Brandschutzschalter 5SM6

SENTRON Technik-Fibel Brandschutzschalter 5SM6 IE C  60 364-4-42 C E N ELE C H D 6 03 6 4 -4 -4 2 IEC D IN  V DE  0100-42 0 IE C  6 0 3 64- 4- 4 2

Vorwort Ob Schützen, Schalten, Messen oder Überwachen – die Komponenten   für die Niederspannungs-Energieverteilung von Siemens bieten Ihnen   für alle Anwendungen der elektrischen Installationstechnik das passende  Gerät. Ob für industrielle Anwendungen, Infrastruktur oder Gebäude,   sie garantieren ein Höchstmaß an Flexibilität, Komfort und Sicherheit.   So haben Sie den gesamten Stromkreis sicher im Griff. Die seit vielen Jahren bewährten Schutzeinrichtungen wie Sicherungen,  Leitungsschutzschalter und Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind nicht  dafür geeignet, Fehlerlichtbögen zu detektieren, insbesondere wenn   diese im Fehlerfall durch eine Impedanz begrenzt werden. Diese Schutz-  lücke wird nun durch dem Brandschutzschalter 5SM6 (engl.: 5SM6 arc-fault  detection units/ AFD units) geschlossen. Der Brandschutzschalter 5SM6  erkennt Fehlerlichtbögen, die bei seriellen Schadstellen und unsicheren  Kontakten oder auch als Folge von Isolationsfehlern zwischen aktiven Leitern  untereinander oder gegen den Schutzleiter entstehen können. Damit wird   ein sehr wirksamer Beitrag zur Vermeidung von elektrisch gezündeten  Bränden geboten.  Mit dieser Fibel erläutern wir neben physikalischen Eigenschaften von   Lichtbögen insbesondere den Aufbau und die Wirkungsweise des  Brandschutzschalters. Die Vorstellung der Geräteausführungen und die  Anwendungsbeispiele sollen die Auswahl und den korrekten Einsatz   dieses Gerätes erleichtern. 

1 Einführung  6 2  Brandstatistiken und Brandursachen  6  3 Schutzeinrichtungen  14   3.1  Fehlerlichtbögen und eingeführte Schutzeinrichtungen  14   3.2  Das erweiterte Schutzkonzept  16 4  Zünd- und Brennbedingungen des Lichtbogens  17 5  Konkrete Beispiele von Fehlersituationen     mit seriellen Lichtbögen  19    5.1  Fehlersituation Bereich bis 3 A Lichtbogenstrom  20   5.2  Fehlersituation Bereich von 3 A bis 10 A Lichtbogenstrom  22   5.3  Fehlersituation über 10 A Lichtbogenstrom  24   5.4  Einfluss des Laststroms auf Brandentstehung  24 6  Fehlersituation mit parallelen Fehlerlichtbögen  27    6.1  Grundsätzliche Betrachtung  27   6.2  Abschaltverhalten von Überstrom-Schutzeinrichtungen  28   6.3 Bewertung  30 7  Erkennung der Fehlerlichtbögen  31    7.1  Prinzipieller Aufbau des Brandschutzschalters 5SM6  31   7.2  Erfassung serieller Fehlerlichtbögen  32   7.3  Erfassung paralleler Fehlerlichtbögen  33   7.4  Vermeidung unerwünschter Auslösungen  34 Inhalt

8  Normen und Anforderungen an Brandschutzschalter  38    8.1  Allgemeine Grundsätze  38   8.2 Produktnorm  38   8.3 Errichtungsbestimmungen  40 9  Produktbeschreibung des Brandschutzschalters 5SM6  43   9.1 Produktausführungen  43   9.2  Allgemeine Eigenschaften  45   9.3  Besondere Eigenschaften  46 10 Ratgeber  49   10.1  Installation des Brandschutzschalters  49   10.2  Vorgehen nach Auslösung des Brandschutzschalters  49 11 Anwendungsbeispiele  52 12  Quellenangaben und Literaturhinweise  53 13  Abbildungs- und Tabellenverzeichnis  54

6 Einführung 1. Einführung Fehlerlichtbogenerkennung hat bereits eine langjährige Vorgeschichte in den USA.  Erste Patente dazu resultieren aus dem Jahre 1983. In den 90er Jahren wurde ein  erheblicher Aufwand getrieben um geeignete Anforderungen zu definieren und  entsprechende Produkte zur Erkennung von Fehlerlichtbögen zu entwickeln. Seit  2001 erfolgte die schrittweise Einführung der AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter)  in den USA. Im Jahre 2005 wurde in die nationalen Errichtungsbestimmungen die  Forderung aufgenommen für Endstromkreise mit 15/ 20A in Schlafräumen AFCIs  einzusetzen. Seit 2008 ist diese Forderung auf den Schutz von Endstromkreisen   in allen Wohnräumen erweitert worden. 2.  Brandstatistiken und Brandursachen In Deutschland werden jedes Jahr ca. 200.000 Brandfälle registriert. Dadurch ent- stehen Schäden in Höhe von rund 6 Milliarden Euro. Noch schwerer wiegen   die ca. 60.000 Verletzten, davon ca. 6.000 Schwerverletzte und die 400 Toten,  von denen etwa 80% in Privatwohnungen ums Leben kamen. Besonders schwer-  wiegend ist die Tatsache, dass besonders viele Brandopfer nachts im Schlaf über- rascht werden und über 90% an den Folgen einer Rauchvergiftung sterben. Die  meisten Feuer beginnen mit einer Schwelphase in der sich die Räume schnell  mit Rauchgasen füllen. Diese Gase können bereits ab wenigen Atemzügen zur  Bewusstlosigkeit oder gar zum Tode führen. Seit vielen Jahren liegt der Anteil der Brände, die durch Elektrizität verursacht   werden, stabil bei ca. 33%. 2014 lag dieser Anteil beispielsweise bei 34% (siehe  Bild 1, Seite 8). Lässt man die nicht beeinflussbaren Ursachen wie Brandstiftung  und menschliches Fehlverhalten außer Acht, steigt der Anteil der elektrisch ver-  ursachten Brände sogar auf rund 50% an. Davon liegt die Brandursache dann   zu ca. 50% im Verbraucher und zu ca. 30% in der Installation. Die traurige Bilanz:  Circa 100 Menschen sterben jährlich durch elektrischen Strom.

7 Brandstatistiken und Brandursachen ca.  400 Menschen sterben jährlich  in Deutschland durch Brände  1) ca.  100 Menschen sterben jährlich  durch elektrischen Strom  2) rund  200.000 Brandfälle werden pro Jahr gemeldet  3) ca.  33% der Brände entstehen durch  Fehler in der Elektroinstallation  4) ca.  20% der Brände entstehen im gewerblichen Bereich  2) ca.  80% der Brände entstehen in Privathaushalten  2) 1)  GDV (2015) – Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. 2)  Stiftung Warentest 01/2013 3)  Statistisches Bundesamt (2011): Gesundheit – Todesursachen in Deutschland 2011 4)  IFS (2014): IFS Brandursachenstatistik 2013 Brandstatistiken

8 Interessant ist auch ein Blick auf die Mängelstatistik des VdS (VdS Schadenver- hütung GmbH) aus über 30.000 Betriebsprüfungen. Bild 2 zeigt die Aufteilung der  dabei festgestellten mehr als 150.000 Mängel. Da die Anlagen auch mehrfache  Mängel aufweisen, summieren sich diese auf über 100%. Brandstatistiken und Brandursachen Bild 1: Brandursachen in Deutschland 2014  Elektrizität  Überhitzung   Menschliches Fehlverhalten   Offenes Feuer  Selbstentzündung   Feuergefährliche Arbeiten   Brandstiftung  Explosion  Blitzschlag    Sonstiges / unbekannt 33% 9% 17% 4% 2% 3% 9% 2% 0,3% 21% Brandursachen

9   Technische Unterlagen nicht komplett / nicht vorhanden   Schutz gegen direktes Berühren nicht gewährleistet   Wand- und  Deckendurchführungen mangelhaft   Betriebsmittel beschädigt   Kabel- und Leitungsverlegung mangelhaft   Betriebsmittel unzureichend befestigt   Zubehör (Warn-, Sicherheits- und Bezeichnungsschilder, Aushänge,    Wartungsbuch, -geräte) fehlen / mangelhaft   Leiteranschlüsse und -verbindungen mangelhaft   Schutzleiter nicht einzeln lösbar, hat Verbindung zu N-Leiter   Beschriftungen, Kennzeichnungen der Stromkreise und elektrischer    Betriebsmittel fehlen / unvollständig   Sauberkeit der elektrischen Anlage unzureichend   Kabel- und Leitungseinführungen an elektrischen Betriebsmittel   mangelhaft   Überlast- und Kurzschlussschutzorgane fehlen / mangelhaft   Potenzialausgleich fehlt / mangelhaft   Schutz bei indirektem Berühren nicht gewährleistet Bild 2: VdS – Mängelstatistik in elektrischen Anlagen (2008) Mängelstatistik 26% 4% 19% 13% 13% 9% 11% 8% 7% 7% 6% 6% 5% 5% 4%

10 Bei einer Vielzahl der festgestellten Mängel, z. B. mangelhafte Leitungsverlegung  oder Wand-/ Deckendurchführung, können auch Fehlerlichtbögen, welche von  vorhandenen Schutzeinrichtungen nicht erfasst werden, zur Entstehung von  Bränden führen. Die für Deutschland gültigen Zahlen sind in ähnlicher Größen- ordnung auf andere europäische Länder übertragbar. Allerdings sind die Daten in unterschiedlicher Art erfasst und aufbereitet.  Ein Beispiel zur Brandstatistik zeigt das Bild 3. Hier können auch die festgestellten  Mängel wie Nagetierverbiss, lose Verbindungen, Alterung oder Beschädigung mit  Feuchtigkeit zur Brandentstehung durch Fehlerlichtbögen führen. Bild 3: Brandstatistik 2006; Absolute Anzahl: 1.860 Brände   Kurzschluss / Erdfehler   Lose Verbindungen  Überlast  Montagefehler  Sonstiges 65% 4% 4% 1% 26% Brandstatistiken und Brandursachen Finnland Aus den USA liegt eine weitere Untersuchung vor (siehe Bild 4), die sich detaillier- ter mit den in der Installation beobachteten Effekten beschäftigt, bevor die Brände  entstanden. Diesen Effekten lassen sich mögliche Ursachen und Arten von Fehler- lichtbögen zuordnen.

