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Sicherheit und Personenschutz

Lehrgang Klasse N · Technik · Lektion 11 von 23

Lektion 11 von 23 · Technik14 Prüfungsfragen

Darum geht es

Hochfrequenz und Netzspannung können gefährlich werden. Hier geht es um Störfestigkeit, den Schutz von Personen in der Nähe der Antenne und den sicheren Aufbau der Station.

Das lernst du: Störfestigkeit · Schutz von Personen · Sicherheit

Der Lernstoff

Elektrische Sicherheit, Akkus, Fahrzeug und Antennenbau

Gefährlich am Strom ist nicht die Spannung als Zahl, sondern der Strom, der durch den Körper FLIESST. Deshalb gibt es Schwellen, oberhalb derer eine Berührung lebensgefährlich werden kann: 50 V bei Wechselspannung, 120 V bei Gleichspannung. Dass Wechselspannung schon bei kleinerer Zahl gefährlicher ist, hat einen Grund: sie durchläuft fünfzig Perioden je Sekunde und wechselt dabei hundertmal die Richtung — das kann den Herzrhythmus aus dem Takt bringen. Aus dem Weg des Stroms folgt auch das Schadensbild, und es ist dreifach: die Durchströmung selbst (Verbrennungen, verkrampfte Muskeln, Herzrhythmusstörungen), der Störlichtbogen (eine Explosion aus Licht und geschmolzenem Metall, auch ohne Berührung) und der Sekundärunfall — der Sturz von der Leiter, weil man zurückschreckt. Und eine Regel, die Leben rettet: nach jedem Stromschlag zum Arzt, auch wenn man sich gut fühlt. Herzrhythmusstörungen und Kammerflimmern können noch viele Stunden später auftreten. Sicherungen sind der zweite Gedanke: sie schützen Leitung und Gerät, indem sie bei zu hohem Strom schmelzen. Also muss Ersatz denselben Stromwert UND dieselbe Auslösecharakteristik haben — eine stärkere Sicherung schützt nichts mehr, und eine Brücke aus Alufolie ist eine Brandstiftung. Akkus tragen viel Energie auf kleinem Raum; bei falscher Behandlung drohen Verbrennungen (Hitze, Brand), Verätzungen (Elektrolyt) und Vergiftungen (austretende Stoffe). Im Auto kommt eine Besonderheit hinzu: die Batterie hat nur 12 V, bei dieser Spannung droht keine Körperdurchströmung — aber sie kann einen sehr hohen Kurzschlussstrom liefern, und Lichtbogen, Knallgas und Elektrolyt treffen den Menschen trotzdem. Ein zu dünnes oder falsch abgesichertes Kabel wird deshalb zum Glühdraht — Lichtbogen und Fahrzeugbrand sind die reale Gefahr, nicht der Stromschlag. Beim Einbau gelten die Anweisungen des FAHRZEUGHERSTELLERS, denn er kennt Airbagleitungen und Steuergeräte; und das Antennenkabel wird nicht parallel zum Fahrzeugkabelbaum verlegt, damit sich Funk und Fahrzeugelektronik nicht gegenseitig beeinflussen. Funktechnisch gehört die Antenne in die Mitte des Metalldachs, weil sie dort ihr Gegengewicht rundum gleichmäßig hat. Und bei Außenantennen ist die eine Frage: was passiert, wenn sie umfällt? Nichts davon darf eine Energieversorgungsleitung berühren können.

Lebensgefahr ab50 V AC, 120 V DCWechselspannung ist schon bei kleinerer Zahl gefährlicher.
Größte GefährdungenDurchströmung, Störlichtbogen, SekundärunfallNicht das Auslösen der Sicherung.
Folgen der DurchströmungVerbrennungen, Muskelverkrampfungen, HerzrhythmusstörungenNicht Verbrühungen, nicht Muskelkater.
Nach einem Stromschlagimmer zum ArztKammerflimmern kann Stunden später auftreten.
Sicherung ersetzengleicher Stromwert, gleiche CharakteristikNie stärker, niemals überbrücken.
Gefahren bei AkkusVerbrennungen, Verätzungen, VergiftungenNicht bloß Leistungsverlust.
12-V-Kfz-BatterieLichtbogen und FahrzeugbrandBei 12 V droht kein Stromschlag durch den Körper — Lichtbogen, Knallgas, Säure und Brand gefährden Mensch und Fahrzeug trotzdem.
Einbau im KfzAnweisungen des Kfz-HerstellersSonst kann die Zulassung ungültig werden.
Antennenkabel im Kfznicht parallel zum KabelbaumMöglichst weit von der Fahrzeugverkabelung entfernt.
Beste Stelle für die AntenneMitte des MetalldachsGegengewicht rundum gleichmäßig.
Außenantennedarf keine Energieleitung erreichenAuch nicht umstürzend oder herabfallend.

Merken: 50 Volt Wechsel, 120 Volt Gleich — darüber kann Berühren tödlich sein. Nach jedem Stromschlag zum Arzt, auch wenn nichts wehtut. Sicherungen nur gleichwertig ersetzen. Im Auto ist nicht die Durchströmung die Gefahr, sondern der hohe Strom: Lichtbogen, Knallgas und Brand. Und eine Außenantenne darf im Umfallen keine Stromleitung erreichen.

