Brandschutz in elektrischen Anlagen

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1 Herbert Schmolke Brandschutz in elektrischen Anlagen Praxishandbuch für Planung, Errichtung, Prüfung und Betrieb 2., neu bearbeitete und erweiterte Auflage Hüthig & Pflaum Verlag München/Heidelberg

2 Inhaltsverzeichnis A Einführung 17 1 Allgemeines zum Thema Brandschutz und Nutzung elektrischer Energie 17 2 Vorschriften, Normen und Richtlinien Überblick DIN-VDE-Normen DIN-Normen Verordnungen der Landesbaubehörde Allgemeines Verhältnis der Muster-Richtlinie (MLAR) des Baurechts zu den DIN-VDE-Normen Vorschriften und Richtlinien der Berufsgenossenschaften Richtlinien der Versorgungsnetzbetreiber Richtlinien der Sachversicherer Ausblick 28 Literatur 30 B Elektrischer Strom als Brandursache 33 3 Isolation 34 4 Alterung und zu hohe Temperaturen 35 5 Zu niedrige Temperatur 37 6 Beschleunigte Alterung und Beschädigung durch Verschmutzungen 38 7 Beschleunigte Alterung durch Sonneneinwirkung 39 8 Beschleunigte Alterung durch Vorschädigung der Isolierung 40 9 Transiente Überspannungen Neutralleiterunterbrechung Biegeradien Nagetierfraß Mechanische Beschädigungen der Isolierung Oberflächenverschmutzungen 44 Literatur 45

3 10 Inhaltsverzeichnis C Planung und Errichtung elektrischer Anlagen Kurzschlussstrom Kurzschlussstromberechnung ohne begrenzende Einrichtungen Kurzschlussstromberechnung mit Leitungsimpedanzen Stoßkurzschlussstrom Einfluss von kurzschlussstrombegrenzenden Schutzeinrichtungen Planung und Errichtung von Kabel-und Leitungsanlagen Schutz vor Überstrom Betriebsstrom Verlegearten Strombelastbarkeit Planung für den Idealfall Planungsbedingungen Planung für den Idealfall in Einzelschritten Planung für den Realfall Warum die Planung für den Idealfall nicht immer möglich ist Berücksichtigung der Umgebungstemperatur (Umrechnungsfaktor/,) Berücksichtigung der Häufung (Umrechnungsfaktor f 2 ) Berücksichtigung der Auswirkungen von Oberschwingungen (Umrechnungsfaktor/ 3 ) Berücksichtigung von mehr als drei belasteten Adern (Umrechnungsfaktor/ 4 ) Planung für den Realfall in Einzelschritten Berücksichtigung der Leitungslänge Kleinster Kurzschlussstrom Spannungsfall Fälle, in denen man auf den Schutz vor Überlast verzichten kann / Auswahlkriterien für Kabel und Leitungen Auswahl nach Schutz vor Überstrom nach DIN VDE Auswahl bei hohen Kurzschlussströmen 109

4 Inhaltsverzeichnis V[ Auswahl nach dem Stromwärme-Impuls (/ 2 -r-wert) Auswahl nach der Abschaltzeit Kriterien für die Berücksichtigung des Kurzschlussschutzes Auswahl nach besonderen Beanspruchungen Kabel und Leitungen mit verbessertem Verhalten im Brandfall Mineralisolierte Leitungen Leitungen mit integriertem Funktionserhalt Kabel mit konzentrischem Leiter Besonderheiten bei Planung und Errichtung von Kabel- und Leitungsanlagen Biegeradius Einflüsse anderer Gewerke Vermeiden von mechanischen Beschädigungen Querschnitt von Neutralleitern Planung und Errichtung von Verteilern und Hausanschlusskästen Verteiler Allgemeines zu Standort und Ausführung des Verteilers Strombelastung des Verteilers (Bemessungsstrom) Kurzschlussfestigkeit des Verteilers Temperatur im Verteiler Störlichtbogenschutz Hausanschlusskästen Auswahl der Überstrom-Schutzeinrichtungen Auswahl entsprechend dem Nennschaltvermögen und der Kurzschlussfestigkeit Auswahlvorgaben bei privaten Wohngebäuden und ähnlichen Nutzungseinheiten Auswahlvorgaben bei industriellen Anlagen Auswahl aufgrund von Abschaltzeiten bei Kurzschluss Auswahl nach Betriebsströmen Auswahl nach Verbraucheranforderungen Auswahl nach Umgebungstemperatur und Häufung Back-up-Schutz 171