11 USA   Sicherung angesprochen  Sonstiges   Verlöschen des Lichts   Funken / Lichtbogen am Auslass   Radio-Empfang gestört   Glühlampen durchgebrannt   Verlangsamte Verbraucher   Auslösen einer Schutzvorrichtung   Gedimmtes Licht   Flackerndes Licht Bild 4: Beobachtungen vor Eintritt eines elektrischen verursachten Brandes  in den USA 27% 15% 2,3% 1,5% 4,6% 4,6% 2,3% 9,2% 10,8% 21,5%

12 Brandstatistiken und Brandursachen Die aus der Statistik ersichtlichen Fehlersituationen lassen sich durchaus auch  in der Praxis beobachten. Einige als häufi g erkannte Fehlerquellen (auch nicht  zulässige Ausführungen) in der elektrischen Installation oder auch nach der  Steckdose werden nachfolgend genannt. a) Beschädigte Leitungsisolierungen, z. B. durch Nägel, Schrauben oder Klammern b) Bei Leitungen mit zu engem Biegeradius besteht die Gefahr von Kabelbrüchen c) Bei einem Leitungsverlauf durch offene Türen und Fenster können beim    Schließen der Zimmertüren oder Fenster die Leitungen gequetscht werden,    so dass aufgrund der geschädigten Isolierung Fehlerlichtbögen entstehen   können d) Schädigung/ Alterung der Isolation durch Umwelteinfl üsse wie UV-Strahlen,    Temperatur, Feuchte, Gase e) Nagetierverbiss f)  Lose Kontakte, z. B. durch zu geringes Drehmoment g) Durch Krallenbefestigung beschädigte Leiter

13 Die Zahlen aus den Brandstatistiken, die beobachteten Mängel und die daraus  resultierenden Effekte begründen die Notwendigkeit, ein geeignetes Schutzgerät  wie den Brandschutzschalter zu entwickeln, um damit zur Reduzierung der Brände  durch Fehlerlichtbögen beizutragen. a)  Nägel oder Schrauben b)  zu enger Biegeradius c)  gequetschte Leitung a)  zu feste Klammern c)  gequetschte Leitung g)  durch Krallenbefestigung    beschädigte Leitung

14 Schutzeinrichtungen 3. Schutzeinrichtungen 3.1 Fehlerlichtbögen und eingeführte Schutzeinrichtungen Fehlerlichtbögen können in unterschiedlicher Art auftreten (siehe Bild 5).   Die unterschiedlichen Fehlerfälle in Bezug auf die Funktionsweise der ein-  geführten Schutzeinrichtungen (Fehlerstrom-Schutzeinrichtung, Überstrom-  Schutzeinrichtung) sollen hier betrachtet werden. Bild 5: Arten von Fehlerlichtbögen L N PE LAST a)  Parallele  Fehlerlichtbögen   Parallele Fehlerlichtbögen können z. B. durch Alterung des Isolationsmaterials    oder Präsenz von leitender Verschmutzung zwischen den Außenleitern verur-    sacht werden. Paralleler Fehlerlichtbogen zwischen Außenleiter (L) und Erdungsleiter (PE): Es fließt ein Strom über den Lichtbogen vom Außenleiter gegen PE. Eine in der  Anlage vorhandene Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit einem maximalen Be-  messungsdifferenzstrom von 300 mA kann hier zum Brandschutz eingesetzt  werden. Dies ist für bestimmte Bereiche (z. B. „feuergefährdete Betriebsstätten“)  sogar ausdrücklich gefordert. Überstrom-Schutzeinrichtungen schützen in  manchen Fällen nicht, da die Impedanzen im Fehlerkreis zu hoch sein können.  Dadurch lassen sich die Abschaltbedingungen mit den notwendig kurzen Zeiten  nicht erfüllen, um die Energie an der Schadstelle auf Werte zu begrenzen, die   eine Brandentstehung verhindern würden.

15 Paralleler Fehlerlichtbogen zwischen Außenleiter und Außen- oder   Neutralleiter: Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind hier nicht zum Schutz geeignet, da kein  Strom über PE oder Erde abfließt. Überlast- und Kurzschluss-Schutzeinrichtungen,  wie Leitungsschutzschalter, können hier nur bedingt schützen. Abhängig ist dies  von den Impedanzen im Fehlerkreis, inklusive dem Wert der Bogenspannung und  ob die Abschaltbedingungen bei solchen Strom-/ Zeitwerten erfüllt werden, um  die Energie an der Schadstelle auf Werte zu begrenzen, die eine Brandentstehung  verhindern würden. Insbesondere bei Fehlerstellen mit hohen Übergangswider- ständen oder bei Verwendung von Verlängerungsleitungen nach der Steckdose  begrenzen hohe Impedanzwerte die Stromhöhe und können die rechtzeitige  Abschaltung verhindern (siehe Kapitel 6, Seite 27 ff.). b)  Serieller Fehlerlichtbogen in einem aktiven Leiter:   Es fließt hier kein Strom gegen PE oder Erde und der Laststrom wird auf Grund     der Bogenspannung des Lichtbogens in Reihe mit der Nutzlast sogar noch ver-    ringert. Deshalb können Fehlerstrom- und Überstrom-Schutzeinrichtungen in     diesem Fehlerfall keinen Schutz bieten. Es bleibt also festzustellen, dass zumindest für den Fall eines seriellen Fehlerlicht- bogens kein Schutz besteht und für parallele Fehlerlichtbögen zwischen aktiven  Leitern eine Verbesserung des Schutzniveaus notwendig ist. Um diese Schutz-  lücken zu schließen wird das Siemens Schutzkonzept für die Niederspannungs-  Energieverteilung um den Brandschutzschalter 5SM6 erweitert.

16 Schutzeinrichtungen 3.2 Das erweiterte  Schutzkonzept zur Brandvermeidung Der Brandschutzschalter 5SM6 erweitert das aus Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen  und Überstrom-Schutzeinrichtungen bestehende Schutzkonzept zur Reduzierung  von elektrisch gezündeten Bränden und schließt die bisher vorhandene Schutz- lücke. Bild 6 zeigt die Situation für die einzelnen Fehlerfälle für Schutzeinrich- tungen nach IEC- bzw. EN-Standards (z. B. Deutschland). Die Eigenschaften von Lichtbögen, sowie die Funktion und Wirkungsweise des  Brandschutzschalters 5SM6 werden in den nächsten Kapiteln erläutert. Fehlerfall Seriell L N LAST LS Leitungsschutzschalter FI Fehlstrom-Schutzeinrichtung  AFD  Brandschutzschalter   Schutzvarianten LS Parallel (Phase-Neutral/Phase-Phase) LAST L L/ N Parallel (Phase-Schutzleiter) L N Bild 6: Fehlerfälle und zum Brandschutz  geeignete Schutzeinrichtungen FI oder FI/LS AFD LAST

17 Zünd- und Brennbedingungen des Lichtbogens 4.  Zünd- und Brennbedingungen des Lichtbogens An Fehlerstellen, die in Bewegung sind oder eine geringe Leitfähigkeit aufweisen,  können sogenannte „Kontakt-Lichtbögen“ (siehe Bild 7) durch direkte oder in-  direkte Kontaktierung von Metallteilen entstehen. Durch Bewegung (Vibration,  thermische Ausdehnung) der ursprünglich in direkter Berührung stehenden  Metallteile wird durch Lichtbögen und Erwärmung eine Schmelzbrücke gebildet.  Diese wird weiter erhitzt, wieder unterbrochen und es bilden sich kurzzeitig in-  stabile Lichtbögen. Es entstehen dadurch hohe Temperaturen an den Metallteilen  (Elektroden). Die Luft wird ionisiert und nach einem Verlöschen des Lichtbogens  im Nulldurchgang wird dieser erneut gezündet. Brennbare Materialien in der  Umgebung (z. B. Leitungsisolation) karbonisieren. Ist die Isolation zwischen zwei Leitern beschädigt, können sich über eine leitfähige  Isolationsstrecke parallele Fehlerlichtbögen auch ohne direkten Metallkontakt   bilden (siehe Bild 8, Seite 18).  Bei Materialien zwischen den Leitern können sich die Isolationseigenschaften  auf Grund von Alterung, chemischer, thermischer oder mechanischer Belastung  verringern. Auf Oberflächen, die durch Schmutz oder Kondensationswasser  kontaminiert sind, können Kriechströme entstehen. Diese und kurze Entladungen  können die Kunststoffe erhitzen und karbonisieren. Durch hohe Temperaturen  an der Fehlerstelle kann ein Teil des verkohlten Isoliermaterials verdampfen, die  Umgebung der Fehlerstelle stark erhitzen und einen stabilen Fehlerlichtbogen  zünden. Der verkohlte Pfad zwischen den elektrischen Leitern ermöglicht eine er- neute Nachzündung des Lichtbogens nach dem Stromnulldurchgang und weitere  Erhitzung bis zur Brandentstehung. Bild 7: Kontakt-Lichtbogen Metall Metall Metall Metall Metall Metall

