DGUV Information 203-077 - Thermische Gefährdung durch Störlichtbögen Hilfe bei der Auswahl der persönlichen Schutzausrüstung

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Thermische Gefährdung durch Störlichtbögen
Hilfe bei der Auswahl der persönlichen Schutzausrüstung
(DGUV Information 203-077)

Information

(bisher BGI/GUV-I 5188)

ccc_2046_as_28.jpgDGUV
Deutsche Gesetzliche
Unfallversicherung
Spitzenverband
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Stand der Vorschrift: Ausgabe September 2020

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InhaltsverzeichnisAbschnitt
Vorbemerkungen
Anwendungsbereich1
Begriffsbestimmungen2
Durchführung der Gefährdungsbeurteilung3
Bewertungsphasen3.1
Einzelfallbewertung3.2
Verfahren zur Auswahl von PSAgS4
Übersicht über das Abschätzungsverfahren4.1
Abschätzungsverfahren für AC-Anlagen4.2
Parameter der Arbeitsumgebung4.2.1
Ermittlung der Lichtbogenenergie der Anlage im Fehlerfall4.2.2
Ermittlung des Schutzpegels der PSAgS für die Arbeitssituation4.2.3
Auswahl der PSAgS4.2.4
Abschätzungsverfahren für DC-Anlagen4.3
Allgemeines Berechnungsverfahren4.3.1
Grobabschätzung anhand von Richtwerten (Worst-Case-Betrachtung)4.3.2
Hinweise zur praktischen Umsetzung5
Vorschriften, Regeln, LiteraturAnhang 1
EU-Richtlinien und VerordnungenA.1.1
Vorschriften, Regeln und Informationen für Sicherheit und Gesundheit bei der ArbeitA.1.2
Normen/VDE-BestimmungenA.1.3
LiteraturA.1.4
Normung der PSAgS gegen die thermischen Auswirkungen von StörlichtbögenAnhang 2
Normung für SchutzkleidungA.2.1
Normung mit Ursprung in Europa für die Prüfung von SchutzkleidungA.2.2
Normung mit Ursprung in Amerika für die Prüfung von SchutzkleidungA.2.3
Normung für andere PSAgS-ArtenA.2.4
Normung mit Ursprung in EuropaA.2.4.1
Normung mit Ursprung außerhalb der EUA.2.4.2
Anforderungen für bestimmungsgemäße AuswahlA.2.5
Kenngrößen und Risikoanalyse der thermischen Lichtbogengefährdung von PersonenAnhang 3
Allgemeine VorbemerkungA.3.1
Energetische Kenngrößen der thermischen Lichtbogengefährdung von PersonenA.3.2
Verfahren der Ermittlung von WLB und WLBSA.3.3
ArbeitsschritteA.3.4
Erfassung der allgemeinen BetriebsbedingungenA.3.4.1
Berechnung der Kurzschlussströme an den betrachteten ArbeitsplätzenA.3.4.2
Bestimmung der Kurzschlussdauer (Lichtbogendauer)A.3.4.3
Bestimmung des Erwartungswertes der elektrischen LichtbogenenergieA.3.4.4
Bestimmung des ArbeitsabstandesA.3.4.5
Lichtbogenschutzpegel der PSAgSA.3.4.6
Berücksichtigung abweichender ExpositionsverhältnisseA.3.4.7
Anwendung der Analyseergebnisse zur GefährdungsbeurteilungA.3.4.8
Alternative PrüfverfahrenA.3.5
Anwendung der RisikomatrixAnhang 4
AllgemeinesA.4.1
Bewertung der erwarteten VerletzungsschwereA.4.2
Bewertung der EintrittswahrscheinlichkeitA.4.3
BeispieleAnhang 5
Beispiel 5.1: Niederspannungsverteilung in einer Transformatorstation (Arbeitsort 1) A.5.1
Beispiel 5.2: Niederspannungskabel (Arbeitsort 2)A.5.2
Beispiel 5.3: Hausanschlusskasten (Arbeitsort 3)A.5.3
Beispiel 5.4: Elektroinstallation bei vorgeschaltetem Hausanschlusskasten (Arbeitsort 4) A.5.4
Beispiel 5.5: Entfernen von NH-SicherungseinsätzenA.5.5
Beispiel 5.6: IndustrieverteilerA.5.6
Beispiel 5.7: Schalten an nicht störlichtbogengeprüften Anlagen älterer BauartA.5.7
Beispiel 5.8: Arbeiten an DC-Anlagen (USV)A.5.8
Arbeiten im Batteriebereich und direkt an den Batteriezellen (Arbeitsort 1)A.5.8.1
Arbeiten im Bereich des Wechselrichters (DC-Zwischenkreis, Arbeitsort 2)A.5.8.2
Beispiel 5.9: Arbeiten an DC-Anlagen (Bahnnetz)A.5.9
Beispielhafte Arbeitsorte zur Festlegung des Transmissionsfaktors kTAnhang 6
Koordination von PSAgS und VorsicherungAnhang 7
Praktische Anwendungsregeln zur koordinierten Wahl von PSAgS und VorsicherungA.7.1
AuswahlmatrixA.7.2
LeitungsschutzsicherungenA.7.3
TransformatorschutzsicherungenA.7.4
ArbeitsschutzsicherungenA.7.5
MindestüberstromfaktorA.7.6
Zulässige Ausschaltzeit der SicherungA.7.7
Formular zur AuswahlhilfeAnhang 8

