Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag – Lernkurs

Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag

Elektrischer Strom tötet lautlos. Dieser Kurs erklärt, welche Schutzkonzepte in österreichischen Anlagen vorgeschrieben sind – von der Basisisolierung bis zum RCD-Schutzschalter – und wie man im Arbeitsalltag sicher mit elektrischen Anlagen umgeht.

Kapitel 01

Warum ist elektrischer Strom für Menschen gefährlich – und ab wann wird es tödlich?

Elektrischer Strom ist unsichtbar, geruchlos und lautlos. Der Körper des Menschen leitet Strom – und je nach Stromstärke und Einwirkdauer treten unterschiedlich schwere Schäden auf. Entscheidend ist nicht die Spannung, sondern der Körperstrom I_K, der durch den menschlichen Körper fließt.

Der menschliche Körperwiderstand schwankt stark: In trockenem Zustand beträgt er grob 1000–10.000 Ω, bei feuchter Haut oder unter Stressbedingungen kann er auf 200–500 Ω sinken. Als Rechenwert für Schutzmaßnahmen wird nach ÖVE/ÖNORM ein Mindestkörperwiderstand von R_K = 1000 Ω angenommen.

I_K = U_B / R_K

I_K
= Körperstrom [A]
U_B
= Berührungsspannung [V] – Spannung, die tatsächlich am Körper anliegt
R_K
= Körperwiderstand [Ω], Rechenwert: 1000 Ω

Körperstrom I_K	Wirkung auf den Menschen	Gefährlichkeit
< 0,5 mA	Keine Wahrnehmung	Unbedenklich
0,5 – 2 mA	Kribbeln, kaum wahrnehmbar	Unbedenklich
2 – 10 mA	Schmerzhafter Muskelkrampf, „Loslassgrenze“	Gefährlich
10 – 25 mA	Starke Muskelkontraktionen, Festhalten nicht mehr möglich	Sehr gefährlich
25 – 80 mA	Herzkammerflimmern möglich, Atemlähmung	Lebensgefährlich
> 80 mA	Herzstillstand, Verbrennungen, Tod	Tödlich

Info – Grenzwert Berührungsspannung

Die in Österreich geltende Schutzmaßnahmengrenze lautet: Die dauerhaft zulässige Berührungsspannung beträgt U_L = 50 V AC (Wechselspannung) bzw. 120 V DC (Gleichspannung). Oberhalb dieser Werte müssen Schutzmaßnahmen sicherstellen, dass die Spannung innerhalb definierter Abschaltzeiten abgeschaltet wird.

🔧 Rechner – Körperstrom bei Berührung

Berührungsspannung U_B 230 V

Körperwiderstand R_K 1000 Ω

Körperstrom I_K

230

I = U / R

Gefährdungsstufe

—

Rechenaufgaben – Kapitel 01

A 1.1Körperstrom bei Netzspannung▾

Eine Person berührt in einem feuchten Keller versehentlich einen spannungsführenden Leiter. Die Berührungsspannung beträgt 230 V. Der Körperwiderstand ist aufgrund der Nässe auf 500 Ω gesunken.

Gegeben: U_B = 230 V, R_K = 500 Ω

Gesucht: Körperstrom I_K in mA und Gefährlichkeitseinschätzung

Ihr Ergebnis: mA

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Formel:

I_K = U_B / R_K

Einsetzen:

I_K = 230 V / 500 Ω = 0,46 A

Umrechnen in mA:

0,46 A × 1000 = 460 mA

I_K = 460 mA → lebensgefährlich / tödlich!

460 mA liegt weit über der tödlichen Grenze von 80 mA. Feuchte Umgebungen reduzieren den Körperwiderstand drastisch und machen normale Netzspannung tödlich.

A 1.2Maximale sichere Berührungsspannung▾

Berechnen Sie, welche maximale Berührungsspannung bei einem Körperwiderstand von 1000 Ω noch sicher ist, wenn der Körperstrom den Wert von 10 mA (Loslassgrenze) nicht überschreiten darf.

Gegeben: R_K = 1000 Ω, I_K,max = 10 mA = 0,01 A

Gesucht: U_B,max in Volt

Ihr Ergebnis: V

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Formel umgestellt:

U_B = I_K × R_K

Einsetzen:

U_B = 0,01 A × 1000 Ω = 10 V

U_B,max = 10 V

Das erklärt, warum die normativ festgelegte Schutzkleinspannung (SELV) maximal 50 V AC beträgt – mit einem Sicherheitsfaktor von 5 gegenüber der Loslassgrenze.

Verständnisfrage · Kapitel 01

Welche physikalische Größe ist für die Gefährlichkeit eines Stromschlags primär verantwortlich?

Die anliegende Spannung (Volt) Der durch den Körper fließende Strom (Ampere) Die elektrische Leistung (Watt) Die Frequenz des Stroms (Hertz)

Kapitel 02

Was sind Schutzklassen und wie unterscheiden sie sich voneinander?

Schutzklassen kennzeichnen, welche geräteinternen Schutzmaßnahmen ein elektrisches Betriebsmittel besitzt, um seinen Benutzer vor einem Stromschlag zu schützen. Sie sind normativ in der ÖNORM EN 61140 (IEC 60364) geregelt. In Österreich und der gesamten EU sind drei Schutzklassen zugelassen – Schutzklasse 0 (nur Basisisolierung, kein Schutzleiter) ist in Österreich nicht zulässig.

