Gefahr durch elektrischen Strom, Demonstrationsmodell
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1. PHV WE excellence in science PHYWE Systeme GmbH amp Co KG Robert Bosch Breite 10 D 37079 G ttingen Telefon 49 0 551 604 0 Fax 49 0 551 604 107 E mail info phywe de In 0 5mA 23 Betriebsanleitung C PEN Das Ger t entspricht E A den zutreffenden EG Rahmenrichtlinien Gefahr durch elektrischen Strom Demonstrationsmodell u Handelektrode Electrode for conductivity of human body 22 17599 93 D 17509 93 PHYWE Getaiw durch elektrischen Strom Demomtrationsger t Oemonatration board for protectie circuns In 5A 25 Fehlerstrom F1 Schutzschalter Current operated earth leakage 1 circuit breaker Y Modell Mensch Human body Abb 1 17555 93 Gefahr durch elektrischen Strom Lernger t INHALTSVERZEICHNIS 1 SICHERHEITSHINWEISE 2 ZWECK UND EIGENSCHAFTEN 3 BEGRIFFE 4 FUNKTIONS UND BEDIENELEMENTE 5 BETRIEBSHINWEISE 6 HINWEISE F R DIE ERSTE INBETRIEBNAHME 7 ANLEITUNGEN F R DEN BETRIEB 8 ST RUNGSHINWEISE 9 INSTANDHALTUNG 10 FEHLERBEHEBUNG 11 TECHNISCHE DATEN 12 LIEFERUMFANG 13 GARANTIEHINWEIS 14 ENTSORGUNG 1 SICHERHEITSHINWEISE Vor Inbetriebnahme des Ger tes ist die Betriebsanleitung sorgf ltig und vollst ndig zu lesen Sie sch tzen sich und vermeiden Sch den an Ihrem Ger t Verwenden Sie das Ger t nur f r den vorgesehenen Zweck Das Ger t ist nur zum Betrieb in trockenen R umen die kein Explosionsrisiko aufweisen vorgesehen Achten Sie darauf dass die a2. ffnen Keine Spannung am Trenntrafoausgang Buchsenpaar 3 5 verbinden Keine Spannung an der Steckdose a Schmelzeinsatz ggf auswechseln b Buchsenpaar 1 2 verbinden c Modellstrecke Leitungsquerschnitte auf Durchgang pr fen d FlI Schutzschalter einschalten oder berbr cken Gl hlampe der Leuchte leuchtet nicht a Vorhandensein der Betriebsspannung ca 12 V pr fen b Gl hlampe ggf auswechseln Fl Schutzschalter l st nicht aus a Fehlerstromwege pr fen b Symbolplatte Abzweigdose entfernen Fl Schutzschalter l st st ndig aus a K rperschl sse in der Leuchte heben b Fehlerstromweg ber den Modell Menschen trennen c Fl Schutzschalter berbr cken PA A WE excellence in science www phywe com All rights reserveo 11 TECHNISCHE DATEN Nennspannung 8 V Nennstrom 2A Leerlaufspannung ca 13 V Kurzschlussstrom ca 3 5 A Uberlastbarkeit dauerkurzschlussfest Elektroden Nennstrom 0 25 mA Fehler Nennstrom 30 mA Trenntrafo Ubersetzung 1 1 Nennleistung 7 5 VA Schutzklasse II Pr fspannung 4000 Volt Isolationswiderstand gt 10 Ohm Gebrauchslage selbst ndig stehend Betriebsspannung 230 V 10 Leistungsaufnahme ca 12 VA Ma e in mm 1300 x 940 x 130 Standfl che in mm 700 x 640 Gewicht ca 35 kg Bei einem Hautwiderstand von 40 KQ 12 LIEFERUMFANG Zum Lieferumfang des Lernger tes geh ren folgende Teile Verbindungsleitung 100 mm blau 07359 04 Verbindungsleitun
3. N verbinden K rperschluss durch Ver binden des Buchsenpaares 13 15 herstellen Buchsenpaar 20 21 mittels Kurzschlussstecker verbinden Eine Hand des Modell Menschen Buchse 18 oder 19 an das Leuchtengeh use Buchse 14 anschlie en 7 4 Demonstration der Begriffe Fehlerspannung und Ber hrungsspannung Aufbau wie Versuch 7 3 jedoch in das Buchsenpaar 20 21 einen Steckwiderstand 47 Ohm einf gen Mit einem Spannungsmesser Spannungen am Mo dell Menschen Hand Fu am Erdungswiderstand und zwischen dem Leuchtenk rper und Erde messen 0 63 A TN Ne k L5 amp o a 16 12 17 13 15 i 20 i 21 t A2V 5W L_ RER EDER ps Abb 6 Gefahr bei indirektem Ber hren 0 63 A S WE 18 z Us us 12 Ur 17 13 Ea 15 l 20 47 Ohm 21 12V 5W hm 0m om gt Abb 7 Demonstration der Begriffe Fehlerspannung Ur und Ber hrungsspannung We 7 5 Schutzisolierung Schutzisolierung ist eine zus tzliche Isolierung zur Betriebs isolierung Sie dient dazu dass ber hrbare Teile beim Ver sagen der Betriebsisolierung keine Spannung annehmen k nnen Aufbau wie Versuch 7 3 jedoch den leitf higen Leuchtenk rper mit einem Schutzleiteranschluss Buchse 14 durch die aufzusteckende Kunststoffkappe Schutziso lation abdecken Mit dem Steckerstift der Verbindungsleitung zur Hand des Modell Menschen auf der Schutzisolation entlang fahren
