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8 technische Massnahmen für sichere NS-Schaltgerätekombinationen
Mai
Viele Elektrofachkräfte ⚡ in der Schweiz kennen die Schutzstufen der ESTI-Weisung 407 und damit auch die Schutzstufen der persönlichen Schutzausrüstung gegen Störlichtbogen. Spätestens bei 20 kA Kurzschlussstrom ist klar: Die PSA reicht nicht aus, um Personen ausreichend zu schützen.
Auch die neue Version der Weisung formuliert das eindeutig: Überschreitet der Kurzschlussstrom diesen Bereich, muss die Anlage freigeschaltet oder es müssen zusätzliche Massnahmen im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung/Rsikoanalyse getroffen werden.
Doch genau hier beginnt in der Praxis oft die eigentliche Herausforderung.🤯
Wie lassen sich Personen schützen, wenn Arbeiten an einer Anlage dennoch notwendig sind?
In diesem Artikel zeigen wir auf, welche Möglichkeiten es gibt, die Risiken für Tätigkeiten an Niederspannungsschaltanlagen zu reduzieren.
Technische Massnahmen systematisch einordnen 📊
Technische Massnahmen zur Reduktion der Gefährdung lassen sich grundsätzlich in zwei Kategorien einteilen:
1️⃣ Reduktion der Eintrittswahrscheinlichkeit
Diese Massnahmen zielen darauf ab, das Entstehen eines Störlichtbogens möglichst zu verhindern.
Sie beeinflussen also die Wahrscheinlichkeit, dass ein Ereignis überhaupt eintritt.
2️⃣ Reduktion der Auswirkungen (Schadenausmass)
Diese Massnahmen greifen, wenn ein Störlichtbogen trotz aller Vorsicht entsteht.
Hier geht es darum, die freigesetzte Energie und deren Auswirkungen auf Personen zu begrenzen.
Konkrete technische Massnahmen für NS-Schaltgerätekombinationen
Nachfolgend haben wir mögliche technische Massnahmen für Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen tabellarisch zusammengefasst. ⚡
Diese Massnahmen helfen dabei, sowohl die Gefährdung durch Körperdurchströmung als auch die Risiken und Auswirkungen eines Störlichtbogens gezielt zu reduzieren. Dadurch leisten sie einen wichtigen Beitrag zum Schutz von Personen. 🛡️
Wichtig ist dabei:
Die konkrete Ausführung und Kombination der Schutzmassnahmen muss immer auf die jeweilige Anlage, die Kurzschlussleistung sowie die vorgesehenen Betriebs- und Wartungsarbeiten abgestimmt werden. 📊⚙️
Eine pauschale Lösung gibt es nicht — entscheidend ist immer die individuelle Gefährdungsbeurteilung beziehungsweise Risikoanalyse der Anlage.
1. IP-Schutzart bei geschlossener Anlage 💧🪛
Die IP-Schutzart beschreibt den Schutz eines Gehäuses gegen das Eindringen von Fremdkörpern sowie gegen das Berühren spannungsführender Teile. Bei geschlossenen elektrischen Anlagen sorgt eine geeignete IP-Schutzart dafür, dass Personen geschützt und gleichzeitig Fremdkörper wie Staub, Werkzeuge oder leitfähige Teile vom Anlageninneren ferngehalten werden. Dadurch werden Betriebssicherheit und Personenschutz deutlich erhöht. Dabei ist zu beachten, dass höhere Schutzarten die Wärmeabfuhr der Anlage beeinflussen können. Eine zu hohe IP-Schutzart kann die Kühlleistung reduzieren und dadurch die thermische Belastung der Komponenten erhöhen. Die Schutzart sollte deshalb immer passend zur Umgebung und Anwendung gewählt werden.
Im Bild ist eine NS-Schaltgerätekombination mit hoher IP-Schutzart (IP41) sichtbar. Durch ein abgestimmtes Belüftungs- und Kühlkonzept wird trotz erhöhtem Berührungs- und Fremdkörperschutz eine effiziente Wärmeabfuhr der eingebauten Komponenten sichergestellt. Dadurch können sowohl die Anforderungen an den Personenschutz als auch an die thermische Betriebssicherheit erfüllt werden.
Weiter Infos zu den IP Schutzarten dem SIVACON S8 Planungshandbuch entnehmen.
2. IP-Schutzart bei geöffneten Türen 🔧
Bei geöffneten Türen steigt das Risiko einer unbeabsichtigten Berührung spannungsführender Teile deutlich an. Durch innere Abdeckungen, transparente Schutzhauben oder zusätzliche Schottungen kann der Berührungs- und Fremdkörperschutz auch bei geöffnetem Schaltschrank aufrechterhalten werden. Dadurch bleiben Bedien-, Prüf- oder Wartungsarbeiten möglich, ohne dass direkt auf aktive Teile zugegriffen werden kann. Gleichzeitig wird das Risiko von Körperdurchströmung und Kurzschlüssen durch Werkzeuge oder Fremdkörper reduziert.
