Zulässige Brandschutzschalter
Überschreitet die Sinuswelle der Wechselspannung aus dem Nulldurchgang kommend den Schwellenwert (Punkt A), ab dem sich der Lichtbogen über die Fehlerstelle entzündet, fließt der Strom darüber. Da dieser durch den Widerstand der Last begrenzt ist, erwärmt sich in der Folge die Fehlerstelle. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Halbwelle der Netzspannung (Punkt B). Brandschutzschalter erkennen diesen Verlauf der Sinuswellen von Strom und Spannung und schalten den Stromkreis ab. (Quelle: Hager)
Wirkfelder von Schutzgeräten: Während FI- bzw. FI/LS-Schalter in bestimmten Fällen auch parallele Lichtbögen erkennen, bieten ausschließlich Brandschutzschalter Schutz bei seriellen Lichtbögen. (Quelle: Hager)
In der Produktnorm DIN EN 62606 (VDE 0665-10) sind die allgemeinen Anforderungen an Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen beschrieben, mit denen sich der in der DIN VDE 0100-420 geforderte Schutz erzielen lässt. Neben dem in der Norm verwendeten Begriff der "Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtung" sind für diese Geräte zwei weitere Begrifflichkeiten gebräuchlich: Die in diesem Beitrag vornehmlich verwendete umgangssprachliche Bezeichnung "Brandschutzschalter" sowie die englische Abkürzung "AFDD" für Arc Fault Detection Devices.
Bei diesen Geräten unterscheidet die Produktnorm zwei zulässige Ausführungen. Dies sind zum einen kompakte Einrichtungen, die aus einer Fehlerlichtbogen-Erfassungseinheit und einer Ausschaltvorrichtung oder einer Überstrom- und/oder Fehlerstrom-Schutzeinrichtung bestehen. Zum anderen sind auch separate Fehlerlichtbogen-Erfassungseinheiten zulässig, die nachträglich mit einer auslösenden Schutzeinrichtung zusammengebaut werden. Die Kompaktbauweise hat jedoch den Vorteil einer deutlich schnelleren und komfortableren Montage. Solche Geräte bietet beispielsweise Hager an. Das Produktangebot dieses Herstellers umfasst drei Varianten mit Nennströmen von 10 A, 13 A sowie 16 A in B-Charakteristik und einem Abschaltvermögen von je 6 kA. Durch die integrierte Quickconnect-Steckklemmentechnik erfolgt der Anschluss schnell und komfortabel; zudem sind die Verbindungen dauerhaft wartungsfrei. Für zusätzliche Sicherheit sorgt bei diesen Geräten die integrierte Überspannungsschutzfunktion, die bei Spannungswerten >275 V auslöst, während die elektronische Differenzstrom-Messung (IΔn = 300 mA) einen erweiterten vorbeugenden Brandschutz in Stromkreisen ohne FI-Schutz bietet. Auch wenn diese erweiterten Schutzfunktionen zwar keinen Ersatz für entsprechende FI-Schalter darstellen, so erhöhen sie dennoch die Sicherheit in den angeschlossenen Stromkreisen.
Funktionsweise von Brandschutzschaltern
Die Fehlerlichtbogen-Erfassungseinheiten der Brandschutzschalter überwachen die Sinuswelle von Strom und Spannung. Werden ab einem Stromwert von 2 A bis 2,5 A charakteristische Strom- und Spannungsverläufe detektiert, die einen gewissen Energieinhalt mit Brandrisiko überschreiten und auf einen Fehlerlichtbogen als Folge einer schlechten Kontaktstelle hinweisen, schaltet der Brandschutzschalter den Stromkreis ab.
Als Schwellwert für eine Abschaltung wird ein Energiegehalt von 450 Joule zugrunde gelegt. Dieser ist in der Lage, ein PVC-Kabel zu entzünden. Jeder Abschaltung geht eine mikroprozessorgestützte Analyse voraus, bei der von der integrierten Software des Brandschutzschalters 120 verschiedene Parameter überwacht und ausgewertet werden.