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Elektrosicherheit: Schalten von Gleichstromanlagen
Die fünf Sicherheitsregeln für Gleichstromanlagen

In den vergangenen Jahren wurden zunehmend Gleichstromanlagen für neue Anwendungsfelder errichtet. Für deren Betrieb ist die Beachtung der fünf Sicherheitsregeln wichtig. Dabei müssen einige Besonderheiten bei den Sicherheitsregeln für DC-Anlagen im Vergleich zu AC-Anlagen berücksichtigt werden.

5 Sicherheitsregeln

Fast unbemerkt von der breiteren Öffentlichkeit gibt es Anwendungsfelder, in denen Gleichstrom (DC; direct current) seit vielen Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt wird. Beispiele hierfür sind die Bereiche Telekommunikation, Automatisierung, Bahntechnik und Photovoltaik (Bild 1). Für diese Anwendungen existieren umfangreiche Praxiserfahrungen, sodass einerseits ein sicherer Betrieb möglich ist und andererseits eine hohe Verfügbarkeit erreicht wird.

In Zukunft ist zu erwarten, dass Gleichstrom vermehrt zur Energieverteilung in Privathaushalten, im öffentlichen Bereich und bei kommerziellen Anwendungen eingesetzt wird. Als Beispiele für neue Anwendungsfelder von Gleichstrom seien hier exemplarisch Haushaltsgeräte, Beleuchtungseinrichtungen, Computer, Unterhaltungselektronik, aber auch Rechenzentren genannt.

Für den sicheren Betrieb von DC-Anlagen und für das sichere Arbeiten an DC-Anlagen ist es von großer Bedeutung, dass DC-Anlagen – und auch alle einzelnen DC-Betriebsmittel – so aufgebaut sind, dass die fünf Sicherheitsregeln fehlerfrei angewandt werden können.

Hohes Sicherheitsniveau auch für DC-Anlagen

Für viele der neu entstehenden DC-Anwendungsfelder liegen jedoch nur wenige Praxiserfahrungen für den sicheren Betrieb und für die Anwendung der fünf Sicherheitsregeln vor. Zudem sind solche neuartigen DC-Anlagen leider manchmal so aufgebaut, dass die fünf Sicherheitsregeln u. U. nicht fehlerfrei angewandt werden können.

Auch das Sicherheitsniveau von neuartigen DC-Pilotanlagen erreicht häufig noch nicht das von AC-Anlagen bekannte Sicherheitsniveau. Gründe hierfür sind unter anderem (noch) fehlende Normen für den Betrieb von DC-Anlagen und DC-Betriebsmitteln, mangelnde Betriebsbewährung von einigen DC-Betriebsmitteln und grundlegende Unterschiede im Aufbau und im Betriebsverhalten von AC- und DC-Anlagen. Insbesondere bei Schalthandlungen, beim Löschen von Lichtbögen und beim Verhalten unter Kurzschlussbedingungen gibt es häufig erhebliche Unterschiede zwischen AC- und DC-Anlagen, die einen großen Einfluss auf den sicheren Anlagenbetrieb haben können.

Bei vielen in AC-Anlagen vorhandenen Schaltgeräten oder Überstromschutzeinrichtungen wird der Nulldurchgang der Spannung genutzt, um Betriebsströme oder Kurzschlussströme wirkungsvoll zu unterbrechen. In AC-Systemen verlöschen energiearme Lichtbögen, beim Nulldurchgang der Spannung, häufig von selbst. Das ist bei DC-Anlagen leider nicht unbedingt der Fall. Bei DC-Anlagen gibt es keinen Nulldurchgang der Betriebsspannung. Das Unterbrechen von DC-Strömen, mit elektromechanischen Schaltgeräten oder Überstromschutzeinrichtungen, ist deshalb schwieriger als das Unterbrechen von AC-Strömen vergleichbarer Amplitude.

In den meisten AC-Anlagen kann mit Kurzschlussströmen gerechnet werden, die erheblich höher sind als die jeweiligen Nennströme. Hohe Kurzschlussströme ermöglichen ein sicheres Erkennen von Kurzschlüssen, und es ist vergleichsweise leicht, hohe AC-Kurzschlussströme so schnell abzuschalten, dass die maximal zulässigen Abschaltzeiten nicht überschritten werden. Bei vielen DC-Anlagen liegen die Kurzschlussströme nur wenig über den Nennströmen. So ist es bei niedrigen Kurzschlussströmen unter Umständen schwierig, Kurzschlüsse sicher zu erkennen und so rechtzeitig abzuschalten, dass die maximal zulässigen Abschaltzeiten nicht überschritten werden.

Schutz bei Arbeiten an elektrischen Anlagen

Arbeiten an elektrischen Anlagen sind z. B. zur Wartung, zum Umbau, und zur Beseitigung von Störungen und Fehlern erforderlich. Im VDE-Vorschriftenwerk werden beim Arbeiten an elektrischen Anlagen folgende Arbeitsmethoden unterschieden (DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100), Abschnitt 6) [1]:

  • Arbeiten im spannungsfreien Zustand;
  • Arbeiten unter Spannung;
  • Arbeiten in der Nähe unter Spannung stehender Teile.

Die sicherste Arbeitsmethode ist das Arbeiten im spannungsfreien Zustand. Bei dieser Arbeitsmethode müssen die fünf Sicherheitsregeln konsequent angewandt werden (siehe DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100), Abschnitt 6.2.1) [1]:


(*) Alle Fußnoten, Graphiken und Bilder sind im vollständigen Artikel enthalten.


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