Sichere Elektroversorgung im Chemielabor

Schwachstelle beseitigt

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Maximale Brandschutz- und Sicherheitsstandards sind bei den Spezialchemie-Experten von C.H. Erbslöh in Krefeld selbstverständlich. Dennoch zeigte ein beginnender Schmorbrand im Labor eine bis dahin unerkannte Schwachstelle: Ausgelöst wurde die Hitzeentwicklung durch eine fehlerhafte Klemme in der Elektroinstallation. Der Einsatz mehrerer Brandschutzschalter 5SM6 von Siemens schließt diese Sicherheitslücke nun zuverlässig.

Sodaprodukte, Salze, Chlorkalk und sogar aus Italien importierten Schwefel hatte Großhändler Carl Hugo Erbslöh schon 1876 im Lieferprogramm. Seitdem hat sich das in Düsseldorf gegründete Traditionsunternehmen zu einem international gefragten Handelshaus für Spezialchemikalien und Industriemineralien mit weltweit 125 Mitarbeitern entwickelt. Und noch immer führt die Familie des Firmengründers die Geschäfte, aktuell in vierter und fünfter Generation. Die Kunden der C.H. Erbslöh GmbH & Co. KG und ihrer Tochterunternehmen sind in allen Branchen zuhause. Ob Lebensmittel-, Kosmetik-, Kunststoff- oder Elektronikindustrie: „Wir bieten die Kleinigkeiten, die den Produkten unserer Kunden genau die Eigenschaften geben, die sie brauchen“, bringt Geschäftsleitungsassistentin Elke Fütterer die Kernkompetenz von C.H. Erbslöh auf den Punkt.

