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Brandschutzschalter verhindert Gebäudebrände. Feuerwächter für die Elektroinstallation

Die Mehrzahl aller Gebäude in Deutschland ist älter als 35 Jahre, ein Großteil davon sogar älter als 60. In die Jahre gekommen sind auch die in den Bestandsobjekten vorhandenen Elektroinstallationen, die selbst bei aufwändigen Renovierungen im seltensten Fall an die heutigen Anforderungen angepasst werden. Dabei können schon die kleinsten Mängel in der Elektroinstallation gravierende Folgen haben. Besonders gefährlich sind defekte Stromkabel. Mechanische Beanspruchungen oder Isolationsschäden können Lichtbögen und in deren Folge Brände verursachen. Der neue und europaweit erste Brandschutzschalter von Siemens verhindert dies: Er erkennt entsprechende Störungen und schaltet Stromkreise sicher ab, bevor die Leitungen überhitzen.
Um die Elektroinstallation im deutschen Gebäudebestand ist es nicht gut bestellt: 70% aller in Wohngebäuden installierten Elektroanlagen haben ihre durchschnittliche Lebensdauer von 30 bis 35 Jahren längst überschritten, sind aber weiter in Betrieb. Selbst bei Gebäuderenovierungen wird die Elektroinstallation oft nur stiefmütterlich behandelt, meist sogar gänzlich vernachlässigt. Das ist umso kritischer, da die Anzahl der Elektrogeräte pro Haushalt über die Jahre rapide angestiegen ist. Waren es früher um die acht elektrische Anwendungen, zählt der deutsche Durchschnittshaushalt mittlerweile mehr als 70 Elektroverbraucher. Die Elektroinstallation von einst ist den heutigen Anforderungen kaum mehr gewachsen und kann die stetig wachsende Zahl an Elektrogeräten nicht mehr adäquat versorgen. Die Folge sind Stromausfälle und im schlimmsten Fall Gebäudebrände infolge von Überlast, Kurzschlüssen und überhitzten Leitungen. Pro Jahr fordern Haus- und Wohnungsbrände allein in Deutschland mehr als 66.000 Tote und Verletzte; die Sachschäden liegen in Milliardenhöhe. Rund ein Drittel aller Brände wird durch Elektrizität verursacht, wobei wiederum knapp 30% dieser Brände auf Mängel in der Elektroinstallation zurückzuführen sind. Zu den häufigsten Brandursachen zählen sogenannte Fehlerlichtbögen.

Fehlerlichtbögen infolge defekter Kabel

Von einem Fehlerlichtbogen spricht man, wenn sich durch eine Störung in einer elektrischen Anlage oder Leitung ein Lichtbogen bildet. Zu unterscheiden sind dabei serielle und parallele Fehlerlichtbögen. Parallele Fehlerlichtbögen treten zwischen Außenleiter gegen Erde oder Schutzleiter (PE), zwischen zwei Außenleitern oder zwischen Außen- und Neutralleiter auf. Serielle Fehlerlichtbögen können bei der Unterbrechung eines Leiters oder infolge von losen Kontakten entstehen. Zu den häufigsten Ursachen von Fehlerlichtbögen zählen z.B. durch Nägel, Schrauben oder Befestigungsklammern beschädigte Kabelisolierungen, gequetschte Leitungen bei der Verlegung durch offene Türen und Fenster, Kabelbrüche durch zu enge Biegeradien, abgeknickte Stecker und Leitungen, etwa durch unachtsam verschobene Möbel, sowie gelockerte Kontakte und Anschlüsse in Schaltern oder Steckdosen. Auch Hitze, Feuchtigkeit und Gase, UV-Strahlung und Nagetierverbiss können die Kabel beschädigen. Entsteht bei der defekten Leitung eine Engstelle, führt dies unter Strombelastung zur Temperaturerhöhung und kann in der nächsten Phase über Oxidation des heißen Kupfers zu Kupferoxid führen. Im Weiteren wird die Isolierung erhitzt und karbonisiert. Bei zunehmender, starker Erhitzung schmilzt und vergast das Kupfer, es entsteht ein Luftspalt und sporadische Störlichtbögen treten auf. Bei ungefähr 6.000°C können sich diese über die karbonisierte Isolierung stabilisieren. Eine mögliche Folge ist Kabelbrand.

