Elektrotechnik - Dipl.Päd. Ing. Friedrich Wilhelm, MSc

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Werkstätte Elektrotechnik
Wirkung des elektrischen Stromes auf den Menschen
Sicherheitsregeln
Erste Hilfe bei Elektrounfällen
Das Elektroschutzkonzept der ÖVE
Schutzarten elektrischer Betriebsmittel
Arten der Schaltpläne
Regeln für Schaltpläne
Kennbuchstaben für Betriebsmittel
Strukturierte Verkabelung
Lampengrundschaltungen
Installationsschaltungen
Löten
Durchgangsprüfer
Steuerungstechnik (Schützschaltungen)
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Elektrotechnik
Einführung
Wirkung des elektrischen Stromes auf den Menschen
Wenn ein elektrischer Stromkreis über den Menschen geschlossen ist, fließt Strom durch den Körper und
er ist gefährdet.
Strom über ~40 mA und Spannung ab ~50V ist lebensgefährlich!
Die elektrische Durchströmung verursacht im Menschen bestimmte Muskelreize. Aus der folgenden
Tabelle sind die bei einem Wechselstrom mit 50 Hz und einer gegebenen Stromstärke zu erwartenden
physiologischen Reaktionen zu entnehmen.
Körperstrom
Wirkung
ca. 1 mA Beginn der Wahrnehmung
↓
steigende Schmerzempfindung, man spürt leichtes Kribbeln bis zu leichten
ca. 15mA
Muskelerschütterungen. Es kommt zu keinen schädlichen Folgen
Loslassschwelle
ca. 15 mA
Die Muskeln ziehen sich selbsttätig krampfartig
krampfartig zusammen und gehorchen
nicht mehr den Befehlen des Gehirns.
↓
Je nachdem, ob die BeugeBeuge oder Streckmuskeln betroffen sind, kann man einen
Leiter nicht mehr loslassen (hängen bleiben) oder man wirft sich selbst von
ca. 40mA
einem Gerüst oder Dach.
Dieser Strom kann
nn nur kurzfristig ertragen werden, es kommt zur
Bewusstlosigkeit.
Gefahrenschwelle
ca. 40 mA
Bei dieser Stromstärke quer durch den Körper (Hand-Hand
(Hand Hand oder Hand-Fuß)
Hand
kann es zu Schockwirkungen und am Herzen zu Kammerflimmern kommen.
↓
Dabei zieht sich der Herzmuskel unkoordiniert zusammen und fördert kein
Blut. Schon nach einigen Minuten sterben notwendige Teile des Gehirns
ca. 100mA
infolge Sauerstoffmangels ab und der Mensch stirbt.
Die tödlichen Wirkungen des elektrischen Stromes beginnen bei
Stromeinwirkungen, die länger als eine Herzperiode (ca. 0,75s) dauern.
Todesschwelle
Über
ca. Tod bereits nach ca. 0,2s möglich. Wird die kritische Stromstärke und
100mA
Durchströmungsdauer erreicht, dann kommt es zum Herzkammerflimmern und
der Blutkreislauf
lauf kommt zum Stillstand.
Bei Gleichstrom treten im Prinzip die gleichen Reaktionen auf, jedoch sind die Werte der Stromstärken
mit dem Faktor 3 zu multiplizieren. Bei Gleichstrom tritt noch eine weitere Gefahr auf: Chemische Folgen
bzw. Elektrolyse, das Blut wird wie bei einem elektrolytischen
ele
Prozess zersetzt.
Bei einem Elektrounfall besteht deshalb MELDEPFLICHT!
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Einführung
Sicherheitsregeln
1.
2.
3.
4.
5.
Allpolig und allseitig abschalten
Gegen Wiedereinschalten sichern
Auf Spannungsfreiheit prüfen
Erden und Kurzschließen
Benachbarte spannungsführende
spannungsführende Teile abdecken
und Gefahrenstellen eingrenzen
Zu 1.: Freischalten aller Teile einer Anlage, an denen gearbeitet werden soll. Soferne nicht selbst
freigeschaltet wurde, ist die Freischaltungsmeldung zu bestätigen. Schaltungen auf Zeit sind
verboten!
Allpolig:: Alle stromzuführenden Leiter sind abzuschalten. Bei Drehstrom alle Außenleiter (L1, L2,
L3), bei Wechselstrom Phase L und bei Gleichstrom Plus. Der Neutralleiter wird bei
Schutzschaltern zwangsweise mitabgeschaltet.
Allseitig: Energiezufuhr von mehreren
mehreren Spannungserzeugern beachten (Netz, Notstromaggregat,
Solaranlage). Mehrere Stromkreise in einem Gerät (Nachtspeicherofen: Heizung Nachttarif,
Gebläse Tagtarif) oder am Schaltgerät (Schütz: Hauptstromkreis 400V, Steuerstromkreis 230V),
Ringnetze.
Maßnahmen: Stecker ziehen, Sicherungen herausnehmen, Schutzschalterhebel herunterdrücken,
Hauptschalter abschalten.
Zu 2.: Maßnahmen ergreifen, dass der abgeschaltete Stromkreis nicht irrtümlich eingeschaltet wird.
Maßnahmen: Sicherungen mitnehmen, inklusive Schraubstöpsel, Isolierpatronen einsetzen,
Schutzschalterhebel mit Folie (Isolierband) überkleben, Warnschild anbringen, Vorhangschloss
einhängen, Schaltschranktür versperren, ferngesteuerte Kraftantriebe für Schalter unwirksam
unwi
machen.
Zu 3.: An der Abschalt- bzw. Arbeitsstelle die Richtigkeit der Abschaltung allpolig überprüfen.
