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Störlichtbogen in Schaltgerätekombinationen

31. Mai 2021 | Allgemein, Verteilerbau in der Praxis

In diesem Beitrag möchten wir auf das Thema Störlichtbogensicherheit eingehen.
Große Störlichtbogen können in Schaltgerätekombinationen mit Leistungsschaltern bzw. verzögerten Abschalteinrichtungen entstehen, da der Strom mehr als eine Halbwelle der Sinuswelle fließt und so die größtmögliche Energie besteht.

Es ist wichtig, bereits bei der Planung an einen Störlichtbogen-Schutz zu denken, um eine Zerstörung der Schaltgerätekombination und somit eine lange Ausfallzeit zu verhindern.
Ein weiterer Vorteil ist, dass bei Arbeiten an der Schaltgerätekombination ein guter Schutz geboten wird.

 

Die Funktion:

Wird ein Lichtbogen durch Wärme- und Lichtsensoren in der Schaltgerätekombination erkannt, löst eine Sprengladung aus, welche die Stromschienen mit Bolzen kurzschließt. Durch diesen Kurzschluss wird der Lichtbogen gelöscht.

 

Druckwelle:

Ein Störlichtbogen hat auch immer eine Druckwelle zur Folge. Daher werden bei großen Schaltgerätekombinationen Druckausgleichsklappen am Dach situiert. Diese werden bei einer Druckwelle nach oben abgesprengt.
Bei der Aufstellung der Anlage muss daher auf genügend Platz nach oben geachtet werden, damit diese Klappen ungehindert öffnen können.

Auch der Raum, in welchem die Schaltgerätekombination steht, muss einer solchen Druckwelle standhalten. Dazu gibt es eigene Druckklappen, die das sicherstellen.

 

Lichtbogenverhalten:

Der Störlichtbogen hat das Bestreben sich auszubreiten und aufgrund dieses Verhaltens wandert er über nichtisolierte Leiter durch die Niederspannungsanlage. Häufig ist ein Verhalten zu erkennen, dass der Störlichtbogen von der Stromquelle (Einspeisung) zur Lastseite läuft. Bei manchen Fehlern konnte man aber auch feststellen, dass der Lichtbogen auf die Einspeisung zugelaufen ist. Der Zündpunkt ist dabei ein maßgebliches Kriterium. Kommt der Lichtbogen an das Ende einer nichtisolierten Leiterstrecke, so verharrt er dort bis zum Abschalten der Stromquelle oder sucht sich ein anderes Potential mit dem der Störlichtbogen weiter brennen kann.  Kommt der Störlichtbogen zum Ende eines Sammelschienensystems, kann es vorkommen, dass er von dort auf ein geerdetes Teil der Niederspannungsschaltanlage zündet und ein Loch in die Außenhülle brennt. Der Weg des Störlichtbogens hängt vom inneren Aufbau einer Niederspannungsanlage und dem Gehäuse ab.

(Textquelle: https://www.rittal.com/imf/none/5_4397/Rittal_Whitepaper_Personen-_und_Anlagensicherheit_f%C3%BCr_Nie_5_4397/)

Normen & Vorschriften:

OVE E 8101-2019-01-01 Punkt 131.1 (Schutzanforderung Allgemein)

Laut Norm sind Personen, Nutztiere und Sachwerte vor Gefahren und Beschädigung durch Lichtbögen, Blendeffekte, außergewöhnliche Drücke und/oder giftige Gase zu schützen.

 

OVE E 8101-2019-01-01 Punkt 131.3 (Schutz gegen thermische Einflüsse)

Laut Norm muss die elektrische Anlage so errichtet werden, dass das Risiko der Beschädigung von Sachwerten oder der Entzündung von Materialien infolge hoher Temperatur oder eines elektrischen Lichtbogens möglichst gering zu halten. Zusätzlich darf während der bestimmungsgemäßen Nutzung der Verteileranlage für Personen und Nutztiere kein Risiko von Verbrennungen bestehen.

 

OVE E 8101-2019-01-01 Punkt 421.1 (Schutz gegen Brände, verursacht durch elektrische Betriebsmittel Allgemeine Anforderung)

Laut Norm sind Personen, Nutztiere und Sachwerte vor Schädigung oder Verletzung durch Wärme oder Brand, die von elektrischen Anlagen verursacht oder dadurch verbreitet werden können, zu schützen.
Unter den Anmerkungen sind auch Störlichtbögen enthalten!

 

OVE E 8101-2019-01-01 Punkt 729.NE.421.3 (Schutz bei Störlichtbögen)

Abgeschlossene elektrische Betriebsstätten sind so zu errichten, dass Personen infolge auftretender Störlichtbögen nicht gefährdet werden.

Dieses kann durch störlichtbogensichere Schaltanlagen (mit Eaton Minimalversion ARMS oder Eaton Maximalversion ARCON) oder durch entsprechende Raumgestaltung z.B. Ableitung des Druckes und heißer Gase nach oben, unten oder nach außen, erreicht werden. Wobei bei der Ableitung des Druckes, noch weitere Punkte beachtet werden müssen!

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ARMS-System

Eaton bietet bei Leitungsschaltern einen integrierten Schutz vor Störlichtbögen an. Mehr dazu auf:

Eaton-ARMS-System

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