Ing: Grundlagen der Elektrotechnik/ Druckversion/ Gefahren und Gefahrenabwehr

Brandgefahr durch Leitungen

In jedem Leiter, also auch in Kabeln entsteht Stromwärme. Die Wärmeerzeugung steigt quadratisch mit dem fließenden Strom und steigt linear mit dem Widerstand.

$P=I^{2}\cdot R\,$

Durch Schmelzsicherungen oder Sicherungsautomaten muss verhindert werden, dass die Leitung sich so weit erhitzt, dass sie die Isolation entzünden kann.

Die 230-Volt-Schmelzsicherung

Schmelzsicherungen bestehen aus:

Einem Körper aus Porzellan. Porzellan verträgt hohe Temperaturen, ist nicht brennbar und isoliert gut.
Zwei Kontaktkappen aus Blech.
einem sehr dünnen Schmelzdraht.
Quarzsand, der einen entstehenden Lichtbogen kühlen und löschen soll.

Am Ende des Schmelzdrahtes ist ein farbiger Knopf angeschweißt, der kommt aus der Sicherung heraus, wenn der Schmelzdraht durchgeschmolzen ist und ihn nicht mehr halten kann.

Der Schmelzdraht ist an einem Ende wie eine Schraubenfeder gewickelt und vorgespannt. Beim Durchschmelzen zieht die Federkraft am Drahtende und vergrößert die Lichtbogenstrecke.

Haushaltsübliche Schmelzsicherungen gibt es zu kaufen für 6 A, 10 A (rote Kennzeichnung), 16 A und 25 A

Feinsicherungen

Feinsicherungen bestehen aus:

Einem Körper aus Glas. Glas verträgt hohe Temperaturen von mehreren hundert Grad, ist nicht brennbar und isoliert gut.
Zwei Kontaktkappen aus Blech.
einem sehr dünnen Schmelzdraht.
Quarzsand. Der kann auch fehlen.

Gefahren durch Übergangswiderstände

Wo der elektrische Leiter dünner ist, hat er größeren Widerstand. Das kann auftreten bei gequetschten Kabeln, oder bei Kabelenden die beim Abisolieren angeknabbert wurden. Knoten im Bügeleisenkabel sind eine Gefahrenquelle.

Kontakte in Steckdosen werden durch die Federkraft in der Steckdose niederohmig gehalten. Wenn die Kontaktkraft zu gering ist, erhitzt sich die Kontaktstelle. Diese Überhitzung wird von der Sicherung nicht erkannt, weil der Stromfluss ja nicht höher ist als sonst auch. Zur Brandverhinderung dürfen Steckdosen nicht aus brennbarem Material hergestellt werden.

Wenn ein Netzstecker verbrannt ist, dann soll nicht nur der Netzstecker, sondern auch die Steckdose ausgewechselt werden, in der der Stecker gesteckt hatte. Verschmorte Steckdosen müssen ausgewechselt oder abgeklemmt werden.

An Stellen, an denen Kabelenden angeschlossen werden müssen die Kabelenden durch Druck an den Kontakt angepresst sein. Früher wurden dafür Schrauben verwendet. Seit einiger Zeit sind auch Klemmkontakte zu kaufen.

Im Gegensatz zu Kupfer wandert Aluminium. Der Anpressdruck der Schraubklemme vermindert sich dadurch mit der Alterung. In Haushalten, in denen noch Aluminiumleitungen verlegt sind, müssen deswegen die Kontaktschrauben aller Steckdosen und Schalter alle Jahre wieder nachgezogen werden. Besser legt man neue Kupferkabel.

Zinn und Blei wandert auch. Diese Metalle verformen sich plastisch, nicht elastisch. Deswegen dürfen die Enden von Litzen nicht verzinnt werden. Stattdessen sind Adernendhülsen auf die Litzen zu stecken und anzupressen.

Übergangswiderstände werden dadurch gemessen, dass man an der Steckdose die Spannung ohne angeschlossenen Verbraucher misst, und nochmal die Spannung mit einem angeschlossenen Verbraucher (Heizlüfter 2kW) misst. Das geht einfach mit einer Steckdosenleiste (Achtung Gefahr durch die hohe Spannung)

Windungsschluss im Transformator

Wenn eine Windung einer Transformatorspule wegen Isolationsbeschädigung einen Kurzschluß zu einer oder mehreren Nachbarwindungen hat, dann erhitzt sich diese Windung sehr stark. Der Transformator nimmt dabei nicht mehr Strom auf, als er bei angeschlossenem Verbraucher auch aufnehmen würde. Deswegen schmilzt die Sicherung nicht durch.