Maßnahme: Mit Spannungsmessgerät oder Prüflampe jeden Leiter gegen jeden (auch PE) messen
bzw. prüfen. Prüfgerät vorher auf Funktion testen.
Zu 4.: An der Arbeitsstelle alle Leiter des abgeschalteten Stromkreises miteinander verbinden, damit
allfällige auftretende Spannungen kurzgeschlossen werden.
Maßnahmen: Zuerst Erdpotential anschließen. Geerdete Kurzschlussgarnitur in die
Freileitungsseile einhängen
nhängen oder an die Stromschienen in einem Energieverteiler anschrauben.
Zu 5.: Abdecken: Wenn aus zwingenden Gründen nicht der gesamte Anlagenteil abgeschaltet werden
kann, sind die neben der Arbeitsstelle liegenden spannungsführenden Teile abzudecken. Die
Abdeckung muss isolierend, mechanisch fest und sicher montiert sein.
Eingrenzen: Freigeschaltete
eschaltete Arbeitsstelle gegen Bereiche mit Gefahren eingrenzen.
Maßnahmen: Holzschranken in Traforaum, Warnband in Freiluftanlagen, Schutzgitter bei
Unterfluranlagen, Gummimatten in Energieverteilern.
Unter Spannung setzen (Wiedereinschalten) geschieht sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.
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Einführung
Erste Hilfe bei Elektrounfällen
1.
2.
3.
4.
Verunglückten aus dem Stromkreis befreien.
Erste Hilfe leisten.
Arzt oder Rettung verständigen.
Unfall bei Polizei melden.
Zu 1.: Stromkreis unterbrechen: Stecker ziehen, Gerät abschalten, Sicherung entfernen bzw. bei
Leitungsschutzschalter abschalten. Bei Spannungen über 1000V (Hochspannung) keine
Annäherung an den Verunglückten! Ist eine Abschaltung nicht oder nur erschwert möglich, auf
keinen Fall den Verunglückten
runglückten berühren, sondern ihn mittels Isoliermaterial aus dem Stromkreis
befreien, Gummihandschuhe, Holzlatten, trockene Kleidungsstücke als Seil verwenden o.Ä.
Kurzschließen oder Abzwicken der Leitungen ist kein geeignetes Mittel zum
Spannungslosmachen,
n, da sich der Retter selbst in Gefahr bringt (Lichtbogenbildung, keine sichere
Abschaltung).
Niemals sollte der Retter sich selbst in Gefahr bringen!
Zu 2.: Strommarken, Verbrennungen: keimfreie Bedeckung der Brandwunden, bei großflächigen
Verbrennungen vor der Abdeckung 10 – 15 Minuten unter reines, fließendes Wasser halten.
Gesichts- und Augenverletzungen wegen Narbenbildung nicht bedecken.
Bei Bewusstlosigkeit: Atemwege freimachen (Öffnen
(Öffnen beengender Kleidung, Inspektion und
Freimachen der Mundhöhle).
Atem kontrollieren (Horchen auf Atemgeräusche, Schauen auf Brustkorb, Fühlen der Atemluft).
Kreislaufkontrolle (Fühlen des Pulses der Halsschlagader beidseitig des Kehlkopfes)
Kein Kreislauf,
auf, keine Atmung: künstliche Beatmung und Herzmassage einleiten
30 Herzmassagen, dann 2 Beatmungen
Kreislaufkontrolle nach jeweils 1 Minute. Bei Bedarf bis zum Eintreffen der Rettung bzw. des
Arztes durchführen.
Ist Kreislauf und Atmung vorhanden, den Verunglückten
Verunglückten in die stabile Seitenlage bringen.
Zu 3.: Notruf Rettung: 144
Zu 4.: Notruf Polizei 133
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Einführung
Das Elektroschutzkonzept der ÖVE
Schutzmaßnahmen dienen in erster Linie dem Schutz von Menschen vor den Gefahren des elektrischen
Stromes. Es soll verhindert werden, dass Menschen unbeabsichtigt beim Gebrauch von Geräten und
Maschinen in den Stromkreis gelangen.
Das Elektroschutzkonzept der ÖVE lässt sich in drei Teile unterteilen:
verhindert das Berühren aktiver
Leiter
⇒
wirkt bei einem Isolationsfehler
2. Fehlerschutz: zwischen aktiven Leitern und
Körper
⇒
schützt vor gefährlichem
elektrischen Schlag, wenn
3. Zusatzschutz:
Basis-- und Fehlerschutz
unwirksam ist.
⇒
1. Basisschutz:
Basisisolierung
Abdeckung
Montage außer Handbereich
Schutzisolierung
Schutz- und
Funktionskleinspannung
Schutztrennung
Nullung
Fehlerstrom
Fehlerstrom-Schutzschaltung
Isolationsüberwachungssystem
Schutzerdung
Fehlerstromschutzschalter mit
I∆N≤30
30 mA
Aktive Teile: sind Leiter oder leitfähige Teile, die in Normalbetrieb unter Spannung stehen. Das sind
Leitungsadern, Steckerstifte, Klemmen etc.
Inaktive Teile: sind leitfähige Teile, die im Normalfall den Strom nicht leiten. Sie werden durch die
Betriebsisolation von aktiven Teilen getrennt. Das sind z.B. Gehäuse,
Gehä
etc.
Grundregeln der elektrischen Vorschriftsmäßigkeit:
1. Alle aktiven Teile müssen gegen zufällige Berührung
geschützt sein.
2. BetriebsBetriebs und Basisisolierung müssen vor mechanischer
Beschädigung und zu starker Erwärmung geschützt sein.
3. Das Auftreten von gefährlicher Fehlerspannung muss
verhindert werden.
