Investitions-, Brand- und Personenschutz gemäß DIN VDE

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1 Investitions-, Brand- und Personenschutz gemäß DIN VDE Extern Siemens AG 2017 siemens.de/lowvoltage

2 Hinweis / Haftungsausschluss Die Beispiele und Interpretationen der Norm sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Sie stellen keine kundenspezifische Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Jeder Anwender dieser Präsentation ist für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Präsentation enthebt Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Präsentation erkennen Sie an, dass Siemens über die oben beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an dieser Informations-Unterlage jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Viele Tabellen und Texte in dieser Beschreibung wurden während der Erstellung direkt aus den entsprechenden Normen entnommen. Jeder Anwender dieser Unterlage muss stets prüfen, ob die zitierten Stellen noch aktuell sind. Die endgültige Entscheidung, ob eine Anwendung den gültigen Normen entspricht, obliegt dem Anwender dieser Unterlage. Seite 2

3 Ihr Referent Stefan Krause Siemens AG Energy Management Division RC-DE OST LP-PROM Schützenstr Leipzig Mobil: Seite 4

4 Investitions-, Brand- und Personenschutz Inhalt Fehlerlichtbögen Geschichte, Ursache und Wirkungen Mögliche Schutzansätze Herausforderung: Unterscheidung betriebsbedingter Lichtbögen und Fehlerlichtbögen Die Lösung: der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens Änderung der Norm DIN VDE und die möglichen Konsequenzen daraus Aufbaubeispiele Die wichtigsten Fragen Referenzen Zusammenfassung Seite 6

5 Ein unterschätztes Gefahrenpotential für elektrisch gezündete Brände Elektrisch gezündete Brände stellen ein hohes Gefahrenpotenzal für Personen, Gebäude und Investitionen dar Eine Leistung von etwa 70W (230V, 300mA) reicht bereits aus, um ein Feuer elektrisch zu zünden Gefahrenstellen, die zu Bränden in der Infrastruktur führen, sind vor allem Kabel und Leitungen Auch elektrische Verbraucher stellen ein hohes Risiko dar Seite 7

6 Ein unterschätztes Gefahrenpotential für elektrisch gezündete Brände Seite 8

7 Ein unterschätztes Gefahrenpotential für elektrisch gezündete Brände Allein in Deutschland wird ein Drittel aller erfassten Brände auf gefährliche Mängel in der Elektroinstallation zurückgeführt verursacht meist durch gefährliche Fehlerlichtbögen. Ca. 400 Menschen sterben jährlich in Deutschland durch Brände 1) Rd Brandfälle werden pro Jahr gemeldet 3) Die schreckliche Bilanz: Brandschäden in Milliardenhöhe, tausende Verletzte und sogar Tote! Ab sofort ist mit Veröffentlichung der Norm DIN VDE die Installation des Brandschutzschalters in Deutschland für viele Einsatzorte verpflichtend! Auch international wird der Einbau gemäß IEC dringend empfohlen. Ca. 100 Menschen sterben jährlich durch elektrischen Strom 2) Ca. 80% der Brände entstehen in Privathaushalten 3) Ca. 32% der Brände entstehen durch Fehler in der Elektroinstallation 4) Ca. 20% der Brände entstehen im gewerblichen Bereich 3) 1) GDV (2015): Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. 3) Stiftung Warentest 01/2013 Seite 11 2) Statistisches Bundesamt (2011): Gesundheit Todesursachen in Deutschland ) IFS (2015): IFS Brandursachenstatistik 2015

8 Brandursachen durch Fehlerlichtbögen in Endstromkreisen Paralleler Fehlerlichtbogen Phase und Neutralleiter / Erde Serieller Fehlerlichtbogen in Phase oder Neutralleiter Nagel oder Schraube Hohe Temperatur des Lichtbogens Lose Kontakte und Anschlüsse Gequetschte Leitung entzündbares Material UV-Strahlung / Nagetierverbiss Zu kleiner Biegeradius Abgeknickte Stecker / Leitungen Seite 12

9 Die Geschichte der Fehlerlichtbogenerkennung 1) AFCI: Arc Fault Circuit Interrupter 2) Consumer Product Safety Review, Volume 4, Summer 1999 Seite : Erste Siemens Patente für AFCI 1 Technologie (USA) 1992: Die "Consumer Products Safety Commission (CPSC)" initiiert das Projekt "Home Electrical System Fires Project" (USA) 1993: CPSC beauftragt UL mit der Untersuchung und Überprüfung von Brandursachen. Lösung: Eine neue Technologie der Lichtbogenerkennung (USA 2008: Der National Electrical Code 2005 schreibt den AFCI Klasse A für den Schutz von allen Stromkreisen 15 / 20 A in Wohnräumen vor (USA) 2012: Siemens bringt den ersten Brandschutzschalter für den IEC Markt 2014: Dezember Brandschutzschalter werden in der europäischen Norm IEC empfohlen 2016: Februar verpflichtender Einsatz des Brandschutzschalters in der nationalen Norm DIN VDE : Oktober Siemens führt die 2te Generation des Brandschutzschalters ein

10 Investitions-, Brand- und Personenschutz Inhalt Fehlerlichtbögen Geschichte, Ursache und Wirkungen Mögliche Schutzansätze Herausforderung: Unterscheidung betriebsbedingter Lichtbögen und Fehlerlichtbögen Die Lösung: der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens Änderung der Norm DIN VDE und die möglichen Konsequenzen daraus Aufbaubeispiele Die wichtigsten Fragen Referenzen Zusammenfassung Seite 17

11 Die Entstehung eines Fehlerlichtbogen infolge einer Schadstelle in der Leitung Phase 1 Phase 2 Phase 3 (Verkohlung) Phase 4 (Verkohlung) Phase 5 (Zündung) Strom fließt durch beschädigte Leitung Engpass in Leitung und Isolierung werden heiß Heißes Kupfer oxidiert zu Kupferoxid, Isolierung karbonisiert Kupfer schmilzt und vergast kurzzeitig (z.b. bei Sinusscheitel) Luftspalt Sporadische Fehlerlichtbögen über Isolierung Stabiler Fehlerlichtbogen über karbonisierter Isolierung Bis ca C Bis ca C Ca C Seite 18