⏚

Schutzerdung

Basisisolierung plus Schutzleiteranschluss (PE). Alle leitfähigen Gehäuseteile mit Erde verbunden. Schukostecker (3-polig). Beispiel: Waschmaschine, Kühlschrank, Elektroherd.

⧠

Schutzisolierung

Doppelte oder verstärkte Isolierung. Kein Schutzleiteranschluss. Europastecker (2-polig). Beispiel: Bohrmaschine, Föhn, Elektrowerkzeug.

III

◇

Schutzkleinspannung

Betrieb mit SELV/PELV (max. 50 V AC / 120 V DC). Keine Erdung, keine Sonderisolierung nötig. Beispiel: Klingel, 12V-LED, Türsprechanlage.

Schutzklasse I – Funktionsprinzip im Fehlerfall

Achtung – Schutzklasse II

Betriebsmittel der Schutzklasse II (Doppelquadrat-Symbol) dürfen nicht an den Schutzleiter angeschlossen werden. Wenn ein Kabel mit grün-gelbem PE-Leiter verwendet wird, darf dieser nicht am Gerät angeschlossen werden und muss wie ein aktiver Leiter behandelt werden!

Verständnisfrage · Kapitel 02

Ein Elektriker soll eine Bohrmaschine mit Schutzisolierung (Schutzklasse II) an eine Verlängerungsleitung anschließen. Die Verlängerungsleitung hat einen grün-gelben Schutzleiter. Was gilt?

Der grün-gelbe Leiter muss am Gehäuse der Bohrmaschine angeschlossen werden. Der grün-gelbe Leiter darf nicht am Gerät angeschlossen werden – er muss wie ein aktiver Leiter behandelt werden. Es ist egal – bei Schutzklasse II macht der PE-Leiter keinen Unterschied. Schutzklasse II Geräte dürfen grundsätzlich nicht an Verlängerungsleitungen betrieben werden.

Kapitel 03

Was versteht man unter Basis- und Fehlerschutz?

Das moderne Elektroschutzkonzept nach ÖVE/ÖNORM EN 61140 (und ÖVE/ÖNORM HD 60364) gliedert den Schutz vor elektrischem Schlag in zwei Schutzebenen, die unabhängig voneinander wirken:

01

Basisschutz (Schutz im fehlerfreien Betrieb)

Schützt vor dem direkten Berühren aktiver Teile. Realisiert durch: Isolierung, Abdeckungen, Gehäuse, Abstand. Das Ziel: Aktive Teile müssen für Personen unzugänglich sein.

02

Fehlerschutz (Schutz bei einem Isolationsfehler)

Schützt vor dem indirekten Berühren durch berührbare leitfähige Teile, die im Fehlerfall unter Spannung stehen. Realisiert durch: Schutzleiter, automatische Abschaltung, RCD.

Zusätzlich gibt es die Ebene des Zusatzschutzes: Fehlerstromschutzschalter (RCD, umgangssprachlich FI-Schalter) mit I_Δn ≤ 30 mA sind in Österreich für bestimmte Bereiche (Steckdosen in Feuchträumen, Außenanlagen, Baustellen) vorgeschrieben und gelten als „letzte Verteidigungslinie“, falls Basis- und Fehlerschutz versagen.

Österreichische Norm – Schutzkonzept

ÖVE/ÖNORM EN 61140 (IEC 60364-4-41): Legt die Grundsätze für den Schutz gegen elektrischen Schlag fest. Gilt für alle Spannungsebenen.

ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-41: Schutz gegen elektrischen Schlag in Niederspannungsanlagen – die maßgebliche Norm für Wohn- und Industriegebäude in Österreich. Abschaltzeiten für TN/TT/IT-Systeme sind darin geregelt.

ESV 2012 (BGBl. II Nr. 33/2012): Österreichische Elektroschutzverordnung – legt fest, welche Personen an elektrischen Anlagen arbeiten dürfen und welche Schutzmaßnahmen einzuhalten sind.

Verständnisfrage · Kapitel 03

Was schützt der Fehlerschutz – und wann greift er?

Er schützt vor direktem Berühren aktiver Teile und greift im fehlerfreien Betrieb. Er schützt vor indirektem Berühren und greift, wenn die Basisisolierung versagt hat. Er schützt nur Geräte der Schutzklasse I und greift bei Kurzschluss. Er schützt vor Überspannungen und greift bei Blitzeinschlag.

Kapitel 04

Was ist der Schutzleiter (PE) und wie funktioniert die Schutzerdung?

Der Schutzleiter (englisch: Protective Earth, Abkürzung: PE) ist ein elektrischer Leiter, der alle leitfähigen Gehäuseteile von Schutzklasse-I-Geräten mit der Erde verbindet. Er ist in Österreich immer grün-gelb gekennzeichnet und darf nicht als Stromleiter verwendet werden.

Die Funktion der Schutzerdung beruht auf folgendem Prinzip: Wenn ein spannungsführender Leiter (z.B. durch abgenutzter Isolierung) das Metallgehäuse eines Gerätes berührt (Körperschluss), entsteht ein sehr niederohmiger Strompfad von der Phase über das Gehäuse zum Schutzleiter und zurück zur Spannungsquelle. Der so entstehende hohe Kurzschlussstrom bringt den vorgeschalteten Leitungsschutzschalter oder die Sicherung zum Auslösen.

