Die Elektrotechnik bildet das Rückgrat unserer modernen technischen Welt. Ob in Industrieanlagen, Wohnhäusern oder in der öffentlichen Infrastruktur – überall spielen elektrische Systeme (Anlagen) eine zentrale Rolle. Um eine sichere und effiziente Nutzung der Elektrotechnik zu gewährleisten, ist es entscheidend, fundiertes Wissen über elektrische Größen, Wirkung der Elektrizität, Grundschaltungen, Schutzmaßnahmen und die relevanten Normen und Vorschriften zu besitzen. Dieser Beitrag bietet einen umfassenden Überblick über die Grundlagen der Elektrotechnik, die wichtigsten Schutzmaßnahmen und die Anforderungen an die elektrotechnische Sicherheit.
In der Elektrotechnik sind einige grundlegende elektrische Größen essenziell, um die Funktionsweise von Systemen zu verstehen:
Diese elektrischen Größen sind nicht nur elementar, um die Funktionsweise elektrischer Systeme zu verstehen, sondern auch für die Fehlersuche und Instandhaltung.
Die Grundschaltungen in der Elektrotechnik bestehen aus Reihenschaltungen und Parallelschaltungen:
Diese Grundschaltungen bilden die Basis für alle komplexeren elektrischen Systeme und helfen beim Verständnis, wie Stromflüsse und Spannungsverteilungen in einem Netzsystem funktionieren.
Elektrische Anlagen bestehen aus zahlreichen Komponenten, darunter Schalter, Sicherungen, Leitungen, Verteilungen und Verbraucher (wie Lampen oder Motoren). Diese Elemente sind in Netzsystemen organisiert, die unterschiedliche Erdungsarten und Strukturen definieren:
Die Wahl des richtigen Netzsystems hängt von den jeweiligen Anforderungen und den örtlichen Gegebenheiten ab. Jede Anlage muss so konzipiert sein, dass sie eine sichere und zuverlässige Stromversorgung und Abschaltung im Fehlerfall gewährleistet.
Fehlerarten in elektrischen Anlagen treten häufig auf und können zu schweren Schäden führen. Die häufigsten Fehlerarten sind:
Eine regelmäßige Prüfung und Wartung der Anlagen helfen dabei, Fehler frühzeitig zu erkennen und zu beheben, bevor sie zu größeren Problemen führen.
Kapazitäten und Induktivitäten sind wesentliche Bestandteile elektrischer Schaltungen im Gleichstrom- und Wechselstromkreis. (Sie beeinflussen maßgeblich das Verhalten von Wechselstromkreisen):
Kondensatoren (Kapazitäten): SSie sperren nach dem Aufladen einen Gleichstromkreis und speichern elektrische Energie in einem elektrischen Feld. Im Wechselstromkreis setzt der Kondensator dem Stromfluss einen frequenzabhängigen Widerstand entgegen. Der Strom am Blindwiderstand (frequenzabhängig) des Kondensators eilt der Spannung voraus.
Spulen (Induktivitäten): Beim Einschalten eines Gleichstromes erzeugen Spulen eine Spannung, die den Stromfluss entgegenwirkt. Im stationären Zustand ist der Strom in der Spule konstant. Es findet keine Spannungsänderung mehr statt und die Spule verhält sich wie ein normaler Leiter. Im Wechselstromkreis setzt die Spule dem Stromfluss einen frequenzabhängigen Widerstand entgegen. In einer Spule eilt die Spannung dem Strom voraus. Im Magnetfeld einer Spule ist Energie gespeichert.
Beide Bauteile sind entscheidend, um das Verhalten von Schaltungen zu steuern und stabilisieren, insbesondere in komplexen Anwendungen wie Filterkreisen oder Motorsteuerungen.
Der Leitungsschutz ist eine der wichtigsten Schutzmaßnahmen in der Elektrotechnik. Zu den Leitungsschutzvorrichtungen zählen Sicherungen und Leitungsschutzschalter, die elektrische Leitungen vor Überstrom schützen. Überstrom kann durch Kurzschlüsse oder Überlast entstehen und zur Überhitzung der Leitungen führen, was das Risiko von Bränden erheblich erhöht.
