Die Isolationsfestigkeit einer Schaltanlage wird neben den Belastungsfaktoren wie Überlast und zugehörende Erwärmung, Vibration, hohe Temperaturen, Verschmutzungen / Verunreinigungen der Luft- und Kriechstrecken durch Staub und Feuchtigkeit zusätzlich durch kurzzeitige Schaltüberspannungsspitzen (z.B. beim Schalten von Schmelzsicherungen oder strom-begrenzender Leistungsschalter oder beim Ausschalten von Schützspulen) stark herabgesetzt.

Dicht bepackte Montageplatten

Ein Beispiel aus der Praxis: Das unten stehende Bild gibt eine Montageplatte wider, auf der mehrere Kompakt-Leistungsschalter "dicht-an-dicht" nebeneinander moniert wurden. Bei der Überstrom-Abschaltung eines Leistungsschalters wurde eine Schaltüberspannung erzeugt. In Verbindung mit dem Austritt ionisierter (leitender) Gase und zusammen mit der relativ hohen Luftfeuchte sowie dem sich niedergeschlagenen Kondenswasser auf der Montageplatte und den Schaltgeräten wurde ein Lichtbogen gezündet, welcher letztlich die Anlage zerstörte. Ursache hierfür war die verminderte Isolationsfestigkeit durch Kondenswasserbildung und die Fehleinschätzung einer möglichen kurzzeitigen Schaltüberspannung von bis zu einigen 1000 V.

Prüfung der Stoßspannungsfestigkeit

Die oben genannten Fehler lassen sich vermeiden. Es ist daher folgendes - auch zur vorbeugenden Wartung - zu empfehlen:

1. Prüfung und Nachweis der Stoßspannungsfestigkeit der Niederspannungs-Schaltanlage nach VDE 0110, z.B. auf der Basis nachstehend genannter Ausführungs-Kenndaten:

Bei dieser Prüfung wird eine Impulsspannung von 8 kV mit einer Anstiegszeit von 1,2 µs und einer Abklingzeit von 50 µs zwischen voneinander isolierten Teilen angelegt, die nicht zum Durchschlag führen darf.
Wo immer möglich sollte diese Stoßspannungsprüfung in Niederspannungs-Schaltanlagen eingeführt werden, weil gerade diese den wirklich auftretenden Beanspruchungen, auch durch Überspannungen im Netz, am ehesten entspricht; schwerwiegende Isolationsfehler lassen sich erkennen, bevor sie zu einer Gefahr werden.

Diese Prüfung bietet den Nachweis und die Feststellung der Anlagengüte sowie ferner:

• eine Früherkennung erneuerungsbedürftiger Anlagen,
• eine schnelle Fehlerlokalisierung und Ursachenermittlung bzgl. nur zeitweilig auftretender Fehler,
• das Aufspüren versteckter Fehler, z.B. Einschnitte in Leiterisolierungen, übersehene Fremdkörper, liegen gelassene Werkzeuge, Schwachstellen in der Isolation u.a..

Verwendung von Montageschienen

2. Montage von Kompakt-Schaltgeräten auf Montageschienen.
Bei hoher Packungsdichte ist besonders auf die Art, Lage und Ausführung der Anschlusstechnik (z.B. Kabelschuhe) zu achten; Wärme-Abstrahlflächen, insb. auch nach hinten sowie ein seitlicher Abstand von >/= 20 mm zueinander, sind zu gewährleisten; Ansammlung von Staub und Kondenswasser in der Nähe der elektrischen Anschlüsse sind zu vermeiden!

Weiterführende Informationen:

DIN VDE 0110 Teil 1 / EN 60664-1 Ausgabe 11.2003
Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen
Teil 1: Grundsätze, Anforderungen und Prüfungen

DIN VDE 0660 Teil 100 / EN 60947-1 Ausgabe 12.2002
Niederspannungs-Schaltgeräte; Teil 100: Allgemeine Festlegungen

DIN VDE 0660 Teil 500 / IEC 60439-1 Ausgabe 01.2005
Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen;
Teil 1: Typgeprüfte und partiell typgeprüfte Kombinationen.

Autor: Dipl.-Ing. Hans J. Rübsam ist beratender Ingenieur und Dozent

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