Sicherheit in der Elektrotechnik : Einblicke eines Gerichtssachverständigen

Unglücksfälle wie die Brandkatastrophe von Cans-Montana, bei der 41 Menschen ums Leben kamen, zeigen die geradezu lebenswichtige Bedeutung elektrotechnischer Vorschriften wie auch jene der Vorgaben der Brandschutzbehörden. Ein Restrisiko besteht immer, jedoch kann dieses durch rigoroses Befolgen der Vorschriften und Vorgaben zumindest deutlich minimiert werden. Nicht zuletzt fordern die Standesregeln für Elektrotechnik per Bundesgesetz die Einhaltung von Normen und Vorschriften.

Dafür bedarf es zunächst der Kenntnis dieser Normen, insbesondere der am 1. Oktober des Vorjahres neu publizierten OVE 8101, Errichtungsbestimmungen für elektrische Niederspannungsanlagen. So ist nun beispielsweise die Verwendung von FI-Schutzschaltern der Type AC für Neuanlagen nicht mehr zulässig.

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Zu wenig beachtet wird oftmals die Frage von Biegeradien und Befestigungsabständen bei der Verlegung von Kabeln und Leitungen. Diese dürfen nicht beliebig gebogen werden. ÖVE/ÖNORM E 8120 gibt eine Tabelle vor, in der ein Vielfaches des Außendurchmessers als kleinster zulässiger Biegeradius angegeben wird.

Abweichungen davon sind möglich – zum Beispiel bei einmaligem Biegen oder wenn Kabel- und Leitungshersteller etwas anderes schriftlich angeben. Es empfiehlt sich, diese Angaben gemeinsam mit der Anlagendokumentation aufzubewahren. Als maximaler Befestigungsabstand werden 80 Zentimeter genannt, wobei das Befestigungsmittel eine Breite von mindestens 2,5 Zentimetern haben sollte. Womit die in der Elektrotechnik beliebten „Kabelbinder“ als alleiniges Befestigungsmittel ausscheiden.

Als Gutachter stößt man häufig auf Objekte, bei denen die normkonforme Montage von Feuchtraumdosen auf Metallkabeltrassen nicht beachtet wurde. Erforderliche Biegeradien werden nicht eingehalten. Die Befestigung der schutzisolierten Dosen selbst kann auf mehrere Arten erfolgen: außenliegend mit Metallschrauben, innenliegend mit Kunststoffschrauben oder mit Metallschrauben und Isolierkappen. Diesbezüglich sind Herstellerangaben und Beipackzettel zu beachten.

Ein in der Elektrotechnik heftig diskutiertes Thema ist der Abstand zwischen Kleinspannungsadern (beispielsweise Adern von SELV-Stromkreisen) und Adern mit 230 Volt. KNX-Schulungsunterlagen nennen in diesem Zusammenhang einen Mindestabstand von 4 Millimetern. Für die Praxis empfiehlt sich eine räumlich getrennte Anordnung.

Bei Isolationsmessungen im Zuge von Anlagenprüfungen ist zu unterscheiden, ob es sich um die Messung zwischen aktiven Teilen oder zwischen aktiven und inaktiven Teilen handelt. In ersterem Fall besteht die Gefahr der Beschädigung von Betriebsmitteln, in zweiterem können Schäden entstehen, wenn der N-Leiter nicht abgeklemmt bzw. abgeschaltet wird.

Die Norm erlaubt eine Reduktion der Prüfspannung von 500 Volt DC auf 250 Volt, falls SPD in der Anlage vorhanden sind und diese nicht abgeklemmt werden können. Viele Betriebsmittelhersteller (zum Beispiel B-FI oder intelligente Geräte mit Elektronik) weisen in ihren Beschreibungen darauf hin, dass Betriebsmittel während der Isolationsmessung abzutrennen sind. 

Hier gilt es zu bedenken, dass auch FI-Schutzschalter der Typen A beispielsweise Elektronik eingebaut haben, die bei 500 Volt Schaden nehmen kann. Keinesfalls darf trotz der komplexen Thematik der RISO-Messung diese bei Anlagenprüfungen (ohne Alternative) weggelassen werden. Sie ist ein wichtiger Indikator, um etwa „schleichende“ Fehler zu lokalisieren und somit Brandgefahren vorzubeugen.

