Lichtbogenberechnungen für mehr Sicherheit

Jeder verdient es, am Ende des (Arbeits-)Tages unversehrt nach Hause zu gehen.

Bei allen Arbeiten am Stromnetz besteht die Gefahr von Kurzschlüssen und Lichtbögen. Ein Lichtbogen kommt zwar nur selten vor, dessen Folgen sind aber katastrophal. Mechaniker, Installateure und andere sind durch die enorme Explosion, die mit einem Lichtbogen verbunden ist, stark gefährdet. Ein optimaler Schutz gegen Lichtbögen ist eine absolute Notwendigkeit. Im Voraus zu berechnen, wie sich ein Lichtbogen verhält, trägt zur Sicherheit bei. So erfahren Sie, welche Risiken bestehen und wie Sie diese senken. Durch das Wissen über die Lichtbogenenergie an einem bestimmten Arbeitsplatz kann festgestellt werden, was die richtige persönliche Schutzausrüstung ist.

Vlambooggevaar inzichtelijk maken voor de veiligheid van uw medewerkers

HyTEPS bietet Lichtbogenberechnungen und Simulationen

NEN3140

Die überarbeitete Fassung der NEN 3140 widmet der Gefahr von Lichtbögen mehr Aufmerksamkeit. Um die Risiken zu vermeiden und die richtigen Schutzmaßnahmen ergreifen zu können, ist eine Risikoerfassung und -bewertung zu Lichtbögen notwendig. Auf der Grundlage der Installationsdaten muss die Lichtbogenenergie an einem bestimmten Arbeitsplatz (für ein bestimmtes Gerät oder einen Teil der Anlage) ermittelt werden. Danach kann bestimmt werden, ob und welcher Lichtbogenschutz erforderlich ist. Die Bestimmung der Lichtbogenenergie ist jedoch kompliziert. Dabei sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen, u. a. die Dauer des Fehlers, die Stärke des Stroms und der Abstand zwischen der Person und der Anlage.

HyTEPS bietet Lichtbogenberechnungen und Simulationen

HyTEPS kann für Sie anhand der Simulationen Etiketten für jeden Schrank erstellen, auf denen die wichtigsten Sicherheitsdaten stehen, z. B. der Kurzschlussstrom und welche PSA für verschiedene Situationen getragen werden sollte. Dadurch wird die LMRA (Last-Minute-Risikoanalyse) vereinfacht und kann effizient für jeden einzelnen Schrank durchgeführt werden. Auf Wunsch kann diese Möglichkeit mit einem Managementsystem verknüpft werden, sodass zentral deutlich wird, welche Schutzmittel erforderlich sind. Das bietet Mitarbeitern*innen deutliche Informationen über die richtige Schutzausrüstung, die sie an jedem spezifischen Standort tragen müssen.

proces of arc flash simulaties

 

Was ist ein Lichtbogen?

Ein Lichtbogen ist ein dauerhafter Funken, der beim Schalten von Geräten oder bei Fehlern in der Anlage entstehen kann. Oft hat ein Lichtbogen einen negativen Differentialwiderstand. Das bedeutet, dass der Lichtbogen immer größer wird, bis eine Komponente an einer anderen Stelle in der Anlage den Strom nicht mehr bewältigen kann und schmilzt. Erst dann erlischt der Lichtbogen.

Merkmale eines Lichtbogens

  •  Extreme Temperaturen von über 19.000 Grad Celsius
  • Herumfliegende (erhitzte oder geschmolzene) Scherben der Anlage
  • Druckwelle mit ohrenbetäubendem Knall
  • Intensiv helles Licht, sowohl im sichtbaren als auch im unsichtbaren Spektrum (Infrarot)

Risiken für Ihre Mitarbeiter*innen

  • Externe Verbrennungen
  • Innere Verbrennungen durch Einatmen ionisierter Gase
  • Blindheit (vorübergehend oder dauerhaft)
  • Verletzungen durch die Druckwelle
  • (Dauerhafte) Hörschäden
  • Kupfervergiftung (die eingeatmeten Kupfergase festigen sich in der Lunge und hinterlassen eine dauerhafte Kupfersubstanz in der Lunge)

In besonders extremen Fällen kann ein Lichtbogen direkt oder indirekt (durch Verletzungen wie Verbrennungen oder innere Blutungen) zum Tod eines*einer Mitarbeiters*in führen.

