Schutzkonzept von A-Z

 

Ein Kurzschluss, der die gesamte Elektrik in der Wohnung oder im Büro lahmlegt, ein kostspieliger Stillstand der Produktion durch Stromausfall oder millionenteure Großbrände durch Blitzeinschläge – die elektrischen Gefahrenquellen sind vielfältig. Ob Fehlerströme, Überstrom oder Überspannungen im Stromnetz: Ein umfassendes Konzept mit ineinandergreifenden Sicherheitskomponenten bietet den besten Schutz für Personen und Anlagen.


Schutzkonzepte für die Elektroinstallation
Die meisten Risiken entstehen durch veraltete, fehlerhafte oder ungenügend abgesicherte Elektroinstallationen. Laien verkennen diese Gefahren oft und schließen sorglos die neue Küchenmaschine, den Computer, den Fernseher oder andere elektrische Geräte an existierende Leitungen an. Von der Waschmaschine bis zur elektrischen Zahnbürste kommen in manchen Haushalten auf diese Weise bis zu 70 elektrische Geräte zusammen. Und auch wenn einzelne Geräte immer stromsparender werden, hat die Zahl der elektrischen Verbraucher dann schnell ein Niveau erreicht, für das die Elektroinstallation nicht mehr ausgelegt ist. Außerdem haben moderne Elektrogeräte eine andere Stromaufnahme als ältere Geräte, zum Beispiel Frequenzumrichter in Waschmaschinen oder Schaltnetzteile in Fernsehern, Computern und LED-Lampen.

Ob Fehlerströme, Überstrom oder Überspannungen im Stromnetz: Ein umfassendes Konzept mit ineinandergreifenden Sicherheitskomponenten bietet den besten Schutz für Personen und Anlagen.  (Bild: Siemens)Lange Mängellisten
Elektroanlagen haben eine Lebensdauer von 30 bis 35 Jahren. Doch ca. 2 Millionen Gebäude-Einheiten sind aktuell älter als 35 Jahre. Sieben von zehn Elektroinstallationen in Österreich liegen deutlich über ihrem »Verfallsdatum«. Normen werden zwar laufend weiterentwickelt, Bestandsobjekte bleiben davon aber ausgenommen. Und auch neuere Gebäude sind oft nicht ausreichend geschützt. Regelmäßige fachmännische Prüfungen von Elektroinstallationen mit notwendigen Nachrüstungen, wie beispielsweise in Belgien, sind in Österreich nicht verpflichtend vorgeschrieben.
Die Mängellisten aus verschiedenen Untersuchungen von Elektroinstallationen in Gebäuden sind lang: So weisen rund 15 % Mängel in den Kabeln elektrischer Geräte auf und 19 % bieten keinen Schutz vor direktem Berühren. Über die Hälfte aller elektrisch verursachten Brände können auf defekte Elektrogeräte und etwa ein Drittel auf Mängel in der Elektroinstallation zurückgeführt werden. Die finanziellen Schäden durch rund 50.000 Blitzeinschläge pro Jahr liegen in einer Größenordnung von über 40 Millionen Euro.

Was tun?
Mit dem Schutzgeräte-Portfolio von Siemens bekommen Elektroinstallateure das komplette Produktspektrum und Know-how für durchgängige Schutzkonzepte bis hin zur Brandschutz-Prävention für aktuelle und künftige Normen. Die ineinandergreifenden Schutzkomponenten lassen sich flexibel einsetzen und untereinander kombinieren, sind leicht montierbar und einfach zu handhaben. Bestehende Schutzmaßnahmen können bei Bedarf vom Basisschutz über Fehlerschutz und zur weiteren Risikominimierung bis zum Brandschutz erweitert werden

Sichere Elektroinstallation – Stationen der Entwicklung (Grafik: Siemens AG)Vom Leitungs- und Geräteschutz bis zum Personenschutz
Vor gefährlichen Körperströmen bei direktem und indirektem Berühren, beispielsweise an einem defekten Endgerät, schützen entsprechend ausgelegte FI-Schutzschalter, die beim Überschreiten eines bestimmten Differenzstroms den geschützten Stromkreis schnell und sicher vom Netz trennen. Sie werden in allen Netzen bis AC 240/415 V eingesetzt, können verschiedenste Fehlerstromformen erfassen und lassen sich immer auch mit anderen Schutzeinrichtungen kombinieren.
FI-Schutzschalter des Typs A lösen sowohl bei sinusförmigen Wechselfehlerströmen als auch bei pulsierenden Gleichfehlerströmen aus, sind aber für zahlreiche moderne Geräte in Privathaushalten wie Waschmaschinen oder Heizungspumpen oder für elektrische Anlagen in der Industrie mit einphasigen Frequenzumrichtern nicht ausgelegt. (Nur Nebenbei: Ein Typ AC hat in einer modernen Elektroinstallation gar nichts mehr verloren). In diesen Fällen kann der Schutz- und Funktionsumfang durch den FI- Schutzschalter des Typs F erweitert werden. Zusammen garantieren die FI- Schutzschalter maximale Sicherheit, aber auch hohe Widerstandsfähigkeit gegen unerwünschte Auslösungen. Sie verfügen über eine Stoßstromfestigkeit von über 3 kA und eine Belastbarkeit mit glatten Gleichfehlerströmen von bis zu 10 mA.