Die beste Basisisolierung ist nutzlos, wenn Abdeckungen entfernt werden oder unter Spannung gearbeitet
wird. Etwa die Hälfte der tödlichen Elektrounfälle ereignen sich bei Arbeiten unter Spannung.
Arbeiten unter Spannung ohne wichtigen Grund ist nicht Mut, sondern Dummheit
und in eigenem Interesse zu unterlassen. Zeitdruck
Zeitdruck und Kundenwünsche sind
keine ausreichenden Gründe!
Bei den Übungen gilt deshalb:
•
•
•
Kein Einschalten ohne ausdrückliche Anweisung des unterrichtenden Fachlehrers
Kein Umbau der Schaltung in eingeschaltetem Zustand
Beim Abbau der Schaltung immer zuerst die Versorgung trennen
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Einführung
Schutzarten elektrischer Betriebsmittel
Die Schutzart eines elektrischen Betriebsmittels gibt an, wie gut es geschützt ist gegen:
• Zugang von Personen zu gefährlichen Teilen innerhalb eines Gehäuses
• Eindringen von festen Fremdkörpern
• Eindringen von Wasser
Sie wird in Form eines Kurzzeichens (IP-Code)
(IP Code) angegeben. IP steht für Internal Protection. Der IP-Code
IP
besteht aus 3-55 Teilen in folgender Anordnung:
Schutzart
IP
1
2
3
4
Schutzartsystem
1. Kennziffer
2. Kennziffer
optional
Die erste Kennziffer gibt den Schutz gegen Berührung von gefährlichen Teilen innerhalb des Gehäuses und
den Schutz gegen das Eindringen von festen Fremdkörpern an.
Die zweite Kennziffer gibt den Schutz gegen Eindringen von Wasser an.
Die optionalen Buchstaben dienen der Erläuterung der Kennziffern und werden selten verwendet.
Wenn eine Kennziffer nicht angegeben wird (z.B. in Vorschriften), ist ein „X“ als Platzhalter zu setzen.
Bedeutung der Kennziffern
1.Kennziffer: Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern und
Schutz gegen Zugang zu gefährlichen Teilen
Schutzart
IP0X
IP1X
IP2X
Betriebsmittelschutz
Nicht geschützt
≥ 50,0mm Durchmesser
≥ 12,5mm Durchmesser
Personenschutz
Nicht geschützt
Handrücken
Finger
IP3X
IP4X
≥ 2,5mm Durchmesser
≥ 1,0mm Durchmesser
Werkzeug
Draht
IP5X
Staubgeschützt
Draht
IP6X
Staubdicht
Draht
Anwendung
Einbaugeräte
Eingebaute Motoren
Steckdosen,
Schalter,
Schutzschalter
Verteiler Motoren
Motoren in Gewerbe und
Landwirtschaft
Räume
mit
starker
Staubentwicklung
Bei
brennbaren
Stauben,
Beleuchtungskörper
2.Kennziffer: Schutz gegen Eindringen von Wasser mit schädlichen Wirkungen
Schutzart
IPX0
IPX1
IPX2
IPX3
IPX4
IPX5
IPX6
IPX7
IPX8
Geschützt gegen...
Anwendung
Nicht geschützt
Betriebsmittel für trockene Räume
Tropfwasser
Betriebsmittel für feuchte Räume
Tropfwasser, wenn das Gehäuse bis 15° gegen
die Senkrechte geneigt ist
Sprühwasser bis 60° zur Senkrechten
Leuchten in feuchten Räumen
Spritzwasser
Betriebsmittel für nasse Räume und
im Freien
Strahlwasser
Betriebsmittel für nasse Räume
Starkes Strahlwasser
Wirkungen beim zeitweiligen Untertauchen
Installationsmaterial für nasse Räume
Wirkungen beim dauernden Untertauchen
Unterwasserpumpen und Leuchten
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Einführung
Arten der Schaltpläne
Wirkschaltplan: ist die genaue Darstellung einer Schaltung mit allen Einzelheiten und Leitungen. Teile
jedes Gerätes werden zusammenhängend gezeichnet, die räumliche Lage ist nicht maßstabgerecht.
maßst
Stromlaufplan: ist die in Stromwege aufgelöste, einfachste und übersichtlichste Darstellung einer
Schaltung, mit allen für die Funktion erforderlichen Leitungen und Elementen. Die räumliche Lage und
der mechanische Zusammenhang werden nicht berücksichtigt.
ber
Installationsplan: ist die lagerichtig in einem BauBau oder Objektplan eingetragene Installation in
einpoliger Darstellung mit genormten Zeichensymbolen.
Leitungs- oder Klemmenplan: zeigt die Anordnung der Klemmen und ihre Nummerierung an Geräten
Gerä
und Klemmleisten, sowie die sie verbindenden Leitungen in Bündeln oder Verdrahtungskanälen in nicht
maßstabsgerechter Größe.
Übersichtsschaltplan: zeigt in einfachster Weise die wichtigsten Verbindungen oder Beziehungen
zwischen den Betriebsmitteln eines Systems.
Blockschaltplan: ist ein Übersichtsschaltplan, in dem die Funktionen nur als Blöcke (Black Box)
dargestellt sind.
Die Schaltplanart wählt
lt man nach der gestellten Aufgabe. Ist z.B. die Aufgabe die Erläuterung einer
Funktion, wählt man den Stromlaufplan. Ist die Aufgabe die Montage eines Systems, wählt man den
Installationsplan usw. In einen Schaltplan sollen nur so viele Einzelheiten eingezeichnet
einge
werden, wie für
die Aufgabe notwendig sind. Eine ausreichende Übersichtlichkeit ist ein wichtiges Kriterium für die
Erstellung jedes Planes.
