Abschnitt 8.5
Windenergieanlagen (bisher: BGI 657)
Titel: Windenergieanlagen (bisher: BGI 657)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 203-007
Referenz: [keine Angabe]

Abschnitt 8.5 – 8.5 Elektrische Gefährdung

8.5.1
Grundsätzliche Gefährdungen

Der Betrieb elektrischer Anlagen wird in BGV A3 und DIN VDE 0105-100 behandelt. Die Besonderheiten für den Betrieb von WEA werden in den folgenden Abschnitten beschrieben.

Die Gefährdungen durch die elektrischen Anlagen in Betriebsräumen von WEA sind abhängig vom Grad des Berührungs- und Lichtbogenschutzes sowie der Bedienungssicherheit.

Sowohl die gesamte WEA als auch zugehörige Nebengebäude mit den enthaltenen elektrischen Anlagen sind deshalb als abgeschlossene elektrische Betriebsstätten zu betreiben. Die Zugangsberechtigung darf nur Elektrofachkräften (EF) oder elektrotechnisch unterwiesenen Personen (EUP) erteilt werden. Andere Personen sind durch Elektrofachkräfte oder elektrotechnisch unterwiesene Personen zu beaufsichtigen.

Eine besondere Gefährdung geht von Mittelspannungsanlagen, Transformatoren und Niederspannungsverteileranlagen aus. Der Zutritt darf daher nur solchen EF oder EUP erteilt werden, denen spezielle Fachkenntnisse vermittelt wurden.

Bedienvorgänge und Schalthandlungen dürfen nur von mindestens elektrotechnisch unterwiesenen Personen ausgeführt werden, z.B. Starten oder Stoppen der WEA unter Verwendung der Steuerung.

Das direkte Betätigen von Schaltgeräten in Niederspannungs-Hauptstromkreisen darf nur von Elektrofachkräften ausgeführt werden.

Die Schaltberechtigung für Mittelspannungsanlagen darf nur speziell ausgebildeten Elektrofachkräften erteilt werden. Die Schaltberechtigung ist schriftlich auszufertigen.

Zur Durchführung von Schalthandlungen sind betriebliche Anweisungen erforderlich, in denen insbesondere festgelegt ist:

  • Vorgehensweise, Schaltungsablauf

  • Verantwortlichkeit, Zuständigkeit und Entscheidungsbefugnis

  • Koordination, Meldung und Dokumentation

  • mögliche Abstimmung mit dem VNB

8.5.2
Gefährliche Körperströme

  • Vollständiger Berührungsschutz

    Durch vollständigen Berührungsschutz (mindestens IP 2X) ist ausreichende Sicherheit zur Vermeidung einer Körperdurchströmung gegeben. Grundsätzlich ist diese Schutzmaßnahme in Windenergieanlagen umzusetzen.

  • Nicht vollständiger Berührungsschutz

    Kann der vollständige Berührungsschutz, z.B. aus konstruktiven Gründen, nicht umgesetzt werden, ist zumindest Schutz durch Abstand oder Hindernis zu realisieren; das kann z.B. für turmintegrierte Trafostationen zutreffen.

  • Teilweiser Berührungsschutz für Bedienvorgänge

    Für Bedienvorgänge innerhalb von Niederspannungs-Schaltschränken muss mindestens der teilweise Berührungsschutz nach DIN EN 50274 (VDE 0660Teil 514) realisiert sein.

  • Aufheben des Berührungsschutzes

    Falls zur Fehlersuche in Hilfsstromkreisen der Berührungsschutz aufgehoben werden muss, darf der Berührungsschutz der Hauptstromkreise nicht beeinträchtigt werden. Diese Arbeiten sind von Elektrofachkräften durchzuführen (siehe Tab. 5 Nr. 8 der BGV A3).

    Aufgehobener Berührungsschutz

    Eine Notwendigkeit, Montagearbeiten unter Spannung durchzuführen, existiert grundsätzlich nicht (siehe Tab. 5 Nr. 9 der BGV A3). Es muss daher eine sichere Arbeitsstelle nach den Fünf Sicherheitsregeln eingerichtet werden.

    • Freischalten

    • Gegen Wiedereinschalten sichern

    • Spannungsfreiheit feststellen

    • Erden und Kurzschließen

    • Benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken

    Teile der Anlage, die nach dem Freischalten noch unter Spannung stehen, z.B. Kondensatoren und Kabel, müssen mit geeigneten Betriebsmitteln entladen werden.

    Ausgenommen hiervon sind Arbeiten an Akku-Notversorgungen, z.B. für Rotorblattverstellungen oder Hindernisbefeuerungen, unter Beachtung geeigneter Schutzmaßnahmen, die in Montage- oder Arbeitsanweisungen festgelegt sein müssen.