I_K = U / (Z_L + Z_PE)

I_K
= Kurzschlussstrom über PE [A]
U
= Netzspannung 230 V
Z_L
= Impedanz des Außenleiters [Ω]
Z_PE
= Impedanz des Schutzleiters [Ω]

Damit die Schutzerdung korrekt funktioniert, muss der entstehende Kurzschlussstrom groß genug sein, um die Schutzeinrichtung (LS-Schalter, Sicherung) sicher innerhalb der maximal zulässigen Abschaltzeit zum Auslösen zu bringen. Dies wird durch die Schleifenimpedanz der Anlage bestimmt.

Praxistipp – Voreilender Kontakt

Der PE-Schutzkontakt im Schukostecker ist so ausgeführt, dass er beim Einstecken zuerst verbunden wird und beim Herausziehen zuletzt getrennt wird. Das stellt sicher, dass die Schutzverbindung immer besteht, solange das Gerät mit Spannung versorgt wird.

Rechenaufgaben – Kapitel 04

A 4.1Kurzschlussstrom über den PE-Leiter▾

In einem TN-S-Netz beträgt die Schleifenimpedanz (Z_L + Z_PE) 0,8 Ω. Berechnen Sie den Fehlerstrom, der bei einem vollständigen Isolationsfehler (Phase berührt PE-verbundenes Gehäuse) fließt. Netzspannung: 230 V.

Gegeben: U = 230 V, Z_gesamt = 0,8 Ω

Gesucht: Kurzschlussstrom I_K in Ampere

Ihr Ergebnis: A

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Formel:

I_K = U / Z_gesamt

Einsetzen:

I_K = 230 V / 0,8 Ω = 287,5 A

I_K = 287,5 A

Dieser Strom ist weit größer als der Nennstrom von Haushaltsicherungen (typisch 16 A). Er sorgt für eine schnelle Auslösung des Leitungsschutzschalters – das ist das Ziel der Schutzerdung.

A 4.2Maximale zulässige Schleifenimpedanz▾

Ein Leitungsschutzschalter der Charakteristik B16 muss bei einem Fehlerstrom von mindestens 80 A sicher innerhalb von 0,4 s auslösen (Nennstrom × 5 = 80 A). Berechnen Sie die maximal zulässige Schleifenimpedanz Z_s,max bei 230 V Netzspannung.

Gegeben: U = 230 V, I_a = 80 A (Auslösestrom LS-B16)

Gesucht: Z_s,max in Ohm

Ihr Ergebnis: Ω

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Formel umgestellt:

Z_s,max = U / I_a

Einsetzen:

Z_s,max = 230 V / 80 A = 2,875 Ω

Z_s,max = 2,875 Ω ≈ 2,88 Ω

Die gemessene Schleifenimpedanz der Anlage muss kleiner als dieser Wert sein. Elektriker messen die Schleifenimpedanz bei der Erstprüfung mit einem Schleifenimpedanzmessgerät.

Verständnisfrage · Kapitel 04

Welche Farbe hat der Schutzleiter (PE) in österreichischen Anlagen?

Blau Schwarz oder braun Grün-gelb Grau

Kapitel 05

Was ist Nullung – und warum ist die klassische Nullung heute nicht mehr zulässig?

Der Begriff Nullung bezeichnet eine ältere Schutzmaßnahme, bei der der Neutralleiter (N) gleichzeitig als Schutzleiter verwendet wird. Dieser kombinierte Leiter heißt PEN-Leiter (Protection Earth + Neutral).

Bei der klassischen Nullung wurden die Schutzleiterkontakte der Steckdosen direkt mit dem Neutralleiter verbunden. Im Fehlerfall sollte ein hoher Kurzschlussstrom die Sicherung zum Auslösen bringen.

Warum ist die klassische Nullung gefährlich?

Problem 1 – PEN-Leiter-Unterbrechung: Reißt der PEN-Leiter, nehmen alle Gehäuse der angeschlossenen Geräte die volle Netzspannung (230 V) an – hochgefährlich!

Problem 2 – Falscher Schutzleiteranschluss: Werden Steckdosen falsch angeschlossen (N und PE vertauscht), liegt am Gehäuse Spannung an, obwohl keine Störung vorliegt.

Rechtslage in Österreich: Die klassische Nullung ist für Stromkreise mit weniger als 10 mm² Cu / 16 mm² Al nicht mehr zulässig (ÖVE/ÖNORM HD 60364). In Neuinstallationen muss PE und N immer getrennt geführt werden (TN-S-System).

Merkmal	Klassische Nullung (TN-C)	Moderne Installation (TN-S)
Schutz- und Neutralleiter	Kombiniert (PEN)	Getrennt (PE + N)
Leiterzahl	4 (L1+L2+L3+PEN)	5 (L1+L2+L3+N+PE)
Gefahr bei Unterbrechung	Gehäuse unter Spannung!	Nur Neutralleiter-Ausfall
RCD möglich?	Nein (N und PE zusammen)	Ja (empfohlen)
Zulässig für neue Steckdosen?	Nein (unter 10 mm² Cu)	Ja – vorgeschrieben

Info – PEN-Leiter in der Praxis

PEN-Leiter sind weiterhin zulässig als Hauptzuleitung (Hauseinführung, Steigeleitung) mit mindestens 10 mm² Cu. Ab der Verteilerstation im Gebäude muss PE und N getrennt werden. Auf dem PEN-Leiter darf kein Schalter oder keine Sicherung eingebaut werden.