Regeln für Schaltpläne
•
•
•
•
•
•
Schaltungen werden normalerweise in ausgeschaltetem, stromlosen Zustand gezeichnet.
gezeichne
In der Regel arbeiten Schaltglieder von links nach rechts, Schaltzeichen werden senkrecht
dargestellt.
Gerätebezeichnungen stehen links an geeigneter Stelle neben dem Betriebsmittel,
Klemmenbezeichnungen sind rechts davon anzuordnen.
Man unterscheidet den
en Hauptstromkreis (Leistungsteil, meist 3x400V) und den Steuerstromkreis
(Steuerteil, 230V, 24V, 12V etc.). Der Steuerteil wird im Üblichen vom Leistungsteil getrennt als
Stromlaufplan gezeichnet.
Im Stromlaufplan sind alle von einem Schütz betätigten Kontakte
Kontakte gleich bezeichnet wie das Schütz
selbst.
Unter jedem Schütz werden in einer kleinen Tabelle die am Schütz benötigten Kontakte
(Kontaktbestückung) und der Strompfad eingetragen, in welchem sie geschaltet sind.
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Kennbuchstaben
staben
für Betriebsmittel (ÖNORM E 1272)
Betriebsmittel sind Gegenstände wie Maschinen, Geräte etc., die als Ganzes oder in einzelnen Teilen zur
Gewinnung, Fortleitung oder zum Gebrauch elektrischer Energie bestimmt sind
Art des Betriebsmittels
Baugruppen
Teilbaugruppen
Umsetzer von nicht elektrischen
auf elektrische Größen und
umgekehrt
Kondensatoren
Verzögerungseinrichtungen,
Speichereinrichtungen, binäre
Elemente
Verschiedenes
Schutzeinrichtungen
Generatoren, Stromversorgung
Meldeeinrichtungen
Relais, Schütze
Induktivitäten
Motoren
Messgeräte, Prüfeinrichtungen
Starkstrom-Schaltgeräte
Widerstände
Schalter, Wähler
Transformatoren
Modulatoren
Röhren, Halbleiter
Übertragungswege, Hohlleiter
Klemmen, Stecker, Steckdosen
Elektrisch
betätigte,
mechanische Einrichtungen
Abschluss,
Ausgleichseinrichtungen, Filter, Begrenzer
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KennKenn
Beispiele
Buchstabe
A
Einsätze, Steckarten
Betriebsmittelkombinationen
B
Messumformer,
thermoelektrischer
Fühler,
Thermo- und Fotozellen, Mikrofon, Tonabnehmer,
Lautsprecher, Drehfeldgeber
C
D
Verzögerungsleitungen, bistabile und monostabile
Elemente,
Register,
Verknüpfungsglieder,
Magnetbandgeräte
E
Beleuchtungseinrichtungen,
chtungen, Heizgeräte, sonstige
Einrichtungen
F
Sicherungen, Sperren, Überspannungsableiter,
Schutzrelais, Auslöser
G
Stromversorgungseinrichtungen,
Batterien,
Oszillatoren, Phasenschieber
H
Optische und akustische Meldegeräte, Uhren,
Fallklappenrelais
K
Leistungsschütze, Hilfsschütze, Zeitrelais
L
Drosselspulen
M
P
Anzeigende,
schreibende
und
zählende
Messeinrichtungen
Q
Schalter in Hauptstromkreisen, Leistungs-,
Leistungs Trenn-,
Schutz-, Motorschutz-,, Sicherungs-,
Sicherungs Lastschalter
R
Einstellbare Widerstände, Shunts, NTCNTC und PTCWiderstände,
Potentiometer,
Anlasser,
Heizwiderstände
S
Befehlsgeräte, Steuer-, Wahl-,, Endschalter, Taster,
Drehwähler
T
Leistungsund
Steuertrafos,
Strom
Strom-,
Spannungswandler
U
Frequenzwandler,
Umformer,
Umsetzer,
Umrichter, Kodiereinrichtungen
V
Anzeigeröhren,
Verstärkerröhren,
Gasentla
Gasentladungsröhren, Dioden, Transistoren, Thyristoren,
Triacs
W
Schaltdrähte, Kabel, Sammelschienen, Dipole,
Leitungen
X
Trennstecker,
Prüfstecker,
tecker,
Klemmleisten,
Lötleisten, Messbuchsen
Y
Bremsen, Kupplungen, Ventile, Stellantriebe,
Bremslüfter, Sperrmagnete
Z
Kabelnachbildungen, aktive Filter, Kristallfilter
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Strukturierte Verkabelung
Pin-Belegungen:
Paar 2 Paar 3 Paar 4
Paar 4 Paar 3 Paar 2
Paar 1
Paar 1
1 2 3 4 5 6 7 8
8 7 6 5 4 3 2 1
Blick in die Buchse
Blick auf den Stecker
Anwendung
Paare
Token Ring
10 BaseT, 100Base TX
1000BaseT
ISDN
ATM
1,3
2,3
1,2,3,4
1,3
2,4
Straight through
Standard Patch-Kabel
Kabel
zur Verbindung PC –
Hub etc.
1
1
2
2
3
3
6
6
4
4
5
5
7
7
8
8
Cross over
Ausgekreuztes Kabel
zur direkten Verbindung zweier PCs
1
1
2
2
3
3
6
6
4
4
5
5
7
7
8
8
Normen:
T568A
1
grün/ weiß
2
grün
3
orange/ weiß
4
blau
5
blau/ weiß
6
orange
7
braun/ weiß
8
braun
T568B
3
1
2
4
RJ45
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E_Dokumentenvorlage_mehrseitig.dot
1
orange/ weiß
2
orange
3
grün/ weiß
4
blau
5
blau/ weiß
6
grün
7
braun/ weiß
8
braun
2
1
3
4
RJ45
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Lampengrundschaltungen
allgemein
Ausschaltung:
Die Ausschaltung dient zum Ein- und Ausschalten von Verbrauchern oder Verbrauchergruppen (z.B.
