Siemens Brandschutzschalter 5SM6 : Der vorbeugende Brandschutz in Ihrem „Sicherungskasten“
Eine der Hauptursachen solcher „elektrischen" Brände sind sogenannte Fehlerlichtbogen, die Leitungsisolierungen entzünden und zu Kabelbranden fuhren können. Das lässt sich verhindern. Siemens hat einen Brandschutzschalter entwickelt, der solche Fehlerlichtbogen erkennt und die betroffenen Stromkreise sofort abschaltet – sozusagen ein vorbeugender Brandschutz im Sicherungskasten. Die Brandschadenstatistik der österreichischen Brandverhütungsstellen ergibt, dass bis zu 25 % der Brande nachweislich durch elektrische Energie verursacht wurden. Der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens schließt die bisherige Sicherheitslücke Da in Österreich allerdings nicht bei allen Branden die Ursache ermittelt werden konnte und sich hier noch eine größere Anzahl an Bränden als „nicht definiert" findet, gehen Experten sogar von einer noch höheren Anzahl an elektrisch gezündeten Branden aus. Besonders schwer wiegt hier die Anzahl der Verunglückten oder Schwerverletzten durch diese Brände, entstehen diese doch in 75 % der Falle im privaten Umfeld. Für Siemens ist das Grund genug, sich Gedanken über eine Verhinderung oder zumindest Reduktion solcher elektrisch verursachter Brande zu machen. Bisher waren als Schutzmaßnahmen Leitungsschutzschalter, Überspannungsschutzgerate und Fehlerstrom-Schutzschalter („FI-Schutzschalter") Stand der Technik und bereits weit verbreitet. Derzeitige Schutzstandards und geschlossene Schutzlücke bei seriellen Störlichtbögen (UL = Underwriters Laboratories Inc., IEC = International Electrotechnical Commission) Beide lösen aber nicht bei einer der häufigsten Brandursachen der elektrischen Energie aus: bei gefährlichen Fehlerlichtbogen, vor allem seriellen Fehlerlichtbogen. Solche Lichtbogen entstehen bereits durch kleine Ursachen wie z.B. beschädigte Kabelisolierungen, gequetschte Leitungen, abgeknickte Stecker, lose Kontaktstellen in der Elektroinstallation oder auch durch Netzgerate von tragbaren Computern und Geraten für die Unterhaltungsindustrie. Auch qualitativ billig hergestellte Produkte oder Imitate können gravierende Folgen haben. Durch einen kleinen Fehler entstehen serielle oder parallele Lichtbogen, die genug Energie aufbringen können, um Leitungsisolierungen zu entzünden und damit einen Kabelbrand zur Folge haben. Siemens hat sich dieser Problemstellung angenommen und eine Losung entwickelt: den Brandschutzschalter 5SM6. Interview Im Interview mit Ing. Werner Frauendorfer hat Brandschutz report den Einsatzzweck und Hintergrund fur die Entwicklung des Brandschutzschalters 5SM6 nachgefragt. Werner Frauendorfer ist der Produktverantwortliche für SENTRON-Reiheneinbaugeräte bei der Siemens AG Österreich.
Brandschutz report: Durch welche Entwicklung entstand die Idee zum Brandschutzschalter 5SM6 ursprünglich?
Werner Frauendorfer: Die ersten Brandschutzschalter (AFCI-Technologie = Arc Fault Circuit Interruptor) entstanden bereits Anfang der 90er- Jahre bei Siemens in Amerika. Die dort weit verbreitete Holzbauweise machte die Brandgefahr entsprechend hoch. Seit Janner 2008 ist der Brandschutzschalter in den USA vorgeschrieben. Derzeit werden bis zu 10 Millionen Brandschutzschalter pro Jahr verkauft. In Europa ist die Idee infolge der grundsatzlich sicheren Installationen noch neu. Aber wir haben bei den Prasentationen groses Interesse am Einsatz des 5SM6 festgestellt.
Brandschutz report: Herr Frauendorfer, wie entstehen nun solche Störlichtbögen und was ist das konkrete Gefährdungspotenzial?
Werner Frauendorfer: Die parallelen oder seriellen Störlichtbögen entstehen durch direkten oder indirekten Kontakt zwischen den Elektroden. Durch Vibrationen oder durch thermische Ausdehnung bzw. Kontraktion bis hin zu mechanischen Belastungen der elektrischen Leiter oder geschädigten Isolationen erfolgt die Zündung des Lichtbogens. Ist die Isolation beschädigt, können sogar über eine leitfähige Isolationsstrecke parallele Fehlerlichtbogen auch ohne direkten Metallkontakt entstehen. Die Lichtbögen können dann natürlich ihrerseits brennbares Material in unmittelbarer Umgebung in Brand setzen.
Brandschutz report: Vor welchen Herausforderungen stand Siemens bei der Entwicklung des Brandschutzschalters 5SM6?
Werner Frauendorfer: Die zentrale Herausforderung war die Erkennung des seriellen Störlichtbogens und die Vermeidung von unerwünschten Auslosungen. Die Detektion des seriellen Störlichtbogens gelang uns durch die Analyse des HF-Rauschens des Lichtbogens. Denn es gibt in einer elektrischen Anlage auch betriebsbedingte Störlichtbogen, wie z.B. bei der Bohrmaschine, Waschmaschine und im Mixer in der Küche. Sichergestellt wird die sichere Detektion weiters durch einen kontinuierlich stattfindenden Selbsttest.
Der im Brandschutzschalter integrierte Mikrocomputer verwendet bis zu 80 Prozent seiner Rechenleistung, um einen betriebsbedingten von einem gefährlichen Störlichtbogen zu unterscheiden. Das geschieht aufgrund der Erfassung von fünf Hauptkriterien, ist somit sehr sicher ausgelegt. Der Betriebszustand des Brandschutzschalters wird mit farblichen Symbolen angezeigt.
Brandschutz report: Wo soll der Brandschutzschalter 5SM6 Ihrer Meinung nach eingesetzt werden?
Werner Frauendorfer: Aufgrund der Konstruktion des 5SM6 kann er in jeder Elektroinstallation eingesetzt werden. Er kann auch nachträglich durch Tausch des bestehenden Leitungsschutzschalters sehr einfach nachgerüstet werden. In erster Linie sehe ich den Einsatzbereich aber vordergründig dort, wo es darum geht, Menschenleben und Sachwerte vor Schaden zu bewahren: bei Wohnhäusern in Räumen, wo ein Brand nicht sofort erkannt wird (z.B. Schlaf- und Kinderzimmer oder Räume, in denen unbeobachtete Verbraucher mit hoher Leistung – Waschmaschine, Geschirrspulmaschine etc. – betrieben werden) oder bei Altenheimen, Krankenhäusern und Versammlungsstätten.
Zusätzlich ist ein Einsatz in Gebäuden mit wertvollem Inhalt sinnvoll, wie es z.B. in Museen, Bibliotheken, Serverraumen usw. der Fall ist. Auch sollten damit Räume ausgestattet werden, in denen leichtentzündliche Stoffe lagern oder verarbeitet werden, wie in Tischlereien, Backereien, Scheunen, Silos usw. Die Möglichkeiten sind hier vielfaltig und werden sich in den nächsten Jahren sicherlich noch wesentlich erweitern. Es gibt auch bereits Überlegungen und einen ersten Entwurf, diese neue Technik in die IEC-Normen zu übernehmen – als Empfehlung ist sie ja bereits in der IEC 60364 enthalten.
Brandschutz report: Herr Frauendorfer, wir danken für das Gespräch.