Das Bild zeigt eine Lösung für den inneren Berührungs- und Fremdkörperschutz bei geöffneten Türen. Prüfungssichere Abdeckungen und Shutter-Systeme (IP3X) verhindern das unbeabsichtigte Berühren aktiver Teile und reduzieren das Risiko von Körperdurchströmung und Kurzschlüssen bei Bedien- oder Wartungsarbeiten.
3. Schottungsformen (Form der inneren Unterteilung nach EN 61439-2) 🚧
Schottungen und interne Unterteilungen trennen Sammelschienen, Funktionseinheiten und Anschlussräume innerhalb der Schaltanlage voneinander. Dadurch werden unbeabsichtigte Berührungen aktiver Teile verhindert und die Ausbreitung von Fehlern oder Störlichtbögen innerhalb der Anlage reduziert. Gleichzeitig ermöglichen höhere Unterteilungsformen (3b,4b) eine sicherere Bedienung und Wartung einzelner Bereiche.
4. Herausnehmbare Teile & Einschubtechnik gemäss EN 61439-2 🦾
Normkonforme Einschübe und herausnehmbare Teile ermöglichen den Austausch oder die Anpassung von Funktionseinheiten auch im laufenden Betrieb. Schaltstellungsabhängige Verriegelungen erlauben Eingriffe nur in sicheren Stellungen und reduzieren dadurch das Risiko von Körperdurchströmung und Lichtbogenbildung. Dieses Thema haben wir schon ausführlich im untenstehenden Beitrag beschrieben:
5. Fusspunktfreie / isolierte Sammelschienen 🧱
Durch zusätzliche Isolation und fusspunktfreie Ausführung der Sammelschienen wird die Entstehung von Kurzschlüssen und Störlichtbögen wirksam reduziert. Gleichzeitig erhöht sich der Berührungs- und Fremdkörperschutz innerhalb der Schaltanlage, insbesondere bei Wartungs- oder Erweiterungsarbeiten.
6. Störlichtbogen begrenzen nach IEC TR 61641 (passiv) 🛡️
Schaltgerätekombinationen nach IEC TR 61641 verfügen über konstruktive Massnahmen wie Druckentlastungssysteme, Lichtbogenkanäle und verstärkte Gehäuse.
Dadurch werden die thermischen und mechanischen Auswirkungen eines internen Störlichtbogens begrenzt und die Gefährdung für Personen und Umgebung reduziert.
7. Wartungsmodus für ACBs (z. B. Siemens 3WA DAS+) 🪄
Der Wartungsmodus DAS+ ermöglicht eine besonders schnelle Auslösung des Leistungsschalters bei Fehlern in der Nähe spannungsführender Teile. Durch einen separaten Schutzalgorithmus und eigene Schutzparameter können Auslösezeiten von typischerweise unter 25 ms erreicht werden. Dadurch wird die Lichtbogenenergie deutlich reduziert und das Bedien- und Wartungspersonal besser geschützt.
Mehr dazu gibt es im 3WA Handbuch
8. Aktives Schutzsystem (Lichtsensor + Schaltkurzschluss) 📟
Aktive Störlichtbogenschutzsysteme erkennen einen entstehenden Lichtbogen über Licht- und Stromsensoren und lösen anschliessend einen gezielten Schaltkurzschluss oder eine schnelle Abschaltung aus. Dadurch kann die Fehlerdauer erheblich reduziert und die freigesetzte Energie stark begrenzt werden.
Achtung!⚠️ Solche Systeme stellen zusätzliche aktive Komponenten innerhalb der Schaltanlage dar und erhöhen die technische Komplexität. Planung, Selektivität, Wartung und Funktionsprüfung müssen deshalb besonders sorgfältig berücksichtigt werden.
Und zum Schluss
Die Sicherheit bei Tätigkeiten an oder in der Nähe von elektrischen Anlagen beginnt nicht erst bei der Arbeit vor Ort, sondern bereits bei der Planung der Anlage. Die konsequente Berücksichtigung von Schutzmassnahmen in der Planung von NS-Schaltgerätekombinationen trägt entscheidend dazu bei, Risiken für Personen und Anlagen frühzeitig zu reduzieren.
Schottungsformen, Einschubtechnik, geeignete IP-Schutzarten, isolierte Sammelschienen oder Störlichtbogenschutzkonzepte beeinflussen nicht nur die Betriebssicherheit, sondern auch die spätere Gefährdungsbeurteilung sowie die Möglichkeiten für sichere Wartungs- und Bedienarbeiten.
Persönliche Schutzausrüstung allein reicht dabei oft nicht aus. Entscheidend ist ein ganzheitliches Schutzkonzept aus Planung, technischen Massnahmen, organisatorischen Vorgaben und einer fundierten Risikoanalyse.
Autor
Sebastian Gerber
BU Head | Leitung Niederspannung bei Siemens Schweiz 🇨🇭
Siemens Schweiz AG
Smart Infrastructure
8047 Zürich, Schweiz