Die 3 wichtigsten Parameter sind: die Dauer der Störung, die Stärke des Stroms und der Abstand zwischen der Person und der Anlage.

Ursachen eines Lichtbogens

Die meisten Lichtbögen werden durch menschliches Versagen verursacht. In ca. 70 Prozent der Fälle handelt es sich um unsorgfältige Arbeiten an Schaltanlagen. Außerdem können auch Mängel in der Installation einen gefährlichen Lichtbogen verursachen:

  • Falsch dimensionierte Schaltgeräte
  • Degeneration des Isolationsmaterials oder dessen Fehlen
  • Schlechte Verbindungen
  • Überbrückung durch leitende Fremdkörper wie Werkzeuge, Teile oder Nagetiere zwischen Adern

Normen für Lichtbogenberechnungen

Für den Lichtbogenschutz und -berechnungen wurden verschiedene Normen entwickelt. Jede Norm hat ihren eigenen Anwendungsbereich und ihre eigene Methode. Einige gängige Normen werden in der folgenden Tabelle beschrieben.

 

IEEE-1584 2018 Internationale Norm zur Lichtbogenberechnung. Diese Version ist umfangreicher und berücksichtigt mehr Faktoren.
IEEE-1584 2002 Internationale Norm zur Lichtbogenberechnung. Methode zur Lichtbogenberechnung.
NFPA 70E Richtlinien der National Fire Protection Agency zu Lichtbogen.
NEN 3140 Niederländische Norm für die Funktion elektrischer Anlagen
EN 50110 Europäische Norm für sicheres Arbeiten in und an elektrischen Anlagen.

Hinzu kommen Normen für Schutzkleidung:

ISSA Richtlinien zu den thermischen Auswirkungen eines Lichtbogens auf die PSA.
DGVU203-077 Richtlinien zu den thermischen Auswirkungen eines Lichtbogens auf die PSA.
IEC 61482-1-1 Prüfverfahren für Schutzkleidung hinsichtlich thermischer Einwirkungen und elektrischer Energie.
IEC 61482-1-2 Prüfverfahren für Schutzkleidung hinsichtlich thermischer Einwirkungen und elektrischer Energie.

Es ist sehr wichtig, die richtige Auswahl zu treffen, welche Normen in Ihrer Installation verwendet werden. HyTEPS berät Sie diesbezüglich gerne.

Gefährliche Lichtbögen – eine kostspielige Angelegenheit

Wie bereits erwähnt, zeigen unerwünschte Lichtbögen schwerwiegende Auswirkungen. Ein Lichtbogen kann zu Verletzungen, aber auch zu größeren Schäden an der Anlage, z. B. an Verteilersystemen, führen. Eine Beschädigung der Anlage durch einen Lichtbogen kann zu einem Stillstand von bis zu mehreren Wochen führen. Ein kompletter Austausch von Anlagenteilen wie Verteilersystemen kann sich dann als notwendig erweisen. Daraus ergeben sich direkte Folgeschäden durch Mehrkosten für Ersatzteile und indirekte Kosten durch die Abnahme des Verfügbarkeitsfaktors, die sich auf das Betriebsergebnis und die Wettbewerbsposition auswirken.

Anhand von Simulationen und Lichtbogenberechnungen unterstützt HyTEPS Sie dabei, Ihre Mitarbeiter*innen zu schützen, unnötige Risiken sowie unerwünschte Ausfallzeiten und Kosten zu vermindern.

HyTEPS ist Experte für Simulationen von Lichtbögen

 

Wir informieren Sie gerne über die Möglichkeiten durch Simulation und die Berichterstattung. Wir streben danach, auf Ihre Situation zugeschnittene Berichte und Ratschläge zu erstellen, die direkt anwendbar sind und die Sicherheit und Kontinuität bei Ihnen verbessern. So erhalten Sie einen guten Überblick über die Anlage, die ordnungsgemäße Funktion der Schutzeinrichtungen und die Antwort auf die Frage, ob die Anlage optimal ausgelegt ist – sowohl für den Normal- als auch für den Notbetrieb.

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