Zwei Kabel mit Funkenschlag
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28.10.2014 124 0

Artikel 3 – Sicherheit in Gleichstromanwendungen

Wie an dieser Stelle bereits berichtet, führen das Forschungs- und Transferzentrum Leipzig e.V., der VDE-Ausschuss Sicherheits- und Unfallforschung sowie die DKE  Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Untersuchung „Auswirkungen von Gleichstrom (DC) auf den menschlichen Körper im Rahmen der Elektromobilität und versorgender DC-Infrastruktur – DCSich“ durch. Sie soll bis Ende 2014 klären, ob die derzeitigen Sicherheitsanforderungen, Schutzkonzepte und Grenzwerte auch für die neuen Anwendungen ausreichend oder aber zusätzliche Anforderungen oder modifizierte Schutzkonzepte und Grenzwerte erforderlich sind.

Am 28. August 2014 führten DKE, VDE und Berufsgenossenschaft Energie, Textil, Elektro und Medienprodukte (BG ETEM) zusammen mit der International Social Security Association (ISSA) in Frankfurt am Main das internationale Arbeitsschutz-Symposium „Electricity and Safety in the 21st Century“ durch. 102 Experten aus 19 Ländern1) diskutierten aktuelle Erkenntnisse und Vorhaben.

Thomas Bömer vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) Sankt Augustin stellte neue Entwicklungen elektronischer Schutzeinrichtungen von Maschinen vor (en.: electro-sensitive protective equipment, ESPE). Er identifizierte einen Bedarf für 3D-ESPE insbesondere für selbstfahrende Fahrzeuge und den Einsatz von Robotern, die unmittelbar mit Menschen zusammenarbeiten. Die normativen Anforderungen dazu sollen durch das Technische Komitee 44 „Safety of machinery – Electrotechnical aspects“ der IEC ausgearbeitet und in einer Neuausgabe der IEC 61496-3 publiziert werden – und damit in einer Neuausgabe der DIN CLC/TS 61496-3 (VDE V 0113-203) „Sicherheit von Maschinen – Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen – Teil 3: Besondere Anforderungen an aktive optoelektronische diffuse Reflektion nutzende Schutzeinrichtungen (AOPDDR)“ münden.

Reinhard Hirtler von der Gemeinnützigen Privatstiftung Elektroschutz Wien fasste den derzeitigen Stand von Fehlerschutz und Abschaltzeiten in Niederspannungsnetzen nach DIN VDE 0100-410 (international: IEC 60364-4-41) zusammen. Ausführlich ging er auf die Entwicklung der IEC 60479-1 und die dort dargestellten Grundsätze ein (deutsch siehe DIN IEC/TS 60479-1 (VDE V 0140-479-1) „Wirkungen des elektrischen Stroms auf Menschen und Nutztiere – Teil 1: Allgemeine Aspekte“).

Christian Rückerl vom Forschungs- und Transferzentrum Leipzig vertiefte die Darstellung der Wirkungen von Gleichstrom auf den menschlichen Körper (siehe den bereits veröffentlichten Artikel zu „Herausforderung Elektromobilität“). Er schloss damit, dass bei Gleichstrom, anders als bei Wechselstrom, elektrochemische Effekte zu beachten sind. Weiterhin ist die Eintrittsschwelle des „galvanischen Krampfs“ bisher noch nicht bestimmt.

Etienne Tison von Schneider Electric (Grenoble, FR), Vorsitzender des für die Errichtung von Niederspannungsanlagen verantwortlichen internationalen Technischen Komitees 64 „Electrical installations and protection against electric shock“ der IEC, informierte über geplante Arbeiten auf diesem Gebiet. Diese werden in Normen der Reihe DIN VDE 0100 ihren Niederschlag finden. In IEC 61140 sollen Anforderungen zu RCDs sowie Aussagen zu Schutzmaßnahmen gegen derzeit noch nicht behandelte Effekte wie Unfähigkeit, Loszulassen, Muskelreaktionen und Verbrennungen aufgenommen werden.

Im Bereich der DIN VDE 0100 (Reihe IEC 60364) sollen alle Schutzmaßnahmen im Hinblick auf die neuen Anwendungen von Gleichspannungen überprüft und ggf. bei Produktkomitees die Erstellung von Normen für einzusetzendes Gerät initiiert werden. Dieses soll durch Anleitungen zu Auswahl und Verwendung geeigneter Schutzeinrichtungen ergänzt werden. Eine nicht zu unterschätzende Rolle spielt auch die Art des Erdungssystems der Anlage sowie die konsequente Trennung von Leitungen unterschiedlicher Spannungsformen und -höhen.

Holger Schau von der Technischen Universität Ilmenau gab einen Überblick über seine Untersuchungen zum Schutz vor Gefahren durch Wechselspannungs- und Gleichspannungslichtbögen. Er stellte den in USA üblichen „open arc test“ nach IEC 61482-1-1 dem in Europa üblichen „box text“ nach IEC 61482-1-2 gegenüber. Beide resultieren in Schutzklassen, sind aber nicht kompatibel.

Ein weiterer Schwerpunkt seiner Untersuchungen lag auf der Sicherheit von Batterien und den thermischen Effekten der von diesen gespeisten Gleichspannungslichtbögen. Seine Erkenntnisse sind insbesondere für die Sicherheit von Elektrofahrzeugen von Bedeutung.

Friedrich Kramm von der Exide GmbH (Büdingen) vertiefte das Thema Sicherheitsanforderungen für Batterien und neue Batterietechnologien. Er schloss mit einem Ausblick auf derzeit laufende Normungsarbeiten zu Batterien auf Lithiumbasis in verschiedenen Anwendungen. Schließlich erklärte er für sein Technisches Komitee die Bereitschaft, anwendungsorientierte Normen als von der eingesetzten Batterietechnologie unabhängige Anleitungen für den richtigen Einsatz der Batterien zu erstellen.

Hugh Hoagland von ArcWear (Louisville, USA) zeigte in eindrucksvollen Bildern die Möglichkeiten, sich durch geeignete Schutzkleidung gegen Verbrennungen durch Lichtbögen zu schützen.

Als Abschluss folgten noch Informationen zum Thema „Smart Grids and Safety Aspects“. Jamie McWilliam von der energy networks association (London) gab einen Überblick über Organisation und Entwicklung der Energieversorgung in Großbritannien, Jiang Shen über Ideen und Erfahrungen in der Volksrepublik China.

Über die weiteren Ergebnisse des DCSich-Projekts zur Elektromobilität und versorgender DC-Infrastruktur werden wir an dieser Stelle berichten.

 

1) Angola, Chile, China, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Kolumbien, Kuba, Litauen, Nigeria, Österreich, Peru, Paraguay, Rumänien, Tschechische Republik, Ungarn, Uruguay und USA.

Kontakt

Henriette Boos
Dirk Barthel