Erst wenn der Transformator sich soweit erhitzt hat, dass die komplette Isolation weggeschmolzen ist, schaltet die Sicherung ab.

Deswegen dürfen Transformatoren nicht in brennbare Plastikgehäuse eingebaut werden. Das Gehäuse muss die 120 Grad vertragen, die die Isolation im Transformator zum Schmelzen bringt.

Ein Schutz gegen Überhitzung ist eine in die Wicklung eingebaute (Bimetall-) Thermosicherung, die bei Überhitzung die Stromzufuhr ausschaltet.

Kurzschluss im Spartransformator

Dieses Problem tritt auf, wenn ein 220V / 24 V Transformator so verschaltet wird, dass die Ausgangsspannung 244 Volt oder 196 Volt an einen Verbraucher gegeben wird.

Schmelzsicherungen vor oder hinter dem Spartransformator sichern zwar gegen einen Kurzschluß am Ausgang, aber nicht gegen einen Kurzschluß der Teilwicklung.

Ein Schmelzsicherung nur an der 220 Volt Wicklung schaltet nur die 220 - Volt Wicklung ab. Dadurch wirkt der Transformator nur noch wie eine Drossel. Der Strom des Verbrauchers, beispielsweise 4 A fließt weiter. Der Spannungsabfall steigt stark an, der Kern kommt in die Sättigung. Statt 24 Volt können an der 24-Volt-Wicklung vielleicht 40 Volt abfallen. an der 220-Volt-Wicklung sind dann 400 Volt. Das kann die Isolation zum durchschlagen bringen.

Spartransformatoren brauchen eine Thermosicherung.

Die dünnere Wicklung alleine wird nicht abgesichert.

Das gleiche gilt für Stelltransformatoren. (Drehtrafos)

Überlastung einzelner Bauelemente

Wenn einzelnde Bauelemente überlastet sind, können diese erhitzen. Bei Widerständen verkohlt die Lackschicht. Bei Elektrolykondensatoren kocht der Elektrolyt, der entstehende Dampf bringt ihn dann zum zerbersten.

Lampen und Heizgeräte

Lampen dürfen nicht zu nahe an brennbare Materialien wie Holz, Gardinen, Tischdecken positioniert werden.

Heizgeräte dürfen nicht abgedeckt oder in der Nähe von brennbaren Materialien betrieben werden. Außerdem müssen Heizlüfter jeder Art stets bewacht werden und dürfen nicht unbeaufsichtigt betrieben werden. Heizlüfter stellen eine große Last dar und so dürfen nicht mehrere Heizer zusammen an eine Steckdose bzw. Steckdosenleisten angesteckt werden.

Aufgaben

Suche im Internet nach "Übergangswiderstände Brandgefahr"

Suche Deinen Haushalt nach Steckdosen ab, die verkohlt sind.

Rechne aus, wieviel Strom zum Lautsprecher 4 Ohm geht, wenn der Verstärker eine Leistung von 200 Watt hat.

Siehe auch

w:Elektrische Sicherung

WEITERLEITUNG[[]]

Faustregel, je kleiner der Querschnitt der Leitung und je höher der Stromfluss (I = U/R) desto größer die Erwärmung des Kabels. starker Strom = starkes Kabel...

Gefahr durch Maschinen

Schutzabdeckungen

Bewegliche Teile müssen geschützt werden, sodass Bediener und Passanten nicht gequetscht oder mitgerissen werden können.

Wiederanlaufverhinderung

Nach Netzausfall muss ein selbsttätiger Wiederanlauf verhindert werden. Das geschieht durch Schaltschütze, die bei Störung abfallen und den Stromkreis unterbrechen. Erst gewolltes Einschalten lässt dann die Maschine wieder anlaufen.

Man stelle sich vor, eine Drehbank sei ausgefallen. Der Arbeiter will die Keilriemen der stehenden Maschine überprüfen. Unterdessen ist der Stromausfall behoben. Dann darf die Maschine nicht von selbst loslaufen.

Das gilt nicht für Handgeräte wie Schlagbohrmaschinen, Winkelschleifer und Mixer. Deswegen muss man bei Handbohrmaschinen vor dem Wechsel des Werkzeugs den Netzstecker ziehen.

Siehe auch

w:Unterspannungsauslöser