18 Zünd- und Brennbedingungen des Lichtbogens Am Beispiel einer Engstelle in einer Leitung soll das Entstehen eines Brandes in  Folge eines seriellen Fehlerlichtbogens beschrieben werden. Durch den Stromfl uss  entstehen an der Engstelle erhöhte Temperaturen. Diese Temperaturerhöhung  führt beim heißen Kupfer zur Oxidation, was wiederum zu einer Widerstandser- höhung und noch höheren Temperaturen führt, bis hin zum Schmelzen des  Kupfers. Es kommt zur Gasbildung, insbesondere im Stromscheitelpunkt. Dadurch  entsteht zumindest kurzzeitig ein Luftspalt, bei dem es zur Lichtbogenbildung  kommt. In der Schadstelle wird die Isolierung karbonisiert. Über diese Strecke kann  ein stabiler Lichtbogen brennen und die dabei entstehenden Flammen können  zum Brand führen (siehe Bild 9). Bild 8: Lichtbogen über leitfähige Isolationsstrecke Bild 9: Brandentstehung durch serielle Lichtbögen Metall Metall Isolierung Halbleitendes Material (z. B. verkohltes PVC) Phase 1: Strom fl ießt durch beschädigte Leitung Phase 2: Engpass:  Leitung und  Isolierung  werden heiß Phase 3: bis ca. 1.250 °C Heißes Kupfer  oxidiert zu Kupfer- oxid, Isolierung  karbonisiert Phase 4: bis ca. 6.000 °C Kupfer schmilzt und  vergast kurzzeitig  (z. B. bei Sinus- scheitel) Phase 5: ca. 6.000 °C Stabiler Licht- bogen über  karbonisierte  Isolierung

19 Konkrete Beispiele von Fehlersituationen  mit seriellen Lichtbögen 5.  Konkrete Beispiele von Fehlersituationen    mit seriellen Lichtbögen Unter Laborbedingungen wurden Untersuchungen mit seriellen Lichtbögen mit  unterschiedlichen Belastungen bei der in Europa üblichen Spannung von 230 V  gegen Erde, sowie unter Verwendung des europaweit gebräuchlichsten Kabeltyps  NYM-J durchgeführt. Für die Betrachtung und Darstellung der Bedingungen sind  einige Begriffe zu defi nieren: a) Lichtbogen   Darunter versteht man eine leuchtende Entladung von Elektrizität über ein    isolierendes Medium, welche zusätzlich eine teilweise Verdampfung der    Elektroden bewirkt. In der Folge erzeugt dieser elektrische Lichtbogen ein    breitbandiges Hochfrequenzrauschen. b) Lichtbogenstabilität   Verhältnis der Lichtbogendauer zur Beobachtungszeit über 100 ms. Durch    die Nulldurchgänge der Wechselspannung ist die Lichtbogenstabilität immer   kleiner als 100%. c)  Glühen (Glühkontakt)   Eine Verbindung, die durch einen mangelhaften Kontakt im Stromfl uss das   Kontaktmaterial erhitzt und es zum Glühen bringt. Hierbei wird kein Hoch-   frequenzrauschen erzeugt und der Glühkontakt kann als eine serielle    Impedanz betrachtet werden. d)  Erste Flamme   Eine Flamme, die dauerhaft über 5 ms brennt e)  Signifi kante Flamme   Eine Flamme, die dauerhaft über 50 ms brennt  f)  Stabile Flamme   Eine Flamme, die dauerhaft über 500 ms brennt

20 5.1 Fehlersituation Bereich bis 3 A Lichtbogenstrom Der erste Graph (Energie) veranschaulicht die Entwicklung der Energie über die  Beobachtungszeit (siehe Bild 10). Es werden zwei Energiewerte dargestellt. Die  schwarze Kurve stellt die totale Energie (gesamte elektrische Energie) dar, die an  der Fehlerstelle hauptsächlich in Form von Hitze und Strahlung umgesetzt wird.  Die rote Kurve repräsentiert die Lichtbogenenergie. Die Differenz zwischen der  totalen Energie und der Lichtbogenenergie wird hauptsächlich durch das Glühen  verursacht. Die Entwicklung des Energieanstiegs kann in zwei Phasen aufgeteilt  werden. In der ersten Phase, der „Verkohlungsphase“ (gelber Bereich), ist es nicht möglich  einen stabilen Lichtbogen zu erzeugen, wenn die Fehlerstelle noch nicht verkohlt  ist. Kurze Lichtbögen entstehen nur, wenn der Abstand zwischen den Leiterenden  in der Fehlerstelle ausreichend klein ist, d. h. im Moment des Kontakts oder der  Unterbrechung. Durch die niedrige Lichtbogenstabilität (unterster Graph), ist   der Mittelwert der Leistung gering und die totale Energie steigt nur langsam an.   Während der Verkohlungsphase kann das Kabelmuster nicht entzündet werden,  jedoch findet eine stetige Verkohlung der PVC-Isolierung statt. In der zweiten Phase, der „Zündphase“ (roter Bereich), ist die Fehlerstelle aus-  reichend verkohlt und die Lichtbogenstabilität steigt schnell auf 80% an. Der   Lichtbogen wird sehr stabil und die Energie steigt schneller an, die Flammen-  bildung setzt ein (vorletzter Graph). Konkrete Beispiele von Fehlersituationen  mit seriellen Lichtbögen

21 Bild 10: Entwicklung des Lichtbogens am Beispiel 2 A / 230 V Verkohlung mit Glühen Zündphase 0 50 100 150 200 250 300 Zeit (s) 0 50 100 150 200 250 300 Zeit (s) 0 50 100 150 200 250 300 Zeit (s) 0 50 100 150 200 250 300 Zeit (s) Totale Energie Lichtbogenenergie Energie (J) Bogenspannung (V) Flammendetektion (S) Stabilität (%)

22 5.2 Fehlersituation Bereich von 3 A bis 10 A Lichtbogenstrom Auch bei diesen höheren Lichtbogenströmen lassen sich die Graphen in Ver-  kohlungs- und Zündphase unterteilen (siehe Bild 11). Auch hier ist in der ersten  Zeit die Stabilität des Lichtbogens sehr gering, da die Fehlerstelle noch nicht  verkohlt ist. Durch die niedrige Lichtbogenstabilität ist der Mittelwert der Leistung  gering und die totale Energie steigt nur langsam an, ohne dass das Kabelmuster  entzündet werden kann. Nach deutlich kürzerer Zeit, im Vergleich zu geringeren Strömen, ist die Fehler-  stelle ausreichend verkohlt und die Lichtbogenstabilität steigt schnell auf   über 90% an. Der Lichtbogen wird sehr stabil und die Energie steigt schneller   an. Nach einigen Sekunden kann die Isolierung der Hitze nicht mehr standhalten  und eine Flamme entsteht. Während des Tests liegt die Spannung des Lichtbogens bei sehr geringen Werten  von etwa 15 V bis 30 V. Dies ist typisch für einen Lichtbogen bei Niederspannung,  da ein serieller Lichtbogen nur entstehen kann wenn der Spalt zwischen den  beiden Leitern oder Elektroden sehr klein ist. Konkrete Beispiele von Fehlersituationen  mit seriellen Lichtbögen

23 Bild 11: Entwicklung des Lichtbogens am Beispiel 5 A / 230 V Verkohlung Zündphase 0 5 10 15 20 25 30 Zeit (s) 0 5 10 15 20 25 30 Zeit (s) 0 5 10 15 20 25 30 Zeit (s) 0 5 10 15 20 25 30 Zeit (s) Lichtbogen- energie Energie (J) Totale Energie Bogenspannung (V) Flammendetektion (S) Stabilität (%)

24 5.3 Fehlersituation über 10 A Lichtbogenstrom In diesem Bereich ist die Leistung des Lichtbogens so groß, dass Flammen sehr  schnell und ohne Verkohlung auftreten. Es zeigt sich, dass Lichtbögen mit hoher  Leistung nicht für eine effektive Verkohlung der Fehlerstelle geeignet sind. Die  Ursache dafür liegt am Verdampfen des verkohlten Materials, welches bereits  entstanden ist und dadurch die Bildung eines brauchbaren Kohlenstoffpfads verhindert. Des Weiteren sind diese seriellen Lichtbögen mit hoher Leistung in  der Lage, die beiden Kupferleiter wieder zusammen zu schweißen und so die  Fehlerstelle zu „heilen“. 5.4 Einfl uss des Laststroms  auf Brandentstehung Es wurden Untersuchungen bezüglich der Brandentstehung mit Lastströmen  im Bereich von 1 A bis 32 A durchgeführt. Die nachstehenden Bilder zeigen  jeweils Mittelwerte aus 100 Messungen. Bild 12: Energie bei der signifi kanten Flamme in Abhängigkeit des Laststroms Konkrete Beispiele von Fehlersituationen mit seriellen Lichtbögen 100 10 1 Energie (J) bei 50 ms Flamme Verfügbarer Laststrom (A) Totale EnergieLichtbogenenergie 100 1000 10000

