Sicherheit

In Deutschland sind 230V Wechselspannung bei 50Hz üblich. Dies sind die Nennwerte, Schwankungen können aber sowohl bei der Spannungshöhe als auch bei der Frequenz auftreten.

Wikipedia: EN_50160

Durch einen elektrischen Schlag können Schädigungen bis hin zum Tod auftreten. Tödlich kann Wechselstrom ab einer Stärke von 50mA bereits innerhalb von einer Sekunde Einwirkdauer (Herzkammerflimmern) sein.

Neben primärer besteht bei einem Stromunfall ebenfalls die Gefahr einer sekundären Todesfolge, zum Beispiel durch Herzrhythmusstörungen, Brandverletzung, Sturz, Gasbildung oder Elektrolyse des Bluts, Perforation von Gewebe, …

Einen Stromschlag sollte man nicht auf die leichte Schulter nehmen - im Zweifel immer ins Krankenhaus zur Überwachung.

Wer mit 230V „basteln“ will, sollte zur eigenen Sicherheit Schutzmaßnahmen treffen. Diese werden im folgenden aufgelistet.

Eines der wichtigsten Utensilien für Arbeiten an 230V ist der Trenntransformator. Dieser hat die Aufgabe das Netz galvanisch zu trennen.

Die galvanische Trennung ist für einige Messungen unverzichtbar. Will man beispielsweise die Spannung nach einem Brückengleichrichter messen, kann man nicht einfach die Oszimasse an den Minus-Anschluss des Brückengleichrichters hängen. Ein Kurzschluss wäre die Folge, da die Oszimasse mit dem Schutzleiter (PE) und somit N verbunden ist. In diesem Falle hätte man eine der Dioden des Gleichrichters überbrückt. Ist das zu messende Gerät über einen Trenntransformator angeschlossen, ist die Verbindung über das Hausnetz aufgetrennt.

Ein Trenntransformator bietet keinen 100%-igen Schutz gegen Stromschlag. Lies und beachte die Sicherheitshinweise bei Wikipedia: Trenntransformator.

TIM 100 Trenntransformator

Der Fehlerstromschutzschalter (abgekürzt „FI“, englische Abkürzung “RCD”) ist eine Art intelligente Sicherung. Diese löst aus wenn erkannt wird das Strom „abhanden“ kommt. Differiert die Stromstärke zwischen hin- und rücklaufendem Leiter, kann die Ursache sein, dass Strom anderweitig (im schlimmsten Falle über einen Menschen) gegen Erde abfließt. Der Schutzschalter erkennt dies ab einer bestimmten Stromdifferenz (typische Werte sind 10 mA oder 30 mA für den Personenschutz und 300 mA, wenn es nur auf Brandschutz ankommt) und schaltet den Stromkreis ab.

elabo Labornetzteil mit NFI-Schutzschalter

Es ist immer eine gute Idee einen „alles Aus“ Schalter in Griffweite zu haben. Tritt eine unvorhergesehene kritische Situation auf, lässt sich somit schnell alles stromlos schalten. Der Not-Aus sollte dabei Phase UND Neutralleiter trennen. Dabei sollte ein nachgeschaltetes Schütz/Relais die Trennfunktion übernehmen, da die Schaltkontakte der NOT-Aus-Schalter nicht die nötige Kurzschlussfestigkeit aufweisen. Ebenfalls sollte die steuerseitige Not-Aus-Schaltung mit Schließern, also Relais welche im stromlosen Zustand N.O. (normal open) sind, realisiert werden um eine Drahtbruchsicherheit sicherzustellen.

elabo Labornetzteil mit Not-Aus-Taster

Vor dem Messen sind die verwendeten Leitungen auf Brüche, Risse, Abschürfungen sowie die Anschlüsse und Einstellungen am Messgerät zu prüfen.

Empfehlenswert ist zunächst eine Vergleichsmessung an „bekannten“ 230 V, z. B. wenn Spannungsfreiheit geprüft werden soll.

Werden nicht zu unrecht oft als „Lügenstift“ bezeichnet. Eine zuverlässige Messung auf Spannungsfreiheit kann damit nicht erfolgen, da beide „Falschfälle“ (Indikation bei Spannungsfreiheit, keine Indikation beim Vorhandensein von Spannung) möglich sind.

Ferner kann ein Defekt von Widerstand, Glimmlampe oder auch eingedrungenes Wasser zu Stromunfällen führen.

Die Nennspannung von 230 V ist der so genannte Effektivwert, d. h. die Wechselspannung, die an einem Widerstand die gleiche Leistung umsetzt wie eine betragsgleiche Gleichspannung. Der Spitzenwert der Sinuskurve erreicht dabei das √2-fache dieses Werts. Wenn man eine Wechselspannung gleichrichtet und durch einen Kondensator glättet, lädt dieser sich auf diesen Spitzenwert auf:

230 · √2 = 325V DC

Dazu kommt dann noch die Spannungstoleranz von ±10 %, sodass am Ladekondensator im Normalbetrieb mit einer Spannung von maximal ca. 360 V gerechnet werden sollte. Typische Spannungsfestigkeiten von Kondensatoren in z.B. primärgetakteten Schaltnetzteilen sind 450 V oder 600 V. Zusätzlich sollte ein entsprechender Überspannungsschutz (Varistoren) vorgeschaltet werden.