12 Klassischer Überstrom- und Kurzschlussschutz am Beispiel: Leitungsschutzschalter B Charakteristik Beispiel Leitungsschutzschalter B16 Überstrom: Auslösezeit: Kurzschluss: Auslösezeit: 18 23,2 A (thermisch) 60 min ab 48 A (magnetisch) 100 ms nach Gerätenorm EN Seite 21

13 Fehlerstromschutzeinrichtung von 1970 Seite 22

14 Übersicht maximaler Leistungen je Schutzorgan I Δn 300 ma Schutzeinrichtungen Max. möglicher Dauerstrom I ISO P ISO bei U N = ~ 230 V Sicherung 10 A 15 A W LS B / C / D 16 A 18 A <4.160 W FI I Χn = 0,5 A 0,5 A 115 W FI I Χn = 0,3 A 0,3 A 69 W FI I Χn = 30 ma 0,03 A 6,9 W Brandgefahr ab einer Mindestleistung von P» 70 W Achtung: FI-Schutz erfolgt nur gegen PE Seite 23

15 Der richtige Fehlerstromschutzschalter für jede Anwendung Typ AC Typ A Typ F Typ B Typ B+ In Deutschland nicht Sinusförmige Wechselfehlerströme zulässig! Sinusförmige Wechselfehlerströme Pulsierende Gleichfehlerströme Einsatzbeispiele: Deutschland für Standardanwendungen Wie Typ A Fehlerstrom aus Mischfrequenzen Einsatzbeispiele: Verbraucher mit 1- phas. Umrichter: Waschmaschine Staubsauger Lüftungsanlagen Pumpen etc. Elektrische Netzteile Wie Typ F Glatte Gleichfehlerströme Auslösewerte bis 2 khz Einsatzbeispiele: Photovoltaik Anlagen Rolltreppen / Aufzüge USV-Anlagen Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge Baustellen, Labor Verbraucher mit 3-phas. Umrichter khz Wie Typ B Auslösewerte bis 20 khz Auslösung innerhalb des Frequenzbereiches unterhalb von 420 ma Einsatzbeispiele: Feuergefährdete Betriebsstätten zus. Brandschutz Landwirtschaft holzverarbeitende Betriebe Seite 25

16 Der richtige Fehlerstromschutzschalter für jede Anwendung Die passende Ausführung: Je nach Anforderung kommen folgende Ausführungen zum Einsatz: Superresistent K Selektiv S SIGRES Einsatz als kurzzeitverzögerter FI-Schutzschalter zur Vermeidung unnötiger Auslösungen bei betriebsmäßigen Ableitströmen Stoßstromfestigkeit: 3 ka Einsatzbeispiele: Energiesparlampen Leuchtstofflampen Erhöhte Einschaltströme Kältegeräte Einsatz als vorgeschalteter Gruppenschalter zur selektiven Abschaltung gegenüber nachgeschaltetem, unverzögertem / kurzzeitverzögertem FI- Schutzschalter Hohe Stoßstromfestigkeit von 5 ka Integrierter Kondensationsschutz für mehr Sicherheit und lange Lebens-dauer, auch unter besonderen Bedingungen. Funktionalität im FI Typ B / B+ integriert Einsatzbeispiele: Hallenbäder (Chlorgas; Ozon) Landwirtschaft (Ammoniak) Industrie (Schwefeloxid) Kühlhäuser Druckereien, Lackierereien Verteilungen im Außenbereich Seite 29

17 Schwerstarbeit für die Kontakte: Kapazitive Einschaltlasten Wie kann eine LED-Lampe mit wenigen Watt Nennleistung einen Schaltkontakt zerstören, der auf ein Vielfaches ausgelegt ist? Die Antwort findet man bei genauer Betrachtung der Einschaltströme: Bei Glühlampen verursacht die kalte Wendel typische Einschaltströme vom Zehnfachen des jeweiligen Nennstroms. Bei LED-Lampen und Energiesparlampen mit ihrer kapazitiven Charakteristik findet man Einschaltstromimpulse im µs-bereich, die das 1000-fache des Nennstromes und mehr betragen können. Eine Messung in unserem vom VDE-authorisierten Prüflabor ergab in einem besonders ungünstigen Fall einen Einschaltstrom von 19 A bei einer 1,8 W LED-Lampe das 1706-fache des Nennstromes! Quelle Theben Lösung: Verwendung einer kurzzeitverzögerten Fehlerstrom-Schutzeinrichtung Seite 30

18 Siemens bestätigt längere Prüffristen als von der TRBS gefordert 5SV3 Typ A (12 Monate) 5SV3 SIGRES (24Monate) 5SM3 Typ B / B+ (24Monate) Seite 34 5SV Typ A 5SV SIGRES FI Typ B/B+

19 Erweiterung der bestehenden Schutzmöglichkeiten durch Fehlerlichtbogenerkennung Fehlerfall Schutzvarianten Parallel Phase-Neutral / Phase-Phase L L / N LAST LS Leitungsschutz (Überstrom / Kurzschluss) Parallel Phase-Schutzleiter L PE N LAST FI / FILS Personenschutz / Leitungsschutz Serielle und parallele Fehlerlichtbögen BS Brandschutz / Fehlerlichtbogen Bei seriellen Lichtbögen bieten Fehlerstrom- und Überstromschutzeinrichtungen keinen Schutz! Der Brandschutzschalter (BS) schließt diese Schutzlücke. LS = Leitungsschutzschalter / FI = Fehlstrom-Schutzeinrichtung / BS = Brandschutzschalter Seite 35

20 Physikalische Detektion des Fehlerlichtbogens im Brandschutzschalter Hardware AFDD = Brandschutzschalter Seite 37

21 Investitions-, Brand- und Personenschutz Inhalt Fehlerlichtbögen Geschichte, Ursache und Wirkungen Mögliche Schutzansätze Herausforderung: Unterscheidung betriebsbedingter Lichtbögen und Fehlerlichtbögen Die Lösung: der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens Änderung der Norm DIN VDE und die möglichen Konsequenzen daraus Aufbaubeispiele Die wichtigsten Fragen Referenzen Zusammenfassung Seite 39

