Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Brandursache Neutralleiterunterbrechung
Nach einem Brandschaden lässt sich nicht in jedem Fall eine eindeutige Brandursache ermitteln. In vielen Fällen machen ein hoher Zerstörungsgrad oder die Veränderungen der Schadenstelle im Rahmen der Löschmaßnahmen eine fundierte Untersuchung im Hinblick auf die Brandursache unmöglich. Trotzdem ist es geschulten und erfahrenen Fachleuten in sehr vielen Fällen möglich, eine Brandursache eindeutig oder zumindest mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zu ermitteln.
Von einer Neutralleiterunterbrechung spricht man dann, wie der Name schon vermuten lässt, wenn der Neutralleiter im Stromnetz unterbrochen wird. In einer Kundenanlage gibt es grundsätzlich zwei denkbare Szenarien, in denen eine Neutralleiterunterbrechung auftreten kann. So kann es sowohl im Wechselstromnetz als auch im Drehstromnetz zu einer Neutralleiterunterbrechung kommen.
Im Wechselstromnetz wird der Stromkreis aus einem Außenleiter und dem Neutralleiter gebildet. Bei einer Neutralleiterunterbrechung wird der Stromkreis aufgetrennt, sodass kein Stromfluss mehr möglich ist. Bei einer sonst fachgerechten Installation kommt es außer zum Ausfall des betroffenen Stromkreises zu keinen weiteren Problemen. Eine Brandverursachung ist durch diesen Fehler jedenfalls nicht möglich.
Deutlich kritischer kann es in einem Drehstromnetz werden, wie zum Beispiel in einem Hausanschlusskasten, wenn es dort bspw. in der Elektroverteilung oder in der Leitung, zu einer Neutralleiterunterbrechung kommt. In diesem Fall kommt es nicht zwangsweise zu einer Unterbrechung des Stromkreises, sondern es bildet sich ein Stromkreis zwischen den Außenleitern mit einer Spannungsdifferenz von 400 V. Dabei kann es zu Spannungsverschiebungen auf den einzelnen Außenleitern und damit zu problematischen Spannungserhöhungen an einzelnen Verbrauchern kommen. Dabei können an Wechselstromverbrauchern, die für eine Nennspannung von 230 V ausgelegt sind, Überspannungen von bis zu fast 400 V auftreten, wodurch es zu Defekten und im Extremfall zu einer Brandinitiierung kommen kann.
In üblichen Kundenanlagen, die nach dem aktuellen Stand der Technik installiert sind, werden die Stromkreise so aufgeteilt, dass eine annähernd gleichmäßige Belastung realisiert wird. Die jeweiligen Außenleiter L1 bis L3 sind dabei durch einen oder eine Parallelschaltung mehrerer Verbraucher belastet.
Für die Erklärung der Spannungsverhältnisse beim Auftreten einer Neutralleiterunterbrechung wird im Folgenden aus Vereinfachungsgründen nur von einem Zusammenwirken von zwei Außenleitern L1 und L2 ausgegangen, die jeweils mit einem Verbraucher belastet sind. Der Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung von Widerständen (Verbrauchern) ergibt sich aus der Summe der Einzelwiderstände. Aus dem ohmschen Gesetz ergibt sich, dass sich die Spannung proportional und der Strom umgekehrt proportional zum Widerstand verhält, das bedeutet, dass bei einer Reihenschaltung von zwei Widerständen am größeren Widerstand die höhere Spannung anliegt.
Bei einer Reihenschaltung von zwei Verbrauchern mit einem etwa gleich großen Innenwiderstand über den „offenen“ Neutralleiter kommt es zu keiner kritischen Spannungserhöhung an den Verbrauchern.
Bei einer Reihenschaltung von zwei Verbrauchern mit einem deutlich unterschiedlich großen Innenwiderstand über den „offenen“ Neutralleiter kommt es hingegen zu einer kritischen Spannungserhöhung an dem Verbraucher mit dem höheren Innenwiderstand.
In diesem Beispiel könnte es sich bei dem Verbraucher mit dem kleinen Innenwiderstand von 25 Ω etwa um einen Wasserkocher mit einer Heizleistung von 2 116 W handeln. Der Verbraucher mit dem größeren Innenwiderstand steht stellvertretend für elektronische Geräte, zum Beispiel einen Kaffeevollautomaten oder einen Fernseher, welche in der Regel Innenwiderstände im Kiloohm-Bereich aufweisen. Je größer die Differenz zwischen den Innenwiderständen der in Reihe geschalteten Verbraucher ist, desto höher ist der Spannungsfall an dem Verbraucher mit dem größeren Innenwiderstand. Dieser Spannungsfall kann bis zu 400 V betragen und zur Bauteilzerstörung führen.
Eine Neutralleiterunterbrechung als Brandursache tritt entweder zeitnah als Folgeerscheinung von Arbeiten am Stromnetz (siehe Schadenbeispiel Fall 1) oder aber durch einen Mangel in der Elektroinstallation auf (siehe Schadenbeispiele Fälle 2 und 3). Daher sind Angaben zum Schadenhergang in Bezug auf durchgeführte Arbeiten am Stromnetz oder eventuelle Probleme mit der Stromversorgung zu klären. Hinweise auf eine Neutralleiterunterbrechung sind beispielsweise, dass das Licht kurz vor der Brandentstehung heller wurde oder dass es zu weiteren Schäden an elektronischen Geräten gekommen ist.
Schadenbeispiele
Fall 1: Fehlerhaft angeschlossener Hausanschlusskasten
In diesem Beispiel geht es um eine Doppelhaushälfte, die von einem Brandereignis betroffen war. Das Gebäude ist unterkellert und verfügt über zwei Vollgeschosse sowie ein nicht zu Wohnzwecken ausgebautes Dachgeschoss.
Die Einspeisung der Stromversorgung erfolgt über einen Dachständer. Im Dachgeschoss ist an dem Dachständer ein Hausanschlusskasten (HAK) montiert. Von dort ist eine hausinterne Leitung zum Zählerschrank mit Verteilung, kurz „Zählerschrank“ genannt, im Kellergeschoss verlegt. Von dort besteht eine Verbindungsleitung zu einer Unterverteilung im Obergeschoss.