Schutz gegen zu hohe Temperaturen

4 Schutzmaßnahmen, Verfahren der Wiederholungsprüfung 120 4.9 Schutz gegen thermische Wirkungen der Elektrizität 4.9.1 Schutz gegen zu hohe Temperaturen  Ziel dieser Schutzmaßnahme nach DIN VDE 0100-420 ist es, Personen,Nutztiere und Sachen gegen die Folgen einer zu hohen Erwärmung elektri-scher Betriebsmittel (Verbrennungen, Funktionsversagen) zu schützen. DasPrinzip des Schutzes besteht im normgerechten und ordnungsgemäßen Er-richten der elektrischen Anlage, um so ■ das Entstehen von unzulässigen Erwärmungen zu verhindern, ■ die entstehende Verlustwärme (Leitungen, Geräte, Klemmen) so weitwie nötig abzuführen und ■ beim Auftreten von unzulässigen Erwärmungen durch Überwachungs-einrichtungen eine Meldung oder Abschaltung zu veranlassen. H 01  Bewertung des Zusatzschutzes Bei der Bewertung des Zusatzschutzesdurch einen Fehlerstromschutzeinrichtungist zu beachten, dass – der Mensch durchströmt werden muss, damit die Abschaltung erfolgt, und – der Fehlerstromschutzeinrichtung den Be- rührungsstrom ( ➞ Bild 4.1) nicht be- grenzt. Es erfolgt „lediglich“ das Abschalten desausschließlich durch den Körperwiderstanddes Menschen bestimmten Berührungs-stroms (Beispiel: 230 V/1000 Ω = 230 mA) so schnell, dass mit großer Wahrscheinlich-keit keine elektrisch bedingten Gesund- heitsschäden eintreten.  Es zeigt sich somit, dass diese Schutzmaß-nahme – bei der die durchströmte Personals „Schutzleiter“ benutzt wird – wirklichnur als Notlösung gedacht ist.Dem Zusatzschutz durch die Schutztren-nung – bei der im Fall einer Berührung kei-ne Durchströmung erfolgt – sollte der Vor-zug gegeben werden. Leider ist ihre An-wendung durch die begrenzte Trafoleistungbzw. die entstehenden Kosten nur einge-schränkt möglich. Hinweis zum Zusatzschutz

Bei der Wiederholungsprüfung ist festzustellen:  ■ Durch Besichtigen und Messen, ob – ein auch in thermischer Hinsicht ordnungsgemäßer Zustand  (Tabelle 4.11) vorhanden ist,  – keine unzulässigen thermisch bedingten Veränderungen/  Alterungen entstanden sind und  – keine Änderungen erfolgten, die zu thermischen Überbe- anspruchungen führen (Bild 4.19). ■ Durch Messen und Erproben, ob die Überwachungseinrichtungen(Temperatur, Überstrom) funktionieren und somit keine Verbrennun-gen oder Brände durch elektrisch erzeugte Nutz- oder Verlustwärmeentstehen können. Dabei ist zu berücksichtigen, dass den hier interessierenden thermischen Ei-genschaften einer Anlage beim Errichten oft zu wenig Aufmerksamkeit ge-widmet wurde. Bei bestehenden Anlagen kann der Brandschutz daher zu-meist noch verbessert werden. 121 4.9 Schutz gegen thermische Wirkungen der Elektrizität Tabelle 4.11 Üblicherweise auftretende bzw. zulässige Temperaturender Betriebsmittel in elektrischen Anlagen/Verteilern (Beispiele/Richtwerte) Art des Betriebsmittels Leitungen bei Nennlast (Ader) – gummiisoliert – kunststoffisoliert (je nach Typ) Klemmen bei ca. 20 °C Um-gebungstemperatur (der Klemmen) und Nennstrom Anschlüsse von Schaltgeräten Körper von LS-Schaltern bei Nennstrom Körper von Fehlerstromschutz-einrichtungen bei Nennstrom Innentemperatur von Verteilern zulässige Umgebungstemperaturvon Einbaugeräten Teile, die beim Betreiben: – nicht berührt werden   – berührt werden  – in der Hand gehalten werden Temperatur in °C 70 60 (70 bis 90) 85 bis 110 80 bis 100 bis 60 bis 50 bis 40 30 bis 40 (50) Metall 80, sonst 90   Metall 70, sonst 80  Metall 55, sonst 65 Bemerkung Grenztemperaturen ➔ Herstellernorm ➔ Herstellernormje nach Ort und Art des Einbaus je nach Belastung/Bestückung (abhängigauch von der Umgebungs-temperatur)➔ Herstellernorm Grenztemperaturen DIN VDE 0100-420