22 Unterscheidung zwischen Lichtbögen und Fehlerlichtbögen im Detektionspentagon Dimmer Powerline Fehlerlichtbogen Altes Relais Schalter 80% Seite 40

23 Auswertungsalgorithmus im Detektionspentagon Fest programmierter Mikroprozess mit: Fünf Hauptkriterien für die Unterscheidung zwischen Lichtbogen und Fehlerlichtbogen Verschiedene Filter und Hysterese-Kurven, um die Fehlauslösungsfestigkeit zu erhöhen Ereignisse Langes HF-Rauschen HF-Rauschen Dynamischer Kontrollpegel Niedrige Amplitude Lange Lücke Fehlerlichtbogen betriebsbedingte Lichtbögen Zeit Seite 42

24 Unterscheidung zwischen Lichtbögen und Fehlerlichtbögen im Detektionspentagon Detektion Aufbau Brandschutzschalter Seite 43

25 Betriebsbedingte Lichtbögen: Vermeiden unerwünschter Auslösung Bohrmaschine Staubsauger Ziel Unterscheidung zwischen betriebsbedingten vorhandenen Lichtbögen und unerwünschten oder fehlerhaften Bedingungen Betriebsbedingte Lichtbögen Schaltnetzteil Dimmer Einschaltstrom Leuchtstofflampen und Kondensatoren Normaler Lichtbogen Elektromotor, Thermostat-Kontakte, Lichtschalter, Gerätestecker Nicht sinusförmige Schwingungen Elektronische Lampendimmer, Schaltnetzteile, Leuchtstofflampen Übersprechen Vermeiden der Auslösung, wenn Lichtbogen in benachbartem Stromkreis auftritt Seite 45

26 Investitions-, Brand- und Personenschutz Inhalt Fehlerlichtbögen Geschichte, Ursache und Wirkungen Mögliche Schutzansätze Herausforderung: Unterscheidung betriebsbedingter Lichtbögen und Fehlerlichtbögen Die Lösung: der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens Änderung der Norm DIN VDE und die möglichen Konsequenzen daraus Aufbaubeispiele Die wichtigsten Fragen Referenzen Zusammenfassung Seite 47

27 2 Grundgeräte mit über 200 Kombinationsmöglichkeiten bei 16A Ausführungen 5SM SY60 LS 1+N (max. 16A) 5SM SU1 FI/LS 1+N (max. 16A) Leitungsschutz und Brandschutz Leitungs-, Personen- und Brandschutz Seite 48

28 Brandschutzschalter 5SM6 ist fester Bestandteil des Systembaukastens Varianten Übersicht Systembaukasten 5SM für 1 TE Leitungsschutzschalter: 1+N (5SY60) (max. 16 A) oder 5SM für 1 TE Leitungsschutzschalter: 1+N (5SY60) (max. 40 A) 5SM für 2 TE Schutzschalter: FI / LS-Schalter 1+N (5SU1) (max. 16 A) oder 5SM für 2 TE Schutzschalter: FI / LS-Schalter 1+N (5SU1) (max. 40 A) Seite 49

29 Wissen was im Installationsverteiler los ist Fehleranzeige Brandschutzschalter (5SM6) Gerät funktionsbereit Serieller oder paralleler Fehlerlichtbogen erkannt Überspannung (<275 V) Selbsttest fehlgeschlagen (führt zu einmaliger Auslösung) Keine Versorgungsspannung Beigelegter Aufkleber für die Verteilertür Seite 51

30 Brandschutzschalter 5SM6 Die nächste Generation Generation 1 (seit 2012 im Markt) Generation 2 (seit 2016 im Markt) Zwei Varianten bis 16 A Regelmäßiger Funktionsselbsttest Überspannungsschutz: Abschaltung bei Spannungen über 275 V Identisches Zubehör wie LS-Schalter 5SY (AS, FC, UR, ST) Umsetzung der Rückmeldung des Marktes Vier Varianten bis 16 A / bis 40 A Regelmäßiger Funktionsselbsttest Überspannungsschutz: Abschaltung bei Spannungen über 275 V Identisches Zubehör wie LS-Schalter 5SY (AS, FC, UR, ST) Verbesserte / massivere Verbindungs-Leiter Entfall des Griffes Multi-Funktions-Element, dient als: LED, Status und Fehleranzeige Rücksetz-Taste Test-Taste "SIARC" als geschützte Marke Über 300 Lösungen realisierbar Seite 52

31 Die Lösung von Siemens Seite 53

32 Investitions-, Brand- und Personenschutz Inhalt Fehlerlichtbögen Geschichte, Ursache und Wirkungen Mögliche Schutzansätze Herausforderung: Unterscheidung betriebsbedingter Lichtbögen und Fehlerlichtbögen Die Lösung: der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens Änderung der Norm DIN VDE und die möglichen Konsequenzen daraus Aufbaubeispiele Die wichtigsten Fragen Referenzen Zusammenfassung Seite 54

33 Die wichtigsten Mitglieder des Normengremiums Zusammensetzung des DKE-Lenkungsausschuss Deutsches Institut für Normung e.v. Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.v. Verband der technischen Überwachungsvereine Einstimmiger Beschluss erforderlich um eine Norm in Deutschland zu verabschieden. Seite 55

34 Brandschutzschalter 5SM6 verpflichtender Einsatz gem. DIN VDE Nationale Norm : Veröffentlichung der Norm DIN VDE : Der Brandschutzschalter entspricht den anerkannten Regeln der Technik 1) Ab sofort ist der Brandschutzschalter bei Planungen in den folgenden Anwendungsbereichen zu berücksichtigen! 1) Holzverarbeitende Betriebe, Papierfabriken oder Labore Lagerräume mit brennbaren Materialien Holzhäuser und Scheunen Flughäfen 3) Bahnhöfe 3) Nationaldenkmäler, Museen Kindertagesstätten 2) Seniorenheime 2) Barrierefreie Wohnungen 2) Öffentliche Gebäude 3) Laboratorien 3) Rechenzentren 3) 1) Anwendungsbeginn ab / Übergangsfrist bis ) Hier vorzusehen in Schlaf- und Aufenthaltsräumen Seite 57 3) Mit unersetzbaren Gütern