Sichere Elektroinstallation – Stationen der Entwicklung (Grafik: Siemens AG)Damit kein Funke überschlägt
Alle FI-Schutzschalter mit Bemessungsdifferenzströmen von maximal 300 mA können zwar auch Brände verhindern, die durch Erdschlussströme entstehen, gefährliche Fehlerlichtbögen werden jedoch nicht in allen Fällen erkannt.
Hier schließt der Brandschutzschalter die Lücke, da er auf alle – als einziges Schutzschaltgerät auch auf serielle Fehlerlichtbögen – reagiert und innerhalb von Sekundenbruchteilen sicher abschaltet. Die Installation ist schnell und einfach und auch bei älteren Elektroinstallationen möglich. In zwei Gerätevarianten mit zwei verschiedenen Baubreiten lässt sich der Brandschutzschalter mit verschiedenen Leitungsschutzschaltern bzw. FI-/LS-Schaltern bis 16 A Bemessungsstrom koppeln. Werden zusätzlich Hilfsstrom- oder Fehlersignalschalter angebaut, ist auch die Anbindung an ein übergeordnetes Leitsystem möglich.

Sichere Elektroinstallation – Stationen der Entwicklung (Grafik: Siemens AG)Integrierte Schutzkonzepte für die Industrie
In modernen industriellen Anlagen mit vernetzten Systemen genügt bereits ein Stromausfall für wenige Sekunden, dass Fließbänder stillstehen, Automatisierungssysteme gestört werden und ganze Produktionschargen verworfen werden müssen. Die Lösung ist ein integriertes Schutzkonzept, das nicht nur für den Personen-, Brand- und Leitungsschutz sorgt, sondern die Fertigungsanlagen auch zuverlässig vor elektrisch bedingten Fehlern und damit vor Ausfällen schützt. Die innovativen Schutzsysteme von Siemens sind außerdem auf neue technische Lösungen zur Produktivitäts- und Effizienzsteigerung moderner Fertigungsanlagen zugeschnitten. Auch hier bieten ineinandergreifende, miteinander kombinierbare Komponenten eine durchgängige Absicherung aller Maschinen, Anlagen und Systeme.
Für die Schutzebene Fehlerschutz kommen im industriellen Umfeld je nach Anwendung FI-Schutzschalter vom Typ A, Typ F, Typ B oder B+ zum Einsatz. Vor elektrischen Schlägen bei Fehlerströmen mit Mischfrequenzen, die auf der Abgangsseite von einphasigen Frequenzumrichtern beispielsweise bei Pumpen auftreten können, schützt Typ F zuverlässig und bietet zusätzlich eine erhöhte Fehlauslösungs- und Stoßstromfestigkeit. In Anlagen mit Frequenzumrichtern oder Sanftstartern mit glatten oder annähernd glatten Fehlerströmen bieten FI-Schutzschalter Typ B oder B+ zuverlässigen Schutz.
Geschäftskritische Stromnetze und IT-Systeme in der Industrie sollten unbedingt zusätzlich abgesichert werden, da in diesem Umfeld Überspannungen auch durch Abschalten induktiver Lasten, durch das Zünden und Abreißen von Lichtbögen, beispielsweise beim Schweißen oder durch das Auslösen von Sicherungen, entstehen können.