Verständnisfrage · Kapitel 05

Was passiert bei der klassischen Nullung, wenn der PEN-Leiter unterbrochen wird?

Die Sicherung löst sofort aus, da kein Strom mehr fließen kann. Alle angeschlossenen Geräte schalten sich automatisch ab. Die Gehäuse aller angeschlossenen SK-I-Geräte nehmen die volle Netzspannung an. Es entsteht kein Problem, da der PEN-Leiter redundant ist.

Kapitel 06

Wie funktioniert der RCD-Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter)?

Der RCD (Residual Current protective Device) – in Österreich umgangssprachlich FI-Schalter (Fehlerstrom-Installationsschutzschalter) genannt – ist ein Schutzorgan, das auch dann schützt, wenn die Schutzerdung alleine nicht ausreicht. Er misst die Differenz zwischen dem zufließenden und dem abfließenden Strom und löst blitzschnell aus, wenn diese Differenz zu groß wird.

Messprinzip: In einem fehlerfreien Stromkreis sind der zufließende Strom (über L) und der zurückfließende Strom (über N) genau gleich groß – ihre Summe im Summenstrommesswandler ist Null. Fließt ein Teil des Stroms über einen Körper zur Erde (Körperstrom), fehlt dieser Strom auf der N-Seite. Die Differenz ist der Fehlerstrom I_Δ. Überschreitet er den Auslösestrom I_Δn, trennt der RCD in unter 300 ms (bei 30-mA-RCD: in unter 40 ms).

RCD – Messprinzip (Summenstrommesswandler)

Vorschrift – RCD-Pflicht in Österreich (ÖVE/ÖNORM HD 60364)

RCD mit I_Δn ≤ 30 mA sind in Österreich vorgeschrieben für:

• Steckdosen in Feuchträumen (Bäder, Duschen) · • Steckdosen in Außenbereichen · • Alle Steckdosen auf Baustellen · • Steckdosen für Elektrogeräte im Freien · • Alle Steckdosen in Neubauten und bei Renovierung (seit 2010)

🔧 Rechner – RCD Fehlerstromberechnung

Fehlerstrom I_Δ (Körperstrom) 30 mA

RCD-Typ (Auslösestrom I_Δn) 30 mA

RCD-Status

—

Körperstrom

Verständnisfrage · Kapitel 06

Ein RCD mit I_Δn = 30 mA löst aus. Was bedeutet das konkret für den Schutz einer Person?

Der RCD schützt sicher vor tödlichem Strom, weil 30 mA nie tödlich sein können. 30 mA können bei längerem Einwirken Herzkammerflimmern auslösen – der RCD schützt durch extrem schnelle Abschaltung (<40 ms). Der RCD schützt nur vor Kabelbränden, nicht vor Personenschäden. 30 mA sind vollkommen harmlos, der RCD dient nur dem Geräteschutz.

Kapitel 07

Was sind die 5 Sicherheitsregeln nach ÖVE/ÖNORM EN 50110?

Die ÖVE/ÖNORM EN 50110-1 (aktuell in der Fassung 2014, eingearbeitet mit nationalen Ergänzungen) regelt den sicheren Betrieb elektrischer Anlagen. Sie ist in Österreich durch die Elektrotechnikverordnung 2020 (ETV 2020, BGBl. II Nr. 308/2020) als verbindliche Norm kundgemacht – ihre Einhaltung ist gesetzlich gefordert.

Das Kernstück für alle Arbeiten an elektrischen Anlagen sind die 5 Sicherheitsregeln. Sie müssen in dieser Reihenfolge und vollständig angewendet werden – das Auslassen auch nur einer Regel macht die Arbeit unsicher!

Freischalten

Die Anlage oder der Anlagenteil, an dem gearbeitet wird, ist von allen Einspeisungen zu trennen. Alle Schalter, Leistungsschalter und Sicherungen sind zu öffnen.

Gegen Wiedereinschalten sichern

Der freigeschaltete Zustand ist durch geeignete Maßnahmen zu sichern: Schloss am Schalter, Warnschild „Nicht einschalten – Es wird gearbeitet!“, Sicherungen entnehmen und mitnehmen.

Spannungsfreiheit feststellen

Mit einem geeigneten und geprüften Spannungsprüfer ist an allen Polen und an der Arbeitsstelle selbst die Spannungsfreiheit zu messen. Erst nach diesem Schritt darf mit der Arbeit begonnen werden.

Erden und Kurzschließen

An Hochspannungsanlagen und bei Gefahr durch induzierte Spannungen (Leitungsnähe) ist die Arbeitsstelle zu erden und kurzzuschließen. In Niederspannungsanlagen kann dieser Schritt unter Umständen entfallen – das ist im Einzelfall durch die verantwortliche Elektrofachkraft zu beurteilen.

Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken

Spannungsführende Teile in der Nähe der Arbeitsstelle, an denen weitergearbeitet wird, sind durch isolierende Abdeckungen oder Abschrankungen zu sichern, um unbeabsichtigte Berührungen zu verhindern.