35 Intern Zusammenfassung der DKE Verlautbarung vom Fristen Bis zum dürfen entweder die "alte" oder die "neue" Version der -420 angewendet werden. Ab dem darf nur noch die "neue" Version der -420 zur Anwendung kommen. Anlagen die nach dem fertig gestellt werden, müssen mit dem AFDD ausgerüstet sein! Kunden immer auf diesen Umstand hinweisen, die Vor- und Nachteile erläutern, das Ergebnis schriftlich festhalten & gegenzeichnen lassen! Einsatzbereich Bei der Planung und Errichtung von elektrischen Anlagen muss geprüft werden (durch den Elektromeister), ob das Gebäude oder die Anlagenteile, in den Bereich der -420 fallen. DurchquerendeLeitungen Leitungen welche die entsprechenden Bereiche nur durchqueren und nicht abgezweigt werden, sowie mechanisch geschützt verlegt sind, müssen nicht mit AFDD geschützt werden. Geltungsbereich Räume oder Orte mit unersetzbaren Gütern wurden definiert: Auflistung aus DIN VDE : "Nationaldenkmäler, Museen und andere öffentliche Gebäude. Gebäude wie Bahnhöfe und Flughäfen, Gebäude oder Einrichtungen wie Laboratorien, Rechenzentren und bestimmte industrielle Einrichtungen sowie Einrichtungen zum Lagern" Quelle: DIN VDE : Auflistung in der aktuellen Erklärung: "Museen, Galerien, Archive, Baudenkmäler die gesetzlich geschützt und in Denkmalbüchern / Listen eingetragen sind. Gebäude an deren Nutzung ein öffentliches Interesse besteht. Dies ist dann gegeben wenn: Geschichtliche, künstlerische, wissenschaftliche, technische, volkskundliche oder städtebauliche Gründe vorliegen" Quelle: Verlautbarung des DKE vom Mit dieser Auflistung entsteht ein sehr großer Interpretationsspielraum. Die in der Praxis oft gestellte Frage nach dem Einsatz in Schulen, Kindergärten, Krankenhäuser und medizinischen Bereichen wird in der aktuellen Erklärung nicht klar beantwortet. Zitat Hr. Luber: "Eine Verlautbarung ändert keine Norm oder ersetzt sie, auch nicht Auszugsweise." Link zur DKE Seite 58

36 Verpflichtender Einsatz des Brandschutzschalters nach DIN VDE Teil Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDDs) sind vorzusehen in einphasigen Wechselspannungssystemen mit einem Betriebsstrom nicht größer als 16 A: Abschrift der Norm Auszug (Produktnorm) DIN EN Allgemeine Anforderungen an Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen: Die Einrichtungen sind dafür vorgesehen die Risiken eines Brandes in Verbraucherstromkreisen einer ortsfesten Anlage aufgrund von Fehlerlichtbogenströmen zu begrenzen, die unter bestimmten Bedingungen bei fortdauerndem Lichtbogen das Risiko einer Brandentzündung darstellen. Seite 59

37 Übersicht der Gebäude und Räume mit verpflichtenden Einsatz nach DIN VDE Schlaf- oder Aufenthaltsräume von Heimen oder Tageseinrichtungen für Kinder, behinderte oder alte Menschen (z. B. Kindertagesstätten, Seniorenwohnheime) Schulen 1) Internate 1) Jugendherbergen 1) Schullandheime 1) Bildungszentren mit Schlafräumen 1) Asylbewerberheime 1) Justizvollzugsanstalten 1) Abschrift der Norm Seite 60 1) beispielhafte Gebäude aus Sicht Siemens

38 Übersicht der Gebäude und Räume mit verpflichtenden Einsatz nach DIN VDE Schlaf- oder Aufenthaltsräume von barrierefreien Wohnungen nach DIN Abschrift der Norm In allen Bundesländern wird in der Landesbauordnung gefordert: "In Gebäuden mit mehr als zwei Wohnungen müssen die Wohnungen eines Geschosses barrierefrei erreichbar sein;" (Ausnahme Hamburg und Niedersachsen 4 Wohnungen) Bedarf von ca. 2,5 Mio. barrierefreie Wohnungen in Deutschland Seite 61

39 Übersicht der Gebäude und Räume mit verpflichtenden Einsatz nach DIN VDE Räume und Orte mit einem Feuerrisiko durch verarbeitete oder gelagerte Materialien, Feuergefährdete Betriebsstätten nach DIN VDE (422.3) Herstellung, Bearbeitung oder Lagerung von brennbaren Material einschließlich Vorhandensein von Staub Scheunen Holzverarbeitende Betriebe Papierfabriken (Druckereien / Verpackungsfirmen) Textilfabriken Abschrift der Norm Auszug DIN VDE Tabelle ZA.1 BE2 Feuergefahren Gebäudebezeichnungen aus der Norm Feuergefährdete Betriebsstätte wird durch Scherheitsbeauftragten definiert. Betriebe größer 21 MA müssen nach der DGUV* Regel einen Sicherheitsbeauftragten stellen * Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung Seite 62

40 Übersicht der Gebäude und Räume mit verpflichtenden Einsatz nach DIN VDE Räume und Orte mit brennbaren Baustoffen (422.4) Abschrift der Norm Holzhäuser Holzständerbauweise 1) Holzdachstühle 1) Auszug aus Tabelle DIN VDE ZA1, CA1, Gebäude hauptsächlich aus brennbarem Material hergestellt. 1) Beispielhafte Gebäude aus Sicht Siemens Seite 64