4. eingef delt und in die rechten der Konstantandraht Die Schraubk pfe werden wieder fest angezogen berste hende Drahtenden sollten zur Vermeidung von Verletzungen umgebogen oder abgeschnitten werden 6 3 Einsetzen einer Gl hlampe in die Leuchte In die Lampenfassung 13 wird die gr ne Gl hlampe 12 V 5 W bis zum Anschlag eingeschraubt 6 4 Kurztest der Grundfunktionen Die Handhabungen sollen in der beschriebenen Reihenfolge durchgef hrt werden 6 4 1 Betrieb der Leuchte Buchsenpaar 1 2 mit einem Kurzschlussstecker verbinden und Buchsen 12 und 16 der Leuchte 13 mittels Verbin dungsleitungen an den Steckdosen Anschl ssen L und N anschlie en Schaltknebel des FlI Schutzschalters 12 in Stellung EIN Symbol I kippen Ger testecker 1 am Lei tungsnetz anschlie en und Netzschalter 3 einschalten Stellung T Meldeleuchte des Netzschalters und Gl hlam pe der Leuchte m ssen jeweils leuchten das Messinstru ment muss ca 0 4 A anzeigen 6 4 2 Ausl sen des FI Schutzschalters Anschlie end Pr ftaste T des FI Schutzschalters dr cken Fl Schutzschalter muss ausl sen und die Gl hlampe muss erl schen Schaltknebel des FlI Schutzschalters wieder in Stellung EIN kippen Gl hlampe leuchtet wieder auf 6 4 3 Indikator Modell Mensch Netzschalter ausschalten und an Stelle der Leuchte den Mo dell Menschen 16 mit den Buchsen 18 und 19 an die Steckdose anschlie en Nach EIN schalten des Netzschal
5. ters m ssen die rote Warnleuchte im Modell Menschen und ein gleichzeitig pulsierender Summton Hebel des Kippschal ters in oberer Stellung eine ber hrungsgef hrliche Span nung signalisieren 6 4 4 Abschalten durch Fehlerstrom Durch Verbinden des Buchsenpaares 20 21 mit einem Kurzschlussstecker den Modell Menschen mit Erde ver binden Der FI Schutzschalter muss sofort ausl sen und die Warnleuchte im Modell Menschen erl schen Der Schaltkne bel des FI Schutzschalters l sst sich erst dann wieder einras ten wenn die Erdverbindung entfernt ist 7 ANLEITUNGEN F R DEN BETRIEB 7 1 Elektrische Leitf higkeit der Hand Buchsenpaar 3 4 mittels Kurzschlussstecker verbinden EIN schalten Mit den Fingern oder mit Fingern und Handballen der einen Hand die Elektrodenfl chen der Leitungen L und N oder PE berbr cken Die je nach Fingerzahl und Handfeuchtig keit unterschiedlichen Str me werden mit dem Strommesser 4 angezeigt Der Versuch kann alternativ mit Materialien unterschiedlicher Leitf higkeit fortgef hrt werden Externe Versuchsaufbauten k nnen an die Buchsen 22 und 23 angeschlossen wer Abb 3 Leitf higkeit einer Hand 7 2 Gefahr bei direktem Ber hren Als direktes Ber hren wird jedes unmittelbare Ber hren spannungsf hrender Teile bezeichnet Gefahren entstehen beim Stromfluss durch den menschlichen K rper z B ber den Stromweg Hand Hand oder Hand Fu Beim berbr cken ber
6. 7 13 Brandgefahren infolge Leitungs berlastung Leitungen und Kabel m ssen mit berstromschutzorganen gegen zu hohe Erw rmung gesch tzt werden die sowohl bei betriebsm iger berlastung als auch durch Kurzschluss auftreten kann Kurzschlussstecker in das Buchsenpaar 1 2 stecken Fl Schutzschalter mit der Symbolplatte Leitungen berbr cken Leuchte ber die Buchsen 12 und 16 mit den Steckdosenanschl ssen L und N verbinden 0 63 A a A N PEN l 1 4 PE 1P 33 2 gt 24 25 47 Ohm i 3408 26 27 A ei oml 17 N peL ha 35 10 l N 9 a U 1 30 i 160 6812 36 IN 117 13 N 15 je a l i 31 l a2v 5sw j SE 2 ice o 4 Abb 16 Potentialausgleich 7 10 1 Brandgefahren Schmelzeinsatz 6 3 A in den Sicherungshalter einsetzen Auf den d nnen Leiter Heizdraht 0 25 mm der Modellstrecke eine kleine Papierfahne von ca 8 mm Kantenl nge h ngen Rote Gl hlampe 6 V 15W in die Leuchte einschrauben Netzschalter EIN schalten Versuch wiederholen wobei durch Verbindung der Buchsen 13 und 17 in der Leuchte ein vollkommener Kurzschluss hergestellt wird 25 RR e 27 IX L5 Q 7 12 13 berlastung amp o B T Kurzschluss i 17 N 6V 15W in a Abb 17 Brandgefahren 7 10 2 berlastungsschutz Aufbau wie Versuch 7 10 1 jedoch wird der Schmelzeinsatz 0 63 A im Sicherungshalter eingese
7. 7 6 Standortisolierung Standortisolierung ist eine Schutzisolierung bei welcher der Mensch durch seinen Standort gegen Erde oder gegen die im Handbereich befindlichen mit Erde in Verbindung stehen den leitf higen Teile isoliert ist Aufbau wie Versuch 7 3 das Buchsenpaar 20 21 bleibt jedoch offen PHY WE excellence in science 6 www phywe com All rights reserved 17599 93 4310 0 63 A 3 l L Abb 8 Schutzisolation 0 63 A 16 17 13 l R 00 12V 5W L o mn om Abb 9 Standortisolierung 7 7 Schutzerdung Wenn Geh use von elektrischen Betriebsmitteln sicher geer det sind besteht f r ihre Ber hrung durch den Menschen keine Gefahr auch nicht bei Isolationsfehlern im Betriebsmit tel Das fehlerhafte Betriebsmittel wird durch vorgeschaltete Uberstromschutzeinrichtungen von der Versorgungsspan nung abgeschaltet Aufgrund seiner Schutzwirkung wird der Erdungsleiter als Schutzleiter und die Schaltung als Schutz erdung bzw nach den neuen VDE Bestimmungen als TT Netz bezeichnet Kurzschlussstecker in das Buchsenpaar 1 2 stecken FlSchutzschalter mit Symbolplatte Abzweigdose und ge steckten Leitungen berbr cken Sicherungshalter mit der Schmelzsicherung 0 63 A best cken Gr ne Gl hlampe 12 V 5 W in die Leuchte einschrauben Leuchte ber die Buchsen 12 14 und 16 mit den Steck dosenanschl ssen L N und PE verbinden Buchsenpaar 20 21 verbi