Merksatz für die Prüfung

Die 5 Sicherheitsregeln lassen sich mit dem Merkwort „F·S·S·E·A“ einprägen: Freischalten – Sichern – Spannungsfreiheit feststellen – Erden/Kurzschließen – Abdecken.

Österreichische Norm – Rechtliche Grundlage

ÖVE/ÖNORM EN 50110-1:2014 – Betrieb von elektrischen Anlagen, nationaler Anhang OVE EN 50110-2:2024 eingearbeitet. Kundgemacht durch ETV 2020 (BGBl. II Nr. 308/2020).

ESV 2012 (BGBl. II Nr. 33/2012) – Elektroschutzverordnung: Arbeiten an elektrischen Anlagen dürfen nur von Elektrofachkräften oder unter deren Aufsicht durchgeführt werden. Als Elektrofachkraft gilt, wer durch Ausbildung und Erfahrung dazu befähigt ist, Gefahren zu beurteilen und zu vermeiden.

Verständnisfrage · Kapitel 07

Ein Elektriker hat Regel 1 (Freischalten) und Regel 2 (Sichern) angewendet. Darf er jetzt mit der Arbeit beginnen?

Ja, nach dem Freischalten und Sichern ist die Anlage spannungsfrei. Ja, wenn er eine Schutzklasse-III-Ausrüstung trägt. Nein – Regel 3 (Spannungsfreiheit feststellen) muss zwingend vorher durchgeführt werden. Nein – aber er kann Regel 3 durch Regel 5 ersetzen.

Kapitel 08

Was ist Schutzkleinspannung (SELV/PELV) und wann wird sie eingesetzt?

Schutzkleinspannung ist die sicherste Schutzmaßnahme in der Elektrotechnik: Die verwendete Spannung ist so niedrig, dass selbst bei direkter Berührung kein gefährlicher Körperstrom entstehen kann.

Die Grenzwerte sind normativ festgelegt auf max. 50 V AC (Wechselspannung) und max. 120 V DC (Gleichspannung). Unterhalb dieser Werte wird ein Mensch unter normalen trockenen Bedingungen nicht gefährdet.

Typ	Bedeutung	Erdung	Typische Anwendung
SELV	Safety Extra Low Voltage – Sicherheitskleinspannung	Nicht geerdet, galvanisch getrennt	Badezimmer-Rasiersteckdose, Kinderspielzeug, explosionsgefährdete Bereiche
PELV	Protective Extra Low Voltage – Schutzkleinspannung	Kann geerdet sein	Steuerkreise, SPS-Eingänge, Prüfstände
FELV	Functional Extra Low Voltage – nur funktionale Kleinspannung	Kein vollständiger Schutz	Nur wenn SELV/PELV nicht möglich – zusätzliche Schutzmaßnahmen nötig

Info – Sicherheitstransformator

Zur Erzeugung von SELV-Spannung aus dem 230-V-Netz ist ein Sicherheitstransformator nach ÖVE/ÖNORM EN 61558-2-6 zwingend vorgeschrieben. Er hat eine verstärkte Isolierung zwischen Primär- und Sekundärwicklung, sodass im Fehlerfall keine gefährliche Netzspannung auf die Kleinspannungsseite übertragen werden kann. Ein einfacher Klingeltrafo oder ein normaler Trafo genügt nicht!

Rechenaufgaben – Kapitel 08

A 8.1Körperstrom bei SELV-Spannung▾

Berechnen Sie den Körperstrom, der bei einem SELV-System mit 24 V DC und einem (pessimistisch angenommenen) Körperwiderstand von 1000 Ω maximal fließen kann. Liegt dieser Wert unter der Wahrnehmungsgrenze (0,5 mA)?

Gegeben: U = 24 V DC, R_K = 1000 Ω

Gesucht: I_K in mA

Ihr Ergebnis: mA

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Formel:

I_K = U / R_K = 24 V / 1000 Ω = 0,024 A

0,024 A × 1000 = 24 mA

I_K = 24 mA

24 mA liegen über der Wahrnehmungsgrenze (0,5 mA) und auch über der Loslassgrenze (10 mA) – 24V DC ist also nicht vollkommen harmlos! Bei 50V AC (Grenzwert) wäre I_K = 50 mA, was bereits lebensgefährlich sein kann. Die Norm beruht auf statistischen Werten und einem Sicherheitsfaktor.

A 8.2Übersetzungsverhältnis Sicherheitstransformator▾

Ein Sicherheitstransformator soll aus 230 V Netzspannung eine SELV-Spannung von 24 V erzeugen. Die Primärwicklung hat 920 Windungen. Berechnen Sie die benötigte Windungszahl der Sekundärwicklung.

Gegeben: U₁ = 230 V, U₂ = 24 V, N₁ = 920 Windungen

Gesucht: N₂ (Windungszahl Sekundär)

Ihr Ergebnis: Windungen

💡 Lösungsweg anzeigen ▾

Formel Transformator-Übersetzung:

U₁ / U₂ = N₁ / N₂

Umstellen nach N₂:

N₂ = N₁ × U₂ / U₁

Einsetzen:

N₂ = 920 × 24 / 230 = 96 Windungen

N₂ = 96 Windungen

Verständnisfrage · Kapitel 08

Ein Elektriker möchte in einem Schwimmbad-Technikraum eine 12-V-Pumpensteuerung installieren. Welcher Transformatortyp ist für die Spannungsversorgung zwingend vorgeschrieben?

