Störlichtbogenschutz So erhöht ein satter Kurzschluss die elektrische Sicherheit

Redakteur: Wolfgang Leppert

Zu den größten Gefahren speziell bei Elektroinstallationen gehören Störlichtbögen. Technologien und Vorgehensweisen von Eaton machen dieses Risiko jedoch beherrschbar – gerade auch auf hoher See.

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Ein Störlichtbogen kann Menschen schwer verletzen und Anlagen völlig zerstören. Bei der Konstruktion von Schaltanlagen lässt sich das Risiko jedoch minimieren.
Ein Störlichtbogen kann Menschen schwer verletzen und Anlagen völlig zerstören. Bei der Konstruktion von Schaltanlagen lässt sich das Risiko jedoch minimieren.
(Eaton)

Unfälle mit Störlichtbögen, bei denen sich ein sehr starker Strom in ionisierter Luft entlädt, sind zum Glück selten. Ihre Auswirkungen allerdings sind immer gravierend und mit Betriebsstörungen sowie hohen Kosten verbunden. Im unmittelbaren Umfeld eines Störlichtbogens entsteht nahezu augenblicklich eine Temperatur von etwa 20.000°C. Kupferleiter verdampfen und werden als geschmolzene Kügelchen explosionsartig nach außen geschleudert. Die Anlage, in der der Störlichtbogen entsteht, wird dabei massiv beschädigt oder auch völlig zerstört. Menschen, die sich in der Nähe aufhalten, können schwere oder sogar tödliche Verletzungen erleiden. Sind bereits die direkten Kosten hoch, so können speziell im Schiffbau- und Offshore-Sektor die indirekten Kosten durch Produktionsausfälle enorme Ausmaße erreichen.

Störlichtbögen können viele Ursachen haben, beispielsweise das Versagen eines Leistungsschalters während eines Schaltvorgangs oder ein schwerwiegender Isolierungsfehler. In der Praxis lässt sich das Risiko eines Störlichtbogens nie vollständig ausschalten. Eaton sucht jedoch bereits seit Jahren nach Möglichkeiten, um dieses Risiko weitgehend zu verringern. Daher gilt das Unternehmen heute in dieser Frage als weltweit führend und bietet konkrete Lösungen zur Verhinderung und Kontrolle von Störlichtbögen.

Mehr Sicherheit ohne umweltschädigende Nebenwirkungen

Durch entsprechende Ansätze bei der Konstruktion von Schaltanlagen wird die Gefahr von Störlichtbögen von Anfang an minimiert. So kommen bei Mittelspannungs-Schaltanlagen Feststoffisolierungen zum Einsatz, die eine hervorragende Kontrolle von elektrischen Feldern erlauben und damit die Fehleranfälligkeit der Isolierung stark verringern. Auch Vakuumschaltelemente spielen in diesen Systemen eine große Rolle. Da diese unempfindlich gegen Verunreinigungen und Feuchtigkeit und darüber hinaus wartungsfrei sind, besteht praktisch keinerlei Risiko mehr von Ausfällen während eines Schaltvorgangs. Ein weiterer wesentlicher Vorteil von Feststoffisolierungen und Vakuumunterbrechern liegt in der geringen Umweltbelastung durch das Schaltsystem, sowohl während seiner Lebensdauer als auch bei der Entsorgung. Damit unterscheidet sich diese Technik deutlich von Schaltanlagen, bei denen das für seine umweltschädigende Wirkung bekannte SF6 als Isoliermedium zum Einsatz kommt.

Niederspannungssysteme der Baureihe Capitole von Eaton erfüllen durch ihre Konzeption und Bauweise höchste Anforderungen. Die Motorschaltanlage Capitole 40 bietet nützliche Merkmale wie etwa ein isoliertes Hauptsammelschienensystem, vollständige Unterteilung und maximale Separierung, eine optionale fehlerfreie Zone zwischen Ein- und Ausgangsspeisung sowie Flexibilität, die sogar im Betrieb kurzfristig Änderungen an Ort und Stelle zulässt. Für solche Niederspannungs-Schaltanlagen hat Eaton das Arcon-System entwickelt, bei dem die Auswirkungen von Störlichtbögen durch einen aktiven Ansatz minimiert werden. Arcon platziert innerhalb von Millisekunden nach dem Erkennen eines Störlichtbogens einen satten Kurzschluss über die Stromversorgung. Die Energie, die ansonsten den Lichtbogen speisen würde, wird auf diese Weise auf den Kurzschluss umgeleitet, so dass sich der Störlichtbogen gar nicht erst entwickeln kann. Der vorgelagerte Unterbrecher unterbricht anschließend die Stromversorgung innerhalb von etwa 50 ms.

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