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Brandschutzschalter

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Im Zeitraum von 2002 bis 2020 wurde durch das Institut für Schadenverhütung und Schadenforschung die Brandursachen aller Brände in Deutschland untersucht. Demnach entfielen 32 % als Ursachen der Brandentstehung mit 32 % auf die Elektrizität.

 

Somit kann man behaupten, dass ca. 1 Drittel aller Brände auf die Elektrizität zurückzuführen sind. Von diesen 32 %, die durch die Elektrizität als Ursache haben, entfallen ungefähr 53 % auf Elektrogeräte und 27 % auf die Elektroinstallation selbst. Viele denken jetzt sicherlich das bei der Elektroinstallation durch vorhandene Leitungsschutzschalter sowie Fehlerstromschutzschalter (FI-Schutzschalter) im Verteiler eigentlich genügend Schutzmaßnahmen vorhanden sein müssten?

Das ist leider ein Trugschluss. Denn Leitungsschutzschalter schützen in erster die Leitung bei Überlastung und Kurzschluss. Der FI-Schutzschalter schaltet schon bei geringen Fehlerströmen ab und schützt dadurch den Menschen vor einem elektrischen Schlag.

 Diese Einrichtungen haben sich schon immer bewährt, jedoch vor einem Brand durch gefährliche Fehlerlichtbögen schützen diese beiden Schutzvorrichtungen nur unzureichend.  

Diese gefährlichen Fehlerlichtbögen entstehen nicht selten und sind ein oftmals unterschätzte Gefahr. Die Ursache von Bränden geht nämlich häufig von diesen Fehlerlichtbögen aus.

Wie entstehen diese gefährlichen Fehlerlichtbögen

Ursachen können sein:

Das alles sind häufig die Ursachen von diesen Fehlerlichtbögen. Die Spannung überschlägt sich dabei kurzzeitig und dabei entstehen dann Temperaturen von bis zu 6.000 °C. Im extrem ungünstigsten Fall entstehen dadurch Brände.

Welche Arten von Fehlerlichtbögen gibt es.

 Parallele Fehlerlichtbögen 

Ein paralleler Fehlerlichtbogen tritt zwischen

auf. Er liegt parallel zu einem elektrischen Betriebsmittel. Sie treten dann auf, wenn z.B. die Isolierung zwischen zwei Leitern beschädigt ist. Die Beschädigung der Isolierung kann durch UV-Strahlung entstehen, wobei die Isolierung porös wird und die Leiter „blank“ liegen. Auch durch eine Schraube, die in ein Kabel geschraubt wird, kann ein paralleler Fehlerlichtbogen entstehen. Dadurch kann der ohmsche Widerstand zwischen den Leitern zu klein bzw. niederohmig werden.

Wenn kein Kurzschluss vorliegt, wird hier im Wechselstromkreis der Leitungsschutzschalter nicht auslösen. Ein 30 mA Fehlerstromschutzschalter (FI-Schutzschalter) würde jedoch schon auslösen. Deshalb werden FI-Schutzschalter auch als Brandschutzschalter eingesetzt, auch wenn diese explizit in bestimmten Bereichen nicht gefordert sind.

Ein Fehlerstromschutzschalter ist somit gleichzeitig auch ein eingeschränkter Brandschutzschalter. Eingeschränkt deshalb, weil bei „seriellen Fehlerlichtbögen“, die westlich häufiger vorkommen, die Auslösung der auch durch den FI-Schutzschalter eventuell nicht erfolgt. Dazu weiter unter mehr …

 Serielle Fehlerlichtbögen 

Serielle Fehlerlichtbögen können zum Beispiel beider Unterbrechung eines Leiters entstehen. Diese entstehen durch einen Nagel oder eine Schraube, die zur Befestigung von Gegenständen in die Wand geschraubt werden und dabei meist einzelne Leiter im Kabel verletzen. In diesem Fall entsteht am beschädigten Leiter ein Fehlerlichtbogen (z.B. im Außenleiter oder Neutralleiter). Der Leiter liegt ja in Reihe bzw. in Serie zum elektrischen Verbraucher.

Serielle Fehlerlichtbögen können aber auch entstehen, wenn Kabel gequetscht oder eingeklemmt werden oder wenn Kabel zu stark gebogen werden. Diese Dinge sind fast in jedem Haushalt vorzufinden, wenn zum Beispiel ein schwerer Schrank bewegt wird und dann unbemerkt auf einem Stromkabel steht oder Leitungen unter Sockelleisten zu stark gebogen werden.