Lampen). Entsprechend der Anzahl der zu schaltenden Leiter gibt es einein und mehrpolige Schalter. Für
Lampen werden nur selten, bei sehr hohen Lampenleistungen oder Lampenzahlen zur Aufteilung der
Belastung auf die Außenleiter im Drehstromnetz mehrpolige Schalter verwendet. Einpolige Schalter
liegen immer im nicht geerdeten Teil des Netzes.
Serienschaltung:
Die Serienschaltung dient zum wahlweisen Einschalten von zwei Verbrauchern von einer Stelle aus,
wobei auch beide Verbraucher gleichzeitig eingeschaltet werden können. Ein Serienschalter besteht aus
zwei Ausschaltern mit einem gemeinsamen Anschluss. Von zwei Anschlüssen
Anschlüssen aus sind die Schalter in
Serie geschaltet, daher der Name.
Wechselschaltung:
Die Wechselschaltung dient dazu, einen oder mehrere Verbraucher von zwei Stellen aus beliebig einein oder
auszuschalten. Sie wird vornehmlich in Korridoren, DurchgangsDurchgangs und Schlafzimmern angewandt.
Kreuzschaltung:
Die Kreuzschaltung dient dazu, einen oder mehrere Verbraucher von drei oder mehr Stellen einein oder
auszuschalten. Bei jeder Kreuzschaltung werden für die beiden äußersten Schaltstellen zwei
Wechselschalter, für die dazwischen liegenden Schaltstellen Kreuzschalter benötigt. Bei mehr als drei
Schaltstellen ist die Anwendung der Stromstoßschaltung meist wirtschaftlicher.
Stromstoßschaltung:
Die Stromstoßschaltung dient dazu, einen oder mehrere Verbraucher von einer
einer oder mehreren Stellen
unabhängig voneinander ein- oder auszuschalten. Sie kann an Stelle der WechselWechsel oder Kreuzschaltung
verwendet werden und bietet bei sehr vielen Schaltstellen Preisvorteile wegen der einfacheren
Leitungsführung und der Verwendbarkeit einfacher Drucktaster.
Der Stromstoßschalter ist ein elektromagnetisch betätigter Schalter. Sein mechanisches Schaltwerk ist so
gebaut, dass der Schaltkontakt mit einem Stromstoß eingeschaltet wird und solange eingeschaltet bleibt,
bis ein zweiter Stromstoß
oß wider ausschaltet.
Treppenhausbeleuchtung:
Das Treppenhauslicht eines größeren Wohnhauses soll in der Regel bei jeder Türe eingeschaltet werden
können und nach einer einstellbaren Zeit von einigen Minuten selbsttätig wieder ausschalten. Es gibt hier
eine Drei- oder Vierdrahtschaltung.
Klingel- und Türöffneranlage:
Klingel- und Türöffneranlagen werden in der Regel mit Schutzkleinspannung von höchstens 24V
betrieben. Die Anlagen werden dadurch absolut ungefährlich und billig.
Türöffner: sind mechanisch verriegelte
erriegelte Fallen, die im Türstock eingebaut werden. Wenn die Spule des
Türöffners an Spannung gelegt wird, wird die Falle elektromechanisch entriegelt und die Türe lässt sich
öffnen. Außerdem ist während der Betätigung ein Summgeräusch zu hören.
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Lampengrundschaltungen
Leuchtstofflampen
Leuchtstofflampen
Durch die in der Leuchtstofflampe hervorgerufene Quecksilberdampfentladung wird neben einer geringen
sichtbaren Strahlung auch eine sehr starke UV-Strahlung
UV Strahlung erzeugt. Diese UV-Strahlen
UV
treffen auf die
Leuchtstoffschicht und werden dort in Licht umgewandelt. Die Leuchtstoffschicht ist als
Strahlungswandler anzusehen – sie wandelt kurzwellige, nicht sichtbare UV-Strahlung
UV
in längerwellige
Strahlung, in Licht, um. Das Licht der Leuchtstofflampe besteht aus dem Licht der Spektralstrahlung des
Füllgases und aus dem von der Leuchtstoffschicht abgegebenen Licht. Die Leuchtstoffe werden so
ausgewählt, dass ein Maximum an Lichtumwandlung erreicht wird.
Die Lichtausbeute der Leuchtstofflampen ist von der Umgebungstemperatur abhängig. Die Lebensdauer
der Leuchtstofflampe beträgt ca. 8000 Stunden, sie wird durch häufiges
häufiges Schalten herabgesetzt.
Zündvorgang: Mit Hilfe des Starters wird der Zündvorgang eingeleitet. Ein Starter besteht im Prinzip aus
einem im kalten Zustand geöffneten Schalter, bei dem ein Bimetallstreifen ein Kontaktstück bildet.
1. Wird die Lampe eingeschaltet,
eingeschaltet, liegt zunächst am Starter die volle Spannung. In der
Edelgasatmosphäre bildet sich eine Glimmentladung aus, durch welche der Bimetallstreifen
erwärmt wird.
2. Der Bimetallstreifen biegt sich durch und schließt die Glimmstrecke kurz. Damit wird die
Aufheizung
fheizung der beiden Lampenelektroden ermöglicht.
3. Gleichzeitig hört die Glimmentladung auf, der Bimetallstreifen kühlt sich ab und öffnet. Dadurch
wird der Heizkreis unterbrochen.
4. An der vorgeschalteten Drosselspule tritt eine Selbstinduktion (ca. 600V) auf und zündet die
Leuchtstofflampe.