Ein normaler Netztransformator aus dem Elektrofachhandel. Ein Sicherheitstransformator nach ÖVE/ÖNORM EN 61558-2-6. Ein Klingeltransformator (weil 12 V sowieso ungefährlich sind). Kein Transformator – 12 V ist immer zulässig ohne besondere Maßnahmen.

Abschlusstest

12 Fragen zu allen Kapiteln – prüfen Sie Ihr Wissen. Jede Frage sofort auswerten.

Fragen bei mündlicher Prüfung

Typische Prüfungsfragen mit vollständigen Musterantworten. Klicken zum Aufklappen.

01Erklären Sie, warum Spannung und nicht Strom die direkte Schutzgröße ist – obwohl der Strom gefährlich ist.▾

Der Körperstrom I_K ist die eigentlich gefährliche Größe, da er die biologische Wirkung (Muskelkontraktionen, Herzflimmern) verursacht. Da der Körperwiderstand R_K aber von Person zu Person und situationsabhängig stark schwankt (200–10.000 Ω), kann der Strom nicht direkt vorgegeben werden. Stattdessen begrenzt man die Berührungsspannung U_B auf maximal 50 V AC, weil bei diesem Wert der Körperstrom selbst bei ungünstigem Körperwiderstand unterhalb der gefährlichen Grenze bleibt: I_K = 50 V / 1000 Ω = 50 mA (mit Sicherheitsreserve).

02Nennen Sie die drei in Österreich zugelassenen Schutzklassen und erklären Sie jeweils das Schutzprinzip.▾

Schutzklasse I (Schutzerdung): Basisisolierung + Schutzleiteranschluss (grün-gelb, PE). Im Fehlerfall fließt Kurzschlussstrom über den PE-Leiter und bringt die Schutzeinrichtung zum Auslösen. Erkennbar am Schukostecker (3-polig).

Schutzklasse II (Schutzisolierung): Doppelte oder verstärkte Isolierung. Kein Schutzleiteranschluss erforderlich. Isolationsfehler an berührbaren Teilen sind konstruktiv ausgeschlossen. Symbol: Doppelquadrat. Erkennbar am Europastecker (2-polig).

Schutzklasse III (Schutzkleinspannung): Betrieb mit SELV/PELV (max. 50 V AC / 120 V DC). Die Spannung ist so niedrig, dass kein gefährlicher Körperstrom entstehen kann.

03Erklären Sie den Unterschied zwischen Basisschutz und Fehlerschutz.▾

Basisschutz schützt vor dem direkten Berühren aktiver (spannungsführender) Teile. Er wirkt im fehlerfreien Normalbetrieb der Anlage. Maßnahmen: Isolierung der Leiter, Abdeckungen, Gehäuse, ausreichende Abstände. Ziel: Aktive Teile sind für Personen unzugänglich.

Fehlerschutz greift, wenn der Basisschutz versagt hat (z.B. Isolationsdurchbruch). Er schützt vor indirektem Berühren – also dem Berühren von leitfähigen Teilen, die durch einen Fehler unter Spannung stehen (z.B. Metallgehäuse). Maßnahmen: Schutzleiter, automatische Abschaltung (LS-Schalter, RCD), Potenzialausgleich. Ziel: Im Fehlerfall muss die Spannung schnell genug abgeschaltet werden.

04Was ist die Schleifenimpedanz und welche Bedeutung hat sie für den Fehlerschutz?▾

Die Schleifenimpedanz Z_s ist der Gesamtwiderstand des Fehlerstrompfades: vom Transformator über den Außenleiter (L) zum Fehlerort und zurück über den Schutzleiter (PE) zum Transformator. Je kleiner Z_s, desto größer der Kurzschlussstrom bei einem Isolationsfehler. Ein großer Kurzschlussstrom sorgt für schnelles Auslösen der Schutzeinrichtung. Die maximal zulässige Schleifenimpedanz berechnet sich aus Z_s,max = U / I_a, wobei I_a der Auslösestrom des Schutzorgans ist. Bei der Prüfung von Anlagen wird Z_s mit einem Schleifenimpedanzmessgerät gemessen.

05Warum ist die klassische Nullung gefährlich und warum ist sie für Steckdosen verboten?▾

Bei der klassischen Nullung werden N und PE zu einem PEN-Leiter zusammengefasst. Das Hauptproblem: Bei einer Unterbrechung des PEN-Leiters (z.B. durch Korrosion, mechanische Beschädigung) nehmen alle an diesem Stromkreis angeschlossenen Gehäuse die volle Netzspannung an – weil das Gehäuse über die Steckdosen mit dem PEN verbunden ist, der Unterbrechungspunkt aber das Nullpotential von der Erde trennt. Das führt zu gefährlichen Berührungsspannungen ohne dass eine Sicherung auslöst. Aus diesem Grund ist die klassische Nullung für Steckdosenstromkreise unter 10 mm² Cu in Österreich gemäß ÖVE/ÖNORM HD 60364 verboten. In Neuinstallationen muss PE und N immer getrennt geführt werden (TN-S-System).

