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Aus dem Facharchiv: Leseranfrage
Schutz gegen Störlichtbögen

Wird zur Planung einer Transformatorenstation ein Störlichtbogennachweis benötigt?

(Bild: page URL: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Grounded_hotdog.JPG File URL: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/17/Grounded_hotdog.JPG Attribution: Rklawton / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0))

Frage:

Bei der Planung einer Transformatorenstation diskutieren wir die Frage, ob für diese Station ein Störlichtbogennachweis notwendig ist? In der davorliegenden Übergabestation gibt es eine Schaltanlage mit Lasttrennschalter und HH-Sicherungen. Von dort aus soll ein Mittelspannungskabel ca. 150 m in die Transformatorenstation gelegt werden. In dieser soll der Transformator direkt mit Innenraumendverschlüssen an den Porzellandurchführungen angeschlossen werden. Abbildung AA.6 aus in DIN EN 62271-202 (VDE 0671-202) sagt ja aus, dass bei Einsatz von HH-Sicherungen keine Prüfung nötig ist. Mein Stationslieferant sagt aber, dass die Prüfung nur dann entfallen kann, wenn die HH-Sicherungen in der gleichen Station sind.

Antwort:

Störlichtbögen gehören zu den gefürchtetsten Fehlern in elektrischen Anlagen. Dabei ist es gleichgültig, ob sie im Hoch- oder im Niederspannungsteil auftreten – stets sind die Schäden so erheblich, dass die Anlagen nach einem solchen Ereignis kaum noch zu gebrauchen sind. Immer wieder auch kommt es zu Personenschäden.

Den jahrzehntelangen Bemühungen um einheitliche konstruktive Festlegungen zum Lichtbogenschutz in den Errichter- und Herstellernormen gingen zahlreiche individuelle Lösungen voraus, wie z. B. bei den Kraftwerksvarianten der Niederspannungsschaltanlage ISA 2000 oder das Errichten gekapselter statt offener Anlagen zunächst ohne definierte Störlichtbogenqualifikation.

Störlichtbogenprüfungen werden nur an fabrikfertigen Baueinheiten durchgeführt. Dazu gibt es Festlegungen in den Normen DIN EN 62271-200 (VDE 0671-200) [1] und DIN EN 62271-202 (VDE 0671-202) [2]. Die Entstehung von Störlichtbögen wird in erster Linie durch konstruktive Maßnahmen verhindert. Die Normen verweisen aber auch auf die notwendig unterstützende Rolle des Bedienungspersonals, indem fachgerecht bedient wird und beispielsweise Fehlschaltungen verhindert werden müssen.

Die beschriebene Anlage besteht aus einem ausgelagerten Transformator, dessen Schaltstelle (Lastschalter-Sicherungs-Kombination) sich in der vorgelagerten Übergabestation befindet, und einer nachgeordneten NS-Schaltanlage, die hier aber nicht zur Diskussion steht.

Nach Bild AA.6 aus DIN EN 62271-202 (VDE 0671-202) [2] wird eine Störlichtbogenprüfung nicht verlangt, wenn HH-Sicherungen vorgeschaltet sind. Das trifft im Fall des Anfragenden zu. Die dazugehörige Textstelle ist in [2] unter Abschnitt 8.104.3 zu finden, in der es heißt: „ Der höchstmögliche Schutzgrad von Personen bei einem Störlichtbogen darf auch durch andere Maßnahmen sichergestellt werden. Diese Maßnahmen zielen auf die Begrenzung der externen Folgen eines solchen Ereignisses“.

Zu den dann folgend aufgeführten Beispielen gehört auch der:

  • „Einsatz eines Transformatorschutzes mit eigenem Leistungsschalter oder geeigneten Sicherungen in Verbindung mit Schaltgeräten, die den Durchlassstrom und die Fehlerdauer begrenzen [...]“

Der Einbauort ist nicht festgelegt, da er für die Wirksamkeit dieser Schutzeinrichtung ohne Bedeutung ist. Insofern irrt der Stationslieferant des Anfragenden.

Zu beachten bei der Auswahl der Lastschalter-Sicherungs-Kombination sind aber die Bedingungen der zutreffenden Norm DIN EN 62271-105 (VDE 0671-105) [3], die der Anfragende am sichersten einhält, wenn eine fabrikfertige Ausführung eingesetzt wird.

Zudem ist für einen zusätzlichen Störlichtbogenschutz zu sorgen, indem:

  • der Transformator in einem eigenen abgeschlossenen elektrischen Betriebsraum untergebracht wird (Trafobox), sodass gewährleistet ist, dass nur Fachpersonal mit Schlüsselberechtigung Zutritt hat;
  • der oberspannungsseitige Anschluss des Transformators mindestens mit berührungssicheren Endverschlüssen mit Erdungsanschluss erfolgt, sodass sich Lichtbogenfußpunkte ausschließen lassen. Derartige angeflanschte Endverschlüsse sollten auch unterspannungsseitig angewendet werden.
  • Der Hersteller der Lasttrennschalter-Sicherungs-Kombination die Einhaltung der Normbedingungen bestätigt; hierzu werden mindestens folgende Angaben vom Anfragenden verlangt: Transformatorleistung, Ober- und Unterspannung, seine Kurzschlussspannung, Typ, Bemessungsstrom und Hersteller der HH-Sicherungen.
  • Unbedingt die geeigneten Reservesicherungen für den Transformator vorgehalten werden.

Mit dem Einsatz berührungssicherer Kabelendverschlüsse auf beiden Transformatorseiten ist es nicht mehr möglich, den Transformator im Bedarfsfall ober- und unterspannungsseitig unmittelbar zur erden und kurzzuschließen.

In Übereinstimmung mit DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100) [4] ist in solchen Fällen das Erden und Kurzschließen an den nächstgelegenen Schaltstellen gestattet. Das wären die Transformatorabgangszelle in der Übergabestation sowie das Einspeisefeld der dem Transformator unmittelbar nachgeordneten Niederspannungsschaltanlage. Dazu sind an diesen Stellen Erdungstrenner oder Kugelfestpunkte erforderlich.

Autor: F. Schmidt

Literatur:

[1] DIN EN 62271-200 (VDE 0671-200):2012-08 Hochspannungs-Schaltgeräte und -Schaltanlagen – Teil 200: Metallgekapselte Wechselstrom-Schaltanlagen für Bemessungsspannungen über 1 kV bis einschließlich 52 kV.

[2] DIN EN 62271-202 (VDE 0671-202):2015-02 Hochspannungs-Schaltgeräte und -Schaltanlagen – Teil 202: Fabrikfertige Stationen für Hochspannung/Niederspannung.

[3] DIN EN 62271-105 (VDE 0671-105):2013-08 Hochspannungs-Schaltgeräte und -Schaltanlagen – Teil 105: Wechselstrom-Lastschalter-Sicherungs-Kombinationen für Bemessungsspannungen über 1 kV bis einschließlich 52 kV.

[4] DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100):2015-10 Betrieb von elektrischen Anlagen – Teil 100: Allgemeine Festlegungen.

Dieser Artikel wurde unserem Facharchiv entnommen.

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