41 Übersicht der Gebäude und Räume mit verpflichtenden Einsatz nach DIN VDE Räume und Orte mit brennbaren Baustoffen (422.4) Definition: Brennbarkeit einer Holzkonstruktion Holzhäuser, Holzständerbauweise (Es gibt keine Ausnahme für die o.g. Bauwerke!) Wenn ein Bauwerk hauptsächlich aus brennbaren Baustoffen besteht, dies ist ab Baustoffklasse B1 der Fall, dann muss die Forderung erfüllt werden. Ein Material wird als nicht brennbar angesehen, wenn es nach DIN EN ISO 1182 sowie DIN EN ISO 1716, feuerhemmend ist. Feuerhemmend bedeutet F30! Baurechtliche Bezeichnung Feuerwiderstandszeit Feuerwiderstandsklasse feuerhemmend 30 min F30 feuerbeständig 90 min F90 Wenn alle Wände in einem Haus aus brennbaren Baustoffen in F30 kategorisiert sind, dann muss kein AFDD eingesetzt werden! Der Nachweis muss nicht vom Installateur erbracht werden, sondern vom Gebäudehersteller! Seite 65 Quelle: Zitat staatl. anerkannter Sachverständiger

42 Übersicht der Gebäude und Räume mit verpflichtenden Einsatz nach DIN VDE Räume und Orte mit Gefährdung für unersetzbare Güter (422.6) Abschrift der Norm Nationaldenkmäler "gelistete" Baudenkmäler Museen Galerien Archive Bahnhöfe, Flughäfen 1) Rechenzentren 1) Bemerkung DKE-Verlautbarung vom : 1)Gebäudebezeichnungen aus der Norm Seite 66 andere, nicht offiziell erfasste Gebäude, an deren Erhaltung und Nutzung ein öffentliches Interesse besteht. Dies ist immer dann gegeben, wenn für die Erhaltung und Nutzung von Gebäuden geschichtliche, künstlerische, wissenschaftliche, technische, volkskundliche oder städtebauliche Gründe vorliegen.

43 Darüber hinaus gilt ein empfohlener Einsatz gem. DIN VDE Gebäude und Räume mit empfohlenen Einsatz Räume mit Schlafgelegenheiten (Bsp.: Schlafzimmer / Hotel) Räume oder Orte mit Feuer verbreitenden Strukturen nach (422.5) z.b. Kamineffekt bei Hochhäusern, Zwangsbelüftung oder abgehängten Decken Verbrauchsgeräte mit hoher Anschlussleistung z.b. Waschmaschine, Trockner, Geschirrspüler Seite 68

44 DIN VDE Seite 69

45 Nichteinhaltung von Normen = mangelhafte Leistung OLG Düsseldorf Urteil vom ; Az 22 U 100/13 Das OLG Düsseldorf hält fest, dass in dem Fall, dass bestehende Normen nicht eingehalten werden, unmittelbar davon ausgegangen werden darf, dass eine Leistung mangelhaft ist. Den Beweis des Gegenteils muss der Unternehmer (Installateur) führen: 1. Werden DIN-Normen oder sonstigen allgemein anerkannten Regeln der Technik bei einer Werkleistung nicht eingehalten, spricht wegen der damit verbundenen Gefahrerhöhung eine tatsächliche Vermutung (Anscheinsbeweis) dafür, dass im Zusammenhang mit der Werkleistung entstandene Schäden bei Beachtung der Normen vermieden worden wären und auf die Verletzung der Normen zurückzuführen sind. 2. Die Verletzung von DIN-Normen oder allgemein anerkannter Regeln der Technik erlaubt als Erfahrungssatz den Schluss, dass das Schadensrisiko derjenigen trägt, der es durch die Einhaltung dieser Regeln abwenden sollte (also i.d.r. der Auftragsnehmer - Elektriker). 3. Im privaten Baurecht obliegt dem Werkunternehmer der Beweis, dass die Schäden auch bei Normeinhaltung entstanden wären, verbleibende Zweifel gehen zu Lasten des Werkunternehmers. 4. Zur Erschütterung des Anscheinsbeweises genügen reine Vermutungen des Auftragnehmers nicht, sondern er muss im Einzelnen darlegen und ggf. voll beweisen, dass die behauptete a-typische Ursache ernsthaft in Betracht kommt. Seite 73

46 "Anerkannte Regel der Technik": Jeder haftet für sein Tun! Auszug aus dem Strafgesetzbuch StGB 319 Baugefährdung (1) Wer bei der Planung, Leitung oder Ausführung eines Baues oder des Abbruchs eines Bauwerks gegen die allgemein anerkannten Regeln der Technik verstößt und dadurch Leib oder Leben eines anderen Menschen gefährdet, wird mit Freiheitsstrafe bis zu fünf Jahren oder mit Geldstrafe bestraft. (2) Ebenso wird bestraft, wer in Ausübung eines Berufs oder Gewerbes bei der Planung, Leitung oder Ausführung eines Vorhabens, technische Einrichtungen in ein Bauwerk einzubauen oder eingebaute Einrichtungen dieser Art zu ändern, gegen die allgemein anerkannten Regeln der Technik verstößt und dadurch Leib oder Leben eines anderen Menschen gefährdet. (3) Wer die Gefahr fahrlässig verursacht, wird mit Freiheitsstrafe bis zu drei Jahren oder mit Geldstrafe bestraft. (4) Wer in den Fällen der Absätze 1 und 2 fahrlässig handelt und die Gefahr fahrlässig verursacht, wird mit Freiheitsstrafe bis zu zwei Jahren oder mit Geldstrafe bestraft. "Die Übergangsfrist ist im Strafrecht irrelevant!" (Zitat eines Richters OLG München) Seite 74

47 Bedeutung von Normen Andere juristische Vorschrift- und Regelwerke Neben den DIN-VDE-Bestimmungen zählen auch andere Vorschriften- und Regelwerke juristisch zur Gruppe der allgemein anerkannten Regeln der Technik. In einem VOB-Vertrag sind Normen fester Bestandteil / Vertragsgrundlage die Richtlinien des Verbandes der Schadenversicherer e.v. (VdS-Richtlinien). (Bsp.: VdS Kap. 3.4 (AFDD)) berufsgenossenschaftlichen Vorschriften (BGV) z.b. BGV A3 (jetzt: DGUV Vorschrift 3) "Elektrische Anlagen und Betriebsmittel" Quelle: Rechtsanwälte Heuking, Kühn, Lüer, Wojtek Seite 75