25 Im unteren Bereich (unter 3 A) ist die gesamte elektrische Energie, die an der  Fehlerstelle hauptsächlich in Form von Hitze und Strahlung umgesetzt wird  und für das Erscheinen der signifi kanten Flamme aufgewendet werden muss,  zwei- bis dreimal höher ist als die durch den Lichtbogen freigesetzte Energie.  Diese Energiedifferenz wird durch Glühen verursacht. Unterhalb von 2 A hat  selbst ein stabiler Lichtbogen kaum die nötige Leistung, um das Kabel zu ent- zünden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Entzündung stark abnimmt. Im mittleren Bereich (3 A bis 10 A) – die meisten im Haushalt üblichen Elektro- geräte fallen in diese Kategorie – ist die Wahrscheinlichkeit am größten, dass  gefährliche Fehlerlichtbögen entstehen. Hier ist die Lichtbogenenergie fast  genau so groß wie die gesamte elektrische Energie. Dies veranschaulicht die  Dominanz des Lichtbogens gegenüber dem Glühen in diesem Bereich. Die  Menge an Energie, die benötigt wird, um ein PVC-Kabel zu entzünden, ist  scheinbar in diesem mittleren Strombereich vom Laststrom unabhängig und  beträgt relativ konstant ca. 450 Joule. Das Auftreten von ersten und signifi - kanten Flammen liegt hier bei rund 80%. Im oberen Bereich (über 10 A) ist die Leistung des Lichtbogens so groß, dass  Flammen sehr schnell und ohne Verkohlung auftreten. Deshalb entstehen  signifi kante und stabile Flammen immer seltener. Ein Grund dafür ist das  Verdampfen des verkohlten Materials, so dass sich kein Kohlenstoffpfad bildet.  Bild 13: Auftritt der Flammen in Abhängigkeit des Laststroms Flammenauftritt Verfügbarer Laststrom (A) 100 10 1 100% 80%60%40%20% 0% ≥ 500 ms ≥ 50 ms ≥ 5 ms

26 Die Wahrscheinlichkeit für stabile Flammen sinkt bis unter 5%. Auch die Stabili-  tät von Lichtbögen sinkt bei höheren Lastströmen deutlich ab. Die niedrigere  Lichtbogenstabilität reduziert die Leistung und lässt dadurch kaum zuverlässige  Zündungen zustande kommen. Zudem können serielle Lichtbögen mit hoher   Leistung die beiden Kupferteile unter Umständen wieder zusammenschmelzen  und die Fehlerstelle „reparieren“. Auch wenn stabile Lichtbögen über 10 A selten  sind, stellen die möglichen kurzen und heftigen Flammen eine ernsthafte Gefahr  dar. Konkrete Beispiele von Fehlersituationen  mit seriellen Lichtbögen

27 6.  Fehlersituation mit parallelen Fehlerlichtbögen 6.1 Grundsätzliche Betrachtung Im Gegensatz zu den seriellen Fehlerlichtbögen, für die es bisher kein Schutz- gerät gibt, werden parallele Fehlerlichtbögen unter bestimmten Bedingungen  von anderen Schutzgeräten wie Überstrom- und Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen  erfasst (siehe Seite 16, Bild 6). Bei der Abschaltung von parallelen Fehlerlichtbögen durch Überstrom-Schutz- einrichtungen sind die Anlagenbedingungen mit ihren Impedanzwerten zu  beachten. Nachstehend wird untersucht, ob die Auslösebedingungen für die  Überstrom-Schutzeinrichtungen (Leitungsschutzschalter und Sicherung) in  allen Fällen ausreichen, um einen sicheren Brandschutz zu bieten. Bild 14 zeigt den typischen Strom- und Spannungsverlauf eines parallelen Fehler- lichtbogens. Es zeigt sich, dass im Stromverlauf neben einem stabilen Lichtbogen  durchaus lange Lücken ohne Stromfl uss entstehen können, da nach dem Strom- nulldurchgang der Lichtbogen nicht in allen Fällen erneut zündet. Dadurch kann  das Auslösen der Überstrom-Schutzeinrichtung über den thermischen Schutz nicht  sichergestellt werden. Auf Grund einer hohen Bogenspannung in Verbindung  mit einer hohen Netzimpedanz kann der Scheitelwert des Stroms durchaus auch  unterhalb des magnetischen Auslösestroms des Leitungsschutzschalters liegen. Bild 14: Strom- und Spannungsverlauf bei einem parallelen Fehlerlichtbogen Fehlersituation mit parallelen Fehlerlichtbögen Strom (A) Zeit (ms) 0 100 200 300 400 500 Zeit (ms) 0 100 200 300 400 500 200100 0 - 100 -200 150 100 50 0 - 50 - 100  -150 Bogenspannung (V)

28 Bei den in diesen Fällen durchaus hohen Lichtbogenströmen, die auch über   100 A liegen können und Bogenspannungen im Bereich von 60 V ergeben sich  Lichtbogenleistungen von mehreren kW (beispielsweise mit 100 A und 60 V   wären dies 6 kW). Daraus resultieren hohe Leistungsdichten an der Schadstelle,  die zu einer raschen Entzündung des Isolationswerkstoffs und damit zum Brand  führen können, wenn die Abschaltung nicht innerhalb von Sekundenbruchteilen  erfolgt. 6.2 Abschaltverhalten von Überstrom-Schutzeinrichtungen Aus Messungen von prospektiven Kurzschlussströmen an Steckdosen in Büro-  gebäuden und Wohnungen ist bekannt, dass die Mehrheit der Stromwerte   zwischen 150 A und 500 A liegt. Damit ist in den meisten Fällen die magnetische  Schnellauslösung des Leitungsschutzschalters B16 gegeben (innerhalb 100 ms). Tritt der Fehler nicht an der Steckdose, sondern innerhalb der Zuleitung zur Steck-  dose auf, verbessert sich die Situation auf Grund der dann niedrigeren Impedanz  und dem dadurch höheren Kurzschlussstrom. Andererseits steigt die Impedanz bei  Fehlern in einer Verlängerungsleitung an und der Kurzschlussstrom wird dadurch  deutlich reduziert. Der Leitungsschutzschalter kann den gewünschten Schutz dann  nicht mehr bieten. In allen Fällen kann auch eine hohe Bogenspannung zur Reduzierung des Kurz- schlussstroms führen und eine magnetische Schnellauslösung verhindern. Auch  bei Sicherungen können die Abschaltzeiten unter kritischen Bedingungen für  einen Brandschutz zu lange sein. Grundsätzlich können Überstrom-Schutzeinrichtungen nur wirken, wenn die  Stromflusszeit bei einer bestimmten Stromhöhe über der Auslösekennlinie der  jeweiligen Überstrom-Schutzeinrichtung liegt. Bild 15 zeigt die Auslösekennlinien von Leitungsschutzschaltern in den Charak- teristiken B, C und D, sowie die Auslösekennlinie des Brandschutzschalters 5SM6  (AFD unit). Die Auslösezeiten von Brandschutzschaltern bieten im Bereich paral- leler Fehlerlichtbögen in einigen Übergangsbereichen einen ergänzenden und  verbesserten Schutz. Wie bereits erläutert schützen im Bereich serieller Fehlerlicht- bögen ausschließlich Brandschutzschalter. Leitungsschutzschalter sind in diesen  Fällen nicht geeignet. Fehlersituation mit parallelen Fehlerlichtbögen

29 Bild 16 zeigt die Auslösekennlinien einer Sicherung gL sowie die Auslösekenn- linie des Brandschutzschalters 5SM6 (AFD units). Auch hier zeigt sich, dass die  Auslösezeiten von Brandschutzschaltern im Übergangsbereich bei parallelen  Fehlerlichtbögen einen ergänzenden und verbesserten Schutz bieten. Aus  diesem Grund schützt nur der Brandschutzschalter umfassend vor seriellen  Fehlerlichtbögen.  Bild 15: Schutz durch Leitungsschutzschalter Bild 16: Schutz durch Sicherung Zeit (s) 10.000 1.000 100 10 1 0,1 0,01 0,001 Mehrfache vom  Nennstrom Anzahl von  Lichtbogen- Halbwellen 0,1 100 10 1 100 10 1 AFD unit parallel AFD unit seriell Zeit (s) 10.000 1.000 100 10 1 0,1 0,01 0,001 Mehrfache vom  Nennstrom Anzahl von  Lichtbogen- Halbwellen 0,1 100 10 1 100 10 1 AFD unit parallel AFD unit seriell

30 6.3 Bewertung Die Bilder 15 und 16 zeigen, dass bei parallelen Fehlerlichtbögen in den meisten  Fällen vorgelagerte Überstrom-Schutzeinrichtungen einen ausreichenden Schutz  bieten werden. Trotzdem können die Brandschutzschalter in Übergangsbereichen  unter besonderen Fehlerkonstellationen den Schutz vervollständigen.  Der primäre Nutzen des Brandschutzschalters liegt beim Schutz vor seriellen  Fehlerlichtbögen. Hier sind die Ansprechzeiten von Leitungsschutzschaltern und  Sicherungen, deren Hauptaufgabe der Leitungsschutz ist, so hoch, dass sie keinen  Brandschutz leisten können. Fehlersituation mit parallelen Fehlerlichtbögen