  • Arbeiten in der Nähe aktiver Teile

    Wenn Arbeiten in der Nähe aktiver Teile (siehe § 7 der BGV A3) durchgeführt werden sollen, ist vorrangig freizuschalten und es sind die Fünf Sicherheitsregeln anzuwenden. Kann nicht freigeschaltet werden, ist zumindest Schutz durch Schutzvorrichtung anzuwenden, z.B. Anbringung isolierender Abdeckungen.

  • Erhöhte elektrische Gefährdung in Bereichen mit leitfähiger Umgebung

    In Türmen, im Maschinenhaus usw. existieren Bereiche, deren Begrenzungen vollständig oder teilweise aus metallischen Teilen bestehen, und in denen außerdem die arbeitende Person mit ihrem Körper großflächig mit diesen Teilen in Berührung kommt. In diesen Bereichen dürfen ortsveränderliche elektrische Betriebsmittel nur unter Anwendung einer der folgenden Maßnahmen betrieben werden:

    • Schutzkleinspannung (SELV) nach DIN VDE 0100 Teil 410.

      Es dürfen nur Betriebsmittel der Schutzklasse III verwendet werden,

    • Schutztrennung nach DIN VDE 0100 Teil 410 Abschnitte 413.5.1 und 413.5.2.

    • Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung mit stationärer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD ohne Hilfsspannungsquelle) IΔN ≤ 30 mA.

      Ist zusätzlich die Bewegungsfreiheit eingeschränkt, so ist nur eine der folgenden Schutzmaßnahmen zulässig:

    • Schutzkleinspannung (SELV) nach DIN VDE 0100 Teil 410. Es dürfen nur Betriebsmittel der Schutzklasse III verwendet werden,

    • Schutztrennung nach DIN VDE 0100 Teil 410 Abschnitte 413.5.1 und 413.5.2. Dabei darf jeweils nur ein Verbrauchsmittel je Sekundärwicklung eines Trenntransformators angeschlossen werden.

    • Handleuchten dürfen nur mit Schutzkleinspannung (SELV) betrieben werden.

    Weitere Informationen auch zu den Schutzmaßnahmen ortsfester Betriebsmittel sind in BGI 594 enthalten.

  • Erhaltung des ordnungsgemäßen Zustandes

    Für den Fall, dass in den Anlagen oder Betriebsmitteln ein Fehler auftritt, müssen Schutzmaßnahmen wirksam sein. Dies kann nur durch regelmäßige Prüfungen festgestellt werden; dabei werden nach einer Sichtprüfung u.a. der Schutzleiterwiderstand, der Isolationswiderstand und bei Anlagen auch die Erdung und der Potenzialausgleich geprüft.

    Folgende Prüffristen haben sich in der Praxis bewährt (siehe auch BGV A3 und BGI 608):

    Anlagen2 bis 4 Jahre
    ortsfeste Betriebsmittel1 bis 2 Jahre
    handgeführte Betriebsmittel3 bis 6 Monate

    Die Durchführung und die Ergebnisse der Prüfung sollten dokumentiert werden.

  • Energiekabel

    Vor Beginn von Erdarbeiten sind sämtliche Informationen über die Lage von Energiekabeln einzuholen.

    Stößt man trotz der Informationen unerwartet auf ein Kabel, müssen die Schachtarbeiten unverzüglich abgebrochen werden; erst nach einer Freigabe durch dessen Betreiber kann die Arbeit fortgesetzt werden.

  • Freileitungen

    Vor Beginn von Kranarbeiten muss das Umfeld hinsichtlich der Gefährdung durch Freileitungen geprüft werden. Sind im Umkreis des Kranes keine Freileitungssysteme im Abstand von Kranhöhe plus 50 m Sicherheitszuschlag vorhanden, kann eine Gefährdung durch die Freileitung offensichtlich ausgeschlossen werden.

    In anderen Fällen ist es zwingend erforderlich, mit dem zuständigen Freileitungsnetzbetreiber Kontakt aufzunehmen. Gemeinsam mit der Bauleitung sind dann klare Absprachen über Kranstandort und -schwenkbereich zu treffen. Der Montageplatz des Rotors wird festgelegt und die Hebezone vorgegeben. Die einzuhaltenden Grenzen sind zu kennzeichnen.

    Beim Unterqueren von Freileitungen mit Fahrzeugen sind folgende Mindestabstände zu den Leiterseilen einzuhalten:

    Nennspannung in kVAbstand in m
    bis 11
    über 1 bis 1102
    über 110 bis 2203
    über 220 bis 3804

    Wenn keine eindeutige Einschätzung des Abstandes möglich ist, ist eine Abstimmung mit dem Freileitungsnetzbetreiber erforderlich, in der die notwendigen Maßnahmen zur Querung der Freileitungstrasse getroffen werden.