8. Socket with earthing contact Modell einer Wasserleitung Water system model 17 Abb 2 Bedienteile und Anschl sse 4 Messinstrument Strommesser mit automatischer Messbereichumschaltung Messbereich 0 5 mA f r Elekt rodenstr me oder Messbereich 5 A f r Netzmodelle Die Skale ist linear in Werte von 0 bis 5 geteilt der Messwert ist der angezeigte Wert bezogen auf den jeweiligen Messbereich Anmerkung Bei gleichzeitiger Schaltung der Betriebsarten Handelekt rode Verbindung des Buchsenpaares 3 4 und Netz modelle Verbindung des Buchsenpaares 1 2 oder 3 5 zeigt das Messinstrument falsche Werte Schmelzsicherung Sicherungshalter _ f r G Schmelzeins tze 5 mm x 20 mm als berstromschutzorgan gegen Lei tungs berlastungen sowie als Abschaltorgan f r die Schaltungen Schutzerdung und Nullung Buchsenpaar 3 4 Zum Anschluss der Handelektrode 8 an den Au enlei ter L mittels Kurzschlussstecker Diese Verbindung soll nicht gesteckt werden wenn das Buchsenpaar 1 2 oder das Buchsenpaar 3 5 geschaltet ist Schutzwiderstand Spannungsfester Schichtwiderstand zur Begrenzung der Elektrodenstr me auf ungef hrliche nicht wahrnehmba re Werte Handelektrode Plattenelektrode mit ergonomisch geformten Elektroden er WE excellence in science www phywe com All rights reserved 10 11 12 fl chen der drei Leiter L N und PE eines Netzmo delles zu
9. aktuellen Richtlinien der Europ ischen Gemeinschaft zu sammengefasst sind Die Produkteigenschaften berechtigen zur CE Kennzeichnung Der Betrieb dieses Ger tes ist vorgesehen f r Forschungs Lehr und Ausbildungsst tten Schulen Universit ten Institu ten und Laboratorien Durch elektrostatische Aufladungen oder hnliche elektro magnetische Ph nomene HF Burst indirekte Blitzentladun gen usw kann das eingebaute Instrument im Anzeigewert beeinflusst werden Sendefunkeinrichtungen z B Mobiltelefone sollten nicht in unmittelbarer Nachbarschaft betrieben werden 6 HINWEISE F R DIE ERSTE INBETRIEB NAHME Beim Auspacken berzeuge man sich zun chst von der Voll st ndigkeit des mitgelieferten Zubeh rs anhand der Material liste nach Abschnitt 9 Bei fehlenden Teilen empfiehlt sich eine Nachsichtung der Verpackung Zur ersten Inbetriebnahme und zum Vertrautmachen mit den Ger tefunktionen sollten folgende Handhabungen durchge f hrt werden 6 1 Einsetzen einer Schmelzsicherung In die beiden Klammern des Sicherungshalters 5 wird ein Schmelzeinsatz M 0 63 A eingeschnappt 6 2 Einsetzen der Leitungen in die Modellstrecke Von den Rollen Konstantandraht 0 4mm und Heizleiter draht 8 0 25 mm werden jeweils ein Abschnitt von 60 80 mm L nge abgeschnitten Die Schraubk pfe der vier Messklemmen 10 sind bis zur Freigabe der Befestigungsl cher zu l sen In die linken Messklemmen wird der Heizlei terdraht
10. ale M llentsorgung Hausm ll Soll dieses Ger t entsorgt werden so senden Sie es bitte zur fachgerechten Entsorgung an die unten stehende Adresse PHYWE Systeme GmbH amp Co KG Abteilung Kundendienst Robert Bosch Breite 10 D 37079 G ttingen Telefon 49 0 551 604 274 Fax 49 0 551 604 246 PHYYWE excellence in science 11 www phywe com All rights reserved 17599 93 4310
11. au der Schaltung Schutztrennung Prim r und Sekund rwicklung auf getrennten Spulenk rpern Uber setzung 1 1 Nennleistung 7 5 VA Ausgangsspannung an schwarzem Buchsenpaar 7 8 22 Verbindungsmaterial Kurzschlussstecker Verbindungsleitungen in den Kenn farben schwarz blau gr ngelb und rot sowie Steck widerst nde 4 7 Ohm und 47 Ohm zum Verbinden der Anschlussbuchsen Die Kurzschlussstecker und Steck Widerst nde haben jeweils einen Stiftabstand von 19 mm der Stiftdurchmesser betr gt 4 mm 23 Gl hlampen Gr ne Gl hlampe zur Darstellung des Normalbetriebes und rote Gl hlampe zur Simulation von berlastungen 24 Schutzisolation f r Leuchte Kunststoffabdeckung zum Aufstecken auf den metalle nen Leuchtenk rper Die Leuchte 13 kann damit schutzisoliert ausgef hrt werden Der Schutzleiteran schluss des Leuchtenk rpers wird abgedeckt auf der Frontseite ist das Kennzeichen f r schutzisolierte Ger te angegeben 25 Symbolplatte Abzweigdose Steckbare Platte mit zwei Buchsenpaaren zum berbr cken des FI Schutzschalters insbesondere f r die Schal tung Nullung Schutzerdung Schutztrennung Schutziso lierung und Brandgefahren Die Leitungen sind auf der Symbolplatte lagerichtig aufgedruckt 26 Aufstellleisten Zum Aufstellen des Ger tes sind die beiden unteren Auf stellleisten um ca 90 seitlich herauszuklappen 5 BETRIEBSHINWEISE Das Ger t erf llt die technischen Anforderungen die in den