Sichere Elektroinstallation – Stationen der Entwicklung (Grafik: Siemens AG)Schutz von Gefährdungszonen
Für einen effizienten Überspannungsschutz sollten unterschiedliche Ableiter gemäß den jeweiligen Anforderungen nach einem normgerechten Blitzschutzzonen-Konzept für unterschiedliche Gefährdungszonen in Gebäuden eingesetzt werden. Mit den Siemens-Niederspannungs-Schutzgeräten von Blitzstromableitern über Überspannungsableiter bis hin zu speziellen Schutzgeräten für empfindliche Elektronik lässt sich ein abgestimmter, durchgängiger Blitzstrom- und Überspannungsschutz realisieren, der für Sicherheit und Schutz auf höchstem Niveau sorgt. Er steht normgerecht für alle Netzsysteme der Installationstechnik zur Verfügung.
Auch in Industrieanlagen können Mängel an Kabeln und Leitungen wie lose Kontakte, beschädigte oder gequetschte Kabelisolierungen Schäden an Maschinen verursachen oder durch Überhitzung zu Bränden führen. Dieses Risiko lässt sich minimieren, indem Leitungsschutz- bzw. FI-Schutzschalter durch den Brandschutzschalter ergänzt werden. Serielle Fehlerlichtbögen werden dann auch in diesem Umfeld zuverlässig erkannt, der Strom wird schnell und sicher abgeschaltet und Stätten mit erhöhter Brandgefahr oder Schlafräume werden vor Brandschäden geschützt.
Zum Schutz von Maschinen, an denen hohe Kurzschlussströme auftreten können, lassen sich Schmelzsicherungen mit hoher Strombegrenzung und hohem Schaltvermögen gut mit anderen Schutzeinrichtungen wie z. B. Leitungsschutzschaltern mit geringerem Bemessungsschaltvermögen kombinieren. In der Antriebssteuerung von Maschinen sind Umrichter mit Leistungselektronik im Einsatz, die durch Halbleiterschutzsicherungen gesichert werden sollten. Mit ihrer superflinken Charakteristik werden Umrichter, Gleich- und Wechselrichter, Sanftstarter und statische Relais in Maschinen, Stromversorgungsanlagen sowie Windkraftanlagen geschützt.

Die meisten Risiken entstehen durch veraltete, fehlerhafte oder ungenügend abgesicherte Elektroinstallationen. (Bild: Siemens)Prävention und Teilabschaltung
Um kostspielige Stillstandzeiten zu minimieren, können präventiv Differenzstrom-Überwachungsgeräte (RCM) eingesetzt werden, die im Störungsfall eine Meldung auslösen, ohne jedoch die Anlage direkt abzuschalten. Die überwachten Differenzströme und kritischen Anlagenzustände lassen sich über ein integriertes RCM-Modul in übergeordnete Managementsysteme übertragen.
Die sichere und zuverlässige Energieversorgung von industriellen Anlagen, Betriebsmitteln und Maschinen ist elementare Voraussetzung für die Produktion. Das integrierte Schutzsystem gewährleistet, dass bei mehreren, in Reihe geschalteten Schutzeinrichtungen im Fall eines Fehlers nur der direkt betroffene Teil einer Anlage oder eines Systems abgeschaltet wird. Der Fehler lässt sich schnell eingrenzen und beheben, während alle anderen Anlagenteile weiter in Betrieb bleiben. Mit den aufeinander abgestimmten und kombinierbaren Schutzeinrichtungen kann durch Selektivität die Abschaltung der vorgeordneten Überstromschutzeinrichtung vermieden werden. Ein abgestimmter Back-up-Schutz sorgt dafür, dass im Fehlerfall die vorgeschaltete Schutzeinrichtung die nachgeschaltete vor Kurzschluss und Überlast schützt.
Siemens bietet ein Produktspektrum, das alle Komponenten für die Absicherung der elektrischen Infrastruktur und einen effizienten Einsatz elektrischer Energie umfasst. Alle Komponenten arbeiten reibungslos zusammen und lassen sich im Systembaukasten flexibel kombinieren. Dank zahlreicher Zubehörkomponenten können nahezu alle Anwendungen in Gebäuden und in der Industrie abgedeckt werden. Dabei bieten die Komponenten einen weit über die normativen Vorgaben hinausgehenden Schutz.

Durchgängige Schutzkonzepte

  • Alle Produkte für die Modernisierung der Elektroinstallation als Voraussetzung für elektrische Sicherheit und Energieeffizienz im Wohn- und Zweckbau
  • Alle Schutzgeräte für aktuelle und künftige Normen aus einer Hand
  • Innovative Schutzgeräte für noch mehr Sicherheit, zum Beispiel beim Brandschutz
  • Kürzere Montagezeit dank einfacher Handhabung der Geräte bei Installation, Wartung und Service, einfaches Nachrüsten jederzeit möglich
  • Unterstützung von der Planung über die Inbetriebnahme bis zum Betrieb

Nähere Informationen liefert Siemens auch gerne auf den Power-Days 2017 in Salzburg, Halle 10 Stand 510.

Bilder: Siemens

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