Überlegungen zur Prüfung 1. Überschrift und Inhalt der hier zu beachtenden Bestimmung DIN VDE 0100-420 lassen das eigentliche Schutzziel, den Brandschutz, nicht im-mer deutlich werden. Konkrete Vorgaben für das brandschutzgerechteGestalten und Bemessen der Betriebsmittel sind auch in anderen Normenund Regelwerken zu finden; bezüglich der Leitungen z. B. in den Teilen430 und 520 von VDE 0100, in den Bauordnungen [1.11] und der Mus-terrichtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Leitungsanla-gen [1.13] ( ➞ Abs. 4.16). 2. Die Teile 430 und 718 von VDE 0100 enthalten ebenfalls den Brand- schutz betreffende Vorgaben. Prüfungen, mit denen die brandträchtigenFehlerstellen entdeckt werden sollen, werden jedoch nicht ausdrücklichvorgegeben, oder – wie die Messung des Isolationswiderstands – nicht im-mer genutzt. Demzufolge wird die Notwendigkeit des Brandschutzes ( ➞ Bild 2.4) zu wenig beachtet. Es kommt sehr darauf an, dass sich der Prü- 4 Schutzmaßnahmen, Verfahren der Wiederholungsprüfung 122 Sonne Sonne Verteiler Vorhang,behinderteWärmeabfuhr mehr Einbauge-räte, d.h. mehrVerlustwärmeund schlechtereWärmeabfuhr höhere Be-lastung undVerlustwärme Wärmeabfuhrbehindert Ursprünglicher ZustandRaumtemperatur t R  = 18 °C Veränderter ZustandRaumtemperatur t R  = 20 °C t io t iu t io t iu Bild 4.19 Einfluss von üblichen Veränderungen der Einsatzbedingungen eines Verteilers auf die Wärmebilanz (thermisches Gleichgewicht)t io , t iu Innentemperaturen im Verteiler oben/unten Beispiel für die mögliche Veränderung des thermischen Gleichgewichts Verlustleistung Temperaturenim Verteiler in W  im Verteiler in °C ursprünglicher Zustand  15  25 … 28 Veränderungen– zusätzliche Einbaugeräte  10 – höhere Belastung, Einflüsse  12 Zustand nach Änderung  37  40 … 45