12. chlussstecker in das Buchsenpaar 1 2 stecken Fl Schutzschalter nicht berbr cken In die Leuchte ist die gr ne Gl hlampe 12 V 5 W einzuschrauben die Schmelzsi cherung soll 0 63 A betragen Leuchte ber die Buchsen 12 und 16 mit den Steckdo senanschl ssen L und N verbinden Den FI Schutz schalter EIN schalten 7 10 1 Abschalten bei direktem Ber hren Das Buchsenpaar 20 21 mittels Kurzschlussstecker ver binden Eine Hand des Modell Menschen Buchse 18 oder 19 an den Au enleiter L Buchse 13 anschlie en 7 10 2 Abschalten bei K rperschluss Die Buchsenpaare 10 30 und 31 32 verbinden der Schutzleiteranschluss der Leuchte Buchse 14 ist am Steckdosenanschluss PE anzuschlie en Durch Verbinden des Buchsenpaares 13 15 ist in der Leuchte ein K rperschluss herzustellen Versuch mit unterschiedlichen Erdungswiderst nden wieder holen und Vergleich zu den Ergebnissen von Versuch 7 7 Schutzerdung und Versuch 7 8 Nullung herstellen 0 63 A L N PE N PE amp 5 EA z Li k 17 13 15 s 12V 5W Abb 13 Fehlerstrom FI Schutzschaltung ETR bei K rperdurchstr mung 0 63 A L N PE T 7 Ohm i T J Ohm 5 15 j 2 12 V 5W 13 1 Abb 14 Fehlerstrom Fl Schutzschaltung Abschaltung bei K rperschluss 7 10 3 Fehlerstrom Fl Schutzschaltung und Nullung TN Netze k nnen durc
13. en und durch auftrennen des Neutralleiters Buchsenpaar 24 26 Ber hrungsgefahr am fehlerfreien Betriebsmittel demonst rieren Nulleiterbruch Erg nzend Ber hrungsgef hrdung durch vertauschten Neut ralleiter in Abzweigdose Verbindung der Buchsenpaare 24 27 und 25 26 demonstrieren 7 9 Nullung mit besonderem Schutzleiter Um die Nachteile der klassischen Nullung zu vermeiden muss in neueren Hausinstallationen der Schutzleiter bei Lei tungen unter 10 mm Cu getrennt mitgef hrt werden Grundschaltung wie Versuch 7 8 Nullung Buchsenpaare 13 15 und 28 29 offen Buchsenpaar 10 11 zun chst offen betreiben und nachei nander Steckwiderst nde 47 Ohm und 4 7 Ohm sowie Kurz schlussstecker einf gen Bei den einzelnen Schuitzleiter Widerst nden jeweils K rperschluss in der Leuchte durch Verbinden des Buchsenpaares 13 15 herstellen jedoch PHY WE excellence in science 7 www phywe com All rights reserved 17599 93 4310 0 63 A Abb 11 Nullung TN Netz 0 63 A Ar J H poA 17 15 l l 42V 5W i am o amm a Abb 12 Nullung mit besonderem Schutzleiter 7 10 Fehlerstrom Fl Schutzschaltung Die Fehlerstrom Fl Schutzschaltung ist eine Schaltung bei welcher der Schutzschalter selbstt tig ausl st wenn vom Au enleiter gegen Erde oder ber den K rper ein Fehler strom flie t der gr er ist als der Nenn Fehlerstrom des Schutzschalters Kurzs
14. g 100 mm schwarz 07359 05 Verbindungsleitung 100 mm gr ngelb 07359 15 Verbindungsleitung 500 mm rot 2x 07361 01 Verbindungsleitung 500 mm blau 07361 04 Verbindungsleitung 500 mm schwarz 07361 05 Verbindungsleitung 500 mm gr ngelb Kurzschlussstecker wei 2x 07361 15 4x 39170 00 Drahtwiderstand 4 7 Ohm 06055 50 Schichtwiderstand 47 Ohm 39104 62 G Schmelzeinsatz M 0 63 A 10 St ck 2x 07501 60 G Schmelzeinsatz T 6 3 A 1 St ck 07500 06 Gl hlampe 6 V 15 W E14 rot Gl hlampe 12 V 5 W E14 gr n Heizleiterdraht 0 25 mm Rolle 2 m Konstantandraht 0 4 mm Rolle 2 m Schutzisolation f r Leuchte Symbolplatte Abzweigdose 13 GARANTIEHINWEIS F r das von uns gelieferte Ger t bernehmen wir innerhalb der EU eine Garantie von 24 Monaten au erhalb der EU von 12 Monaten Von der Garantie ausgenommen sind Sch den die auf Nichtbeachtung der Bedienungsanleitung unsach gem e Behandlung oder nat rlichen Verschlei zur ckzu f hren sind Der Hersteller kann nur dann als verantwortlich f r Funktion und sicherheitstechnische Eigenschaften des Ger tes be trachtet werden wenn Instandhaltung Instandsetzung und Anderungen daran von ihm selbst oder durch von ihm aus dr cklich erm chtigte Stellen ausgef hrt werden 14 ENTSORGUNG Die Verpackung besteht berwiegend aus umwelt vertr glichen Materialien die den rtlichen Recyclingstellen zugef hrt werden sollten Dieses Produkt geh rt nicht in die norm