Vorbemerkungen

Diese DGUV Information soll den Unternehmer darin unterstützen, die geeignete persönliche Schutzausrüstung (Schutzkleidung, Kopf- und Gesichtsschutz, Handschutz) gegen die thermischen Auswirkungen eines Störlichtbogens (PSAgS) auszuwählen.

Personen, die an oder in der Nähe von unter Spannung stehenden Teilen elektrischer Anlagen arbeiten, sind grundsätzlich den Gefährdungen durch Störlichtbögen ausgesetzt. Störlichtbögen sind seltene, aber nicht vollständig ausschließbare Ereignisse im Arbeitsumfeld dieser Personen und fordern deswegen einen zuverlässigen Schutz. Sie entstehen nicht nur bei einem Kurzschluss, sondern sie können auch im Zusammenhang mit der Trennung stromführender Teile (z. B. Einsetzen/Entfernen von Sicherungen unter Last) entstehen.

Bei der Bewertung und Festlegung von Maßnahmen gegen thermische Gefährdungen durch Störlichtbögen ist das TOP-Prinzip anzuwenden. D. h. der Einsatz von personenbezogenen Mitteln (PSAgS) ist nachgeordnet zu technischen und organisatorischen Maßnahmen zu sehen. PSAgS soll das verbleibende Restrisiko nach Anwendung der ergriffenen technischen und organisatorischen Maßnahmen gegen das Auftreten von Störlichtbögen minimieren.

Ein Lichtbogen kann, je nach elektrischer Netz- und Anlagenkonfiguration, extreme Gefährdungen mit sich bringen:

  • Hohe thermische Energie.

  • Druckwelle und mitgeführte Fragmente, die durch die explosionsartige Ausbreitung des Störlichtbogens freigesetzt werden.

  • Hohe Intensitäten elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im Bereich ultravioletter (UV) und infraroter (IR) Strahlung, aber auch im Bereich des sichtbaren Lichts, die auch zu irreversiblen Schäden an Haut und Auge führen können.

  • Hohe akustische Belastung (Knall).

  • Giftige Gase und Partikel, die durch das Schmelzen und Verdampfen von Materialien im Umfeld des Störlichtbogens (einschließlich der Elektroden) hervorgerufen werden.

Jede dieser Auswirkungen kann für sich allein bereits Gesundheit und Leben sich im Umfeld befindender Personen gefährden.

Die gravierendsten Personenrisiken bestehen im Zusammenhang mit den thermischen Lichtbogenwirkungen.

In dieser DGUV Information wird ein PSAgS-Auswahlverfahren angewendet, das auf dem genormten Box-Test-Verfahren nach DIN EN 61482-1-2 (VDE 0682-306-1-2) [11] basiert.

Anmerkung
Verfahren, die sich auf die Auswahl von PSAgS beziehen, die nach DIN EN 61482-1-1 (VDE 0682-306-1-1) [10] geprüft ist, sind unter anderem bereits in NFPA 70E [14] und IEEE 1584-2018 [15] beschrieben und deshalb nicht Gegenstand dieser DGUV Information.

Anmerkung
Eine Übersicht über die Auswahl von PSAgS wird darüber hinaus in der IVSS Leitlinie für die Auswahl von persönlicher Schutzausrüstung gegen thermische Auswirkungen eines Störlichtbogens (2. Ausgabe 2011) [26] gegeben.

Zur Bewertung der Gefährdung durch elektrische Störlichtbögen und der daraus folgenden Auswahl der erforderlichen PSAgS wird empfohlen, eine Risikobewertung durchzuführen. Hierbei wird neben der möglichen Schadensschwere auch die Eintrittswahrscheinlichkeit einer Verletzung durch ein Störlichtbogenereignis berücksichtigt. Kapitel 3 dieser DGUV Information beschreibt eine Vorgehensweise, die im Hinblick auf die thermischen Auswirkungen eines Störlichtbogens angewandt werden kann.

Umfangreiche Beispiele im Anhang 5 sowie Abbildungen von beispielhaften Arbeitsorten in Anhang 6 sollen die Personen, die diese DGUV Information anwenden, bei der Umsetzung der Risikobewertung und des Berechnungsverfahrens unterstützen. Die praktischen Anwendungsregeln zur koordinierten Wahl von PSAgS und Vorsicherung (Anhang 7) zeigen einen Weg auf, anhand der eingesetzten oder gewählten Sicherungen eine geeignete PSAgS zu finden.