5 12 Inhaltsverzeichnis 19 Fehlerstrom-Schutzeinrichtung(RCD) Grenzen der Sicherheit bei üblichen Überstrom- Schutzeinrichtungen Funktion einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) Auswahl von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) unter Berücksichtigung der gewünschten Funktion Auswahl von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) unter Berücksichtigung des Ableitstroms Auswahl von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) nach dem Betriebsstrom Auswahl von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) unter Berücksichtigung der möglichen Fehlerstromarten Auswahl von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) unter Berücksichtigung der Stoßstromfestigkeit bei transienten Überspannungen Netzspannungsabhängige Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen (RCDs) Fehlerstromrelais Sonstige Schutzeinrichtungen Differenzstrom-Überwachungsgerät (RCM) Isolationsüberwachungseinrichtung(IMD) Probleme mit neuzeitlichen Netzen und neuere Entwicklungen Planung und Errichtung von Beleuchtungsanlagen Worauf man bei Beleuchtungsanlagen achten sollte Besonderheiten bei Niedervoltbeleuchtungsanlagen Elektroinstallationsrohre und -kanäle Unterflurkanäle Allgemeine Bestimmungen für die Auswahl von Betriebsmitteln Brandgefährliche Übergangswiderstände Auswahl und Errichtung von Betriebsmitteln in Bereichen mit besonderen Gefahren Definition Feuergefährdeter Bereich oder Betriebsstätte" Planung und Errichtung in feuergefährdeten Betriebsstätten nach DIN VDE Allgemeine Festlegungen und Begriffsbestimmungen Auswahl der Schutzart bei den Betriebsmitteln und Verteilern Planung und Errichtung der Kabel- und Leitungsanlage PEN-Leiter in feuergefährdeten Betriebsstätten 224

6 Inhaltsverzeichnis Neutralleiter-Trennklemmen Beleuchtungsanlage Elektrische Heizungs- und Belüftungssysteme Elektromotoren Hauptschalter Planung und Errichtung in Räumen und Orten mit brennbaren Baustoffen Räume oder Orte mit unersetzbaren Gütern von hohem Wert Landwirtschaftliche und gartenbauliche Betriebe Batterie-Ladestationen und -Laderäume Elektroinstallation und Brandschadenverhütung Ein neuzeitliches Problem: Oberschwingungen Problembeschreibung Einführung und Begriffserklärung Verbraucher mit völlig verändertem Verhalten Die Besonderheit der dritten harmonischen Oberschwingung Problembegegnung Maßnahmen beim Auftreten der dritten harmonischen Oberschwingung Überlastschutz des Neutralleiters ohne Entlastungsfilter Überlastschutz des Neutralleiters mit Entlastungsfilter Maßnahmen beim Auftreten der übrigen Oberschwingungen 242 Literatur 243 D Elektrische Anlage als Gefahrenquelle bei einem Brand Allgemeines Wenn Kabel und Leitungen das Gebäude durchqueren Allgemeines zum Thema Kabel-und Leitungsschott Ausführungen von Brandschottungen Einzeldurchführungen Mehrfachdurchführungen Vorüberlegungen für die korrekte Auswahl von Brandschottungen Besondere Hinweise für die Montage von Brandschottungen Schächte und Kanäle mit Feuerwiderstandsklasse Begriffsbestimmung und Abgrenzung 266

7 14 Inhaltsverzeichnis Unterscheidung der Feuerwiderstandsklasse nach I oder E Schächte, Kanäle und Verkleidungen nach DIN 4102 Teil Kennzeichnung bei Schächten und Kanälen 270 Literatur 271 E Besonderheiten der Elektroinstallation in Rettungswegen Begriffsbestimmung Kabel-und Leitungsverlegung in Rettungswegen Vorbemerkung Grundsatzfragen Kabel-und Leitungsverlegung in Fluren Definition des Flurs als Rettungsweg Die Installation in notwendigen Fluren Installation in notwendigen Fluren geringer Nutzung und in offenen Gängen Kabel- und Leitungsverlegung in Treppenräumen Definition des Treppenraums als Rettungsweg Die Installation in notwendigen Treppenräumen Installation in notwendigen Treppenräumen geringer Nutzung Verteiler und Messeinrichtungen in Rettungswegen Verteiler in Fluren Verteiler in Treppenräumen Rohre und Kanäle in Rettungswegen 295 Literatur 297 F Kabel- und Leitungsanlagen sowie Verteiler für sicherheitstechnische Einrichtungen Begriffe Leitungen der Sicherheitseinrichtungen Verteiler der Sicherheitseinrichtungen Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen / Verteilerdosen, Klemmkästen Funktionserhalt Begriffsbestimmung Bedeutung des Funktionserhalts 307

8 Inhaltsverzeichnis 38.3 Dauer des Funktionserhalts Art und Weise der Verwirklichung des Funktionserhalts Funktionserhalt durch besondere Verlegung Funktionserhalt durch Verlegung in Schächten und Kanälen Funktionserhalt durch Verwendung von Leitungen mit integriertem Funktionserhalt Funktionserhalt durch Verwendung von mineralisolierten Leitungen Funktionserhalt durch Verwendung von Schienenverteilern mit integriertem Funktionserhalt Funktionserhalt und Beschichtungen von Kabeln und Leitungen Forderung zum Funktionserhalt von Verteilern Querschnittsbemessung bei Funktionserhalt 318 Literatur 322 G Vermeidung von Gefahren beim Betreiben der Anlage Allgemeines Dokumentation der elektrischen Anlage Umfang der Prüfung Erstprüfung Wiederholungsprüfung Die Person des Prüfers und die Sicherheit beim Prüfen Das Ergebnis der Prüfung: die Dokumentation Prüfungen von Kabel- und Leitungsanlagen Kabel-und Leitungstrassen Brandschottungen Prüfungen an und in Verteilern Prüfungen von Betriebsmitteln Hochspannungs-Schaltanlagen Temperaturmessungen Allgemeines zum Thema Betreiben von elektrischen Anlagen" 342 Literatur 345 Anhang Erläuterungen zur beigelegten CD 347 Register 357