Aus gutachterlicher Sicht empfiehlt sich eine Checkliste (Anleitung), um bei Anlagenüberprüfungen in der Praxis nichts zu vergessen oder zu übersehen. Wichtig ist auch, zu dokumentieren, wo die Prüfung beginnt und endet sowie – falls erforderlich – welche Teile von der Prüfung ausgenommen wurden. Dadurch kann die prüfende Person ihre Verantwortung und Haftung einschränken. Der Auftraggeber wiederum weiß Bescheid, was unter Umständen nicht geprüft wurde und kann weitere Maßnahmen oder Prüfungen beauftragen. 

Wenden wir uns nun den Änderungen der zweiten Auflage der OVE E 8101 zu, die im Oktober des Vorjahres in einem Umfang von 852 Seiten zum zweiten Mal aufgelegt wurde. Die Erstauflage, datierend vom 1. Jänner 2019, wurde am 8. Juli 2020 durch die Elektrotechnikverordnung (ETV) 2020 kundgemacht. Die Kundmachung der Neuauflage stand zu Redaktionsschluss noch aus. 

Ein 30-Milliampere-FI-Schutzschalter ist jetzt für Stromkreise bis einschließlich 32 Ampere gefordert, auch für Lichtstromkreise in Wohngebäuden. Generell sollte aus gutachterlicher Sicht überall dort, wo es technisch möglich ist, ein 30-mA-FI zum Einsatz kommen. Verwiesen sei hier auch auf die Elektroschutzverordnung 2012 und die diesbezüglichen gesetzlichen Forderungen, beispielsweise zur Verwendung von PRCD. 

Eine weitere Änderung ergab sich bei m-Faktoren, hier ist die Anwendung des m = 3,5 für Endstromkreise > 32 Ampere nicht mehr zulässig, dieser gilt nur mehr für Verteilungsleitungen. Der m-Faktor 6 für Schmelzsicherungen > 50 Ampere ≤ 125 Ampere wurde neu eingeführt. Für Anlagen > 125 Ampere ist die zulässige Ausschaltzeit (meist 0,4 Sekunden) in den I-t Kennlinien zugrundezulegen und so der m-Faktor zu ermitteln.

Viel Raum nimmt die Einhaltung der Forderungen für den Spannungsabfall ein. Einerseits dürfen Stromkreise nur mehr mit 80 Prozent ihres Nennstromes der Überstromschutzeinrichtung belastet werden, andererseits wurde der cosφ aus der Formel gestrichen. Generell lässt sich sagen, dass Zuleitungen und Querschnitte höher zu dimensionieren sind, auch wenn dies in der Praxis aus Kostengründen eine Herausforderung darstellt. 

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In der Spannungsabfallberechnung versteckt ist die Einhaltung der Abschaltbedingung inklusive 2/3-Sicherheitsreserve bei der Schleifenimpedanz enthalten. Bei mathematisch korrekter Betrachtung zeigt sich, dass die „Sicherheitsreserve“ nur bei der Schleife 2/3 beträgt und beim Strom 1,5. Kurz gesagt bedeutet dies, dass der notwendige Abschaltstrom IA = IN x m immer noch mit dem Faktor 1,5 (dieser ist aber in keiner Norm enthalten, hier wird ausschließlich 2/3 genannt) zu multiplizieren ist. 

⇨ Beispiel LSS C16A: IA = 160 Ampere ohne Reserve bzw. 160 x 1,5 = 240 Ampere mit Reserve.

Die Einhaltung der Forderungen des Spannungsabfalls kann mit modernen Schutzmaßnahmen-Messgeräten (Achtung: Faktor 0,8 bei Überstromschutzeinrichtung!) oder durch Berechnungen und Schleifenimpedanzmessungen Z_S (L-N) nachgewiesen werden. Zu beachten ist, dass Spannungsabfall auf die innere Schleife bezogen wird (L-N), Abschaltbedingung hingegen auf beide Schleifen (L-N und L-PE). Für den Praktiker bedeutet dies, dass bei Überprüfungen die Schleifen L-N und L-PE gemessen und dokumentiert werden müssen.