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Schirmen, erden, saubere Aussendung

Hochfrequenz bleibt nicht von allein in der Leitung. Jeder Draht, jedes Gehäuseblech und jeder Schlitz kann als kleine Antenne wirken — und das gilt in beide Richtungen: Hochfrequenz tritt heraus, wo sie nicht soll, und Störungen kommen dort hinein. Daraus folgt die erste Regel ohne Umweg: Geräte, die Hochfrequenzströme führen, müssen möglichst gut GESCHIRMT sein, also in ein geschlossenes, leitendes Gehäuse. Eine Kunststoffabdeckung schützt vor Berührung, aber nicht vor Feldern; Kunststoff ist für Hochfrequenz durchsichtig. Die zweite Regel ergänzt die erste: ein Schirm wirkt nur, wenn er ein festes Bezugspotential hat, und zwar auf einem kurzen, niederinduktiven Weg. Darum eine gute HF-Erdung für alle Einrichtungen der Station — kurz und dick, nicht ein langer dünner Draht, der bei Hochfrequenz selbst zur Antenne wird. Und ausdrücklich nicht die Wasserleitung oder gar die Abwasserleitung des Hauses: die sind heute meist aus Kunststoff, sie sind kein definierter Erder, und eine Verbindung dorthin kann Hochfrequenz und Fehlerströme durch das ganze Gebäude tragen. Die dritte Regel betrifft das Signal selbst. Ein Sender darf nur das aussenden, was er soll; alles andere heißt unerwünschte Aussendung — Oberwellen, parasitäre Schwingungen, Selbsterregung. Das sind Fehler, keine Ziele; wer sie „maximieren“ oder eine Abschirmung „minimieren“ wollte, hätte die Frage rückwärts gelesen. Aus derselben Regel folgt die Arbeitsweise beim Abgleichen eines selbstgebauten Senders: dabei ist das Signal noch nicht sauber, also gehört es nicht in die Luft. Man schließt statt der Antenne einen Abschlusswiderstand an — einen Dummy Load — und setzt die Leistung dort in Wärme um. Halbe Leistung strahlt immer noch, und auf eine ISM-Frequenz auszuweichen wäre kein Amateurfunkbetrieb und stört andere genauso.

Geräte mit HF-Strömengut schirmenGeschlossenes leitendes Gehäuse.
Kunststoffabdeckungkein SchirmSchützt vor Berührung, nicht vor Feldern.
HF-Stufengut abschirmenDer wirksamste EMV-Griff.
Station optimierengute HF-Erdung für alle EinrichtungenKurz und niederinduktiv.
NiemalsWasser- oder AbwasserleitungKein definierter Erder, trägt Störungen ins Haus.
Ziel beim Sendenkeine unerwünschten AussendungenOberwellen und parasitäre Schwingungen sind Fehler.
AbgleichenAbschlusswiderstand statt AntenneDummy Load — die Leistung wird in Wärme umgesetzt.
Nicht ausreichendhalbe Leistung, ISM-FrequenzStrahlt weiterhin und stört weiterhin.

Merken: Hochfrequenz nimmt jeden Draht als Antenne — also schirmen und kurz erden. Kunststoff schirmt nicht, und die Wasserleitung ist keine Erde. Unerwünschte Aussendungen sind Fehler, die man vermeidet, und wer abgleicht, tut das am Dummy Load, nicht auf dem Band.

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Werkzeuge dazu

Eine Frage zum Ausprobieren

NK101In Bezug auf EMV sollten HF-Stufen ...ab Klasse N

  1. nur kapazitive Auskopplungen enthalten.
  2. in Kunststoff eingehüllt werden.
  3. eine besonders abgeschirmte Masseleitung erhalten.
  4. gut abgeschirmt werden.
Lösung und Erklärung zeigen
Richtig ist D: gut abgeschirmt werden.

Kniff: Frage bei jeder Antwort, ob sie das Feld einschließt. Eine Auskopplungsart und eine besonders behandelte Masseleitung sind Entscheidungen innerhalb der Stufe und halten kein Feld zurück, Kunststoff hält es auch nicht. Übrig bleibt das leitende Gehäuse um die Stufe herum.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • nur kapazitive Auskopplungen enthalten. – Die Art der Auskopplung ist eine Frage der Schaltungsauslegung. Ob kapazitiv oder induktiv ausgekoppelt wird, aus einer ungeschirmten Stufe tritt das Feld weiter aus.
  • in Kunststoff eingehüllt werden. – Kunststoff leitet nicht und ist damit kein Schirm; er isoliert, aber er hält keine Felder zurück.
  • eine besonders abgeschirmte Masseleitung erhalten. – Das Wort „abgeschirmt“ steht am falschen Ort. Abzuschirmen ist die Stufe; die Masseleitung soll kurz und niederinduktiv sein.

Mehr dazu: Schirmen, erden, saubere Aussendung

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Jeder Abschnitt einzeln – im Trainer als Lernrunde oder hier mit allen Lösungswegen.

Störfestigkeit

NK1 · 2 Fragen

Schutz von Personen

NK2 · 1 Fragen