Zum Löten wird in den meisten Fällen ein elektrischer Lötkolben, eine Lötstation oder eine Heißluft-Lötstation verwendet. Die Temperatur an der Lötkolbenspitze beträgt, je nach der Bauart des Lötkolbens, 250 Grad bis 400 Grad Celsius.

• Auf die Verbrennungsgefahr ist besonders hinzuweisen. (Heiße Metall- und Lötmittelteile)
• Beim Löten entstehen gesundheitsschädliche Lot- und Flussmitteldämpfe.
• Beim Ablegen des Lötkolbens besteht die Gefahr, dass der heiße Kolben die elektrische Zuleitung verschmort.
• Wenn leicht entzündbares Material dem heißen Lötkolben zu nahe kommt, kann es zu offenem Feuer kommen.
• Seit 2006 ist kein Bleianteil im Lötzinn mehr erlaubt. Blei ist gesundheitsschädlich und darf niemals in den Mund genommen werden. Im Handel angebotener Lötdraht Sn63 Pb35,6 Ag1,4 enthält 35,6% Blei.

Beim Löten besteht erhöhte Brandgefahr!

Bei Verwendung elektrischer Lötkolben oder Lötstationen

• muss vor Inbetriebnahme die Zuleitung auf schadhafte Stellen überprüft werden
• sollte möglichst ein temperaturgeregelter Lötkolben verwendet werden
• immer ein geeigneter Lötkolbenhalter verwendet werden
  • Standsichere, feuerfeste Geräteablage benutzen
• Weichlote nicht überhitzen
• nach Möglichkeit bleifreien Lötdraht verwenden (z.B. Bleifreier Lötdraht mit Silberanteil: Sn96 Ag4 mit F-SW34-Schmelzpunkt: 221°C)
• während des Lötens ausreichend lüften
• nach dem Löten gründlich die Hände waschen

• Defekte Lötgeräte nicht benutzen und sofort dem Bereichsleiter melden
• Gerät sofort abschalten und vom Stromkreis trennen
• Im Brandfall Löschversuch unternehmen

• Gefahr von schweren Schnitt- und Stichverletzungen
• Gefahr durch stumpfe Messer (Cutter-Messer), Skalpellen oder Seitenschneidern
• Biogefährdung durch verunreinigte (Messer-)Schneiden

• Arbeiten Sie nur mit scharfen Messern (Cutter-Messern) und Skalpellen
• Legen Sie die Messer, Skalpelle und Seitenschneider nur an vorbestimmten Plätzen ab
• Stecken Sie Messer, Skalpelle oder Seitenschneider niemals in die Tasche der Hose, Jacke oder des Kittels
• Bewahren Sie die Messer, Skalpelle und Seitenschneider immer in Schubladen, Haltern oder Regalen auf
• Versuchen Sie niemals, herabfallende Messer aufzufangen
• Wer mit einem Messer, Skalpell oder Seitenschneider arbeitet, der muss sich konzentrieren. Gespräche oder Zurufe lenken ab und können ungewollte reflexartige Reaktionen auslösen.
• Ein ausreichender Abstand zu den benachbarten Arbeitsplätzen muss eingehalten werden, damit keine Verletzungen durch z. B. plötzliche Drehbewegungen entstehen können
• Laufen Sie niemals mit einem ungeschützten Messer, Skalpell oder Seitenschneider in der Hand

Bei Schäden an den Messern, Skalpellen oder Seitenschneidern oder bei sonstigen Störungen, den Bereichsleiter informieren.

Bei unsachgemäßer Behandlung aber auch bei plötzlich auftretenden Defekten können Lithiumbatterien Brände auslösen. Dabei werden besonders hohe Temperaturen erreicht, die zu großen Schäden in der Umgebung führen können.

• Brand (häufigste Gefahr)
• Elektrische Gefahr: Kurzschluss
• Chemische Gefahr: Auslaufen ätzender bzw. korrosiver Flüssigkeiten

Der gefürchtete thermal runaway beginnt mit Ausgasen der Batterie und führt im Anschluss zu einem Brand.

Auslöser können sein:

• Mechanische Belastungen
• Elektrische Fehler
• Thermische Einwirkungen
• Ist der Ladezustand der Batterie gering (unter 30 % SOC), findet nur das Ausgasen statt. Doch können diese Gase explosive Gemische bilden, die verzögert reagieren.

Ab einem Aufenthalt von mehr als 24 Stunden wird von einer Lagerung gesprochen. Zur sicheren Bereitstellung und Lagerung von Lithiumbatterien in Produktions- und Lagerbereichen gibt es ein Merkblatt des Verbandes der Schadensversicherer VdS 3103 : 2019-06 (03). Hier werden die Batterien nach Lithiumgehalt, Gewicht und Leistung in drei Kategorien eingeteilt.

• Kurzschlüsse der Batterien müssen jederzeit auch bei Lagerung und Transport sicher vermieden werden, z.B. durch Pole abkleben oder einzeln verpacken in Kunststoffbeutel.
• Ladestationen sind außerhalb von Lagern einzurichten.
• Defekte Batterien sind vor dem Transport im Freien in Quarantäne unterzubringen. Anweisungen werden dazu vom Hersteller gegeben (z.B. 48h in Quarantäne gestellt).

Weiterführende Informationen unter VdS 3103 : 2019-06 (03) und Elektronik Kompendium - Lithium-Ionen-Akkus