31 7.  Erkennung der Fehlerlichtbögen 7.1 Prinzipieller Aufbau des Brandschutzschalters 5SM6 Bild 17 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Brandschutzschalters 5SM6. Zur Er- fassung werden alle aktiven Leiter – hier der Außenleiter und der Neutralleiter –  durch das Gerät geführt und geschaltet. Der Außenleiter wird durch zwei ge- trennte Sensoren geführt, wobei ein Stromsensor zur Erfassung der nieder- frequenten (netzfrequenten) Signale und ein HF-Sensor zur Erfassung der  hochfrequenten Signale dient. Eine Analogelektronik nimmt die Vorbereitung  der Signale vor, die dann im Mikrocontroller verarbeitet werden.  Die HF-Leistung des Stroms wird im MHz-Bereich abgetastet und im Folgenden  als RSSI (engl.: Received Signal Strength Indication) bezeichnet und repräsentiert  die Leistung des Lichtbogens bei einer defi nierten Frequenz und Bandbreite.  Wenn der Mikrocontroller die Kriterien für einen Fehlerlichtbogen als erfüllt er- kannt hat, wird das Auslösesignal erzeugt und über einen Arbeitsstromauslöser  der Schaltmechanismus angesteuert. Im Fall des Brandschutzschalters 5SM6 wird  ein mechanisches Koppelglied, welches auf die Mechanik des angebauten LS- oder  FI/LS-Schalters wirkt, betätigt. Es löst den angebauten Schutzschalter mit seinen  Kontakten aus und trennt das Netz vom fehlerhaften Anlagenteil. Bild 17: Prinzipieller Aufbau Brandschutzschalter 5SM6 Erkennung der Fehlerlichtbögen AFD unit Rauschenleistung-Indikator 1V ~ 25dB Strom verstärkt und  gleichgerichtet Stromsignal HF Rauschen Schaltmechanismus Strom Sensor HF Sensor Auslösesignale Last L N Netz L N Analog-Schaltung Mikrocontroller

32 7.2 Erfassung serieller  Fehlerlichtbögen Die Detektion von seriellen Fehlerlichtbögen beansprucht ca. 80% des gesamten  Rechenaufwands des Mikrocontrollers. Die restlichen 20% werden für die Erfas- sung paralleler Lichtbögen benötigt. Die Erkennung serieller Fehlerlichtbögen (siehe Bild 18) erfolgt über die Unter- suchung des RSSI auf steile Flanken. Von der Ableitung dRSSI/dt wird ein  Referenzsignal berechnet, das von |dRSSI/dt| „aufgeladen“ wird, wenn sich die  Flanke im Bereich des Nulldurchgangs des Stroms I befi ndet. Damit ein Signal  vom System als Lichtbogen interpretiert wird und folglich der Fehler-Integrator  ansteigt, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: –  Referenzsignal Grenzwert G4 und –  RSSI erreicht mindestens die Schwelle G2 Sobald der Fehler-Integrator den Grenzwert G5 überschreitet, sendet der Mikrocontroller den Auslösebefehl an die Schaltvorrichtung. Bild 18: Signalverarbeitung zur Bewertung serieller Fehlerlichtbögen Erkennung der Fehlerlichtbögen

33 Um unerwünschte Abschaltungen zu vermeiden, muss eine Unterscheidung  zwischen Fehlerlichtbögen und Signalen von Verbrauchern, die im regulären  Betrieb eine hohe Leistung an HF-Rauschen erzeugen, z. B. Bürstenmotoren  oder elektronische Transformatoren, getroffen werden. Dies erfolgt dadurch,  dass bestimmte „lichtbogen-untypische“ Ereignisse den Fehler-Integrator sofort  auf Null zurücksetzen (Reset). Ein Merkmal für solch ein Ereignis ist z. B.,  dass RSSI Unterbrechungen im Signalverlauf aufweist. 7.3 Erfassung paralleler Fehlerlichtbögen Aufgrund der unterschiedlichen Charakteristiken von seriellen und parallelen  Fehlerlichtbögen werden diese auch auf unterschiedliche Weise analysiert.  Eine Übersicht der Signalverarbeitung ist in Bild 19 dargestellt. Bild 19: Signalverarbeitung zur Bewertung paralleler Fehlerlichtbögen

34 Dass der Rechenaufwand des Mikrocontrollers für die Erkennung von parallelen  Fehlerlichtbögen im Vergleich zum gesamten Algorithmus relativ gering ist,   liegt nicht daran, dass parallele Fehlerlichtbögen mit weniger Aufwand zu   detektieren sind als serielle Fehlerlichtbögen. Der Grund ist vielmehr, dass   einige Signalgrößen, die zur Detektion serieller Lichtbögen berechnet werden,  auch für parallele Fehlerlichtbögen verwendet werden können. Der Algorithmus für parallele Fehlerlichtbögen berechnet neben dRSSI/dt zu-  sätzlich die Ableitung des Stroms dI/dt. Nur wenn der Betrag von dI/dt den  Schwellwert G6 überschreitet, ist die Funktion zur Parallel-Lichtbogen-Erkennung  aktiv. Wenn zudem noch RSSI Grenze G2 ist, wird die Stromhalbwelle als Licht-  bogenstrom interpretiert und der Fehler-Integrator wird um einen zum Licht-  bogenstrom proportionalen Wert erhöht. Tritt für längere Zeit keine Lichtbogen- halbwelle mehr auf, wird der Fehler-Integrator folglich wieder dekrementiert. Folgen ausreichend viele Lichtbogenhalbwellen in einem bestimmten Zeitfens-  ter aufeinander, erreicht der Fehler-Integrator die Schwelle G8 und der Mikro-  controller sendet über das mechanische Koppelglied den Auslösebefehl an die  angebaute Schaltvorrichtung (Leitungsschutzschalter oder FI/LS-Schalter). 7.4 Vermeidung  unerwünschter Auslösungen Neben einem zuverlässigen Schutz vor elektrisch gezündeten Bränden, ist es für  die Akzeptanz eines Schutzgeräts unerlässlich, nur bei wirklichen Fehlern aus-  zulösen. Dies bedeutet für den Brandschutzschalter, dass zuverlässig zwischen  Fehlerlichtbögen, bei denen Abschaltung innerhalb definierter Grenzen gefor- dert ist und Betriebslichtbögen von elektrischen Verbrauchern, bei denen keine  Abschaltung erfolgen darf, unterschieden werden muss. Die Beispiele im Bild 20 zeigen einige elektrische Verbraucher mit hochfrequenten  Anteilen im Strom, die insbesondere beim Bürstenfeuer einer Bohrmaschine sehr  nahe an den Signalen eines Fehlerlichtbogens liegen. Erkennung der Fehlerlichtbögen

35 Bild 20: Beispiele für elektrische Verbraucher mit hochfrequenten Signalen 8 6 6 4 4 2 2 0 0 - 2 - 2 - 4 - 4- 6- 8 - 6 Zeit (s) Zeit (s) 0 0 0.02 0.02 0.04 0.04 0.06 0.06 0.08 0.08 0.1 0.1 Strom (A) Strom (A) 6420 - 2- 4- 6 Zeit (s) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Strom (A) Netzteil Bohrmaschine Lichtdimmer

36 Weitere betriebsmäßige Störquellen sind z. B. –  Einschaltströme von Leuchtstoffl ampen –  Lichtbögen durch Thermostat-Kontakte, Lichtschalter, Gerätestecker Bei all diesen betriebsmäßig erzeugten Signalen, aber auch bei Fehlerlichtbögen  in einem benachbarten Stromkreis soll keine Auslösung des Brandschutzschalters  erfolgen. Um die Entscheidung, ob eine Abschaltung auf Grund eines Fehlerlichtbogens  notwendig ist, zuverlässig zu treffen, werden eine Reihe von Einfl ussfaktoren  berücksichtigt und mit bekannten Störsignalen verglichen (siehe Bild 21). Erkennung der Fehlerlichtbögen Bild 21: Einfl ussfaktoren zur Erkennung eines Fehlerlichtbogens HF-Leistung Synchronisation Ereignisdauer HF-Stabilität Stromwert 95% 1,5A 80% 60% von IEC-Kurve Grundpegel + 15dB Fehlerlichtbogen Dimmer Schalter Altes Relais Powerline Bürsten Motor

37 Ergibt die Auswertung der in Bild 21 genannten Einfl ussfaktoren im Mikrocon- troller, dass das Signal nicht in das rote Feld „Fehlerlichtbogen“ fällt, wird die  Entscheidung getroffen nicht abzuschalten. Es handelt sich dann um einen  betriebsmäßigen Zustand eines elektrischen Verbrauchers. Um die Zuverlässigkeit gegen unerwünschte Auslösungen zu erhöhen wurde  auch das vorhandene Hochfrequenz-Grundrauschen in Installationsanlagen berücksichtigt. Um eine hohe Störfestigkeit zu erzielen erfolgt die Abtastung  im MHz-Bereich, der einen optimalen Abstand zwischen dem Lichtbogenrauschen  und dem Anlagen-Grundrauschen aufweist. Bild 22: Hochfreqenzrauschen: Grundrauschen und Lichtbogen Die beschriebenen Auswerteparameter und -kriterien basieren, neben den  Erfahrungen mit dem AFCI in den USA, auf umfangreichen Laboruntersuchungen  und Simulationen. In umfangreichen Feldversuchen wurde die Praxistauglichkeit  bestätigt. Frequenz (MHz) 0 5 10 15 20 25 HF-Leistung (dBm/ 300 kHz BB) 0 - 10 - 20 - 30 - 40 - 50 - 60 - 70 - 80 - 90 Nulllinie Grundrauschen Lichtbogen

