Störlichtbögen wirkungsvoll verhindern

Sicherheitsvorkehrungen sind bereits in der Planungs- und Projektierungsphase zu berücksichtigen

Störlichtbögen können explosionsartig zerstörerische Kräfte freisetzen. Damit stellen sie eine große Gefahr für Menschen und Anlagen dar. Um teure Anlagenausfälle, Brände und Personenschäden zu verhindern, sind bereits bei der Planung und Projektierung geeignete Schutzmaßnahmen vorzusehen. Der folgende Beitrag gibt einen Überblick über die wichtigsten Auslöser von Störlichtbögen, die zu ergreifenden Schutzmaßnahmen sowie über die zu erfüllenden Kriterien geprüfter Anlagen.

 Beispiel für einen Störlichtbogen ohne Schutz (Bild: Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG)
Beispiel für einen Störlichtbogen ohne Schutz (Bild: Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG)

Pro Jahr sind in Deutschland etwa 250 Störlichtbogenunfälle zu verzeichnen, wobei rund 40 Prozent davon zu Schäden an der Anlage führen. Die häufigsten Ursachen für Störlichtbögen sind neben zu geringen Luft- und Kriechstrecken sowie Überspannungen häufig auch Fehler bei Montage, Wartung und Arbeiten an Anlagen unter Spannung. Weitere Auslöser sind eine zu hohe Packungsdichte der Geräte oder auch überlastete Sammelschienen.

Passive und aktive Schutzmaßnahmen

Oberstes Schutzziel bei der Planung und Projektierung einer Schaltanlage ist es, die Entstehung und das unkontrollierte Ausbreiten von Störlichtbögen zu verhindern. Dazu sind zwei Arten des Störlichtbogenschutzes geeignet: der aktive und der passive. Der passive Schutz soll die Entstehung eines Lichtbogens verhindern, beziehungsweise die Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines Störlichtbogens reduzieren. Der aktive Schutz bezieht sich auf einen bereits entstandenen Störlichtbogen. Dieser soll durch geeignete Maßnahmen auf den Entstehungsort begrenzt bleiben und benachbarte Funktionseinheiten und Räume einer Schaltanlage nicht beeinträchtigen. So stellt in der Planungs- und Projektierungsphase bereits die Wahl der inneren Unterteilung (Bauform 1, 2b und 4) bei der Auslegung der Anlage einen Anlagenschutz dar, da auf diese Weise innerhalb der Funktionsräume (Sammelschienenraum, Geräteraum und Kabelanschlussraum) das Eindringen fester Fremdkörper verhindert wird. Damit wird die Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines Störlichtbogens begrenzt und ein Ausbreiten in benachbarte Funktionseinheiten verhindert. Aber auch die geeignete Auswahl der Geräte beziehungsweise der Kurzschluss-Schutzeinrichtung kann die Folgen eines Störlichtbogens begrenzen. So schalten Leistungsschalter mit Nennströmen von 630A in einer sehr geringen Zeit von 30ms ab. Sinnvoll ist auch der Einsatz strombegrenzender Sicherungen, die ebenfalls sehr schnell reagieren und so mögliche Folgen mindern. Führende Hersteller bieten entsprechende Komponenten für einen hohen Anlagen- und Personenschutz an.

Sonderprüfungen unter Störlichtbogenbedingungen

Hager beispielsweise bietet für diese Aufgabe das bauartgeprüfte Hochstromsystem unimes H sowie ein umfangreiches Programm an Schutz- und Schaltgeräten. Eine zusätzliche Störlichtbogensicherheit von Niederspannungsanlagen wird durch das Absolvieren einer Sonderprüfung unter Störlichtbogenbedingungen nach IEC 61 641 bzw. VDE 0660 Teil 500 Beiblatt 2 dokumentiert. Wichtig: Diese Prüfung ist keine Bauartprüfung, sondern eine Sonderprüfung, die zwischen Anwender und Hersteller zu vereinbaren ist. Dabei erfolgt die Zündung eines Lichtbogens durch einen Zünddraht zwischen den Außenleitern an Punkten mit den höchsten Auswirkungen. Ziel ist es, die Auswirkungen eines Störlichtbogens sowohl hinsichtlich des Personenschutzes als auch hinsichtlich des Anlagenschutzes so klein wie möglich zu halten. Dies wird durch die Einhaltung verschiedener Prüfkriterien hinsichtlich des Personenschutzes und hinsichtlich des Anlagenschutzes sichergestellt.

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