Lebensgefahr

Störlichtbogen

Was ist ein Störlichtbogen, wie kann er entstehen und welche Gefahren ergeben sich?

Bei einem Lichtbogen handelt es sich um eine elektrische Gasentladung zwischen zwei Elektroden. Tritt dieser Lichtbogen nicht betriebsmäßig, sondern durch eine Störung auf, spricht man von einem Störlichtbogen. Bei diesem bildet sich dann zwischen den aktiven Leitern oder einem aktiven und einem passiven Leiter ein elektrisch leitfähiges Plasma, dessen Temperatur bei bis zu 20.000 °C liegen kann. Der Störlichtbogen kann eine Stromstärke von über 1000 Ampere aufweisen.

Ursachen:

Ursachen können Montagefehler wie z. B. Arbeiten an stromführenden Teilen, vergessenes Werkzeug oder das Nichteinhalten von Wartungen und Inspektionen sein. Weiter können es betriebsbedingte Fehler (z. B. Isolationsfehler, schlechte Kontaktierung, Kondenswasser), Überspannung, unzureichende Dimensionierung oder hohe Packungsdichte sein. Zuallerletzt sind auch Tiere eine mögliche Gefahr, bspw. ein Nagetierverbiss.

Auswirkungen:

Ein Störlichtbogen kann sowohl zum Brand als auch zur vollständigen Zerstörung einer Schaltanlage führen. Der Brand kann sich auf das Gebäude und angrenzende Gebäudeteile ausweiten. Wie das in der Realität aussehen kann, zeigen die nachfolgenden drei Bilder. Dabei ist zu sehen, wie sich innerhalb von Millisekunden die Explosion ausbreitet (20 ms, 60 ms, 300 ms).

Folgen:

Die Folgen können somit schwerwiegend sein. Nicht nur, dass eine neue Schaltanlage errichtet werden muss, sondern hinzu kommt der Stillstand der Produktion. Sind Personen betroffen, genauer gesagt Überlebende, so bedürfen diese meist intensiver ärztlicher Behandlung und Therapie.

Direkte Wirkung auf den Menschen:

Thermisch hohe Temperatur und heiße Partikel
Strahlung Lichtblitz und elektromagnetische Strahlung
Physisch Druckwelle, Schall und mechanische Kräfte
Toxisch Pyrolyse, giftige Gase und Metalldämpfe

Deshalb sollte es das oberste Schutzziel sein, einen Störlichtbogen zu verhindern und so nicht nur den Menschen zu schützen, sondern auch einen Produktionsausfall zu verhindern und hohe Ausfallkosten zu vermeiden.

Störlichtbogenschutzsystem

Arbeiten an unter Spannung stehenden Teilen in elektrischen Anlagen ist leider notwendig. Hierbei besteht die Gefahr, dass durch Kurzschluss, technische Defekte oder Fehlhandlungen ein Störlichtbogen entstehen kann. Im Film sehen Sie eindrucksvoll, was bei einem Kurzschluss im Standverteiler passiert.

Explosion im Standverteiler

Deshalb gibt es Energieverteilungssysteme wie z. B. unimes H von Hager. Dieses erfüllt höchste Sicherheitsanforderungen nach DIN EN 61439-1-2, durch klare Raumaufteilung der Anlage, passiven Störlichtbogenschutz durch innere Barrieren in Bauform 2-4, hohe Kurzschlussfestigkeiten bis 100 kA. unimes H wurde natürlich der Störlichtprüfung nach DIN VDE 0660, Teil 500, Beiblatt 2 unterzogen. Hier werden die Auswirkungen eines potenziellen Störlichtbogens in geschlossener Bauform geprüft und ausgewertet. Die Störlichtbogenprüfung dient als Nachweis des Personen- und Anlagenschutzes und macht unimes H zur sicheren Wahl bei der Verteilung hoher Betriebsströme.

Erweitertes Schutzsystem

Ein erweitertes Schutzsystem ist ein aktives Störlichtbogenschutzsystem. Das gewährleistet die notwendige extrem kurze Abschaltzeit einer Schaltanlage, um die verheerenden Auswirkungen eines Störlichtbogens stark zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Oberstes Schutzziel bei allen Maßnahmen ist hierbei die Personensicherheit und die Begrenzung der Auswirkungen auf die Funktionseinheiten und damit der Anlagenschutz.

Durch eine äußerst kurze Detektions- und darauf folgende Reaktionszeit des Systems beim Auftreten eines Störlichtbogens werden Personen sicher vor den Auswirkungen geschützt. Anlageschäden sowie deren fatale Folgen durch Ausfall und die daraus folgenden Kosten werden vermieden.

Die Anforderungen an das System stellt die IEC/TR 61641 und IEC/EN 61439-1, -2. Dabei gilt die Zusammenführung von konstruktiven Schutzmaßnahmen und Schutzmaßnahmen mit Störlichtbogenschutzsystem.

Anforderungen nach IEC/TR 61641, Edition 3

1. Störlichtbogenklassen, die die Schutzgrade zum Schutz gegen Störlichtbogen regeln:

  • Personenschutz
  • Beschädigung begrenzt auf einen Teil der Schaltgerätekombination
  • Schaltgerätekombination geeignet für eingeschränkten Betrieb

2. Zwei Niveaus für den Personenschutz:

  • Schaltgerätekombination in Bereichen, in denen der Zugang auf Fachkräfte begrenzt ist
  • Schaltgerätekombination in Bereichen, in denen der Zugang für Laien vorgesehen ist

3. Option der Isolierung aller aktiven Leiter, um die komplette Schaltgerätekombination zu einer störlichtbogenzündungsfreien Zone zu machen.

4. Störlichtbogenschutz von Front, Rückseite und Seite als Grundanforderung.

5. Minimalanforderungen an störlichtbogenzündungsfreien Zonen.

Aktives Störlichtbogenschutzsystem in der Praxis

Das aktive Störlichtbogenschutzsystem von Hager reagiert über Lichtsensoren sowie eine Stromüberwachung und ist in der Lage, Störlichtbögen in weniger als 5 ms zu löschen.

Arbeitgeber sind nach dem Arbeitsschutzgesetz und der Betriebsverordnung dazu verpflichtet, den Schutz vor Störlichtbogen bei der Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen.

Zurück zu Fachwissen

Icon zurück

Weitere Infos über spannende Themen aus der Elektrotechnik.

Broschüren

Icon Broschüren

Informationsmaterial für Sie und Ihre Kunden anfordern

Seminare

Icon Seminare

Kenntnisse erweitern – Wissensvorsprung schaffen

Newsletter

Icon Newsletter

Aktuelle Informationen über Lösungen und Produkte

Icon myHager-Portal

myHager

Mit der einmaligen Registrierung bei myHager erhalten Sie Zugriff auf exklusive Web Based Trainings und Lernprojekte.

Jetzt registrieren