06Wie funktioniert ein Fehlerstromschutzschalter (RCD/FI)? Erklären Sie das Messprinzip.▾

Ein RCD enthält einen Summenstrommesswandler (Ringkerntrafo), durch den alle aktiven Leiter (L und N bei Einphasen-, L1+L2+L3+N bei Dreiphasensystemen) geführt werden. Im fehlerfreien Betrieb sind die Ströme entgegengesetzt gleich – ihre Vektorsumme im Wandler ist null. Fließt ein Teil des Stroms nicht über N zurück, sondern über einen Körper zur Erde (Fehlerstrom I_Δ), entsteht im Wandler eine Differenz. Diese erzeugt eine Sekundärspannung, die den Auslösemagneten aktiviert. Der RCD trennt den Stromkreis in weniger als 40 ms (bei 30-mA-Typ), was schnell genug ist, um Herzflimmern zu verhindern.

07Nennen und erklären Sie die 5 Sicherheitsregeln nach ÖVE/ÖNORM EN 50110.▾

1. Freischalten: Anlage von allen Einspeisungen trennen (Schalter öffnen, Sicherungen herausnehmen).

2. Gegen Wiedereinschalten sichern: Schalter abschließen, Warnschilder anbringen, Sicherungen mitnehmen.

3. Spannungsfreiheit feststellen: Mit geprüftem Spannungsprüfer an allen Polen und an der Arbeitsstelle messen.

4. Erden und Kurzschließen: Pflicht bei Hochspannungsanlagen und bei induzierten Spannungen. In Niederspannungsanlagen nach Beurteilung durch Elektrofachkraft.

5. Benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken: Spannungsführende Nachbarteile isolierend abdecken. Reihenfolge ist zwingend einzuhalten!

08Was ist SELV und wofür braucht man einen Sicherheitstransformator?▾

SELV (Safety Extra Low Voltage) ist eine Schutzmaßnahme, bei der die verwendete Spannung so niedrig ist (max. 50 V AC, 120 V DC), dass kein gefährlicher Körperstrom entstehen kann. SELV-Stromkreise sind galvanisch vollständig vom Netz getrennt und nicht geerdet. Zur Erzeugung von SELV aus dem 230-V-Netz ist ein Sicherheitstransformator nach ÖVE/ÖNORM EN 61558-2-6 erforderlich. Dieser hat eine verstärkte Isolierung zwischen Primär- und Sekundärwicklung (doppelte Isolierung, ausreichender Kriechweg). Ein normaler Transformator hat diese Isolierung nicht – bei einem Windungsschluss zwischen den Wicklungen könnte die 230-V-Spannung auf die Kleinspannungsseite übertragen werden.

09Was ist der Potenzialausgleich und warum ist er wichtig?▾

Der Potenzialausgleich verbindet alle leitfähigen Teile eines Gebäudes oder einer Anlage elektrisch miteinander und mit der Erde, sodass zwischen ihnen keine gefährliche Berührungsspannung entstehen kann. Man unterscheidet den Hauptpotenzialausgleich (verbindet alle metallenen Installationsteile am Gebäudeeintritt: Wasserleitungen, Gasrohre, Heizung, Stahlbeton-Bewehrung, PE-Schiene) und den örtlichen Zusatzpotenzialausgleich (z.B. im Badezimmer: Verbindet alle berührbaren leitfähigen Teile miteinander). Ohne Potenzialausgleich können zwischen verschiedenen leitfähigen Teilen gefährliche Spannungsdifferenzen bestehen, obwohl keine direkte Fehlerspannung anliegt.

10Wer darf in Österreich an elektrischen Anlagen arbeiten?▾

Nach der österreichischen Elektroschutzverordnung (ESV 2012, BGBl. II Nr. 33/2012) dürfen Arbeiten an elektrischen Anlagen nur von Elektrofachkräften oder unter deren unmittelbarer Aufsicht durchgeführt werden. Als Elektrofachkraft gilt, wer durch Ausbildung, Wissen und Erfahrung befähigt ist, Gefahren zu beurteilen und zu vermeiden. Für bestimmte einfache Tätigkeiten (z.B. Glühlampen wechseln, Stecker anschließen) können auch elektrotechnisch unterwiesene Personen (EuP) unter Aufsicht eingesetzt werden. Laien dürfen generell keine Arbeiten an elektrischen Installationen durchführen.

Formelsammlung

Körperstrom

I_K = U_B / R_K

I_K
Körperstrom [A]
U_B
Berührungsspannung [V]
R_K
Körperwiderstand [Ω], Rechenwert: 1000 Ω

Fehlerstrom / Kurzschlussstrom

I_K = U / (Z_L + Z_PE)

U
Netzspannung [V] = 230 V
Z_L
Impedanz Außenleiter [Ω]
Z_PE
Impedanz Schutzleiter [Ω]

Max. Schleifenimpedanz

Z_s,max = U / I_a

Z_s,max
Max. zulässige Schleifenimpedanz [Ω]
U
Netzspannung [V]
I_a
Auslösestrom Schutzorgan [A]

Transformator-Übersetzung

U₁/U₂ = N₁/N₂

U₁
Primärspannung [V]
U₂
Sekundärspannung [V]
N₁, N₂
Windungszahlen

Auslösestrom LS-Schalter (Schnellauslösung)