Nach der Zündung der Leuchtstofflampe verdampft das Quecksilber und die Glimmentladung in der
Edelgasatmosphäre geht in die Quecksilberdampfentladung über. Im Betrieb liegt der Starter parallel zur
Lampe, die Brennspannungg der Lampe (ca. 110 – 120V) reicht nicht mehr zum Ansprechen des Starters
aus.
Die vorgeschaltete Drossel begrenzt bei Wechselstrombetrieb die Stromstärke in der Leuchtstofflampe.
Bei Gleichstrombetrieb sind hingegen entsprechende Vorwiderstände notwendig.
notwendi
Durch die Verwendung eines elektronischen Vorschaltgerätes kann die Wirtschaftlichkeit der
Leuchtstoffanlage um ca. 20% erhöht werden. Das elektronische Vorschaltgerät arbeitet mit einer
Frequenz von ungefähr 35kHz – das herkömmliche Vorschaltgerät (Drosselspule)
(Dr
wird nicht mehr
benötigt. Durch den hohen Anschaffungspreis ist zurzeit erst Wirtschaftlichkeit gegeben, wenn die
Lichtquelle mehr als 2500 Stunden pro Jahr in Betrieb ist, das entspricht einer Einschaltdauer von fast 7h
an 365 Tagen.
Vorteile elektronischer Vorschaltgeräte:
• Wirtschaftliche Beleuchtungsanlage
• Leuchtstofflampen zünden sofort und flackerfrei
• Kein Brummen
• Kein stroboskopischer Effekt
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Werkstätten
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WIW
WEPT/WLA
ET/EL/CW
Lampengrundschaltungen
Schaltpläne
Ausschaltung 1-polig
Schaltzeichen:
Wirkschaltplan
N
PE
L
Q1
E1
Installationsplan
3
4
Stromlaufplan
3
L
3
Q1
E1
N
Ausschaltung 2-polig
Schaltzeichen:
Wirkschaltplan
N
PE
L
Q1
E1
Installationsplan
3
5
Stromlaufplan
3
L
Q1
4
3
E1
N
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Werkstätten
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WIW
WEPT/WLA
ET/EL/CW
Lampengrundschaltungen
Schaltpläne
Serienschaltung
Schaltzeichen:
Wirkschaltplan
N
PE
L
Q1
E1
E2
Installationsplan
3
4
Stromlaufplan
3
L
Q1
3
3
E1
E2
N
Wechselschaltung
Schaltzeichen:
Wirkschaltplan
N
PE
L
Q1
Q2
E1
Stromlaufplan
L
Installationsplan
3
4
3
Q1
3
3
Q2
E1
N
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Werkstätten
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WEPT/WLA
ET/EL/CW
Lampengrundschaltungen
Schaltpläne
Kreuzschaltung
Schaltzeichen:
Wirkschaltplan
N
PE
L
Q1
Q3
Q2
E1
Stromlaufplan
L
Q1
Installationsplan
3
4
4
3
Q2
3
4
3
Q3
E1
N
Stromstoßschaltung
Schaltzeichen:
Stromlaufplan
Hauptstromkreis
K1
E1
Steuerstromkreis
L
S1
N
K1
3
Installationsplan
3
4
3
4
2
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3
4
2
2
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Werkstätten
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WEPT/WLA
ET/EL/CW
Lampengrundschaltungen
Schaltpläne
Treppenhausbeleuchtung
Schaltzeichen:
t
S1
S1
E1
E1
S2
S2
E2
E2
S3
S3
E3
E3
Dauerlicht
K1
Dauerlicht
K1
N
L
L
N
4-Drahtschaltung
3-Drahtschaltung
Achtung: Dies ist nur ein Prinzipschaltbild, bei der Montage das Schaltbild am Gerät bzw. am beigelegten Schaltplan beachten!
Installationsplan
t
Leuchtstofflampenschaltungen
230V~
230V~
Vorschaltgerät
Vorschaltgerät
Kondensator
Drossel
Drossel
Leuchtstofflampe
Leuchtstofflampe
Starter
Starter
induktive
Einzelschaltung
kapazitive
Einzelschaltung
230V~
Vorschaltgerät
Vorschaltgerät
Kondensator
Drossel
Drossel
Leuchtstofflampe
Leuchtstofflampe
Starter
Starter
Duo-Schaltung
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Werkstätten
Abteilung
WIW
WEPT/WLA
ET/EL/CW
Lampengrundschaltungen
Installationsübungen
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Installations-Übung 2
2
1
Rev.:
Installations-Übung 1
2
2
1
1 t
1
2
1
1
1
1
2
2
3
3
1
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Lampengrundschaltungen
2 t
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E_Dokumentenvorlage_mehrseitig.dot
Installations-Übung 3
2
1
1
2L
1
2R
1
1
2
3
1
Installations-Übung 4
Installationsübungen
3
WEPT/WLA
ET/EL/CW
3
WIW
2
Werkstätten
Abteilung
2
Abteilung
2
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Werkstätten
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WEPT/WLA
ET/EL/CW
Löten
Löten
Allgemeines
In der Elektronik verwendet man das Verfahren der Weichlötung. Zwei oxydfreie Metallteile werden über
den Schmelzpunkt des Lotes (Lötzinn), jedoch unter ihrem eigenen Schmelzpunkt erhitzt. Das Lot wird
flüssig und bei der Abkühlung erstarrt es. Es erfolgt eine
eine Verbindung der beiden Metallteile.
Lötzinn
Besteht aus einer Blei-Zinnlegierung,
Zinnlegierung, deren Mischverhältnis von 50:50 bis 10:90 reichen kann. Als
Standard wird eine Legierung, bestehend aus 60% Zinn und 40% Blei verwendet, deren
Schmelztemperatur zwischen 200° - 300°C liegt. Im Elektroniklötzinn ist üblicherweise ein Flussmittel
(Röhrenlötzinn) enthalten, dessen Aufgabe die Reinigung der Metalloberflächen und die Herabsetzung der
Oberflächenspannung des Lotes ist.
