Neuheiten aus dem Bereich der VDE Bestimmungen für den Netzbetrieb. 9. Rheinsberger Fachtagung Arbeitssicherheit in der Energieversorgung"

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1 Neuheiten aus dem Bereich der VDE Bestimmungen für den Netzbetrieb Rheinsberg 9. Rheinsberger Fachtagung Arbeitssicherheit in der Energieversorgung" B. Schulze Bundesbeauftragter für das Normenwesen im

2 Energiewende Energiewände

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4 E DIN VDE (VDE ):

5 Vornorm DIN VDE V Energiesteckvorrichtung für die Einspeisung in einem separaten Stromkreis

6 Klicken Sie, um das Titelformat zu bearbeiten hier steht die zweite Zeile Mastertextformat bearbeiten Zweite Ebene Dritte Ebene Vierte Ebene Fünfte Ebene Entwicklungs- und Zustandserhebung elektrischer Anlagen in Gebäuden Prof. Dr.-Ing. Egon Ortjohann (FH-Südwestfalen) Daniel Holtschulte, M.Sc. (FH-Südwestfalen) Dr. Katja Maischatz (Leuphana Universität)

7 Klicken Sie, um das Titelformat zu bearbeiten hier steht die zweite Zeile Beschreibung der Stichprobe Mastertextformat bearbeiten Zweite Ebene Dritte Ebene Regionale Zuordnung Vierte Ebene Fünfte Ebene Stichprobengröße und regionale Verteilung Stichprobe Region Brutto Netto Rücklauf Frankfurt (Oder) Anteil vom Netto ,2 % 12,7 % Bielefeld ,7 % 34,8 % Northeim ,6 % 30,5 % Saarlouis ,6 % 22,0 % Gesamt ,7 %

8 Leitungen saniert [%] Klicken Sie, um das Titelformat zu bearbeiten hier steht die zweite Zeile Gebäudetechnische Ausstattungsmerkmale Mastertextformat bearbeiten Zweite Ebene Dritte Ebene Austausch von Elektroleitungen nach Gebäudealter (Eigentum n = 819) ,5 vor Vierte Ebene Fünfte Ebene 62,9 60,0 40,2 41,0 31,8 32, ab 2006 FH-Südwestfalen - FG Energieversorgung nicht ersetzt teilweise ja teilw. nein ersetzt vollständig ersetzt Anteil E-sanierter Gebäude steigt mit Gebäudealter Ab Baujahr 1980 noch kein Sanierungsbedarf (jünger 35 Jahre) Höchster Sanierungsbedarf zwischen Baujahr Nicht saniert vor ,2 % ,3 % ,7 % ,9 % ,7 % ,2 % ,6 % ,5 % ab ,5 % > 35 Jahre < 35 Jahre

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12 DIN VDE V (VDE V ): Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 0718: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art Öffentliche Einrichtungen und Arbeitsstätten Anforderungen an Umhüllungen von Verteilern

13 Verlautbarung zu DIN VDE (VDE ): vom Hinweis des DKE Normengremiums UK Bauliche Anlagen für Menschenansammlungen zu Anforderungen an Umhüllungen von Verteilern Im Abschnitt dieser Norm wird gefordert, dass zum Schutz bei mechanischer Gefährdung die Umhüllungen der Verteiler aus Stahlblech bestehen müssen. Für den mechanischen Schutz unter Beibehaltung des Schutzzieles eines Verteilers ist jedoch nicht der Werkstoff der Umhüllung, sondern vielmehr die mechanische Stabilität ausschlaggebend Zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen müssen Verteiler in separaten Räumen untergebracht werden oder durch zusätzliche Maßnahmen entsprechend mechanisch geschützt werden. Die Verteiler müssen dem Zugriff unbefugter Personen entzogen sein. Die eingesetzten Betriebsmittel müssen die Anforderungen der folgenden Normen erfüllen: Verteiler nach den Normen der Reihe DIN EN (VDE 0660), Installationskleinverteiler nach DIN VDE (VDE ) oder DIN EN (VDE ), Gehäuse für zentrale Stromversorgungssysteme nach DIN EN (VDE ). In Deutschland ist die Veröffentlichung einer Berichtigung zu diesem Abschnitt für 2016 geplant. Da die Übergangsfrist der Vorgängernorm DIN VDE (VDE ): noch bis Mai 2016 gilt, ist es jetzt und auch in Zukunft zulässig, wie bisher Verteiler aus Isolierstoff in Übereinstimmung mit der Norm einzusetzen.