15. gsgef hrliche Spannung berbr ckt Ansprech schwelle ca 8 V Der Summton ist mittels Kippschalter abschaltbar Buchsenpaar 20 21 Dieses Buchsenpaar dient zur Simulation des Standort bergangswiderstandes f r den Modell Menschen und erm glicht folgende Betriebsarten Buchsenpaar offen isolierter Standort erdfrei Schutzma nahme Standort isolierung Buchsenpaar mittels Kurzschlussstecker verbunden geerdeter Standort Buchsenpaar mittels Steck Widerstand berbr ckt leitf higer Fu bodenbelag Buchsengruppe 30 31 32 Diese Buchsengruppe dient zum Erden von K rpern siehe Abs 3 5 f r die Schutzma nahmen Schutzer dung und Fehlerstrom Schutzschaltung Durch Verwen dung von Kurzschlussstecker oder Steck Widerst nden k nnen unterschiedliche Erdungswiderst nde simuliert werden Buchsenpaar 10 11 Das Buchsenpaar dient zum Anschluss des Steckdosen Schutzkontaktes an den Schutzleiter PE Durch Ver wendung von Kurzschlussstecker oder Steck Wider st nden ist die Simulation unterschiedlicher Schutzlei terwiderst nde und dementsprechend unterschiedlicher Schleifenwiderst nde im Netzmodell m glich ee A WE excellence in science 20 Steckdose Modell einer Schutzkontakt Steckdose mit drei farbigen Buchsen schwarz f r den Au enleiter L blau f r den Mittelleiter N und gr ngelb f r den Schutzleiter PE 21 Trenntransformator Modell eines Trenntransformators nach VDE 0550 zum Aufb
16. h nachtr glichen Einbau von Fehler strom Fl Schutzschaltern hinsichtlich Ansprechempfindlich keit wesentlich verbessert werden Man bezeichnet diese Kombination als schnelle Nullung Im Versuchsaufbau von Abschnitt 7 10 2 Buchsenpaare 10 30 und 31 32 ffnen und statt dessen Buchsenpaar 10 11 verbinden Durch Herstellen von K rperschl ssen in der Leuchte Buchsenpaar 13 15 Wirkungsweise der Schaltung de monstrieren und mit den Ergebnissen von Versuch 7 10 2 vergleichen 7 11 Schutztrennung Schutztrennung ist die galvanische Trennung eines Ver brauchsmittels vom speisenden Netz mit Hilfe eines Trenn transformators Dieser soll bewirken dass bei einem Isolati PHY WE excellence in science 8 www phywe com All rights reserved 17599 93 4310 onsfehler keine Ber hrungsspannung auftritt Kurzschlussstecker in das Buchsenpaar 3 5 stecken Gr ne Gl hlampe 12 V 5 W in die Leuchte einschrauben Im Si cherungshalter soll eine Schmelzsicherung 0 63 A eingebaut sein Leuchte ber die Buchsen 12 und 16 an den Trenntrans formatoranschl ssen 7 und 8 anschlie en Buchsenpaar 20 21 mittels Kurzschlussstecker verbinden Eine Hand des Modell Menschen Buchse 18 oder 19 an das Leuchtengeh use Buchse 14 anschlie en Nacheinander durch Verbinden der Buchsenpaare 13 15 und 15 17 einen K rperschluss in der Leuchte herstellen 0 63 A l 12V 5W Lo mann Abb 15 Schu
17. hrt in die je nach Bedarf die Symbolplatte Abzweigdose 25 eingesteckt wird Leuchte Modell einer Leuchte die wahlweise schutzgeerdet Schutzklasse I oder schutzisoliert Schutzklasse II be trieben werden kann Die Leuchte enth lt eine Lampen fassung E 14 Die Buchsen 12 schwarz und 16 blau dienen zum Anschluss an die Betriebsspannung ber die Buchsenpaare 13 15 oder 15 17 kann mit einem Kurzschlussstecker jeweils ein K rperschluss Isolationsfehler hergestellt werden Schutzgeerdete Leuchte Der metallene Leuchtenk rper wird ber die Buchse 14 gr ngelb mit dem Schutzleiter verbunden Schutzkon takt der Steckdose Schutzisolierte Leuchte Die Leuchte kann durch Aufstecken einer Kunststoffab deckung 24 auf den metallenen Leuchtenk rper in eine schutzisolierte Leuchte ge ndert werden Buchsenpaar 33 34 Zur Simulation eines Isolationsfehlers zwischen fremden leitf higen Teilen z B Wasserrohrnetz und dem Au en leiter L Wasserverbrauchsleitung Modell einer leitf higen Rohrleitung zur Demonstration der bertragung elektrischer Potentiale Modell Mensch Indikator zur qualitativen Anzeige von sogenannten be r hrungsgef hrlichen Zust nden Die rote Warnleuchte leuchtet bei gleichzeitigem Ert nen eines Summtones pulsierend auf wenn der Mensch mit beiden H nden Buchsen 18 und 19 oder mit einer Hand Buchse 18 oder 19 und dem Fu Buchse 20 eine ber h run