38 8.  Normen und Anforderungen an Brandschutzschalter 8.1 Allgemeine  Grundsätze In der Norm DIN VDE 0100-100 sind Anwendungsbereich, Zweck und Grundsätze  für das Errichten von Niederspannungsanlagen festgelegt. Darin wird im Abschnitt  131.3 „Schutz gegen thermische Auswirkungen“ gefordert, dass die elektrische   Anlage so angeordnet sein muss, „dass von ihr keine Gefahr der Entzündung  brennbaren Materials infolge hoher Temperatur oder eines Lichtbogens ausgeht.“ Hieraus lässt sich also ableiten, dass vor Gefahren geschützt werden muss, die  durch Lichtbögen entstehen können. Bisher gab es für Stromkreise in Nieder- spannungsinstallationen kein geeignetes Schutzgerät. Dies hat sich durch den  Brandschutzschalter geändert. 8.2 Produktnorm Für Brandschutzschalter wurde die Produktnorm DIN EN 62606 (VDE 0665-10)  erarbeitet. Der Brandschutzschalter 5SM6 ist nach dieser Norm entwickelt. In der  Norm werden die üblichen Anforderungen und Prüfungen ähnlich wie für andere  Schutzgeräte (Fehlerstrom- oder Leitungsschutzschalter) wie z. B. Schaltvermögen,  Lebensdauer, Erwärmung und EMV beschrieben. Um das Auslösen bei seriellen und parallelen Fehlerlichtbögen zu prüfen, werden  spezielle Testvorrichtungen beschrieben. Unter den definierten Bedingungen  werden dann auch die geforderten Abschaltzeiten geprüft. Die Abschaltzeiten für kleine Lichtbogenströme (typisch für Lichtbögen) sind in  Abhängigkeit der Höhe des Fehlerlichtbogenstromes definiert (siehe Tabelle 1) Prüflichtbogenstrom 2,5 A 5 A 10 A 16 A 32 A Maximale Abschaltzeit 1 s 0,5 s 0,25 s 0,15 s 0,12 s Die Auslösekennlinie des Brandschutzschalters für serielle Fehlerlichtbögen liegt  bei den Werten von 2,5 A bis 32 A weit unterhalb der thermischen Auslösekenn- linien von Leitungsschutzschaltern und Sicherungen (siehe Bilder 15 und 16).  Durch diese niedrigen Ansprechwerte und kurzen Abschaltzeiten wird der Brand- schutz realisiert. Normen und Anforderungen an Brandschutzschalter Tabelle 1: Abschaltzeiten für serielle Fehlerlichtbögen

39 Die Auslösekennlinie von parallelen und seriellen Fehlerlichtbögen sind in diesem  Strombereich identisch. Prüflichtbogenstrom 75 A 100 A 150 A 200 A 300 A 500 A Maximale Anzahl   von Halbwellen 12 10 8 8 8 8 Bei hohen Lichtbogenströmen wurde als Auslösebedingung keine feste Auslöse- zeit, sondern eine Anzahl von Lichtbogen-Halbwellen definiert, die innerhalb   von 0,5 s auftreten dürfen. Der Grund hierfür ist das oft sporadische Auftreten   und instabile Verhalten des parallelen Fehlerlichtbogens bei hohen Strömen. Wie in Kapitel 6.2 erläutert, können ab bestimmten Stromhöhen auch Sicherungen  und Leitungsschutzschalter einen Schutz bei parallelen Fehlerlichtbögen bieten,  wenn deren Abschaltbedingungen erfüllt sind. Ergänzend wird die Überprüfung der korrekten Funktion durch spezielle Prüfungen  des Auslöseverhaltens bei vorhandenem Fehlerlichtbogen und bei gleichzeitigem  Betrieb von unterschiedlichen Betriebsmitteln durchgeführt. Bei Betrieb dieser  Betriebsmittel darf aber andererseits keine Abschaltung erfolgen, solange kein  Fehlerlichtbogen vorliegt. Tabelle 2: Abschaltzeiten für parallele Fehlerlichtbögen

40 8.3 Errichtungsbestimmungen Insbesondere für Anlagen in denen eine erhöhte Brandgefahr besteht, sich Feuer  leicht verbreiten kann, eine erhöhte Gefährdung für Personen besteht oder wert- volle Güter geschützt werden sollen, wurde die Notwendigkeit für den Einsatz   von Brandschutzschaltern in der Normung erkannt. Deshalb wird in der neuen  DIN VDE 0100-420/A1:2016.02 „Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil  4-42: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen thermische Auswirkungen“ der Einsatz  von Brandschutzschaltern (AFD units) empfohlen und für bestimmte Bereich mit  erhöhter Brandgefahr sogar zur Pflicht (siehe Tabelle 3 und Tabelle 4). Der Einbau des Brandschutzschalters muss dabei am Anfang des zu schützenden  Stromkreises erfolgen. Dies wird künftig, nach Übernahme des entsprechenden  europäischen Harmonisierungsdokuments (HD 60364-5-53), auch in DIN VDE  0100-530 „Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 530: Auswahl und Er-  richtung elektrischer Betriebsmittel – Schalt- und Steuergeräte“ für zu schützende  ein- oder zweiphasige Wechselstrom-Endstromkreise bis 240 V gefordert. Tabelle 3 zeigt Einsatzorte für die der Einbau von Brandschutzschaltern in einphasi- gen Endstromkreisen mit Betriebsstrom bis 16 A verpflichtend gefordert wird. Vorgeschriebener Einsatz für Beispiele Schlaf- und Aufenthaltsräume von Heimen   und Tageseinrichtungen für Kinder, behinderte  und alte Menschen  Kindertagesstätten,   Seniorenheime Schlaf- und Aufenthaltsräume in barrierefreien  Wohnungen nach DIN 18040-2  Barrierefreie Schlaf- und   Aufenthaltsräume Räume oder Orte mit Brandrisiko durch ver-  arbeitete oder gelagerte Materialien Scheunen, Betriebe für   Holzbearbeitung, Papier-  fabriken Räume oder Orte mit brennbaren Baustoffen Holzhäuser Räume oder Orte mit Gefährdungen für   unersetzbare Güter Nationaldenkmäler, Museen,  öffentliche Gebäude, Bahn- höfe, Flughäfen, Labora-  torien, Rechenzentren Normen und Anforderungen an Brandschutzschalter Tabelle 3: Einsatzbereiche in denen Brandschutzschalter in Deutschland vorge- schrieben sind

41 Tabelle 4 zeigt Einsatzbereiche für die der Einsatz von Brandschutzschaltern in  einphasigen Endstromkreisen mit Betriebsstrom bis 16 A empfohlen wird. Empfohlener Einsatz für Beispiele Schlafräume Kinder-, Schlaf-, Hotelzimmer Räume oder Orte mit Feuer verbreitenden  Strukturen Kamineffekt in Hochhäusern Endstromkreise, die über Steckdosen  Verbrauchsgeräte mit hoher Anschlussleistung  versorgen Waschmaschine, Trockner,  Geschirrspüler Die Brandschutzschalter müssen dabei der Produktnorm DIN EN 62606   (VDE 0665-10) entsprechen. Die Neufassung von DIN VDE 0100-420:2016-02 mit integrierter Ergänzung A1  gilt ab 01.02.2016 und ist für die sofortige Anwendung bei neuen elektrischen  Anlagen, sowie bei Änderungen oder Erweiterungen vorhandener elektrischer  Anlagen, vorgesehen. Mögliche Unsicherheiten für Planer und Errichter einer  elektrischen Anlage können vermieden werden, wenn diese neue Norm sofort  angewendet wird. Für bereits vor dem 01.02.2016 in Planung oder in Bau befindliche elektrische  Anlagen gilt eine Übergangsfrist bis zum 18.12.2017. Für elektrische Anlagen, die  nach diesem Zeitpunkt in Betrieb genommen werden, gelten ausschließlich die  Bestimmungen dieser DIN VDE 0100-420:2016-02. Tabelle 4: Einsatzbereiche in denen Brandschutzschalter in Deutschland empfoh- len werden

42 In den internationalen (IEC 60364-4-42:2010+A1:2014) und europäischen  Errichtungsbestimmungen (HD 60364-4-42:2011+A1:2015) wird der Einsatz  von  Brandschutzschaltern ausschließlich für die in Tabelle 5 genannten Bereiche  empfohlen. Empfohlener Einsatz für Beispiele Schlafräume Kinder-, Schlaf-, Hotelzimmer Räume oder Orte mit Feuer verbreitenden  Strukturen Kamineffekt in Hochhäusern Räume oder Orte mit Brandrisiko durch ver-  arbeitete oder gelagerte Materialien Scheunen, Betriebe für   Holzbearbeitung, Papier-  fabriken Räume oder Orte mit brennbaren Baustoffen Holzhäuser Räume oder Orte mit Gefährdungen für   unersetzbare Güter Nationaldenkmäler, Museen,  öffentliche Gebäude, Bahn- höfe, Flughäfen, Labora-  torien, Rechenzentren Normen und Anforderungen an Brandschutzschalter Tabelle 5:  Einsatzbereiche in denen Brandschutzschalter in Europa und   IEC-Bereich empfohlen wird

43 9.  Produktbeschreibung des Brandschutzschalters 5SM6 9.1 Produktausführungen  Der Brandschutzschalter 5SM6 wird in vier Gerätevarianten für zwei Anbaubreiten  angeboten. Die Bemessungsspannung beträgt 230 V und der Bemessungsstrom  16 A und 40 A. Der Brandschutzschalter 5SM6 ist ein AFD-Block (5SM6 AFD unit),  an den eine weitere Schutzeinrichtung wie ein LS-Schalter oder ein FI/LS-Schalter,  angebaut werden muss. Diese Gerätekombination bildet dann das Schutzgerät  AFD unit.  •  5SM6011-1 (I n  bis 16 A), 5SM6 014-2 (I n  bis 40 A)   Diese Brandschutzschalter sind für den Anbau eines kompakten Leitungs-   schutzschalter (1+N in 1 Teilungseinheit) 5SY60 oder 5SY30 vorgesehen. Vorteil Kompakte Bauweise in Gesamtbaubreite 2 TE bietet Vorteile bei der Nach- rüstung Produktbeschreibung des Brandschutzschalters 5SM6 Bild 23: Brandschutzschalter 5SM6011-1 mit und ohne angebautem Leitungsschutzschalter 5SY60

