Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen in elektrischen Netzen

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Patrick Düllmann

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Beschreibung der Veranstaltung

Die Veranstaltung bietet einen Überblick über Technologien, Anforderungen, Funktionsweisen Testmethoden von Systemen zum Personen- und Betriebsmittelschutz sowie die zugehörigen geltenden Normen. Zunächst werden die Rolle der Normung sowie Standardisierungs-Organisationen und –Systeme im internationalen Vergleich vorgestellt. Zusätzlich wird auf die einschlägige technische Gesetzgebung zur Sicherheit von Produkten und Systemen, die Verantwortung des Staates, den Normungsprozess sowie die Rolle von Konformitätserklärungen und Zertifizierungen eingegangen. Weiterhin werden die Wirkung des elektrischen Stromes auf den menschlichen Körper sowie erforderliche Maßnahmen bei einem Unfall erläutert. Geeignete Schutzmaßnahmen für elektrische Installationen in Gebäuden und Energieversorgungssystemen, in Spezial- und Umgebungsbedingungen und zum Schutz gegen elektrische Entladung, Überspannungen und elektromagnetische Felder sowie Sicherheitsstestmethoden werden vorgestellt. Weiterer Gegenstand der Vorlesung sind Schutzgeräten, deren Funktionsweise in Verbindung mit den Anforderungen an Schutzsystem erläutert werden. Insbesondere wird auf Leitungs- und Transformatorschutz, Leistungsschalter, FI-Fehlerstromschutzschalter (RCD Residual Current Device), Sicherungen und Überspannungsableitern eingegangen. Im Bereich „Funktionale Sicherheit“ werden Kenntnisse zu Sicherheitsbetrachtungen bei der Auslegung von üblichen Schutzeinrichtungen und solcher der funktionalen Sicherheit sowie einige Grundlagen der DIN EN 61508 (VDE 0803) vermittelt. Die Vertiefung der Lehrinhalte wird durch Übungen unterstützt, welche im Selbststudium bearbeitet werden.

Vorlesungsinhalte

  • Sicherheitsvorschriften sowie regionale, nationale und internationale Normen, rechtliche Grundlagen der Normung, Prüfzeichen
  • Gefahren durch elektrischen Strom und Unfallstatistik, Stromwirkungen auf den Menschen, Sicherheitsgrenzen, Gefährdung durch hochfrequente Felder
  • Schutzmaßnahmen in Niederspannungsanlagen gegen direktes und bei indirektem Berühren, Netzformen, Schutz- und Funktionskleinspannung, Bewertung
  • Schutzmaßnahmen in Hochspannungsanlagen (Erdung, Überspannungs- und Blitzschutz)
  • Schutz von Leitungen und Kabeln gegen Überlastung und Kurzschluss
  • Schutzeinrichtungen und deren Wirkungsweise, Schutzkriterien, Sicherungen, LS- und FI-Schutzschalter, Relais, Überspannungsableiter
  • Schutzsysteme für den Transformatoren-, Motor- und Generatorschutz

Voraussetzungen

Inhalte eines einschlägigen zu einem ersten berufsqualifizierenden Abschluss führenden Studiengangs.

Lernziele

Die Studierenden können Sicherheitsbetrachtungen bei der Auslegung üblicher Schutzeinrichtungen anhand geltender Normen sowohl für den Personen- als auch für den Betriebsmittelschutz durchführen. Sie kennen Technologien, Anforderungen und Funktionsweisen von Schutzsystemen und können elektrische Sicherheitstestmethoden erläutern.

Prüfung

Schriftliche Prüfung. Termine werden im Laufe des Semesters im RWTHmoodle, sowie in der Vorlesung angekündigt.