Der FI wurde berechtigterweise mitunter als „Genie“ der Schutztechnik bezeichnet. Bei einer sinusförmigen Wechselstromprüfung muss er zwischen 50 und 100 Prozent, bei einer Prüfung mit Pulsform zwischen 35 und 140 Prozent und bei einer Gleichstromprüfung zwischen 50 und 200 Prozent auslösen. Der Bemessungsstrom ist eine wichtige Kenngröße für die maximal erlaubte thermische Vorsicherung. Generell ist dieser durch den Faktor des großen Prüfstromes zu dividieren. So dürfen viele FI-Schutzschalter mit 40 Ampere Nennstrom mit maximal 25 Ampere vorgesichert werden.

Anders verhält es sich, wenn FI-Hersteller schriftlich angeben, wie hoch – beispielsweise mit Nennstrom, in Sonderfällen auch höher – ihre Schutzschalter vorgesichert werden dürfen. Diese für Anlagenprüfungen wichtige Information, ist der Anlagendokumentation beizufügen. Für die Reihenschaltung von FI ist Selektivität gefordert, zum Beispiel S netzseitig und Type G nachgeschaltet. Normativ sind Standard-FI-Schutzschalter nicht verboten, aber aufgrund der Gefahr der Fehlauslösung sehr stark eingeschränkt.

⇨ Ein Praxisbeispiel, bei dem ein Standard-FI (FILS) gerade noch normkonform sein könnte, wäre ein kleines Hotelzimmer, hier aber auch nur gepaart mit Sicherheitsbeleuchtung, die ein gefahrloses Verlassen des Zimmers bei Stromausfall sicherstellt.

Die OVE 8101 (beide Ausgaben) fordert, dass höchstens so viele Verbraucher auf einen FI angeschlossen werden dürfen, bis der 0,3-fache Wert von I_∆N erreicht ist. Dies soll die Gefahr von Fehlauslösungen verringern. Die OVE E 8015 fordert ohnehin zwei parallel geschaltete FI-Schutzschalter (mit Ausnahmen für Kleinstwohnungen).

Bei der Überprüfung sollte nicht nur das Hinweisschild aufliegen (eventuell gemeinsam mit der OVE-Fachinformation H02, vormals Richtlinie R 5), sondern der Anlagenbetreiber auch – am besten nachweislich – in die Wichtigkeit der Prüftastenprüfung unterwiesen werden. Einen idealen Zeitpunkt dafür stellt wohl die Zeitumstellung dar. Bei der FI-Prüfung durch eine Elektrofachkraft weist OVE E 8101 darauf hin, dass zuerst die Auslösezeit mittels Schutzmaßnahmen-Messgerät zu prüfen ist und erst danach die Auslösetaste gedrückt werden darf.

Neue Normen gelten für das Überprüfen von Geräten. Diese liegen zusätzlich zur gesetzlich verbindlichen ÖVE/ÖNORM E 8701 als kundgemachte Normen auf: OVE EN 50 678, Überprüfungen nach der Reparatur, und OVE EN 50 699, Wiederholungsprüfungen. Allen dreien ist gemeinsam, dass immer eine eingehende Sichtprüfung durchzuführen ist und vor der Messung des Isolationswiderstandes (bzw. Alternativmessungen wie Differenz- und Ersatzableit-Strommessungen) unbedingt die Niederohmigkeit des Schutzleiterwiderstandes R_PE nachzuweisen ist. 

Vorsicht ist geboten, denn auch falsches Vorgehen („R_PE vergessen“) und R_ISO-Messungen am Stecker liefern auf den ersten Blick hervorragende, aber leider falsche Isolationswiderstandswerte. Das Gerät könnte möglicherweise mit einem lebensgefährlichen Masseschluss behaftet sein.

In diesem Zusammenhang sei auf sogenannte Positive-Lock-Steckhülsen (Kabelschuhe, die sich nur durch Betätigen eines Federmechanismus lösen lassen) für den PE-Anschluss hingewiesen. Auch die (freiwillige) Verwendung von PRCD-Schutzgeräten im privaten Bereich (elektrische Rasenmäher, Heckenschneider etc.) kann Unfallgefahren minimieren und Leben retten. Für Arbeitnehmer an auswärtigen Arbeitsstellen ohne 30-Milliampere-FI ist dies gemäß ESV 2012 ohnedies obligatorisch.