44 •  5SM6021-1 (I n   bis 16 A), 5SM6 024-2 (I n   bis 40 A)   Diese Brandschutzschalter sind für den Anbau eines Leitungsschutzschalters    (1+N in 2 Teilungseinheiten) der Baureihen 5SY und 5SL4 oder eines FI/LS-   Schalters (1+N in 2 Teilungseinheiten) 5SU1 vorgesehen. Vorteil Die Lösung mit FI/LS-Schalter bietet den Komplettschutz bestehend aus Überlast-, Kurzschluss-, Fehlerstrom- und Brandschutz und gewährleistet  höchste Anlagenverfügbarkeit Produktbeschreibung des Brandschutzschalters 5SM6 Bild 24: Brandschutzschalter 5SM6021-1 mit und ohne angebautem  FI/LS-Schalter 5SU1

45 9.2  Allgemeine Eigenschaften a) Zusammenbau   Der Brandschutzschalter 5SM6 kann einfach, zeitsparend und werkzeuglos     mit der gewünschten Ausführung eines LS-Schalters oder FI/LS-Schalters     vor Ort komplettiert und auf eine Hutschiene montiert werden. Es lassen     sich die verschiedensten Ausführungen mit Bemessungsströmen bis 40 A,     unterschiedlicher Überstromcharakteristik oder Schaltvermögen anbauen.     Dies vereinfacht deutlich die Lagerhaltung. Sämtliche Applikationen sind    realisierbar. b) Auslösung   Der Brandschutzschalter beinhaltet die Erfassung und Auswertung des     Fehlerlichtbogens. Die Auslösung erfolgt über ein Arbeitstrom-Relais, das     mechanisch über einen Koppelmechanismus den angebauten LS-Schalter     oder FI/LS-Schalter auslöst. Dieser unterbricht den Stromkreis. c) Einspeisung   Die Einspeisung der Geräte erfolgt wie gewohnt von unten. Eine schnelle     und sichere Stromversorgung kann zum Beispiel durch die Einspeisung über    einen Sammelschienenverbund erreicht werden. d) Zusatzkomponenten   An den Brandschutzschalter 5SM6 lassen sich die bekannten Zusatzkom-    ponenten der Schutz und Schaltgeräte ankoppeln wie beispielsweise     Hilfsstrom- oder Fehlersignalschalter. Dadurch ist die Anbindung an ein     übergeordnetes Leitsystem möglich und das Auslösen des Schalters kann     an eine zentrale Warte gemeldet werden.

46 9.3 Besondere  Eigenschaften a) Regelmäßiger Funktionsselbsttest Der Brandschutzschalter 5SM6 verfügt über einen internen Selbsttest, welcher  in der Produktnorm gefordert wurde (schematische Darstellung siehe Bild 25). Produktbeschreibung des Brandschutzschalters 5SM6 Dieser Selbsttest wird alle 15 Stunden automatisch initiiert um die Analog-Elektro- nik und die Detektion-Algorithmen zu testen. Hierbei werden von der Software  im Mikrocontroller synthetische HF- und Stromsignale generiert, die den Signalen  eines Fehlerlichtbogens ähnlich sind. Diese werden hinter den Sensoren in den  Erfassungspfad des System eingespeist und von Analog-Schaltung und Mikro- controller ausgewertet. Daher muss nun auch der Auslösebefehl vom Mikro- Bild 25: Schematische Darstellung des internen Selbsttests AFD unit Watch-Dog (Periode 20ms) Rauschenleistung-Indikator 1V ~ 25dB Strom verstärkt und  gleichgerichtet Stromsignal HF Rauschen Synthetisches Strom- und HF-Signal Schaltmechanismus Strom Sensor HF Sensor Auslöse- signale Selbsttest Periode ~ 15h Mikrocontroller Analog-Schaltung Keine  Auslösung  während  Selbsttest Last L N Netz L N

47 controller zwingend erzeugt werden. Während des Selbsttests wird für kurze   Zeit (ms) der Auslösebefehl zum Auslöserelais unterbunden um eine reale Aus- lösung zu verhindern. Nach positivem Abschluss des Tests wird der Auslösepfad  wieder freigegeben. Bei negativem Ergebnis des Tests erfolgt sofort die Auslösung  des Geräts. Falls jedoch schon erste Anzeichen eines realen Fehlerlichtbogens  erkennbar sind, oder falls ein überdurchschnittlich hoher Stromverbrauch im  jeweiligen Endstromkreis vorliegt, wird der Selbsttest auf einen späteren Zeitpunkt  verschoben. Zur Vervollständigung des Test-Konzepts wurde noch ein externer  Watch-Dog implementiert, der alle 20 ms den Ablauf des Programms und die  Integrität der Firmware überprüft. b) Manuell initiierter Funktionstest Durch Betätigen der Test-/ Reset-Taste des Brandschutzschalters 5SM6 im   normalen Betriebszustand (Leuchtanzeige in „rot“) kann zu jedem Zeitpunkt ein  Funktionstest des Geräts durchgeführt werden. Der Brandschutzschalter mit   dem angebauten LS-Schalter oder FI/LS-Schalter muss in AUS-Position gehen.   Nach dem Einschalten muss die Leuchtanzeige wieder dauerhaft „rot“ leuchten. c) Reset-Taste Nach einem Auslösen und Wiedereinschalten des Brandschutzschalters zeigt die  Leuchtanzeige der Test-/ Reset-Taste die Auslöseursache an. Durch Drücken der  Test-/ Reset-Taste kann diese Anzeige zurückgesetzt werden. Anmerkung:   Ein fehlgeschlagener regelmäßiger Funktionsselbsttest (Anzeige blinkt gelb – rot)  kann nicht zurückgesetzt werden. d) Überspannungsschutz Treten auf Grund von Anlagenfehlern, z. B. Neutralleiterunterbrechung,   Spannungserhöhungen zwischen Außenleiter und Neutralleiter auf, schaltet   der Brandschutzschalter bei Spannungen über 275 V ab. Dadurch werden die  angeschlossenen Verbraucher vor möglichen Überspannungsschäden geschützt. e) Betriebszustandsanzeige Über die auf der Frontseite liegende Leuchtdiode der Test-/ Reset-Taste wird   der Betriebszustand des Gerätes angezeigt. Dadurch erhält der Anwender   eine einfache und eindeutige Information über den Grund einer Auslösung   (siehe Bild 26, Seite 48).

48 In allen Fällen, in denen die Anzeige des Brandschutzschalters keine Funktions-  bereitschaft signalisiert wird empfohlen eine Elektrofachkraft zu informieren,   die eine nähere Untersuchung zur Ursache der jeweiligen Meldung durchführen  kann. In Kapitel 10.2 werden detaillierte Hinweise für eine erste Fehleranalyse gegeben. Produktbeschreibung des Brandschutzschalters 5SM6 Bild 26: Meldungen der Betriebszustandsanzeige Fehleranzeige Brandschutzschalter 5SM6  Gerät funktionsbereit Serieller oder paralleler Fehlerlichtbogen erkannt Überspannung ( 275 V) Selbsttest fehlgeschlagen Keine Versorgungsspannung

49 10. Ratgeber 10.1 Installation des Brandschutzschalters Die Brandschutzschalter 5SM6 sind zum Schutz von Endstromkreisen, ins-  besondere für Licht und Steckdosen, vorgesehen. Um den gesamten Stromkreis   zu schützen wird er am Beginn des Stromkreises (im Unterverteiler) eingebaut. Sinnvoll ist die direkte Zuordnung des Geräts zu einem einzelnen Endstromkreis.  Daraus lassen sich die nachfolgenden Vorteile nutzen: –  Die Anzahl fehlerhafter Verbraucher und Leitungsstücke ist eingegrenzt –  Die Ermittlung der Schadstelle wird vereinfacht –  Unerwünschte Auslösungen auf Grund von überlagerten Störeinflüssen     sind reduziert 10.2 Vorgehen nach Auslösung des Brandschutzschalters Wie unter 10.1 erläutert, bietet eine klare Zuordnung zu einzelnen Endstrom-  kreisen Vorteile bei der Ermittlung eines Fehlerorts, da hier eine erste Ein-  grenzung möglich wird. Ausgehend von der Meldung der Betriebszustandsan-  zeige empfiehlt sich folgende Vorgehensweise zur Fehlersuche (siehe Tabelle 3,  Seite 50). Ratgeber

50 Symbol Bedeutung Überprüfung / Ursache Maßnahme(n) Serieller  oder   paralleler  Lichtbogen a) Geruchstext: „Plastik- geruch?“ Ist verfärbter  Kunststoff erkennbar  (Steckdose, Schalter,   Verbraucher)? b) Brandschutzschalter  wieder einschalten.   Bei erneuter Auslösung  innerhalb kurzer Zeit c) Brandschutzschalter  wieder einschalten à   keine erneute Auslösung  innerhalb kurzer Zeit: Hat eventuell ein Ver-  braucher einen schad- haften Schalter oder eine  beschädigte Leitung oder  sind Verfärbungen an/ in  der Wand erkennbar (evtl.  im Nachbarraum)? a) Fehlerhaften Ver- braucher vom Netz   trennen à Ersatz oder   zur Reparatur geben b) Alle Geräte abstecken  und abschalten (Licht)  und Brandschutzschalter  erneut einschaltenà  erneutes Auslösen:  Elektrofachkraft rufenà  kein Auslösen:  Nach und nach Verbrau- cher einschalten und  einstecken bis Auslösung  erfolgt à überprüfen,   ob Gerät fehlerhaft   (ggf. Elektrofachkraft) c) Verdächtigen Schalter  bewusst betätigen und  Reaktion des Brand- schutzschalters abwarten à  ggf. Reparatur durch  Elektrofachkraft. Bei schadhafter Leitung:  à  Reparatur durch   Elektrofachkraft. Bei Verfärbungen:   Elektrofachkraft   verständigen Ratgeber