Der richtige Einsatz von Leitungsschutzvorrichtungen stellt sicher, dass elektrische Anlagen sicher betrieben werden können und schützt sowohl die Technik als auch die Personen, die damit arbeiten
Das Verständnis der Messprinzipien ist unerlässlich für die Fehlerdiagnose und die Installation elektrischer Anlagen:
Der elektrische Strom kann schwerwiegende Folgen für die Gesundheit haben. Die wichtigsten Gefahren sind:
Um diese Gefahren zu vermeiden, ist es wichtig, die Risiken zu kennen und geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Der Schutz von Personen hat immer oberste Priorität.
Um das Arbeiten an elektrischen Anlagen sicher zu gestalten, wurden die fünf Sicherheitsregeln der Elektrotechnik entwickelt:
1. Freischalten: Trennung der Anlage vom Stromnetz, um sicherzustellen, dass kein Strom fließt.
2. Gegen Wiedereinschalten sichern: Die Anlage muss so gesichert werden, dass kein Unbefugter sie versehentlich wieder einschalten kann.
3. Spannungsfreiheit feststellen: Vor Beginn der Arbeiten muss überprüft werden, ob tatsächlich keine Spannung anliegt.
4. Erden und Kurzschließen: Diese Maßnahme stellt sicher, dass eine Restspannung sicher abgeleitet wird.
5. Abdecken oder Abschranken benachbarter, unter Spannung stehender Teile: So werden versehentliche Berührungen verhindert.
Diese Sicherheitsregeln minimieren das Risiko von Unfällen und sind verpflichtend für jeden, der an elektrischen Anlagen arbeitet.
In der Elektrotechnik spielen Dokumente eine zentrale Rolle für die Sicherheit und den Betrieb von Anlagen:
Die richtige Verwendung und Pflege dieser Dokumente tragen erheblich zur Sicherheit und zum reibungslosen Betrieb von elektrischen Anlagen bei.
Die Grundlagen der Elektrotechnik und die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen sind essenziell für den sicheren Betrieb elektrischer Anlagen. Ein fundiertes Wissen über elektrische Größen, Grundschaltungen, Fehlerarten und die relevanten Schutzmaßnahmen bildet die Grundlage für eine erfolgreiche und sichere Arbeit in diesem Bereich. Die Einhaltung der fünf Sicherheitsregeln und die korrekte Anwendung von Leitungsschutzvorrichtungen minimieren das Unfallrisiko erheblich und gewährleisten den Schutz von Personen und Anlagen gleichermaßen. Nur durch kontinuierliches Lernen und die konsequente Umsetzung von Schutzkonzepten lässt sich die Sicherheit in der Elektrotechnik gewährleisten – zum Wohl der Anwender und der eingesetzten Technik finden Sie in unserem Seminarportfolio folgende Seminare: Grundlagenschulung Elektrotechnik Modul 1 sowie Modul 2 – Elektrotechnische Sicherheit
2-Tage & 1-Tag Intensiv-Seminare
Grundlagen Elektrotechnik
Die Trainer vermitteln Ihnen in diesem Grundlagenseminar die an Ihren betrieblichen Alltag angepassten elektrotechnischen Basics. Mit vielen Praxisbeispielen geben die langjährig erfahrenen Trainer die Grundlagen der Erzeugung, Weiterleitung und des Verbrauchs elektrischer Energie weiter.
Sie erhalten von den praxiserfahrenen Trainern einen Einblick in die DIN VDE 0100 „Errichten von Niederspannungsanlagen“. Sie werden intensiv darauf geschult und sensibilisert, die elektrischen Gefahren frühzeitig zu erkennen. Zusätzlich lernen Sie geeignete Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen sowie die Schutzklassen von elektrischen Betriebsmitteln kennen.
Grundlagen Elektrotechnik – Modul 1: Basiswissen
Grundlagen Elektrotechnik – Modul 2: Elektrotechnische Sicherheitn
