Energiequellenklassen ES1, ES2 und ES3 nach IEC 62368-1

Energiequellenklassen sind die Einteilung, mit der IEC 62368-1 elektrische Energie nach ihrer Gefährlichkeit sortiert. Aus der Klasse folgt unmittelbar, wie viel zwischen der Quelle und einem Menschen stehen muss — gegenüber einem Laien bei ES1 nichts, bei ES2 eine Schutzmaßnahme, bei ES3 eine doppelte oder verstärkte.

Ausführliche Erklärung

Die drei Klassen und ihre Grenzwerte

Die Norm misst eine Energiequelle unter drei Bedingungen — im normalen Betrieb, im gestörten Betrieb und beim Ausfall eines einzelnen Bauteils — und ordnet sie danach ein. Unterhalb von einem Kilohertz gelten die folgenden allgemeinen Schwellen:

Neben der Spannung kennt die Norm eine Stromgrenze, und ein Gerät erfüllt die Klasse über eine der beiden — beide zugleich verlangt sie nicht. Deshalb kann eine hohe Spannung an einer stromschwachen Quelle anders eingestuft werden als dieselbe Spannung an einem Netzteil, das nachliefert.

Was aus der Klasse folgt

Die Klasse ist keine Beschreibung, sie ist eine Anforderung. Für die Personengruppe, die die Norm als Laien führt — jeder, der ein Gerät ohne Einweisung benutzt —, gilt:

Eine Schutzmaßnahme ist dabei nicht nur ein Blech. Die Norm kennt körperliche Maßnahmen wie Gehäuse und Abdeckungen, schaltungstechnische, die die Energie von vornherein begrenzen, und unterweisende — Warnhinweise und Anleitungen. Für Fachpersonal fällt die Anforderung niedriger aus, weil dort Wissen und Vorsicht als eigene Sicherung gelten.

Der Sprung von ES2 auf ES3 ist der eigentliche Einschnitt. Eine einzelne Maßnahme darf ausfallen — ein Gehäuse kann brechen, eine Isolierung altern. Ab ES3 verlangt die Norm deshalb zwei voneinander unabhängige Hürden, weil hier der erste Fehler bereits genügen würde.

Der Audiosonderfall in Anhang E

Für Geräte, die Audiosignale verstärken, setzt Anhang E der Norm eigene Schwellen an: Ein Audiosignal gilt bis 71 Volt Effektivwert als ES1, wo allgemein bereits bei 30 Volt Schluss wäre. Der Grund liegt in der Natur des Signals, das kurzzeitige Spitzen erreicht, ohne dauerhaft dort zu liegen. Die drei Audioschwellen und was aus ihnen für die Bauform der Klemme folgt, stehen bei der Lautsprecherleitung als Leistungsweg.

Praktisch fällt damit fast jede Wohnraumanlage unter ES1, und die offene Schraubklemme am Lautsprecher ist zulässig. Eine Linie der 100-Volt-Technik liegt oberhalb von 71 Volt und damit in ES2 — dort ist die berührungssichere, verriegelnde Bauform keine Vorliebe der Installationstechnik, sondern die Antwort auf eine Anforderung.

Warum die Norm so gebaut ist

IEC 62368-1 hat zum 20. Dezember 2020 die beiden Vorgängernormen abgelöst, nach denen Audio- und Videogeräte einerseits (IEC 60065) und Informationstechnik andererseits (IEC 60950-1) geprüft wurden. Der Zusammenschluss war überfällig, weil sich die Gerätewelten nicht mehr unterscheiden ließen: Ein Streaming-Verstärker ist beides.

Wichtiger als die Zusammenlegung ist der Methodenwechsel dahinter. Die alten Normen schrieben Bauteile und Abstände vor. IEC 62368-1 fragt stattdessen nach dem Weg der Energie und arbeitet dafür mit einer Kette aus drei Gliedern: Es gibt eine Energiequelle, es gibt einen Übertragungsmechanismus, über den die Energie den Menschen erreicht, und es gibt den Körperteil, der sie aufnimmt. Eine Schutzmaßnahme unterbricht dieses mittlere Glied. Wer die Kette einmal gesehen hat, versteht auch, warum Warnhinweise als Schutzmaßnahme zählen — sie greifen am Verhalten an, und das Verhalten ist Teil des Übertragungswegs.

Für die Planung hat der Wechsel eine Folge, die über die Sicherheit hinausgeht: Weil die Norm Grenzwerte statt Bauformen festlegt, gibt es selten die eine zulässige Lösung. Es gibt eine Einstufung, und daraus folgt, wie viel Schutz an dieser Stelle stehen muss.

