Räumliche Begrenzung von Störlichtbögen durch konstruktive Maßnahmen in Schränken

Gefährliche Auswirkungen reduzieren

Störlichtbögen können bei elektrischen Anlagen zur völligen Zerstörung führen und beim Menschen schwerste Verletzungen bis hin zum Tod verursachen. Mit passiven Störlichtbogenschutzsystemen lassen sich die schlimmsten Auswirkungen jedoch in vielen Fällen wirksam verhindern.

Sicher gegen Störlichtbögen mit dem System Unimes H von Hager. (Bild: Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG)

Sicher gegen Störlichtbögen mit dem System Unimes H von Hager. (Bild: Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG)

Laut der Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse (BG ETEM) haben sich in Deutschland im Meldejahr 2018 insgesamt 636 meldepflichtige Stromunfälle ereignet. Als potenzielle Gefahren für den Menschen sind hierbei in erster Linie die Körperdurchströmung sowie Gefährdungen durch Störlichtbögen zu nennen. Der Anteil der Stromunfälle mit Störlichtbögen liegt zwar bei relativ geringen fünf bis sechs Prozent. Die Auswirkungen solcher Unfälle können jedoch verheerend sein, da bei Störlichtbögen unter anderem großflächige Verbrennungen durch enorme Temperaturspitzen sowie schwerste Verletzungen durch heftige Explosionen auftreten können.

Technische Definition des Störlichtbogens

Bei einem Lichtbogen handelt es sich um eine elektrische Gasentladung mit hohem Strom zwischen zwei Elektroden. Dabei bildet sich zwischen zwei aktiven Leitern oder einem aktiven und einem passiven Leiter ein elektrisch leitfähiges Plasma, dessen Temperatur bis zu 20.000°C betragen kann. Dieser Temperaturanstieg erzeugt im Schrankinnern einen gewaltigen Druck, der durchaus mit dem einer Bombe vergleichbar ist. Tritt ein Lichtbogen nicht betriebsmäßig, sondern durch eine Störung auf, spricht man von einem Störlichtbogen. Ursachen für die Entstehung von Störlichtbögen sind meist Montagemängel, betriebsbedingte Fehler wie Überspannungen, mangelhafte Isolierungen, Verschmutzungen oder eine zu hohe Packdichte eingebauter Geräte. Aber auch Nagetierverbisse kommen als Auslöser in Frage.

Passive Schutzmaßnahmen

Generell sind zwei Arten des Störlichtbogenschutzes zu unterscheiden: der aktive und der passive. Der passive Schutz soll die Entstehung eines Lichtbogens verhindern, bzw. die Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines Störlichtbogens reduzieren. Tritt dennoch ein Störlichtbogen auf, soll dieser durch geeignete Maßnahmen auf den Entstehungsort begrenzt bleiben und benachbarte Funktionseinheiten und Räume einer Schaltanlage nicht beeinträchtigen. Als Schutzeinrichtungen werden hierzu beispielsweise Isolationsplatten eingesetzt. Bei passiven Störlichtbogenschutzsystemen 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 bzw. der Kurzschluss-Schutzeinrichtung kann die Folgen eines Störlichtbogens begrenzen. So können Leistungsschalter mit Nennströmen von 630A in einer sehr geringen Zeit von 30ms abschalten. Sinnvoll ist auch der Einsatz strombegrenzender Sicherungen, die ebenfalls sehr schnell reagieren und so mögliche Folgen mindern.

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