18. hrungsgef hrlicher Spannungen ist der Mensch an Leib und Leben gef hrdet Kurzschlussstecker in Buchsenpaar 1 2 stecken Fl Schutzschalter mit Symbolplatte Abzweigdose und ge steckten Leitungen berbr cken 7 2 1 Stromweg Hand Hand Modell Mensch ber Buchsen 18 und 19 mit Steckdosen anschl ssen N und L verbinden 7 2 2 Stromweg Hand Fu Eine Hand des Modell Menschen Buchse 18 oder 19 an Steckdosenanschluss L anschlie en Fu des Mo dell Menschen ber Buchse 20 mit Steckdosenanschluss N verbinden Alternativ Fu des Modell Menschen mit der Erdbuchse 21 verbinden V WE excellence in science 5 www phywe com All rights reserved 17599 93 4310 0 63 A Abb 4 Gefahr bei direktem Ber hren Stromweg Hand Hand 0 63 A 1 Abb 5 Gefahr bei direktem Ber hren Stromweg Hand Fu 7 3 Gefahr bei indirektem Ber hren Indirektes Ber hren ist die Ber hrung von leitf higen Abde ckungen z B Geh usen die im Falle eines Isolationsfehlers K rperschluss Spannung f hren Die Gefahr ist besonders heimt ckisch weil sie u erlich nicht erkennbar ist und die betreffenden Teile normalerweise bedenkenlos ber hrt wer den k nnen Kurzschlussstecker in Buchsenpaar 1 2 stecken Fl Schutzschalter mit Symbolplatte Leitungen berbr cken Gr ne Gl hlampe 12 V 5 W in Leuchte einschrauben Leuch te ber die Buchsen 12 und 16 mit den Steckdosenan schl ssen L und
19. itteln die nicht zu Stromkreisen geh ren aber im Fehlerfall unter Spannung stehen k nnen 3 6 K rperschluss ist eine durch einen Fehler entstande ne leitf hige Verbindung zwischen K rper und Teilen des Stromkreises aktiven Teilen elektrischer Be triebsmittel 3 7 Fehlerstrom ist der Strom der in Folge eines Isolati onsfehlers oder eines K rperschlusses zum Flie en kommt 3 8 Fehlerspannung UF ist die Spannung die im Fehler fall zwischen K rpern oder zwischen diesen und der Bezugserde auftritt 3 9 Ber hrungsspannung Ue ist ein Teil der Fehler spannung der vom Menschen berbr ckt werden Kann 3 10 Schleifenwiderstand ist die Summe der Widerst nde in einer Stromschleife des Leitungsnetzes bestehend aus den Widerst nden der Stromquelle des Au enlei ters und des Schutzleiters bzw Erders 3 11 Fremde leitf hige Teile sind leitf hige Teile die nicht Teil einer elektrischen Anlage sind aber ein Potential einschlie lich des Erdpotential bertragen k nnen Sol che Teile sind z B Rohrleitungsnetze Geb ude konstruktionsteile Badewannen usw 4 FUNKTIONS UND BEDIENELEMENTE Das Demonstrationsger t Gefahr durch elektrischen Strom ist in ein allseitig geschlossenes Metall Geh use eingebaut Die Frontplatte enth lt alle erforderlichen Bedienteile und An schl sse f r die aufzubauenden Versuchsschaltungen Die Funktionselemente sind jeweils durch Schaltzeichen gekenn zeichnet und ihre inte
20. m wahlweisen Auflegen einzelner Finger des Handballens oder der ganzen Hand Buchsenpaar 3 5 Zum Anschluss des Trenntransformators 21 an den Au enleiter L mittels Kurzschlussstecker Diese Ver bindung soll nicht gesteckt werden wenn das Buchsenpaar 1 2 oder das Buchsenpaar 3 4 ge schaltet ist Modellstrecke Leitungsquerschnitte Vier Messklemmen im Abstand von 2 x 40 mm zum Ein spannen von zwei Leitern kleiner als 0 6 mm Durchmes ser unterschiedlicher Leitf higkeit in den Au enleiter Die Leiter von jeweils ca 60 mm L nge werden mit den Schraubk pfen der Messklemmen festgeklemmt Buchsenpaar 1 2 Zum Anschluss der Funktionselemente Fehlerstrom Schutzschalter 12 und Steckdose 20 an den Au en leiter L mittels Kurzschlussstecker Diese Verbindung soll nicht gesteckt werden wenn das Buchsenpaar 3 4 oder das Buchsenpaar 3 5 geschaltet ist Fehlerstrom FI Schutzschalter Schutzorgan das bei einem Fehlerstrom gt 30 mA zwi schen Au enleiter L und Schutzleiter PE oder Au en leiter und Erde die den Betriebsstrom f hrenden Leiter innerhalb 0 2 Sekunden abschaltet Die manuelle EIN und AUS Schaltung erfolgt durch einen kippbaren Schaltknebel Mit der Pr ftaste T wird ein Fehlerstrom simuliert und das Ausl sen des Schutzschalters gepr ft 3 17599 93 4310 13 14 15 16 17 18 19 Die Anschl sse des FI Schutzschalters sind an die vier Buchsen 24 27 gef
21. nden Eine Hand des Modell Menschen Buchse 18 oder 19 an das Leuchtengeh use Buchse 15 anschlie en Buchsen 10 und 30 verbinden Buchsenpaar 31 32 zu n chst offen betreiben Re und nacheinander Steckwi derst nde 47 Ohm und 4 7 Ohm sowie Kurzschlussstecker RE 0 Ohm einf gen Bei den einzelnen Schutzleiter Widerst nden jeweils K rperschluss in der Leuchte durch Verbinden des Buchsenpaares 13 15 herstellen Versuch mit berdimensionierter Sicherung 6 3 A wiederho len 0 63 A 25 27 rs Kyi y L amp o GL 7 16 12 a 17 Am 13 E 47 Ohm 31 i 20 4 7 Ohm 32 N 0 Ohm 21 12V 5W Le o om o m o m Abb 10 Schutzerdung TT Netz 7 8 Nullung Diese Schutzma nahme bezeichnet die leitende Verbindung von K rpern mit dem geerdeten Leiter Neutralleiter eines Versorgungsnetzes Sie soll bewirken dass bei einem Isola tionsfehler K rperschluss eine Abschaltung des fehlerhaf ten Betriebsmittels durch Uberstromschutzeinrichtungen Si cherungen erfolgt Der Neutralleiter f hrt im Fehlerfalle Be triebsstrom und Fehlerstrom Diese Netzform wird als TN Netz bezeichnet Grundschaltung wie Versuch 7 7 Schutzerdung jedoch Buchsenpaare 10 30 und 31 32 offen Buchsenpaar 28 29 verbinden Nullungs Br cke K rperschluss der Leuchte durch Verbinden des Buchsenpaares 13 15 herstellen K rperschluss aufheben Buchsenpaar 13 15 ffn