14 DIN VDE V (VDE V ): Öffentliche Einrichtungen und Arbeitsstätten Anforderungen an Umhüllungen von Verteilern

15 DIN VDE V (VDE V ): Öffentliche Einrichtungen und Arbeitsstätten Anforderungen an Umhüllungen von Verteilern

16 DIN VDE (VDE ): Errichten von Niederspannungsanlagen Schutz gegen thermische Auswirkungen

17 In Deutschland werden ein Drittel aller Brände durch Elektrizität verursacht Statistischer Hintergrund in Deutschland Brandursachen (2010) 0% 22% 34% 9% 1% 3% 8% 18% 2% 3% Blitzschlag Elektrizität Explosion Brandstiftung Feuergefährliche Arbeiten Menschliches Fehlverhalten Offenes Feuer Selbstentzündung Überhitzung Sonstiges / unbekannt 40% 30% 20% 10% Vorbeugbare Brandursachen (2010) 0% 34% 5% 2% 4% 3% 52% Blitzschlag Elektrizität Explosion Feuergefährliche Arbeiten Offenes Feuer Selbstentzündung Sonstiges / unbekannt Elektrisch verursachte Feuer Quelle: IFS (Institut für Schadenverhütung und Schadenforschung der öffentlichen Versicherer e.v.) 0%

18 Brände in Gewerbeunternehmen Jährliche Brandschäden in Deutschland Anzahl der Feuerschäden: ca Schadenshöhe: ca. 6 Milliarden 2 Tote 2 : 600 (davon 75% in Privatwohnungen) Verletzte 3 : ca Schwerverletzte 3 : ca Quelle:GDV Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft e.v.: 2 Quelle: vfdb Technisch-Wissenschaftlicher Beirat (Arbeitsgruppe Brandschutzforschung) ( anhalt.de/fileadmin/elementbibliothek/bibliothek_feuerwehr/idf_dokumente/kontexmen%c3%bc/denkschrift_bs- Forschung.pdf) 3 Quelle: GDV: Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft e.v.: 84.html

19 Ursachen (1) Ursachen in der Elektroinstallation Nagel oder Schraube Zu feste Klammer Steckdose oder Lichtschalter mit lockerer Klemme durch Kralle verletzter Leiter Beschädigte Isolierungen Mechanische Schädigung Leitungen mit zu engem Biegeradius Umwelteinflüsse durch UV-Strahlen, Temperatur Feuchte, Gase Alterung Nagetierfraß Lose Kontakte Drehmoment Installationsmaterial Überlastung d. Kontaktstelle Umwelteinflüsse

20 Ursachen (2) Ursachen nach der Steckdose Gequetschte Leitung Gequetschter Stecker Elektrische Haushaltsgeräte, z.b. in Verbindung mit Hitze und Feuchtigkeit Beschädigte Isolierungen Mechanische Schädigung Mehrfachsteckdosen, Haushaltsgeräte Minderung der Schutzart von Gehäusen Verschmutzung, Feuchte Umwelteinflüsse Nagetierfraß

21 Fehlerfälle die durch die Einrichtungen zur Lichtbogenerkennung und -abschaltung (AFDD) erkannt werden Last AFDD Last AFDD + LS Last AFDD + FI FI/LS