48 Freibrief für Bestandsanlagen nach DIN VDE Erhalten des ordnungsgemäßen Zustandes Allgemeines Eine elektrische Anlage ist gemäß dieser Norm in ordnungsgemäßem Zustand, wenn sie: zum Zeitpunkt ihrer Errichtung den Errichtungsnormen entsprochen hat und bei der wiederkehrenden Prüfung keine sicherheitsrelevanten Mängel festgestellt werden. Dazu gehört auch, dass bei zwischenzeitlich geänderten Umgebungs- und Betriebsbedingungen entsprechende Anpassungen vorgenommen wurden, oder bei der Wiederholungsprüfung den aktuellen Errichtungsnormen entspricht. ANMERKUNG: Ein sicherheitsrelevanter Mangel kann sich unter anderem auf Grund von Alterung, Abnutzung, Betriebs- und Umgebungsbedingungen der Betriebsmittel ergeben. Bestandsanlagen müssen nicht nachgerüstet werden! Seite 76

49 Was ist bei Bestandsanlagen zu beachten? Vorgehensweise bei der Erweiterung / Veränderung von bestehenden oder neuen Stromkreisen bis 16A 1 Gebäudeart 2 Tätigkeit 3 Steckdosenkreis 4 Sonstige bis 16A Erweiterung um oder Verlegung von Erweiterung um oder Verlegung von FI vorhanden? Erweiterung um 5SM6 + LS 5SY60 FI nicht vorhanden? Bei Veränderung oder Erweiterung ist generell die aktuelle DIN VDE anzuwenden. d.h. Erweiterung um mindestens 5SM6 + LS 5SY60 Erweiterung um 5SM6 + FI/LS 5SU1 Seite 77

50 Zwischenrahmen für 55mm UP / HW-Kleinverteiler MLFB 8GB4561 8GB4562 8GB4563 8GB4564 Bezeichnung SIMBOX 63 ZWISCHENRAHMEN 1-R für 70mm Geräte in N-Verteiler (8GB5631/8GB5641) SIMBOX 63 ZWISCHENRAHMEN 2-R für 70mm Geräte in N-Verteiler (8GB5632/8GB5642) SIMBOX 63 ZWISCHENRAHMEN 3-R für 70mm Geräte in N-Verteiler (8GB5633/8GB5643) SIMBOX 63 ZWISCHENRAHMEN 4-R für 70mm Geräte in N-Verteiler (8GB5634/8GB5644) Montageanleitun g Seite 78

51 Investitions-, Brand- und Personenschutz Inhalt Fehlerlichtbögen Geschichte, Ursache und Wirkungen Mögliche Schutzansätze Herausforderung: Unterscheidung betriebsbedingter Lichtbögen und Fehlerlichtbögen Die Lösung: der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens Änderung der Norm DIN VDE und die möglichen Konsequenzen daraus Aufbaubeispiele Die wichtigsten Fragen Referenzen Zusammenfassung Seite 79

52 Für jede Anwendung den richtigen Schalter, einheitliche Optik für Licht oder Steckdosenstromkreise! L1 L2 L3 N LS 1 LS 2 LS 3 Steckdosen Büro 1 Steckdosen Flur L1 L2 N L1 L2 L3 N PE Seite 80

53 Für jede Anwendung den richtigen Schalter, einheitliche Optik für Licht oder Steckdosenstromkreise! Lichtstrom1 Lichtstrom2 Lichtstrom3 Steckdosen Wohnz. Steckdosen Flur Lichtstromkreis: Steckdosenkreis: Brandschutz: 5SM60112 Leitungsschutz: 5SY60166 Brandschutz: Leitungsschutz/ FI- Schutz: 5SM SU13566KK16 L1 L2 L3 N PE Seite 81

54 Beispielanwendung: Steckdosenstromkreise bis 16 A Steckdosen Büro 1 Steckdosen Flur Steckdose Trockner Auswahl der richtigen FI/LS-Kombination erfolgt über die Anforderung. Bsp.: B10 / Typ A oder C16 / Typ F L1 L2 L3 N PE Seite 82

55 Beispielanwendung: Steckdosenstromkreise bis 16 A Der Rundumschutz für eine zukunftsweisende Installation: Personen-, Brand-, Leitungs- und Überstromschutz in einer Kombination Brandschutzschalter 5SM Stiftsammelschiene 2 phasig 1+N Stiftsammelschiene 4 phasig 3+N FI/LS Kombination 5SU1 Endkappen Brandschutzschalter 5SM für FI/LS-Schalter 1+N, 2TE / mögliche Anbaumöglichkeiten FI/LS Kombination Typ A, 6kA, 30mA, 2TE Typ Stromstärke Charakteristik B Charakteristik C (*) FI/LS 1+N, 2TE 10 A 5SU1356-6KK10 5SU1356-7KK10 FI/LS 1+N, 2TE 13 A 5SU1356-6KK13 5SU1356-7KK13 FI/LS 1+N, 2TE 16 A 5SU1356-6KK16 5SU1356-7KK16 FI/LS Kombination Typ F, 10kA, 30mA, 2TE Typ Stromstärke Charakteristik B Charakteristik C (*) FI/LS 1+N, 2TE 10 A 5SU1354-3KK10 5SU1354-4KK10 FI/LS 1+N, 2TE 13 A 5SU1354-3KK13 5SU1354-4KK13 FI/LS 1+N, 2TE 16 A 5SU1354-3KK16 5SU1354-4KK16 passende Sammelschienen (10mm 2, schneidbar): Sammelschiene 2-phasig 1+N für Brandschutzschalter und FI/LS grau (56TE, 996 mm) 5ST Sammelschiene 4-phasig 3+N für Brandschutzschalter und FI/LS grau (52TE, 926 mm) 5ST Endkappe für 2-phasige und 3-phasige Schienen 5ST3750 Endkappe für 4-phasige Schienen 5ST3718 Seite 83