22. onstrationsger t ist als Standger t auf dem Experi mentiertisch zu benutzen Hinweis F r den bungsbetrieb in Sch lerversuchen emp fiehlt sich das Lernger t Gefahr durch elektrischen Strom Bestellnummer 17555 93 das nach dem gleichen Konzept wie das beschriebene Demonstrationsger t aufgebaut und gestaltet ist 3 BEGRIFFE 3 1 Betriebsmittel im Sinne der VDE Bestimmungen sind alle Gegenst nde die als Ganzes oder in einzelnen Teilen dem Anwenden elektrischer Energie dienen Hierzu geh ren z B Gegenst nde zum Erzeugen Fort leiten Verteilen Messen und Verbrauchen elektrischer Energie 3 2 Au enleiter sind Leiter in Leitungsnetzen die Strom quellen mit Verbrauchsmitteln verbinden und in keinem Fall geerdet sind Sie werden mit dem Buchstaben L und schwarzer Farbgebung gekennzeichnet 3 3 Mittelleiter sind Leiter in Leitungsnetzen die Strom quellen mit Verbrauchsmitteln verbinden und im Regel fall in der Trafostation geerdet sind Sie werden mit dem Buchstaben N und blauer Farbgebung gekenn zeichnet PA A WE excellence in science 3 4 Schutzleiter sind Leiter welche die K rper von elektri schen Betriebsmitteln mit Erdpotential verbinden und ber die im Falle eines K rperschlusses Isolationsfeh ler vgl 3 6 der Fehlerstrom abflie t Sie werden mit den Buchstaben PE und gr ngelber Farbmarkierung gekennzeichnet 3 5 K rper sind im Sinne der VDE Bestimmungen ber hrbare leitf hige Teile von Betriebsm
23. rnen Verbindungen durch Stromwege markierungen dargestellt Das Ger t enth lt im einzelnen nachfolgend beschriebene Funktionselemente vgl die Bezifferung in Abb 2 Die auf der Frontplatte aufgedruckten Bezeichnungen sind im Text durch Anf hrungszeichen markiert 1 Anschlussleitung Zum Anschluss des Demonstrationsger tes an das Lei tungsnetz 230 V zweiadrige Mantelleitung L nge 1500 mm mit Netzstecker 2 Netztransformator Schutzisolierter und unbedingt kurzschlussfester Sicher heitstransformator zur Erzeugung der Betriebsspannung f r die Versuchs Schaltungen ein Pol der Sekund rwick lung bildet den Au enleiter L der andere Pol den Neut ralleiter Mittelleiter mit Schutzfunktion N PE PEN im Netzmodell 3 Neitzschalter Zweipoliger Wippenschalter zum Einschalten der Be triebsspannung Im eingeschalteten Zustand d h Schal ter in Stellung l leuchtet die eingebaute Meldeleuchte Iy Me bereichs 3 B 3 endwert Iy Full Scale Netz Mains Voltage Handelektrode enntransformator Electrode for conductivity of human body 22 PEN EP 21 an Tsi Modellstrecke Leitungen Conductor model Iy SA 24 25 ur L Fehlerstrom FI Ki 11 12 13 om PHYWE Getatw durch elektrischen Strom Demomstrationsger t Demonstration board for protective circuits 14 Schutzschalter circuit breaker 19 Modell Verbraucher Load model Schutzkontakt Steckdose
24. tzt PHY WE excellence in science 9 www phywe com All rights reserved 17599 93 4310 8 ST RUNGSHINWEISE Das Ger t ist so konstruiert und bemessen dass es bei be stimmungsgem er Verwendung auch bei unsachgem er Handhabung ausfallfrei arbeitet Eventuell auftretende St rungen k nnen leicht selbst behoben werden siehe Tabelle Kap 10 9 INSTANDHALTUNG Die Instandhaltung des Demonstrationsger tes beschr nkt sich auf den blichen Pflegedienst elektrisch betriebener Ge r te in angemessenen Abst nden insbesondere auf Kontrol le der Unversehrtheit von Netzanschlussleitung einschlie lich Stecker Netzschalter und Geh use des Ger tes Alle Demonstrationsger te werden vor der Auslieferung einer eingehenden St ckpr fung unterzogen und sind zur Best ti gung ordnungsgem er Funktion und einwandfreien Zustan des plombierrt Sollten Sie an dem Ger t Fehler feststellen die sich nach der Tabelle Kap 10 nicht beseitigen lassen und die offen sichtlich Eingriffe in das Ger t erfordern dann wenden Sie sich bitte an unseren leistungsf higen Reparaturdienst der Instandsetzungen jederzeit schnell und fachkundig ausf hrt 10 FEHLERBEHEBUNG Fehler Behebung Keine Funktion EIN schalten Meldeleuchte zeigt Netzspannung an Keine Anzeige des Elektrodenstromes a Buchsenpaar 3 4 verbinden b Schmelzeinsatz ggf auswechseln Falsche Anzeige des Elektrodenstromes Buchsenverbindung 1 2 und 3 5