22 Unerwünschtes Auslösen muss verhindert werden Ziel: Unterscheidung zwischen betriebsmäßig vorhandenen Störquellen und unerwünschten oder fehlerhaften Bedingungen Betriebsmäßige Störquellen Einschaltstrom Leuchtstofflampen und Kondensatoren Lichtbögen Elektromotor mit Kommutator, Thermostat-Kontakte, Lichtschalter, Stecker, Gerätestecker Nicht sinusförmige Schwingungen Elektronische Lampendimmer, Schaltnetzteile, Leuchtstofflampen Weitere Vermeiden der Auslösung, wenn Lichtbogen in benachbartem Stromkreis auftritt Bohrmaschine Staubsauger Schaltnetzteil Dimmer

23 Eine Fehlerstelle in der Leitung kann zu einem stabilen Lichtbogen führen Phase 1: Strom fließt durch beschädigte Leitung bis ca C bis ca C ca C Phase 2: Engpass in Leitung und Isolierung werden heiß Phase 3: Heißes Kupfer oxidiert zu Kupferoxid, Isolierung karbonisiert Phase 4: Kupfer schmilzt und vergast kurzzeitig (z.b. bei Sinusscheitel) => Luftspalt => Sporadische Störlichtbögen über Phase 5: Stabiler Störlichtbogen über karbonisierter Isolierung

24 Lichtbogenerkennung Unterscheidung der Störquellen Lichtbogenerkennung Mikroprozessor und/oder ASIC Fünf Hauptkriterien für die Unterscheidung zw. Störlichtbogen und Störquellen Verschiedene Filter und Hysterese-Kurven, um die Fehlauslösungsfestigkeit zu erhöhen

25 Brandschutzschalter: Detektion

26 Wenn Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDDs) verwendet werden, müssen sie 1. den Anforderungen von DIN EN (VDE ) entsprechen und 2. am Anfang des zu schützenden Stromkreises installiert werden.

27 DIN VDE (VDE ): Schutz gegen thermische Auswirkungen Anwendungsbeginn für diese Norm ist Für DIN VDE (VDE ): besteht eine Übergangsfrist bis

28 DIN VDE (VDE ): Schutz gegen thermische Auswirkungen Eine Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtung (AFDD) ist dazu vorgesehen, die Auswirkungen von Lichtbögen zu reduzieren, indem a) ein Lichtbogen erkannt und b) eine Abschaltung des Stromkreises eingeleitet wird.

29 DIN VDE (VDE ): Schutz gegen thermische Auswirkungen Besondere Maßnahmen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen sind wie folgt zu berücksichtigen: a) Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDDs) sind vorzusehen in einphasigen Wechselspannungssystemen mit einem Betriebsstrom nicht größer als 16 A: in Schlaf- oder Aufenthaltsräumen von Heimen oder Tageseinrichtungen für Kinder, behinderte oder alte Menschen (z. B. Kindertagesstätten, Seniorenheime); - in Schlaf- oder Aufenthaltsräumen von barrierefreien Wohnungen nach DIN in Räumen oder Orten mit einem Feuerrisiko durch verarbeitete oder gelagerte Materialien, mit brennbaren Baustoffen, mit Gefährdungen für unersetzbare Güter.

30 DIN VDE (VDE ): Schutz gegen thermische Auswirkungen b) In einphasigen Wechselspannungssystemen mit einem Betriebsstrom nicht größer als 16 A wird der Einsatz von Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDDs) empfohlen für: Räume mit Schlafgelegenheiten; Räume oder Orte mit Feuer verbreitenden Strukturen. ANMERKUNG Auch für Endstromkreise, die über Steckdosen Verbrauchsgeräte mit hoher Anschlussleistung z. B. Waschmaschine, Trockner, Geschirrspüler versorgen, ist eine Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtung (AFDD) aus Brandschutzgründen zu empfehlen.