Lötspitze
Reine Kupferspitzen werden heutzutage
utage kaum mehr verwendet, es kommen Dauerlötspitzen zur
Anwendung (vergütete Lötspitzen). Dies sind Kupferspitzen, welche auf galvanischem Weg mit einer
dünnen Eisenschicht plattiert sind. Eine Chromschicht dient als Korrosionsschutz, wodurch die Bildung
einer verzunderten Oxydschicht zwischen Lötspitze und Heizelement verhindert wird. Eine Nickelschicht
an der vordersten Lötspitze erleichtert den Lötvorgang, kein „Auswaschen“ der Spitze wie bei reinen
Kupferspitzen.
Pflege: Lötkolben mit Dauerlötspitze keinesfalls
keinesfalls vor dem Ablegen reinigen, da das Restlot die
Oxidbildung an der Lötbahn verhindert. Dauerlötspitzen sollten immer mit Lot benetzt bleiben, da sie
sonst leicht passiv werden und das Lot nicht mehr gut annehmen. Ist dies der Fall, können sie mit
Flussmittel
ussmittel und Lot wieder aktiviert werden. Dazu etwas Lötdraht mit Flussmittelseele um die kalte
Lötspitze wickeln und anschließend aufheizen. Vor der Lötung sollte die Spitze durch Abstreifen an einem
Silikongummi oder einem feuchten Schwamm (Tuch) gereinigt
gereinigt werden. Keine Reinigung der Lötspitze
nach Beendigung der Arbeiten, Spitze verzinnen und abschalten.
Lötvorgang
Der Lötvorgang hat drei Phasen: Benetzen, Fließen, Binden.
Die Lötspitze wird mit dem (feuchten) Schwamm gereinigt, anschließend mit etwas frischem Lötzinn
vorverzinnt. Dies hat den Sinn, dass eine bessere Wärmeleitung zustande kommt. Danach werden
gleichzeitig und gleichmäßig die zu verbindenden Teile erwärmt. Dabei wird Lötzinn zugeführt, bis beide
Teile satt umflossen sind. Das im Lötzinn enthaltene Flussmittel überflutet die Lötstelle, gibt Abietinsäure
frei und vernichtet die Oxyde. Das schmelzende Zinn verteilt sich gleichmäßig über die Lötstelle. Es
entsteht eine oberflächliche Legierung, da das Lot in die feinsten Poren des Metalls eindringt.
ei
Das Lötzinn
wird mit den erwärmten Bauteilen geschmolzen, nicht mit dem Lötkolben direkt. Dadurch ist
gewährleistet, dass die zu verlötenden Teile auch eine genügend hohe Temperatur besitzen. Anschließend
ist die Lötspitze sofort zu entfernen, damit
damit das Zinn nicht überhitzt wird. Beim Erstarren des Lötzinns
findet
der
Verbindungsprozess
statt.
Eine
gute
Lötstelle
hat
einen
Übergangs
widerstand von 30 – 40 µΩ.. Der Lötvorgang selbst sollte 2 – 3 Sekunden nicht überschreiten.
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Werkstätten
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WEPT/WLA
ET/EL/CW
Löten
Fehlerquellen
Ein Fehler
hler beim Löten entsteht durch das Bewegen der zu verbindenden Teile während des Abkühlens. Es
entsteht eine graue brüchige, sogenannte „kalte“ Lötstelle. Wird der Kolben zu kurz an die Lötstelle
gehalten, werden Lötösen nicht durchgelötet, das Zinn zerfließt
zerfließt nicht, sondern liegt kugelig auf der
Lötstelle. Auch das Überhitzen einer Lötstelle ist zu vermeiden, da das Zinn Schlacken bildet und Bauteile
zerstört (auch durch Überhitzen des Bauteiles).
Beim Einlöten von Halbleiterbauelementen sollte man darauf achten,
achten, die Anschlussdrähte soweit wie
möglich von Gehäuse entfernt anzulöten. Das Gehäuse während des Lötens nicht anheizen. Niemals
Lötwasser oder Lötpasten (gilt auch für säurefreie Lötpasten) verwenden. Sie enthalten Säuren, die
elektronische Bauteile zerstören.
erstören. Um eine gute Lötstelle zu erhalten, werden z.B. Anschlussdrähte,
Buchsen etc. vorverzinnt.
richtig
falsch
falsch
Entlöten
Beim Entlöten gibt es verschiedene Verfahren, das Einfachste ist mit einer Entlötpumpe. Hier wird die
Lötstelle wieder erhitzt, bis das Lot flüssig ist, danach wird die Lötspitze von der Stelle entfernt und die
Lötpumpe wird auf die Lötstelle aufgesetzt und das flüssige Zinn abgesaugt. Das Vakuum wird mit Hilfe
einer Feder erzeugt. Weiters gibt es pneumatische Absauggeräte
Absauggeräte mittels Kontaktwärme oder Heißluft, und
Entlötlitzen (Entlötung über Kapillarwirkung).
Gefahren beim Löten
•
•
•
•
Flussmitteldämpfe sind gesundheitsschädlich. Bei täglichem, intensivem Umgang mit dem
Lötkolben ist eine Absaugen vorzusehen.
Nach dem Löten
öten sind die Hände sorgfältig zu waschen, da das Lötzinn Blei enthält und an den
Händen haftende Bleispuren über Lebensmittel in den Organismus gelangen können.
In Räumen, in denen gelötet wird, sollte weder gegessen noch getrunken werden.