Häufiges Missverständnis

„Unter 50 Volt ist ungefährlich." Der Satz ist im Handwerk verbreitet und verwechselt zwei Dinge. Die 50 Volt sind die Obergrenze von ES2, nicht die Grenze zur Ungefährlichkeit — was darunter liegt, kann noch immer ES2 sein und mindestens eine Schutzmaßnahme verlangen. Die untere Klasse endet bereits bei 30 Volt Effektivwert.

Ebenso schief: die Übertragung auf Audiosignale in die Gegenrichtung. Wer die 71 Volt aus Anhang E kennt, hält sie leicht für die allgemeine Grenze und schließt daraus, dass an einem Gerät bis 71 Volt nie etwas abgedeckt werden muss. Anhang E gilt für das verstärkte Audiosignal am Ausgang und für nichts sonst; die Netzseite desselben Geräts bleibt ES3.

Nicht zu verwechseln mit

• Schutzklassen I, II und III: Sie beschreiben, wie ein Gerät seinen Schutz gegen elektrischen Schlag aufbaut — über einen Schutzleiter, über verstärkte Isolierung oder über Kleinspannung. Die Energiequellenklasse beschreibt dagegen die Quelle selbst; sie ist die Frage, die vor der Antwort steht.
• Schutzkleinspannung SELV und PELV: Beide stammen aus der Errichtungsnormung für Anlagen und meinen Stromkreise im Gebäude. ES1 ist ein Ergebnis der Geräteprüfung und mit SELV nicht deckungsgleich, auch wenn die Zahlenwerte einander nahekommen.
• Schutzarten nach IP-Code: Sie beschreiben Fremdkörper- und Wasserschutz und sagen über die Energie im Inneren nichts aus.
• Leistungsquellenklassen PS1, PS2 und PS3: Dieselbe Norm stuft Leistungsquellen ein, allerdings mit Blick auf Brandgefahr und nicht auf den elektrischen Schlag. Die Kürzel sehen ähnlich aus und beantworten eine andere Frage.

In der Planung

Eine Beschallung über mehrere Räume, geplant für ein Landhaus mit Wohnbereich, Terrasse und einer Halle, die als Werkstatt und Partyraum dient. Zuerst steht die Konzeptfrage: Welche Bereiche brauchen einzeln regelbare Pegel, und wie weit liegen die Lautsprecher vom Verstärker entfernt?

Die Antwort bestimmt das Vorgehen, und an dieser Stelle wird die Einstufung planungswirksam. Wohnbereich und Terrasse bleiben bei niederohmiger Übertragung mit kurzen Wegen — das Signal liegt weit unter 71 Volt, damit in ES1, und die Anschlüsse dürfen offen bleiben. Die Halle mit ihren langen Wegen und vielen kleinen Lautsprechern läuft über eine 100-Volt-Linie, und damit ist die Klemme dort ES2. Berührungssichere, verriegelnde Steckverbinder sind ab hier gesetzt.

Erst zum Schluss kommen die Geräte, und die Reihenfolge zahlt sich aus: Der Verstärker für die Halle muss eine 100-Volt-Linie ausgeben können, die Lautsprecher brauchen Übertrager mit passenden Abgriffen, und die Anschlussdosen in der Halle müssen die Bauform aufnehmen. Wer diese Kette umgekehrt aufzieht und zuerst die Geräte aussucht, entdeckt die Anforderung an der Klemme, wenn die Leitungen schon liegen.

Verknüpfte Inhalte

Welche Anschlussbauform aus welcher Einstufung folgt, steht bei den Lautsprecheranschlüssen; die Audioschwellen aus Anhang E und ihre Herleitung stehen bei der Lautsprecherleitung als Leistungsweg. Warum Anlagen mit angehobener Spannung arbeiten und wo ihre Grenzen liegen, behandelt die 70-Volt-Technik. Was auf der Netzseite eines Geräts an Steckverbindern genormt ist, steht beim Kaltgeräteanschluss, und die Fragen an den Rohbau bündelt die Wissensseite zur Stromversorgung für AV-Systeme.

Quellen

Die Grenzwerte der drei Klassen, das Wahlrecht zwischen Spannungs- und Stromgrenze, die Zuordnung der Schutzmaßnahmen nach Personengruppe und das Ablösedatum der beiden Vorgängernormen folgen einem Fachpapier eines Bauteileherstellers. Die gesonderte Einstufung von Audiosignalen nach Anhang E ist über eine Antwortseite des Prüfhauses UL belegt, dieselbe Fundstelle, die bereits die Bestandsseite zur Lautsprecherleitung verwendet. Der Normtext von IEC 62368-1 ist kostenpflichtig und lag in keinem der bisherigen Läufe vor.