31 Verlautbarung zu DIN VDE (VDE ): Abschnitt zu Besonderen Maßnahmen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen

32 Verlautbarung zu DIN VDE (VDE ): Abschnitt zu Besonderen Maßnahmen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen Das für die Norm DIN VDE (VDE ): Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 4-42: Schutzmaßnahmen Schutz gegen thermische Auswirkungen (IEC :2010, modifiziert + A1:2014); Deutsche Übernahme HD : A1:2015 zuständige DKE/UK Schutz gegen thermische Auswirkungen/Sachschutz gibt als Hilfe für die Anwendung folgende Hinweise zur Norm. 1. DIN VDE (VDE ): ist gültig für Neuanlagen und bei Erweiterung oder Änderung von bestehenden Anlagen. Die Vorgängerausgabe DIN VDE (VDE ): ist mit dem Erscheinen der Neuausgabe zurückgezogen worden; auf Grund der festgelegten Übergangsfrist bleibt sie aber bis anwendbar. Somit können für elektrische Anlagen, die bis zum errichtet werden, beide Normen herangezogen werden.

33 Verlautbarung zu DIN VDE (VDE ): Abschnitt zu Besonderen Maßnahmen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen 1. Ab dem ist allein DIN VDE (VDE ): anwendbar. Eine Anlage, die sich in Planung/im Bau befindet, aber erst nach dem fertig gestellt sein wird, muss somit den Anforderungen der Ausgabe entsprechen. 2. Mit der Neuausgabe von DIN VDE (VDE ): ist keine Anpassung unveränderter bestehender Anlagen an die neu aufgenommenen Anforderungen an den Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen mit Fehlerlichtbogen- Schutzeinrichtungen (AFDDs) verbunden. 3. Umgangssprachlich werden Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDDs) als Brandschutzschalter bezeichnet. Fehlerlichtbogen- Schutzeinrichtungen (Arc Fault Detection Devices, kurz AFDD) werden nach DIN EN (VDE ): nach folgenden Ausführungsformen unterschieden:

34 Verlautbarung zu DIN VDE (VDE ): Abschnitt zu Besonderen Maßnahmen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen AFDD als kompakte Einrichtung bestehend aus einer AFD- Erfassungseinheit und einer Ausschaltvorrichtung, oder einer Überstrom- und/oder Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD); AFD-Erfassungseinheit, die vor Ort nach Herstellerangaben mit einer Schutzeinrichtung zusammengebaut wird. 4. Für Abschnitt 421.7, Aufzählungspunkt a) gilt: Bei der Planung bzw. Errichtung einer elektrischen Anlage ist nach den Regeln von DIN VDE (VDE ) Abschnitt (Schutz gegen thermische Auswirkungen) in jedem Einzelfall zu prüfen, ob und in welchem Umfang Anlagenteile auf Grund der baulichen Gegebenheiten in den Geltungsbereich der Abschnitte 422.3, oder fallen. Ist dies gegeben, sind die Anforderungen der zutreffenden Abschnitte anzuwenden und Endstromkreise in einphasigen Wechselspannungssystemen mit einem Betriebsstrom nicht größer als 16 A zusätzlich nach mit Fehlerlichtbogen- Schutzeinrichtungen (AFDDs) auszustatten.

35 Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDD) Entwurf DIN IEC (VDE ) Allgemeine Anforderungen an Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDD)

36 Verlautbarung zu DIN VDE (VDE ): Abschnitt zu Besonderen Maßnahmen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen Endstromkreise in einphasigen Wechselspannungssystemen mit einem Betriebsstrom nicht größer als 16 A, die elektrische Betriebsmittel in den angesprochenen Bereichen versorgen oder diese Bereiche durchqueren, sind nach mit Fehlerlichtbogen- Schutzeinrichtungen (AFDDs) zu versehen. Hiervon ausgenommen sind durchquerende, nicht unterbrochene Kabel-/Leitungsführungen, wenn diese zusätzlich gegen mechanische Beschädigungen geschützt sind und somit das Risiko von Fehlerlichtbögen reduziert ist. Der Einsatz von AFDDs zum Schutz von dreiphasigen Wechselspannungssystemen (Drehstromkreise) wird nach der Norm nicht gefordert.