Lötabfälle sind Sondermüll und gehören nicht in den Hausmüll.
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Werkstätten
Abteilung
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WEPT/WLA
ET/EL/CW
Durchgangsprüfer
Schaltplan
Bestückungsplan
Anleitung
Legende
•
R1 = 1kΩ
R2 = 2,7kΩ
R3 = 2,7kΩ
R4 = 1kΩ
C1 = 100nF
C2 = 100nF
D1 = 1N4148
D2 = 1N4148
T1 = TFK214
T2 = TFK214
Die Schraubenlöcher einer Gehäuseschale mit Ø 3mm
aufbohren und mit dem Handsenker ansenken.
•
Das Loch für den Summer in der anderen Gehäuseschale mit
Ø 3mm bohren (Platine einlegen und Position des Summers
markieren).
•
Die Kappen an der Gehäusespitze abschneiden.
•
Die Stiftkabelschuhe
St ftkabelschuhe auf die Messleitungen crimpen.
•
Die Messleitungen, den Batterieclip und den Summer einlöten.
•
Die Widerstände einlöten.
•
Den Summer aufkleben.
•
Die Kondensatoren einlöten.
•
Die Dioden einlöten (Polung beachten).
•
Die Transistoren einlöten (Polung beachten).
•
Kabelbi
Kabelbinder
als Zugentlastung anbringen.
•
Batterie anclippen
anclippe und Funktionstest.
•
Platine und Batterie einbauen.
•
Gehäuse verschrauben und Aufkleber montieren.
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Abteilung
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WEPT/WLA
ET/EL/CW
Schütz
Schütze sind elektromagnetisch betätigte Schalter. Sie haben meist drei Hauptkontakte
Haup
als Schließer und
mehrere Hilfskontakte, die als Öffner oder Schließer ausgeführt sein können. Die Schaltkontakte werden
durch die Magnetspule des Schützes betätigt. Je nach Nennstrom, Verwendungszweck und
Schalthäufigkeit gibt es viele verschiedene
verschied
Bauformen.
Mit Schützen werden sehr viele Steuerungsaufgaben gelöst, einfache Ausschaltungen ebenso wie
kompliziertere automatische Steuerungen und Überwachungen. Schütze werden mit einem kleinen Strom
gesteuert (Steuerstromkreis) und schalten damit einen
einen großen Strom (Hauptstromkreis). Als
Steuerstromkreis kann auch Kleinspannung (z.B. 24V) verwendet werden. Achtung auf die Angabe der
verwendeten Spulenspannung, welche am Schütz angegeben ist. Schütze sehen äußerlich gleich aus,
jedoch kann eine Spule für Kleinspannung eingebaut sein.
Typische Klemmenbezeichnungen:
Schütz oder Relais
Kurzbezeichnung K
Schütz
(linke Klemmenbezeichnung)
Relais
(rechte Klemmenbezeichnung)
1 13 3 23 5 33 13 43
43 53 21 61 31 71 53 83
1
43
3
21
5
31
13
53
13
53
23
61
33
71
43
83
44 54 22 62 32 72 54 84
2 14 4 24 6 34 14 44
44
2
22
4
32
6
54
14
54
14
62
24
72
34
84
44
Klemmenbezeichnung von Schützkontakten
Hauptkontakte (Leistungsteil):
1–2
3–4
5–6
Hilfskontakte (Steuerteil) werden durch zweiziffrige Zahlen bezeichnet:
Einerstelle = Funktionsziffer:
Öffner:
.1 - .2
Schließer:
.3 - .4
Wechsler:
.1 - .2 - .4
Spezielle Funktionen (Zeitverzögerung, Überstromauslöser....)
Öffner:
.5 - .6
Schließer:
.7 - .8
Wechsler:
.5 - .6 - .8
Zehnerstelle = Ordnungsziffer:
Zusammengehörige Anschlüsse eines Schaltgliedes haben die gleiche Ordnungsziffer.
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Schütz
Leistungsteil
(Hauptstromkreis)
1
3
Steuerspule
(Steuerstromkreis)
5
Steuerteil
(Steuerstromkreis)
A1
13
21
ev. weitere
Hilfskontakte
Handrückstellung
oder
95
97
96
98
95
96
2
4
6
1
3
5
2
4
6
A2
98
14
22
thermischer Überstromauslöser
Sonderformen von Spulen und Kontakten:
Relais mit
Abfallverzögerung
Relais mit
Anzugsverzögerung
57
67
55
58
68
56
Schließer, der beim
Schließen verzögert
Schließer, der beim
Öffnen verzögert
Öffner, der beim
Öffnen verzögert
Taster (Kurzkontaktgeber)
Betätigungsarten
Zweifachtaster
Ein - Aus
1
3
2
4
von Hand
Fussbetätigung
ρ
durch Druck
durch Drücken
durch mechanischen
Fühler
n
durch
Drehgeschwindigkeit
durch Ziehen
Notausschalter
durch Niveau, Pegel
durch Temperatur
elektromechanische
Betätigung
durch Drehen
ϑ
Anstelle von mechanisch betätigten Endtastern werden auch Näherungsschalter verwendet, die
berührungslos funktionieren, die BERO-Schalter.
Schalter.
BERO: Berührungsloser Endschalter, rückgekoppelter Oszillator
•
•
•
•
Induktive BERO schalten bei Annäherung an Metall.
Kapazitive BERO schalten bei der Annäherung von festen, flüssigen, leitenden und nichtleitenden
Materialien.
Opto-BERO senden einen Lichtstrahl aus, dessen Reflexion oder Unterbrechen ein Schalten
bewirkt.
Sonar-BERO senden ein Ultraschallsignal aus, dessen Reflexion oder Unterbrechen ein Schalten
bewirkt.
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