten Planung, der fachgerechten Ausführung aller Verbindungen und der regelmäßigen Überprüfung der Wirksamkeit des Blitzschutz- und Erdungssystems. Die Integration in das Gesamtkonzept der Gebäudesicherheit, die Berücksichtigung von besonderen Schutzbereichen (z. B. explosionsgefährdete Räume, sensible Elektronik) und die Dokumentation aller Komponenten sind verpflichtend. Moderne Anlagen werden häufig mit Überwachungssystemen ausgestattet, die den Zustand der Erdungsanlage und die Funktion der Überspannungsschutzeinrichtungen kontinuierlich kontrollieren.

Betrieb und Wartung: Blitzschutz und Erdung

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Der Betrieb und die Wartung von Blitzschutz- und Erdungsanlagen erfordern regelmäßige Sicht- und Funktionsprüfungen durch qualifiziertes Fachpersonal. Wartungsarbeiten umfassen die Kontrolle der Fangeinrichtungen, Ableitungen und Erdungsanschlüsse auf Korrosion, Beschädigung oder Unterbrechung, die Überprüfung der Verbindungsklemmen und Prüfstellen sowie die Messung des Erdungswiderstands. Überspannungsschutzeinrichtungen müssen regelmäßig getestet und bei Bedarf ausgetauscht werden. Die lückenlose Dokumentation aller Prüf- und Wartungsmaßnahmen ist verpflichtend und dient als Nachweis gegenüber Behörden, Versicherungen und im Rahmen von Audits. Ein funktionsfähiger Blitzschutz und eine wirksame Erdung sind zentrale Voraussetzungen für die Sicherheit von Menschen, Gebäuden und technischen Anlagen

449 Starkstromanlagen, sonstiges

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Frequenzumformung

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