    Bewegen von Lasten in der Nähe einer Freileitung

    Gefährdungen durch Freileitungen in der Nähe von Windenergieanlagen können sich ebenfalls ergeben, wenn beim Heraufziehen oder Ablassen von Gegenständen mit z.B. Winden oder Seilen durch Auslenkung und Schwingen die Sicherheitsabstände (Tabelle 4, BGV A3 § 7) unterschritten werden.

8.5.3
Lichtbogenbildung

Zur Verhütung von Lichtbogengefährdungen sind schon bei der Errichtung und auch beim Betrieb elektrischer Anlagen Maßnahmen zu treffen, die eine Lichtbogenzündung ausschließen (z.B. Isolierungen) oder die Auswirkungen eines gezündeten Lichtbogens verringern (z.B. Lichtbogenstrom- und/oder -zeitbegrenzungen oder lichtbogenfeste Abdeckungen).

Mit persönlicher Schutzausrüstung kann kein umfassender Schutz für alle in Frage kommenden Tätigkeiten erreicht werden. Jedoch können die Auswirkungen von Störlichtbögen verringert werden, wenn flammhemmende Arbeitskleidung mit hohem Baumwollanteil getragen wird. Bewährt haben sich in der Praxis flammhemmend imprägnierte Stoffe aus reiner Baumwolle mit einem Flächengewicht von mindestens 300 g/m2. Bei Windenergieanlagen mit Nennleistungen über 1 MW können in bestimmten transformator- oder generatornahen Leistungsstromkreisen personengefährdende Lichtbögen auftreten, die nur durch das Freischalten des Arbeitsbereichs vermieden werden können.

PSA gegen Störlichtbögen

  • Freileitungen

    Bei Eindringen in die Gefahrenzone von Hochspannungsfreileitungen mit Baumaschinen und anderen Fahrzeugen kann es zur Zündung eines Lichtbogens gegen Erde kommen. (Maßnahmen siehe Freileitung Abschnitt 5.2)

  • Schaltanlagen

    An gekapselten Schaltanlagen können anwesende Personen auch bei geschlossenen Türen bei einem inneren Störlichtbogen gefährdet werden, wenn heiße Lichtbogengase austreten können, z.B. durch aufspringende Türen.

    Diese Gefährdung wird verhindert, wenn nur lichtbogengeprüfte Schaltanlagen nach VDE 0670 zum Einsatz kommen. Die Prüfparameter müssen den tatsächlichen Aufstellungs- und Kurzschlussverhältnissen am Einbauort Rechnung tragen. Wenn Schaltanlagentüren geöffnet sind, ist dieser Schutz unwirksam.

    Personengefährdung beim Bedienen wird verhindert, wenn die Schaltanlagen so konzipiert sind, dass alle Bedienhandlungen bei geschlossenen Türen durchgeführt werden können und die Spannungsfreiheit durch Verwendung kapazitiver Anzeigesysteme festgestellt werden kann.

    Durch einschaltfeste Erdungsschalter oder verriegelte Erdungstrennschalter werden Gefährdungen vermieden, die bei Verwendung freigeführter E. u. K.-Vorrichtungen möglich sind.

    Alle Wartungs- und Montagearbeiten in den Schaltanlagen sind im freigeschalteten und gesicherten Zustand auszuführen.

  • Transformatoren

    Die Lichtbogengefährdung an Transformatoren kann verhindert werden, wenn die Anschlussdurchführungen isoliert bzw. gekapselt ausgeführt sind.

    Gekapselte Anschlüsse

  • Hochspannungskabel

    An Hochspannungskabeln kann es durch Isolationsfehler oder durch äußere Beschädigungen der Isolation zur Lichtbogenzündung kommen. Durch Isolationsprüfungen können Isolationsfehler erkannt werden. Wenn Hochspannungskabel geschützt verlegt werden, können äußere Beschädigungen weitgehend vermieden werden.

  • Energiereiche Niederspannungsschaltanlagen

    (Anlagen mit einem Betriebsstrom über 63 A)

    Zur Vermeidung innerer Störlichtbögen sind nur typgeprüfte Schaltgerätekombinationen und Schaltanlagen einzusetzen, deren angegebene Leistungsparameter tatsächlich nachgewiesen wurden.

    Alle betriebsmäßigen Bedienvorgänge müssen mit vollständigem Berührungsschutz ausführbar sein.

    Wenn Schaltanlagentüren geöffnet werden, sollte noch ein ausreichender Schutz gegen zufälliges Berühren oder Überbrücken aktiver Teile vorhanden sein.



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