Intelligente Fehlerlichtbogenerkennung

Leitungsschutzschalter bieten Schutz bei Kurzschluss sowie vor Überlast und trennen, in Abhängigkeit der Fehlerimpedanz, in den meisten Fällen bei parallelen Lichtbögen zwischen Außenleitern oder zwischen Außen- und Neutralleiter. Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen erfassen Fehlerströme und Fehlerlichtbögen gegen Erde und können in diesen Fällen, in Abhängigkeit des Bemessungsfehlerstromes, neben Fehlerschutz und zusätzlichem Schutz auch Brandschutz bieten. Serielle Fehlerlichtbögen können die bisherigen Schutzeinrichtungen jedoch nicht erkennen. Hier ergänzen die neuen Brandschutzschalter von Siemens die vorhandenen Schutzschaltgeräte. Sie sind zur Erfassung aller Arten von Fehlerlichtbögen, insbesondere aber als alleinige Schutzschalteinrichtung zur Erfassung von seriellen Fehlerlichtbögen, geeignet. In den USA sind Brandschutzschalter (AFCI, Arc Fault Circuit Interrupter) seit vielen Jahren etabliert und vorgeschrieben. Im europäischen Markt schließt Siemens diese bisherige Schutzlücke mit dem Brandschutzschalter 5SM6. Dieser misst laufend das Hochfrequenzrauschen des Stroms in Höhe, Stabilität und Dauer sowie die dazwischen liegenden Unterbrechungen. Integrierte Filter in Verbindung mit intelligenter Software verarbeiten, analysieren und bewerten diese Signale nach einer Vielzahl von Kriterien. Sind die Bedingungen eines Fehlerlichtbogens erfüllt, wird der angeschlossene Stromkreis innerhalb von Sekundenbruchteilen abgeschaltet. Brandgefahren von der elektrischen Leitung bis hin zum Endgerät können so frühzeitig erkannt und unterbunden werden. Betriebsbedingte vorhandene Lichtbögen, wie sie Bohrmaschinen, Staubsauger, Dimmer oder Schaltnetzteile erzeugen, kann der Brandschutzschalter zuverlässig von unerwünschten und gefährlichen Lichtbögen unterscheiden. Mittels einer ausgereiften Selbsttestfunktion überprüft der Brandschutzschalter zudem fortlaufend seine eigene Funktionsfähigkeit: Eine Leuchtdiode zeigt den Betriebszustand an – und im Ernstfall die Ursache für die Abschaltung des Stromkreises.

Flexibel einsetzbar

Der Brandschutzschalter 5SM6 ist so ausgelegt, dass er nicht nur in Neuinstallationen eingebaut, sondern auch in älteren Gebäuden nachgerüstet werden kann. Der zusätzliche Schutz empfiehlt sich vor allem für Schlaf- und Wohnräume, speziell bei Holzbauten oder -verkleidungen, oder für Keller, wo die Waschmaschine ohne Aufsicht läuft. Ebenso sollte er in Gebäuden eingesetzt werden, in denen besonderer Schutz von Personen oder wertvollen, leicht brennbaren Gütern erforderlich ist, beispielsweise in Kinder- und Altenheimen, Museen und Bibliotheken. Verfügbar in zwei Gerätevarianten für zwei verschiedene Baubreiten, kann der Brandschutzschalter in unterschiedlicher Kombination mit Leitungsschutzschaltern oder Fehlerstrom-/Leitungsschutzschaltern (FI/LS-Schaltern) bis 16A Bemessungsstrom eingesetzt werden. Zusätzlich lässt sich die Neuentwicklung mit vielfältigen Zusatzkomponenten koppeln, beispielsweise mit einem Hilfsstrom- oder Fehlersignalschalter. Dadurch ist die Anbindung an ein übergeordnetes Leitsystem möglich; das Auslösen des Schalters kann dadurch an eine zentrale Warte gemeldet werden. Darüber hinaus lässt sich der Schalter einfach und zeitsparend installieren. Die Leitungsschutz- bzw. FI/LS-Schalter werden werkzeuglos angebaut und auf die Hutschiene aufgesetzt. Eine schnelle und sichere Stromversorgung wiederum kann z.B. durch die Einspeisung über einen Sammelschienenverbund gewährleistet werden.

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