DGUV Information 203-077 - Thermische Gefährdung durch Störlichtbögen Hilfe bei ...

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Abschnitt 3.3, 3.3 Ermittlung der Lichtbogenenergie der Anla...
Abschnitt 3.3
Thermische Gefährdung durch Störlichtbögen Hilfe bei der Auswahl der persönlichen Schutzausrüstung (bisher: BGI/GUV-I 5188)
Titel: Thermische Gefährdung durch Störlichtbögen Hilfe bei der Auswahl der persönlichen Schutzausrüstung (bisher: BGI/GUV-I 5188)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 203-077
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 3.3 – 3.3 Ermittlung der Lichtbogenenergie der Anlage im Fehlerfall

Abb. 3 Ermittlung der elektrischen Lichtbogenenergie

Die Lichtbogenenergie W LB wird durch die Lichtbogenleistung P LB und die Lichtbogendauer, also die Zeit t k bis zum Abschalten durch die Schutzeinrichtung bestimmt:

W LB = P LB t k

Die Lichtbogenleistung P LB ist von der Art der Lichtbogenausbildung und der Geometrie der spannungsführenden Teile am Fehlerort abhängig. Sie wird mit Hilfe der bezogenen Lichtbogenleistung k P aus der Kurzschlussleistung S" k bestimmt.

Die bezogene Lichtbogenleistung k P lässt sich unter Berücksichtigung des wirksamen Elektrodenabstandes d (Leiterabstand der Anlage) z. B. nach "Schau, H.; Halinka. A.; Winkler, W.: Elektrische Schutzeinrichtungen in Industrienetzen und -anlagen" ermitteln. Richtwerte sind in Anhang 3 A 3.3.4. angegeben.

Fürworst-case-Betrachtungen kann mit dem maximalen Wert k Pmax gerechnet werden:

k Pmax =0,29
__________
(R/X) 0,17
 

Somit ergibt sich für die Lichtbogenenergie im Fehlerfall nachfolgender Zusammenhang:

W LB = P LB t k
 = k P S" k t k
 = k P (Wurzel)3 U Nn I" k3 t k

Der maßgebliche Kurzschlussstrom I" k3 ist der prospektive dreipolige Kurzschlussstrom am Arbeitsort (Fehlerort). Er ist das Ergebnis einer Kurzschlussstromberechnung (siehe Anhang 3 A 3.3.2.).

Der tatsächliche Kurzschlussstrom I kLB im NS-Bereich ist durch die begrenzenden Eigenschaften des Störlichtbogens deutlich geringer als der berechnete Kurzschlussstrom I" k3 der Anlage (Strombegrenzungsfaktor k B) und lässt sich nicht sicher bestimmen. Prinzipiell gilt der Zusammenhang:

I kLB = k B I" k3min

(siehe auch Anhang 3 A 3.3.2)

Im Bereich > 1 kV ist die begrenzende Eigenschaft des Störlichtbogens zu vernachlässigen. Hier gilt: k B = 1.

Die Brenndauer des Lichtbogens wird durch die Schutzeinrichtungen bestimmt und kann im Allgemeinen aus Selektivitätsberechnungen und/oder den Ausschalt-Kennlinien (Strom-Zeit-Kennlinien) der Hersteller der Schutzeinrichtungen entnommen werden.

Im NS-Bereich liegt man im Allgemeinen im sicheren Bereich, wenn man von einer Strombegrenzung von 50 % ausgeht und mit diesem reduzierten Strom die Ausschaltzeit aus der Schutzkennlinie bestimmt. Der Strombegrenzungsfaktor beträgt dann k B = 0,5; es folgt

I kLB = 0,5 I" k3min

Die Abschaltzeit der Überstromschutzeinrichtung ist nun mit Hilfe der Kennlinie und dem ermittelten Lichtbogen-Kurzschlussstrom I kLB zu ermitteln

(siehe auch A 2.3.3).

Abb. 4 Beispiel zur Ermittlung der Abschaltzeit der Überstromschutzeinrichtung

ANMERKUNG:

Bei einer Kurzschlussdauer über 1 s kann ggfs. davon ausgegangen werden, dass die Person sich aus dem unmittelbaren Gefahrenbereich zurückziehen kann und deshalb längere Zeiten nicht berücksichtigt werden müssen. Dies gilt nicht, wenn das Arbeitsumfeld ein Entfernen der Person verhindert oder einschränkt (z. B. Arbeiten in engen Kabelgräben oder -kanälen, schmalen Arbeitsgängen, Arbeiten auf Leitern oder Hebeeinrichtungen).