123 fer seine Prüflinge ganz bewusst bezüglich der möglichen thermischenEinflüsse/Wirkungen ansieht. 3. Leider dürfen infolge der internationalen Harmonisierung der Normen vermehrt Erzeugnisse ohne den Nachweis der Feuerbeständigkeit ver-trieben werden. Das heißt, die Errichter/Betreiber/Prüfer müssen mehrals bisher auf das „nötige“ Niveau des Brandschutzes „ihrer“ Anlagen Ein-fluss nehmen. Besonders zu beachten sind die Bauverordnungen und dievielfältigen Erfahrungen der Schadensversicherer (VdS-Richtlinien,  ➞ Li- teraturverzeichnis 3.2).  4. Beim Errichten der elektrischen Anlagen in der Vergangenheit wurden die Betriebstemperaturen der Einbaugeräte und Verteiler wenig beachtet,zumal sie infolge der meist nur geringen Auslastung der Anlagen fast im-mer im zulässigen Bereich geblieben sind. Durch Erweiterungen und Än-derungen der bestehenden und das Bestreben zum Sparen bei neuen An-lagen ( ➞ Bild 4.19) hat sich diese Situation geändert. Durch den kom- pakteren Aufbau und die höhere Auslastung werden die Nennwerte derUmgebungs- und Eigentemperatur der Geräte überschritten, es kommtzur beschleunigten Alterung der Bauteile. Somit gehört heute auch das Er-mitteln der Betriebstemperatur ( ➞ Tabelle 4.11) zur Wiederholungsprü- fung. Weiterhin sollten folgende Sachverhalte beachtet werden: ■ Bei bestimmten Bauteilen, z. B. Bussysteme, wird die Funktionsfähig-keit bereits bei Umgebungstemperaturen eingeschränkt, die erheblichunter den Grenztemperaturen (DIN 4102-2) liegen. ■ Befestigungselemente sowie die Abstände der Befestigungspunkte vonLeitungen/Leitungsträgern wurden mitunter nicht nach der erforder-lichen Feuerwiderstandsdauer ausgewählt. 5. Fehlerhafte Klemmstellen und andere mangelhafte Bauteile, können durch überhöhte Temperatur erkannt werden. Oft genügt eine verglei-chende Temperaturkontrolle mit der Hand, sofern dies unter Beachtungder Arbeitssicherheit möglich ist. Besser ist, wenn der Prüfer über ein be-rührungslos arbeitendes Temperaturmessgerät verfügt, mit dem schnellund systematisch derartige Messungen vorgenommen werden können ( ➞ Bild 13.37).  Für die zulässigen Umgebungs- und Eigentemperaturen werden in denNormen und von den Herstellern nur teilweise vergleichbare Werte be-nannt. Es ist bei der Prüfung einer Anlage schwierig, die von Einbaulage,Häufung, Umgebungstemperatur, Belastung, Wärmezuführung durch an-dere naheliegende Geräte/Teile abhängende Ist-Temperatur mit den 4.9 Schutz gegen thermische Wirkungen der Elektrizität

meist nicht klar definierten Soll-Werten in Katalogen usw. zu vergleichen.Es bleibt dem Prüfer bei der Wiederholungsprüfung aber die Möglichkeit,an gleichartigen Stellen erhaltene Messwerte (Anschlussklemmen derverschiedenen aktiven Leiter, nebeneinander angeordnete LS-Schalter mitetwa gleicher Belastung usw.) miteinander zu vergleichen.  Weitere Informationen: [4.16], [4.23], [4.24], [4.25], [4.26], [4.32], [4.62], VdS-Richtlinien 4.9.2 Schutz gegen das Entstehen elektrisch gezündeter Brände (elektrischer Brandschutz) In DIN VDE 0100-420 wird dargelegt, wie eine elektrische Anlage errichtetwerden muss, um die Möglichkeiten der Entzündung eines Brandes durchdie Elektrizität zu begrenzen. Räume, in denen solche Risiken und Gefahrenverstärkt auftreten, werden als „Feuergefährdete Betriebsstätten” bezeich-net ( ➞ Abs. 8.10). Das Einstufen von Räumen/Bereichen in diese Kategorie hat der Betreiber der Anlage vorzunehmen. Entsprechende Vorgaben kön-nen sich z. B. aus den Bauordnungen ( ➞ Abs. 4.16) oder durch Festlegungen der Baubehörden (Bauschein) ergeben.Für diese Räume, in denen durch ■ die Art der gelagerten und/oder verarbeiteten Materialien (z. B. Tisch-lerei, Scheune), ■ die Art der eingesetzten Baustoffe (Holzwände, Holzhäuser, Textilver-kleidung o. ä.), ■ den Wert dort vorhandener unersetzlicher Güter (Museen, Denkmale)  ein besonders großes Brandrisiko besteht, sind nach DIN VDE 0100-420 je-weils unterschiedliche Vorgaben zu berücksichtigen. Es sollten in allen dreiFällen zunächst die schärferen Vorgaben zum Maßstab der Beurteilung ge-macht werden.  Bei der Wiederholungsprüfung ist festzustellen ( ➞ Bild 4.20):  ■ Durch Besichtigen gemeinsam mit dem Betreiber, – welche Räume als feuergefährdete Betriebsstätten eingestuft wur- den oder in Anbetracht der aktuellen Situation so eingestuft werdensollten und – welche Umgebungseinflüsse in thermischer Hinsicht zu berück- sichtigen wären.  ■ Durch Besichtigen,– ob sich alle dem Brandschutz dienenden Teile und Maßnahmen  4 Schutzmaßnahmen, Verfahren der Wiederholungsprüfung 124