25. tztrennung 7 12 Potentialausgleich Mit den Ma nahmen zum Schutz bei indirektem Ber hren k nnen die Gefahren gegen das Auftreten gef hrlicher Be r hrungsspannungen nicht restlos beseitigt werden Infolge der engen Nachbarschaft von elektrischen Betriebsmitteln und anderen leitf higen Teilen innerhalb von baulichen Anla gen z B Wasserverbrauchsleitungen k nnen ungewollt Spannungsverschleppungen auftreten Deshalb wird in den VDE Bestimmungen mehrfach die Be seitigung von Potentialunterschieden zwischen K rpern elektrischer Betriebsmittel und fremden leitf higen Teilen durch eine Potentialausgleichsleitung gefordert Kurzschlussstecker in Buchsenpaar 1 2 stecken Fl Schutzschalter mit Symbolplatte Abzweigdose und gesteck ten Leitungen berbr cken Gr ne Gl hlampe 12 V 5W in Leuchte einschrauben Leuchte ber die Buchsen 12 14 und 16 mit den Steck dosenanschl ssen L N und PE verbinden Schutzer dung durch Verbinden der Buchsenpaare 10 30 und 31 32 herstellen Buchsenpaar 33 34 durch Steck Widerstand 47 Ohm verbinden und somit einen Isolationsfeh ler zwischen Wasserverbrauchsleitung und aktivem Leiter simulieren Buchse 19 des Modell Menschen mit dem Wasserhahn Buchse 35 und Buchse 18 des Modell Menschen mit dem Leuchtengeh use Buchse 15 verbinden Nach Demonstration der Ber hrungsgefahr Potentialaus gleichsleitung durch Verbinden der Buchsen 30 und 36 herstellen
26. uf dem Typenschild des Netz teils angegebene Netzspannung mit der ihres Stromnetzes bereinstimmt Verwenden Sie die Versuchsanordnung nur f r den daf r vorgesehenen Zweck Die Versuchsanordnung nicht ffnen Keine anderen Ger te als die vorgesehenen an das Ger t anschlie en 2 ZWECK UND EIGENSCHAFTEN Das Demonstrationsger t Gefahr durch elektrischen Strom Bestellnummer 17599 93 ist ein instruktives und kompakt aufgebautes Ger t mit umfangreichem Zubeh r das zur Wissensvermittlung der Gefahren durch elektrische Energie und zum Erlernen gebr uchlicher Schutzma nahmen dient Das Ger t ist so konzipiert dass auch ohne besondere Vor kenntnisse und Vorsichtsma nahmen Grunderfahrungen der elektrischen Sicherheitstechnik erworben werden k nnen Die dargebotenen Schutzma nahmen entsprechen VDE 0100 Bestimmungen f r das Errichten von Starkstrom anlagen mit Nennspannungen bis 1000 V Im einzelnen r H WE excellence in science 1 www phywe com All rights reserved 17599 93 4310 k nnen folgende Versuchsschaltungen aufgebaut werden e Elektrische Leitf higkeit des menschlichen K rpers Finger Hand Durchstr mung e Gefahr bei direktem Ber hren e Gefahr bei indirektem Ber hren e Demonstration der Begriffe K rperschluss Fehlerstrom Fehlerspannung und Ber hrungsspannung e _Schutzisolierung und Standortisolierung e _Schutzerdung e Nullung e _ Fehlerstrom FI Schutzschaltung e _Potentiala
27. usgleich e _Schutztrennung e Bemessung von Leitungen und Schutz gegen zu hohe Erw rmung Brandgefahr Das Arbeiten mit dem Demonstrationsger t ist ungef hrlich Alle Versuche werden mit Spannungen unter 15 V Schutz kleinspannung im Sinne von VDE betrieben die aus einem speziellen Sicherheitstransformator VDE gepr ft erzeugt werden Dadurch und aufgrund der vollst ndigen Kapselung ber hrungsgef hrlicher Teile mit zus tzlicher Isolierung Schutzisolierung ist ein gefahrloses Experimentieren m g lich Das Ger t darf dementsprechend auch von elektro technischen Laien ohne fachm nnische Aufsicht betrieben werden Um den Stromfluss durch den menschlichen K rper experi mentell zu erarbeiten wird ber eine Handelektrode die Stromst rke beim U berbr cken spannungsf hrender Leiter durch aufgelegte Finger oder die ganze Hand gemessen Die Str me liegen dabei je nach Stromweg und Hautfeuchtigkeit im Bereich 0 05 bis 0 5 mA Diese Werte liegen unterhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle von 0 7 mA und weit unter der sogenannten Loslassschwelle Strom bei dem ein Loslassen spannungsf hrender Teile jederzeit noch m glich ist die nach den Ergebnissen der Unfallforschung mit 10 mA ange geben wird Damit ist eine Sicherheit gegen die elektrophysiologische Beeinflussung von K rperfunktionen wirksam Muskelkon traktionen und Herzkammerflimmern als Symptome elektri scher Unf lle sind bei den Versuchen ausgeschlossen Das Dem
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