Für diesen hochspezialisierten Bedarf sind rund 2800 Artikel ab Lager lieferbar. Die dafür notwendigen Lagerkapazitäten sind enorm: Bis zu 4000 t Chemikalien und Mineralien werden in modernen Hochregalanlagen und Tanks am heutigen Firmenstandort in Krefeld gelagert. Die brandschutztechnischen Maßnahmen entsprechen höchsten Anforderungen. Grund dafür sind nicht nur die für die Chemieindustrie geltenden gesetzlichen Vorgaben, etwa durch das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG). Hohe Sicherheitsstandards finden sich bei C.H. Erbslöh in allen Bereichen wieder – auch in der Elektroinstallation.
Sicherheit in der Elektroinstallation
Ein speziell geschulter Mitarbeiter überprüft als „unterwiesene Person“ gemäß DIN VDE 0701 kontinuierlich alle ortsbeweglichen Elektrogeräte. Alle ortsfesten elektrischen Anlagen werden zudem regelmäßig von einem externen Sachverständigen im Rahmen eines sogenannten E-Checks begutachtet. Und das Unternehmen geht noch über diese vorgeschriebenen Maßnahmen hinaus. „Der Trigger dafür war eine brennende Steckdose in einem benachbarten Baumarkt vor einigen Jahren“, erinnert sich Elke Fütterer. Für alle Versorgungskabel und Steckdosen sind seitdem einheitlich hochwertige Standardmodelle vorgeschrieben. Offene Leitungen – auch unter den Schreibtischen – sind durchweg zugunsten fixierter Installationen verbannt.
Trotz dieser Maßnahmen kam es im Herbst 2014 im firmeneigenen Labor zu einem Schmorbrand: „Plötzlich hörte ich ein Knistern wie bei einem geplatzten Schlauch“, beschreibt Labormitarbeiter Frank Matussek die Situation. Als er bei näherer Prüfung Rauch an einer Steckdose bemerkte, reagierte der Chemieingenieur sofort und schaltete die Stromversorgung manuell über die Hauptsicherung ab. Durch sein geistesgegenwärtiges Handeln entstand kein größerer Schaden. „Gott sei Dank passierte das während der Arbeitszeit“, zeigt sich Matusseks Chefin Beate Padler-Schmitz erleichtert. Als Leiterin des Analyse- und des anwendungstechnischen Labors ist sie nicht zuletzt auch gemäß Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) und berufsgenossenschaftlicher Laborrichtlinie für die Sicherheit ihrer Mitarbeiter verantwortlich. Zudem kommt im Labor anspruchsvolle und teure Technik zum Einsatz, die es zu schützen gilt. „Entsprechend schnell und umfassend haben wir nach dem Vorfall gehandelt“, blickt Beate Padler-Schmitz zurück.
Serielle Fehlerlichtbögen als Ursache
Die Ursache für die verschmorte Steckdose war schnell ausgemacht: Bei zwei Klemmen hatten sich die Befestigungsschrauben gelockert. Dadurch entstanden hohe Temperaturen, die die PVC-Isolierung der Kabel sukzessive schmelzen und das Kupfer brüchig werden ließen. An der schadhaften Stelle bildeten sich dann serielle Fehlerlichtbögen. Sie können eine punktuelle Hitzeentwicklung von bis zu 6000 °C verursachen. „Ein Standardfehler“, weiß Elektrofachmann Roland Köhne, der mit seinem Fachbetrieb seit dem Vorfall als Hauselektriker bei C.H. Erbslöh tätig ist.
Auch gequetschte Leitungen oder fehlerhafte Endgeräte können serielle Fehlerlichtbögen verursachen und im Extremfall nicht nur einen Schmor-, sondern einen viel gefährlicheren Schwelbrand auslösen. Kaum überraschend also, dass allein in Deutschland rund ein Drittel aller Brände auf Elektrizität als Brandursache zurückzuführen ist. Unter diesen Bränden werden wiederum knapp 30 % durch Mängel an der Elektroinstallation, vom Verteiler bis zur Steckdose, verursacht.
Auf der Suche nach einer geeigneten Lösung zur Absicherung der Laborsteckdosen gegen entsprechende Gefahren setzte Elektromeister Roland Köhne im ersten Schritt auf berührungssichere Steckklemmen, bei denen sich keine Schrauben lösen können. Trotzdem war der spezifischen Gefährdung durch serielle Fehlerlichtbögen mit herkömmlichen Schutzgeräten zunächst nicht beizukommen. Denn Leitungs(LS)- und Fehlerstrom(FI)-Schutzschalter, wie sie auch die bestehenden VDE-Richtlinien vorschreiben, sind nicht auf die Detektion entsprechender Störungen ausgelegt. Leitungsschutzschalter bieten Schutz bei Kurzschluss sowie vor Überlast. Sie trennen den Stromkreis bei parallelen Fehlerlichtbögen, die zwischen Außenleitern oder zwischen Außen- und Neutralleiter auftreten. Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen erfassen Fehlerströme und Fehlerlichtbögen gegen Erde. Serielle Fehlerlichtbögen können diese Schutzgeräte also nicht erkennen.
Brandschutzschalter von Siemens
„Glücklicherweise kommen aber auch in der Installationstechnik immer neue technische Möglichkeiten dazu“, freut sich Roland Köhne. Und so brachte eine Empfehlung des externen Gutachters (Ingenieurbüro Stephan Rieger) die Lösung: Der von Siemens entwickelte Brandschutzschalter 5SM6 erkennt gefährliche Fehlerlichtbögen automatisch und zuverlässig. Im Detektionsfall schaltet er den betroffenen Stromkreis sofort sicher ab.
In den USA sind Brandschutzschalter, wo sie als AFCI (Arc-Fault Circuit Interrupter) bekannt sind, seit vielen Jahren vorgeschrieben. Auch die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC), das Europäische Komitee für Normung (Cenelec) sowie das Deutsche Institut für Normung (DIN) haben die Dringlichkeit erkannt: Mit der Veröffentlichung der Errichtungsbestimmung IEC 60364-4-42 wird die Installation von Brandschutzschaltern als anerkannter „Stand der Technik“ dringend empfohlen. Und in der DIN VDE 0100 Teil 420 soll der Brandschutzschalter demnächst für bestimmte Anwendungsbereiche verpflichtend aufgenommen werden.
Der Siemens-Brandschutzschalter ist für einphasige Endstromkreise bis 16 A ausgelegt. In Kombination mit einem Leitungsschutzschalter (LS) oder mit Fehlerstrom-/Leitungsschutzschaltern (FI/LS-Schaltern) schützt er Personen und Sachwerte. Er erfasst nicht nur Strom und Fehlerspannung, sondern misst auch kontinuierlich das Hochfrequenzrauschen hinsichtlich Intensität, Dauer und den dazwischen liegenden Lücken. Integrierte Filter in Verbindung mit intelligenter Software verarbeiten, analysieren und bewerten diese Signale nach einer Vielzahl von Kriterien. Sind die Bedingungen eines Fehlerlichtbogens erfüllt, wird der angeschlossene Stromkreis innerhalb von Sekundenbruchteilen abgeschaltet. Brandgefahren von der elektrischen Leitung bis hin zum Endgerät können so frühzeitig erkannt und unterbunden werden. Mittels einer integrierten Selbsttestfunktion überprüft der Brandschutzschalter zudem seine eigene Funktionsfähigkeit.
Bei C.H. Erbslöh wurden sämtliche Steckdosen an den Laborarbeitsplätzen sowie eine Steckdose für die laboreigene Spülmaschine mit insgesamt 13 Brandschutzschaltern nachgerüstet, davon acht in Kombination mit einem Leitungsschutzschalter und fünf mit FI/LS-Schaltern.

Norbert Schäfer
Promoter für Elektroinstallationstechnik,
Siemens
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