56 Beispielanwendung: Verbraucher bis 16 A mit Gruppenfehlerstromschutzschalter L1 L2 L3 N LS 1 LS 2 LS 3 Auswahl des Leitungsschutzschalters erfolgt über die Anforderung. Bsp.: B6 oder C16 L1 L2 L3 N PE Seite 84

57 Beispielanwendung Lichtstromkreis oder Verbraucher bis 16 A Bei Installation mit zentralem FI-Schutzschalter: Brand-, Leitungs- und Überstromschutz in einer Kombination Brandschutzschalter 5SM Stiftsammelschiene 1-phasig grau / blau Stiftsammelschiene 3-phasig Anschlussklemme Endkappen 1-phasig Endkappen 2/3-phasig LS 5SY60 1+N, 1TE Brandschutzschalter 5SM für LS-Schalter 1+N, 1TE / mögliche Anbaumöglichkeiten Leitungsschutzschalter 1+N, 6kA, 1TE Typ Stromstärke Charakteristik B Charakteristik C LS 1+N 1TE 10 A 5SY SY LS 1+N 1TE 13 A 5SY SY LS 1+N 1TE 16 A 5SY SY passende Sammelschienen (10mm 2, schneidbar): Sammelschiene 1-phasig grau (54TE, 962 mm) 5ST Sammelschiene 3-phasig grau (12TE, 210mm, 6xAFDD+LS) 5ST Sammelschiene 1-phasig blau (54TE, 962 mm) 5ST Endkappe für Sammelschiene 1-phasig 5ST37641 grau 5ST3766 Endkappe für Sammelschiene 1-phasig 5ST37651 blau 5ST3767 Endkappe für 2-phasige und 3-phasige Schienen 5ST3750 Anschlussklemme für Leiter bis 25mm 2 5ST3768 Anschlussklemme für Leiter bis 25mm 2, Kabeleinführung links 5ST Seite 85

58 Stift-Sammelschienen u. passende Klemmen für AFDD u. LS 1+N Kombination 5ST Geänderte Form für leichtere Montage des N-Leiters 1 phas. 10mm² 54TE 5ST ST Drehung des Schienenkörpers zur Platzeinsparung 3 phas. 10mm² 12TE Seite 86

59 Produkt Bestelldaten und Kundennutzen. Beschreibung MLFB Anschlussklemme 25mm², Kabeleinführung links,ip20 Stift Sammelschienen 3Phasig, 10 mm 2, 210 mm, nicht schneid bar Stift Sammelschienen 1Phasig, 10 mm 2, 1 m, Schneidbar, Neutral 5ST ST ST Reihen abstand = 125 mm Lieferfreigabe PM300: E07/2017 Seite 87 Seiten Ansicht Vorteile: Neu 3 Phasig Stift Sammelschienen mit Tiefe 10 mm ermöglicht einfachste Installation im Verteilern mit Reihenabstand von 125 mm. Passende Klemmen mit Berührungsschutz erhöht Sicherheit xLS1+N u.6xafdd Front Ansicht

60 Übersicht Platzbedarf in einer bestehenden Installation Bisher Montage mit Brandschutzschalter Der Verteilungsraum vergrößert sich um ca. 30 bis 50% 1) Beispielsanwendungen: 1x Fehlerstromschutzschalter 1x Leitungsschutzschalter 3-polig 4x Leitungsschutzschalter 1-polig 4x FI/LS-Kombinationen 1) Bei durchschnittlichen Installationen Seite 88

61 Für jede Anwendung den richtigen Brandschutzschalter Variante 1: Verbraucher bis 16 A mit Gruppenfehlerstromschutzschalter Bisher Montage mit Brandschutzschalter Beispielsanwendungen: 2x Gruppen FI-Schutzschalter 1x Leitungsschutzschalter 3-polig 18x Kombination AFDD + LS + Seite 89

62 Für jede Anwendung den richtigen Brandschutzschalter Variante 1: Verbraucher bis 16 A mit Gruppenfehlerstromschutzschalter Bisher Montage mit Brandschutzschalter Beispielsanwendungen: 2x Gruppen FI-Schutzschalter 1x Leitungsschutzschalter 3-polig 18x Kombination AFDD + LS Nachteil: Bei einem auftretenden Fehlerstrom in einem Stromkreis geht die Hälfte der Verbraucher vom Netz + Seite 90

63 Für jede Anwendung den richtigen Brandschutzschalter Variante 1: Verbraucher bis 16 A mit Gruppenfehlerstromschutzschalter L1 L2 L3 N LS 1 Steckdosen Wohnz. Beispielsanwendungen: 2x Gruppen FI-Schutzschalter 1x Leitungsschutzschalter 3-polig 18x Kombination AFDD + LS Nachteil: Bei einem auftretenden Fehlerstrom in einem Stromkreis geht die Hälfte der Verbraucher vom Netz. L1 L2 L3 N PE + Seite 91

64 Für jede Anwendung den richtigen Brandschutzschalter Variante 2: Verbraucher bis 16 A mit AFDD+FI/LS und AFDD+ LS Bisher Montage mit Brandschutzschalter Beispielsanwendungen: 1x Leitungsschutzschalter 3-polig 12x Kombi AFDD + FI/LS Steckd. 6x Kombi AFDD + LS Licht + Seite 92

65 Für jede Anwendung den richtigen Brandschutzschalter Variante 2: Verbraucher bis 16 A mit AFDD+FI/LS und AFDD+ LS Bisher Montage mit Brandschutzschalter Beispielsanwendungen: 1x Leitungsschutzschalter 3-polig 12x Kombi AFDD + FI/LS Steckd. 6x Kombi AFDD + LS Licht Vorteile: Hohe Anlagenverfügbarkeit durch FI/LS pro Steckdosenstromkreis. Lichtstromkreise können mit der Kombination AFDD+LS ausgeführt werden. Spart Platz und Kosten. + Seite 93