Oft sind diese serielle Fehlerlichtbögen in der Entstehung schwer zu lokalisieren. Da auch lockere Klemmstellen an Schaltern oder Steckdosen. Oder durch die Abisolierzange vor geschädigte Einkerbungen an Kupferdrähten, die dann zum Kabelbruch führen und die Ursache von diesen unerwünschten Lichtbögen sind.

Zusätzlich können Nagetiere Kabel beschädigen, die Kabel durch Hitze, Kälte und Feuchtigkeit in Mitleidenschaft gezogen werden.

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All diese Punkte führen zu einer Engstelle im Leiter, was dann zu einem Verringern des Querschnitts (hier: Kabelquerschnitt berechnen) und folglich zur starken Erhitzung durch die höhere Strombelastung an der Schwachstelle zur Folge hat. Im ungünstigsten Fall entsteht ein Fehlerlichtbogen. Der Leitungsschutzschalter bzw. Fehlerstromschutzschalter (FI) würde hier nicht auslösen, da weder ein Kurzschluss noch eine Überlast vorhanden ist und der Stromfluss durch den angeschlossenen Verbraucher ja begrenzt ist.

In all diesen nicht selten auftretenden Fehlerfällen würde ein Brandschutzschalter helfen. Da dieser durch ein frühzeitiges Erkennen des Fehlers den Stromkreis abschaltet. Brandschutzschalter sind deshalb als Ergänzung zu den bewährten Schutzmaßnahmen (Leitungsschutzschalter und FI-Schutzschalter) ideal und unbedingt zu empfehlen.

Was ist ein Brandschutzschalter bzw. wie funktioniert er?

Der Brandschutzschalter kann im Gegensatz zu LS- und FI- Schalter Fehlerlichtbögen in Reihe und parallel zum Verbraucher erkennen. Er misst den Spannungs- und Stromverlauf über die Zeit. Wenn nun im Fehlerfall Lichtbögen, egal ob parallel oder seriell (in Reihe) entstehen, gibt es im Stromverlauf charakteristische hochfrequente Abschnitte. Diese erkennt der Brandschutzschalter und bewertet die Signalverarbeitung mittels Signalverarbeitung. Durch einen Mikrocontroller werden die Daten ausgewertet. Die Bewertung schließt normale Stromschwankungen, die beim „Ein“– und „Aus“– schalten entstehen, mit aus.

Ein weiterer Vorteil bei Brandschutzschalter ist im Vergleich zu FI-Schutzschaltern, dass dieser in regelmäßigen Abständen einen Selbsttest durchführt.

Brandschutzschalter sind eigentlich „Fehlerbogen-Schutzeinrichtungen“ und werden häufig auch AFDD-Schalter (Englisch für Arc Fault Detection Device) oder auch Kontaktfehlerschalter genannt

Geregelt ist der Einsatz von Brandschutzschalter in Deutschland durch DIN VDE 0100-420. Gefordert wird er für verschiedene Raumnutzungen in Neubauten. Verpflichtend bei der Elektroinstallation sind Brandschutzschalter mittlerweile in:

Öffentlichen Gebäuden, Kindertagesstätten, Seniorenheime, barrierefreie Wohnungen, Laboratorien, Rechenzentren, holzverarbeitende Betriebe, Papierfabriken, Lagerräume mit brennbaren Materialien, Flughäfen, Bahnhöfe, Nationaldenkmäler, Museen, Holzhäuser und Scheunen.

 Der Brandschutzschalter schließt die Lücke zwischen Leitungsschutzschalter und FI-Schutzschalter. 
Brandschutzschalter mit 3-fach Schutz (Schutz vor Fehlerströmen, Kurzschlüssen, Überstrom und Fehlerlichtbögen)

Was sind die Vor- und Nachteile von Brandschutzschalter?

Vorteile:

Nachteile:

 

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Fazit Brandschutzschalter

Bei der Elektroinstallation bestehen erhebliche Gefahren durch selten erkennbare Fehlerlichtbögen. Auch wenn in Deutschland aktuell noch keine verpflichtender Einbau in Wohnungen und Einfamilienhäusern besteht, sollte ein Einbau trotzdem erfolgen, da die Gefahr eines Brandes, die von der Elektroinstallation ausgeht, deutlich verringert wird. In Kombination (Kombigerät) mit FI, LS und AFD (Brandschutzschalter) bieten sie einen hohen Schutz gegen Brand, elektrischen Stromschlag und Kurzschluss.

Somit schließt der Brandschutzschalter die Lücke zwischen Leitungsschutzschalter und FI-Schutzschalter.

 

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