1. Grundlagen von Brandschutzschalter

Der Brandschutzschalter, auch Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtung genannt (englisch Arc Fault Detection Device AFDD bzw. im Arc Fault Circuit Interrupter), erkennt frühzeitig Störlichtbögen und schaltet zuverlässig ab.

Seit Februar 2016 sind Brandschutzschalter in Deutschland durch DIN VDE 0100-420 für verschiedene Raumnutzungen in Neubauten gefordert, insbesondere bei einphasigen Wechselspannungssystemen mit einem Betriebsstrom bis 16 A.

Ab sofort wird die Installation eines Brandschutzschalters in den folgenden Anwendungsbereichen verpflichtend:

Öffentliche Gebäude, Kindertagesstätten, Seniorenheime, Barrierefreie Wohnungen

Laboratorien, Rechenzentren, Holzverarbeitende Betriebe, Papierfabriken

Lagerräume mit brennbaren Materialien, Flughäfen, Bahnhöfe, Nationaldenkmäler, Museen, Holzhäuser und Scheunen.

Abbildung 1: Brandschutzschalter Modell AFD

2. Vorteile Brandschutzschalter

• Gefährliche Fehlerlichtbögen sicher detektieren und abschalten
• Funktionsweise: Analyse der Hochfrequenz (HR)-Rauschens
• Verarbeitung der Signale durch integrierten Microcontroller
• Selbsttestfunktion überprüft die Funktionsfähigkeit des Geräts
• Kombigerät mit drei Funktionen: FI + LS + AFD

3. Prinzipieller Aufbau des Brandschutzschalters

Abbildung 2 zeigt den inneren prinzipiellen Aufbau eines Brandschutzschalters.

Es besteht aus:

• zwei getrennte Sensoren, wobei ein Stromsensor zur Erfassung der niederfrequenten (Netzfrequenzen) Signal und ein HF-Sensor zur Erfassung des hochfrequenten Signals
• Eine Analog-Schaltung dient zur Vorbereitung der Signale
• Ein Mikrocontroller dient zur Verarbeitung der Signale

Abbildung 2: Prinzipieller Aufbau Brandschutzschalter

4. Funktionsprinzip Brandschutzschalter

Der Brandschutzschalter erkennt Fehlerlichtbögen in Reihe und parallel zum Verbraucher. Mit dem Gerät wird die Spannungs- und Stromverlauf über die Zeit gemessen. Bei Lichtbögen gibt es charakteristische hochfrequente Abschnitte im Stromverlauf. Der Brandschutzschalter bewertet die Messdaten mittels digitaler Signalverarbeitung und schaltet im tatsächlichen Störfall den Stromkreis ab.

Die Auswertung der Daten erfolgt über einen Mikrocontroller. Durch die Bewertung wird sichergestellt, dass das Gerät nicht schon bei normalen Stromschwankungen wie bei Einschalt- und Abschaltvorgang reagiert.

 Abbildung 3: Strom-Zeit-Kennlinie eines AFDD im Vergleich mit LS

Es gibt zwei Arten von Fehlerlichtbögen:

• Parallele Fehlerlichtbögen

Parallele Fehlerlichtbögen treten zwischen Außenleiter gegen Erde oder Schutzleiter, zwischen zwei Außenleitern oder zwischen Außen- und Neutralleiter auf und können auch von Leitungs- bzw. Fehlerstromschutzschaltern erkannt werden.

• Serielle Fehlerlichtbögen

Serielle Fehlerlichtbögen treten in einem Leiter auf und werden von Leitungs- bzw. Fehlerstromschutzschalter nicht erkannt.

Abbildung 4: Arten von Fehlerlichtbögen

Typen von Brandschutzschaltern

Abbildung 5:  AFD-16-1N-M2 und AFD-16-1N-M3

Die Brandschutzschalter lassen sich durch direktes Aufstecken einfach und schnell montieren. Ohne Werkzeugaufwand werden diese schnell angebaut und auf die Hutschiene aufgesetzt. Für eine sichere Stromversorgung erfolgt die Einspeisung in der Regel über einen Sammelschienenverbund.