I_a = n × I_N

I_a
Auslösestrom [A]
n
Faktor: B=5, C=10, D=20
I_N
Nennstrom LS-Schalter [A]

Grenzwerte Schutzkleinspannung

U_SELV,max = 50 V AC / 120 V DC

SELV
Nicht geerdet, galv. getrennt
PELV
Kann geerdet sein
Trafo
Sicherheitstransformator EN 61558-2-6

Glossar

Basisisolierung Grundisolierung spannungsführender Teile. Verhindert im Normalbetrieb die direkte Berührung aktiver Teile. Erstes Schutzmittel des Basisschutzes.
Basisschutz Schutzmaßnahme für den fehlerfreien Betrieb einer Anlage. Verhindert das direkte Berühren aktiver Teile durch Isolierung, Abdeckungen oder Abstand.
Berührungsspannung (U_B) Die Spannung, die tatsächlich am menschlichen Körper anliegt, wenn er eine fehlerhafte Anlage berührt. Maßgeblich für die Gefährlichkeit.
Elektrofachkraft Person, die durch Ausbildung, Wissen und Erfahrung befähigt ist, elektrotechnische Arbeiten sicher auszuführen und Gefahren zu erkennen. Rechtsgrundlage: ESV 2012.
Fehlerschutz Schutzmaßnahme für den Fehlerfall (Isolationsfehler). Stellt sicher, dass im Fehlerfall keine dauerhaft gefährliche Berührungsspannung entsteht oder die Anlage schnell abgeschaltet wird.
Fehlerstrom (I_Δ) Strom, der im Fehlerfall nicht über den Neutralleiter zurückfließt, sondern über einen ungewollten Pfad (z.B. Körper, Erde). Wird vom RCD gemessen.
FI-Schalter / RCD Fehlerstrom-Installationsschutzschalter / Residual Current protective Device. Schutzorgan, das bei Fehlerstrom (> I_Δn) innerhalb von Millisekunden abschaltet.
Körperstrom (I_K) Der Strom, der im Fehlerfall durch den menschlichen Körper fließt. Biologisch gefährlich ab ca. 10 mA (Loslassgrenze), lebensgefährlich ab 25 mA.
Körperwiderstand (R_K) Der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers. Schwankt stark (200–10.000 Ω). Für Berechnungen wird der Normminderwert 1000 Ω verwendet.
Nullung (klassische) Ältere Schutzmaßnahme: N- und PE-Leiter kombiniert als PEN-Leiter. Bei Unterbrechung des PEN werden Gehäuse unter Spannung gesetzt. Für Steckdosen < 10mm² Cu verboten.
PE-Leiter (Schutzleiter) Protective Earth – grün-gelber Leiter, verbindet alle leitfähigen Gehäuseteile mit der Erde. Darf nicht als Stromleiter verwendet werden.
PEN-Leiter Kombinierter Schutz- und Neutralleiter (PE + N). Mindestquerschnitt 10 mm² Cu. Kein Schalter oder Sicherung erlaubt.
Potenzialausgleich Verbindet alle leitfähigen Teile eines Gebäudes mit der Erde, um Spannungsunterschiede zwischen berührbaren Teilen zu verhindern.
RCD Residual Current protective Device – internationale Bezeichnung für den Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter).
Schleifenimpedanz (Z_s) Gesamtimpedanz des Fehlerstrompfades: Transformator → Außenleiter → Fehlerort → PE → Transformator. Bestimmt den maximalen Kurzschlussstrom.
Schutzerdung Verbindung aller leitfähigen Teile mit der Erde über den PE-Leiter. Im Fehlerfall fließt hoher Kurzschlussstrom, der die Schutzeinrichtung zum Auslösen bringt.
Schutzklasse Kennzeichnung elektrischer Betriebsmittel hinsichtlich ihrer geräteeigenen Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag. Klassen I, II, III in Österreich zugelassen.
SELV Safety Extra Low Voltage – Sicherheitskleinspannung. Max. 50 V AC, nicht geerdet, galvanisch getrennt. Erfordert Sicherheitstransformator nach EN 61558-2-6.
Sicherheitstransformator Transformator mit verstärkter Isolierung zwischen Primär- und Sekundärwicklung. Zwingend für SELV-Stromkreise. Norm: ÖVE/ÖNORM EN 61558-2-6.
Voreilender Kontakt Der PE-Schutzkontakt im Schukostecker kontaktiert beim Einstecken zuerst und beim Herausziehen zuletzt. Stellt sicher, dass Schutzerdung immer besteht wenn Spannung anliegt.

Stand & Quellen

ÖVE/ÖNORM EN 50110-1:2014 – Betrieb von elektrischen Anlagen (OVE EN 50110-2:2024 eingearbeitet)
ÖVE/ÖNORM EN 61140 (IEC 60364-4-41) – Schutz gegen elektrischen Schlag
ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-41 – Schutz gegen elektrischen Schlag in Niederspannungsanlagen
ÖVE/ÖNORM EN 61558-2-6 – Sicherheitstransformatoren für allgemeine Verwendung
ESV 2012 – Elektroschutzverordnung (BGBl. II Nr. 33/2012)
ETV 2020 – Elektrotechnikverordnung (BGBl. II Nr. 308/2020)
Austrian Standards Institute (ASI) – www.austrian-standards.at | Kursstand: April 2026