37 Verlautbarung zu DIN VDE (VDE ): Abschnitt zu Besonderen Maßnahmen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen In den Geltungsbereich von Abschnitt a) fallen Räume oder Orte mit Gefährdungen für unersetzbare Güter. Dies sind Bereiche, die Kulturgüter beinhalten, die nach einer Zerstörung unwiederbringlich verloren sind oder die einen besonders hohen Wert darstellen, wie z. B. Museen, Galerien, Archive, Baudenkmäler, die gesetzlich geschützt und in Denkmalbüchern/Denkmallisten eingetragen sind, sowie 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.

38 Verlautbarung zu DIN VDE (VDE ): Abschnitt zu Besonderen Maßnahmen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Lichtbögen in Endstromkreisen 5. Für die Durchführung von Erst und Wiederkehrenden Prüfungen von elektrischen Anlagen, die mit Fehlerlichtbogen Schutzeinrichtungen (AFDDs) ausgestattet sind, sind die entsprechenden Angaben der Hersteller der Fehlerlichtbogen Schutzeinrichtungen (AFDDs) zu beachten. Für Fehlerlichtbogen Schutzeinrichtungen (AFDDs) ist in der Produktnorm eine Selbstüberwachung vorgesehen. Das zuständige DKE-Normungsgremium behält sich vor, nach Bedarf weitere Interpretationshilfen zu veröffentlichen.

39 Brandschutzschalter: Detektion Brandschutzschalter einsatzbereit, in Funktion Auslösung: Serieller Störlichtbogen Auslösung: Paralleler Störlichtbogen Auslösung: Überspannung > 275 V Brandschutzschalter nicht einsatzbereit Keine Spannungsversorgung

40 DIN VDE (VDE ): Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen

41 DIN VDE (VDE ): Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen Anwendungsbereich VDE Dieser Hauptabschnitt behandelt den Schutz von elektrischen Anlagen bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse, die über das Stromversorgungsnetz übertragen werden, inklusive direkter Blitzeinschläge in die Versorgungsleitungen und transiente Überspannungen infolge von Schaltvorgängen.

42 DIN VDE (VDE ): Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen Im Anwendungsbereich werden nun auch direkte Blitzeinschläge in die Versorgungsleitungen berücksichtigt. Der Schutz bei direkten Blitzeinschlägen in die Versorgungsleitung bedingt den Einbau von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs) Typ 1

43 DIN VDE (VDE ): Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen Überspannungs-Schutzeinrichtungen (ÜSE) werden zukünftig mit dem aus dem Englischen von Surge Protective Device abgeleiteten Akronym SPD bezeichnet. Die vollständige Bezeichnung lautet Überspannungs-Schutzeinrichtung (SPD)

44 DIN VDE (VDE ): Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen

45 DIN VDE (VDE ): Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen Das Prinzip der systemeigenen Beherrschung von Überspannungen bei Anlagen, die von einem vollständig in Erde verlegten Niederspannungsnetz versorgt werden, wurde ersatzlos gestrichen.

46 DIN VDE (VDE ): Schutz bei transienten Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen Zukünftige DIN VDE fordert Überspannungsschutz ist vorzusehen, wenn transiente Überspannungen Auswirkungen haben können auf:

47 DIN VDE (VDE ): Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel Überspannung-Schutzeinrichtungen (SPD)

48 DIN VDE (VDE ): Stromversorgung von Elektrofahrzeugen

49 DIN VDE (VDE ): Photovoltaik-(PV)-Stromversorgungssysteme

50 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Burkhard Schulze Geschw. Scholl Str Calvörde Tel.: / Fax: / b.schulze-zveh@t-online.de