66 Für jede Anwendung den richtigen Brandschutzschalter Variante 2a: Verbraucher bis 16 A mit AFDD+FI/LS und AFDD+ LS Bisher Montage mit Brandschutzschalter Beispielsanwendungen: 1x Leitungsschutzschalter 3-polig 8x Kombi AFDD + FI/LS Typ A 3x Kombi AFDD + FI/LS Typ F 1x Kombi AFDD + FI/LS Typ A K 6x Kombi AFDD + LS Licht Vorteile: Hohe Anlagenverfügbarkeit Gleiche Vorteile wie Variante 2 + Zusätzlicher Schutz einphasige Frequenzumrichter Typ F (z.b. Waschmaschine) sicherer Betrieb der Kühlgeräte Typ K Seite 94

67 Investitions-, Brand- und Personenschutz Inhalt Fehlerlichtbögen Geschichte, Ursache und Wirkungen Mögliche Schutzansätze Herausforderung: Unterscheidung betriebsbedingter Lichtbögen und Fehlerlichtbögen Die Lösung: der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens Änderung der Norm DIN VDE und die möglichen Konsequenzen daraus Aufbaubeispiele Die wichtigsten Fragen Referenzen Zusammenfassung Seite 95

68 Die wichtigsten Fragen zum Thema Brandschutzschalter Was ist bei einer Isolationsprüfung zu beachten? Wie in der Bedienungsanleitung beschrieben, muss der Brandschutzschalter abgeklemmt werden, wenn die Isolationsmessung im kv-bereich durchgeführt werden sollte. Die Elektronik sitzt beim Brandschutzschalter oben (ausgangsseitig). Bei angeschlossenen Leitern treffen die 1000 V also auf die Elektronik und diese wird beschädigt. 500 V bzw. 600 V hält die Elektronik aus. Die Anschlussadern können dranbleiben. Falls der Brandschutzschalter bei der 500 V-Messung eingeschaltet ist, wird er die Überspannung detektieren und abschalten. Beim Wiedereinschalten wird die Auslösung angezeigt. Dieser Zustand kann zurückgesetzt werden. Ist der Brandschutzschalter ausgeschaltet, passiert nichts. Kann der Brandschutzschalter als Überspannungsableiter eingesetzt werden? Nein, der Brandschutzschalter erfüllt nicht die Anforderungen an die Überspannungsableiter gemäß DIN EN Die Abschaltung bei >275 V ist nur ein Schutz für die interne Elektronik. Der integrierte Überspannungsschutz bezieht sich nur auf "normale" Überspannungen durch Sternpunktverschiebung (bis zu 400 V). Seite 96

69 Die wichtigsten Fragen zum Thema Brandschutzschalter Muss bei dem Brandschutzschalter eine Funktionsprüfung nach DIN VDE (Wiederholungsprüfung für elektrische Anlagen) durchgeführt werden? Für Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (arc fault detection devices) ist in der Produktnorm eine Selbstüberwachung vorgeschrieben. Der Brandschutzschalter von Siemens führt zweimal täglich einen internen Selbsttest durch. Bei den Geräten 5SM6*-2 kann zusätzlich über die Testtaste ein manueller Test angestoßen werden. Die DKE/UK erarbeitet aktuell gemeinsam mit dem Errichtungsgremium entsprechende Anforderungen zur späteren Integration in die DIN VDE bzw. DIN VDE Wie hoch ist die zu erwartende Lebensdauer des Brandschutzschalters? Der Brandschutzschalter 5SM6 weist eine FIT-Rate von 180 auf ein rein statistischer Wert für die Ausfallwahrscheinlichkeit der einzelnen Bauelemente. Dies bedeutet statistisch gesehen 180 Ausfälle in einer Milliarde Stunden. Es gibt aber weitere Effekte, die die Lebensdauer begrenzen können, z. B.: Materialwanderung, Diffusion, Ausdampfen von Flüssigkeiten in einigen Kondensatoren, mechanischer / thermischer Stress etc. Die Bauelemente, die im Allgemeinen zuerst ausfallen sind Kondensatoren. Deshalb wurden diese so ausgewählt, dass sie eine MTBF von mindestens 30 Jahren bei Nennlast haben. Seite 97

70 Die wichtigsten Fragen zum Thema Brandschutzschalter Wie lange ist die Gewährleistungsfrist des Brandschutzschalters? Die Gewährleistung der Brandschutzschalter beträgt wie bei allen unseren Siemens Produkten 1 Jahr. Ist es möglich den Brandschutzschalter 5SM6, 1+N bei mehrphasigen Stromkreisen einzusetzen? Nein, der Brandschutzschalter ist nur für Endstromkreise mit einer Wechselspannung von 230 V ausgelegt. Muss der Brandschutzschalter in bestehenden Anlagen nachgerüstet werden? Bei bestehenden Anlagen braucht der Brandschutzschalter nicht nachgerüstet werden. Der Betreiber sollte aber auf die neue DIN VDE-Norm hingewiesen werden. Unberührt davon bleibt die Nachrüstpflicht bei Nutzungsänderungen und bei Änderungen bzw. Erweiterungen einer bestehenden Anlage Seite 98

71 Investitions-, Brand- und Personenschutz Inhalt Fehlerlichtbögen Geschichte, Ursache und Wirkungen Mögliche Schutzansätze Herausforderung: Unterscheidung betriebsbedingter Lichtbögen und Fehlerlichtbögen Die Lösung: der Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens Änderung der Norm DIN VDE und die möglichen Konsequenzen daraus Aufbaubeispiele Die wichtigsten Fragen Referenzen Zusammenfassung Seite 99

72 Kaufhaus des Westens: KaDeWe setzt auf Brandschutzschalter Kunde: Verkaufsfläche: Projekt: KaDeWe, Berlin m², 8 Etagen zusätzliche Absicherung der Elektroinstallation "Auf Elektrogeräte von externen Firmen haben wir nur bedingt Einfluss. Deshalb war uns klar: Der Brandschutzschalter bringt uns an diesem Punkt zusätzliche Sicherheit." Wolfgang Maschke, Technik-Leiter KaDeWe Feuer und Flamme für besseren Brandschutz: Anfang 2014 wurden einige Brandschutzschalter (in Kombination mit FI/LS-Schaltern) installiert. Weitere Verteiler sollen sukzessive nachgerüstet werden, vorrangig etwa in den Großküchen der Gastronomie-Etage. Seite 100

73 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! siemens.de/brandschutzschalter Seite 104