51 Symbol Bedeutung Überprüfung / Ursache Maßnahme(n) Über-  spannung  275 V Es lag eine länger an-  dauernde Überspannung  zwischen L und N vor. Sollte der Fehler auch  nach einmaligen Wieder- einschalten des Brand- schutzschalters erneut  auftreten, sollte beim  Netzbetreiber (EVU)   nachgefragt werden,   ob ein Fehler in der Ein- speisung bekannt ist.   Falls ein solcher nicht   vorliegt, ggf. Elektro-  fachkraft zur Anlagen- überprüfung rufen. Brand- schutz-  schalter  nicht ein- satzbereit Brandschutzschalter   hat internen Fehler   festgestellt Elektrofachkraft zur   Überprüfung/ Austausch  des Brandschutzschalters  rufen. Keine  Spannungs-  versorgung a) Überprüfung ob   allgemeine Spannungs-  versorgung vorhanden  ist oder  b) ein vor geschalte- tes Schutzorgan die  Spannungsversorgung  unterbrochen hat. a) Abwarten, bis all-  gemeine Spannungs-  versorgung wieder   vorhanden ist b) Abschaltursache  überprüfen (ggf. Elektro- fachkraft rufen) und nach  Beseitigung der Ursache  die Schutzeinrichtung  wieder einschalten. Tabelle 6: Betriebszustände und Handlungsempfehlungen

52 Anwendungsbeispiele 11. Anwendungsbeispiele Brandschutzschalter sind am Beginn von Endstromkreisen einzusetzen. Um den  gewünschten Schutz vor den Brandgefahren durch Lichtbögen zu erzielen werden  im Fehlerfall Außen- und Neutral-Leiter vom Netz getrennt.  Über die in Kapitel 8.3 genannten Bereiche hinaus, in denen der Einsatz von  Brandschutzschaltern entsprechend Errichtungsbestimmung gefordert oder emp- fohlen ist, können Brandschutzschalter den Schutz vor gefährlichen Auswirkungen  von Fehlerlichtbögen auch in weiteren Anwendungsfällen deutlich erhöhen.  Nachstehend weitere Beispiele, in denen Endstromkreise, insbesondere für Steck- dosen und Beleuchtung, durch Brandschutzschalter geschützt werden sollten: a)  Brandentstehung wird nicht oder zu spät erkannt und kann     zu Lebensgefahr von Personen führen in:   –  Schulen, Universitäten   – Krankenhäusern   – Kinos b)  Im Umfeld sind leicht brennbare Materialien eingesetzt:   –  in Häusern mit ökologischen Baustoffen   –  bei Leichtbauweise und Holzverkleidungen   –  bei Dachausbauten c)  Im Umfeld sind leicht brennbare Materialien gelagert in:   – Tierställen   –  Schreinereien/ Bäckereien d)  Durch einen Brand können wertvolle Gebäude oder Gegenstände     zu Schaden kommen in:   – Bibliotheken   –  denkmalgeschützten Gebäuden Hinzu kommen generelle Risiken in älteren Elektroinstallationen, in denen die  Wahrscheinlichkeit von losen Kontakten oder Schäden an der Isolierung besonders  hoch ist.

53 Quellenangaben und Literaturhinweise  12.  Quellenangaben und Literaturhinweise Bei der Erstellung dieser Brandschutz-Fibel wurden unter anderem folgende  Quellen, Links und Veröffentlichungen verwendet und können auch für weitere  Informationen genutzt werden: – www.ifs-ev.org/schadenverhuetung/ursachstatistiken/brandursachenstatistik –  GDV (Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft e.V.):    www.gdv.de/Downloads/Schwerpunkte/GDV_Adventsbraende_in_     Zahlen_2008-2009.pdf     www.gdv.de/Presse/Archiv_der_Presseveranstaltungen/    Presseveranstaltun gen_2001/Presseforum_Schaden_und_Unfall_2001/    inhaltsseite12184.html –  F. Berger, „Der Störlichtbogen – ein Überblick“, TU Ilmenau,     VDE AKK-Seminar 2009 –  vfdb Technisch-Wissenschaftlicher Beirat (Arbeitsgruppe Brandschutzforschung)      www.sachsen-anhalt.de/fileadmin/Elementbibliothek/Bibliothek_Feuerwehr/    idf_dokumente/ Kontexmen%c3%bc/Denkschrift_BS-Forschung.pdf –  VdS Schadenverhütung GmbH: www.vds.de/de/ –  John J. Shea, „Glowing Contact Physics“, Eaton Corp., IEEE 2006 –  JM Martel, „Serielle Störlichtbögen in Elektroinstallationen im Niederspannungs-    bereich“, Siemens AG, AKK-Seminar 2009 –  M. Anheuser, JM. Martel, Störlichtbögen in der Haustechnik, HDT- Seminar,     München Dez 2011 –  JM. Martel, M. Anheuser, A. Hueber, F. Berger, F. Erhardt, „Schutz gegen     parallele Störlichtbögen in Hauselektroinstallation“, VDE AKK-Seminar 2011 –  IEC 23E/742/CDV: 2012-02: IEC 62606 Ed. 1.0: General requirements for     Arc Fault Detection Devices (AFDD) –  DIN VDE 0100-100:2009-06: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 1:     Allgemeine Grundsätze, Bestimmungen allgemeiner Merkmale, Begriffe –  DIN VDE 0100-530:2011-06: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 530:     Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Schalt- und Steuergeräte

54 13.  Abbildungs- und Tabellenverzeichnis Seite 8  Bild 1:  Brandursachen in Deutschland (2014) Seite 9  Bild 2:  Mängelstatistik in elektischen Anlagen (2008)  Seite 10  Bild 3:  Finnland: Brandstatistik 2006;       Absolute Anzahl: 1.860 Brände Seite 11  Bild 4:  Beobachtungen vor Eintritt eines elektrischen       verursachten Brandes in den USA Seite 13  Bild a:  Nägel oder Schraube    Bild a:  zu feste Klammer    Bild b:  zu enger Biegeradius     Bild c:  gequetschte Leitung   Bild g:  durch Krallenbefestigung beschädigte Leitung Seite 14  Bild 5:  Arten von Fehlerlichtbögen Seite 16  Bild 6:  Fehlerfälle und zum Brandschutz geeignete      Schutzeinrichtungen Seite 17  Bild 7:  Kontakt-Lichtbogen Seite 18  Bild 8:  Lichtbogen über leitfähige Isolationsstrecke   Bild 9:  Brandentstehung durch serielle Lichtbögen Seite 21  Bild 10:  Entwicklung des Lichtbogens am Beispiel 2 A / 230 V  Seite 23  Bild 11:  Entwicklung des Lichtbogens am Beispiel 5 A / 230 V  Seite 24  Bild 12:  Energie bei einer signifikanten Flamme in Abhängigkeit       des Laststroms Seite 25  Bild 13:  Auftritt der Flammen in Abhängigkeit des Laststroms Seite 27  Bild 14:  Strom- und Spannungsverlauf bei einem parallelen      Fehlerlichtbogen Seite 29  Bild 15:  Schutz durch Leitungsschutzschalter   Bild 16:  Schutz durch Sicherung Seite 31  Bild 17:  Prinzipieller Aufbau Brandschutzschalter 5SM6 Seite 32  Bild 18:  Signalverarbeitung zur Bewertung serieller Fehler-     lichtbögen  Seite 33  Bild 19:  Signalverarbeitung zur Bewertung paralleler Fehler-     lichtbögen Seite 35  Bild 20:  Beispiele für elektrische Verbraucher mit hoch-      frequenten Signalen Seite 36  Bild 21:  Einflussfaktoren zur Erkennung eines Fehlerlichtbogens  Abbildungs- und Tabellenverzeichnis

55 Seite 37  Bild 22:  Hochfrequenzrauschen: Grundrauschen und Lichtbogen  Seite 38  Tabelle 1:  Abschaltzeiten für serielle Fehlerlichtbögen Seite 39  Tabelle 2:  Abschaltzeiten für parallele Fehlerlichtbögen Seite 40  Tabelle 3:  Einsatzbereiche in denen der Brandschutzschalter       in Deutschland vorgeschrieben sind Seite 41  Tabelle 4:  Einsatzbereiche in denen der Brandschutzschalter       in Deutschland empfohlen sind Seite 42  Tabelle 5:  Einsatzbereiche in denen der Brandschutzschalter       in Europa und IEC-Bereich empfohlen sind Seite 43  Bild 23:  Brandschutzschalter 5SM6 011-2 mit und ohne ange-      bautem Leitungsschutzschalter 5SY60 Seite 44  Bild 24:  Brandschutzschalter 5SM6 021-2 mit und ohne ange-      bautem FI/LS-Schalter 5SU1 Seite 46  Bild 25:  Schematische Darstellung interner Selbsttest Seite 48  Bild 26:  Meldungen der Betriebszustandsanzeige Seite 50  Tabelle 6:  Betriebszustände und Handlungsempfehlungen

Änderungen vorbehalten.Die Informationen in diesem Dokument enthalten allgemeineBeschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im  Einzelfall nicht immer vorliegen. Die gewünschten Leistungs- merkmale sind daher im Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen. © Siemens AG 2016 siemens.de/brandschutzschalter HerausgeberSiemens AG 2016 Energy ManagementSiemensstr. 1093055 RegensburgDeutschland Bestell-Nr. EMLP-B10023-00-00DE Dispostelle 25601 • 1116 • 3.0 Gedruckt in Deutschland