Was ist ein AFDD und wie funktioniert es?

Wozu bräuchte ich ein AFDD?

Jährlich brechen in ganz Europa über zwei Millionen Brände aus. Mehr als ein Drittel davon sind auf Fehler in der elektrischen Anlage zurückzuführen, die überwiegend durch gefährliche Lichtbogenfehler verursacht werden.

AFDDs gewährleisten maximale Sicherheit in allen Gebäuden und schützen so Menschen und wertvolle Güter. Durch die frühzeitige Erkennung von Lichtbogenfehlern und die Abschaltung des betroffenen Stromkreises bieten sie zuverlässigen und umfassenden Schutz in jeder Art von Gebäude.

Was verursacht Lichtbögen?

Ein Lichtbogen entsteht, wenn der elektrische Strom die Lücke zwischen zwei leitfähigen Materialien überspringt.

Zu den häufigsten Ursachen für Lichtbögen zählen unter anderem verschlissene Kontakte in elektrischen Geräten, Beschädigungen der Isolierung, Kabelbrüche und lose Verbindungen.

Situation erhöht die Brandgefahr
Netzkabel übermäßiger Krafteinwirkung ausgesetzt (durch Möbel oder Position)	Das Netzkabel ist nach unsachgemäßer oder übermäßig häufiger Bedienung defekt.	Kabel an der Verbindung geschwächt	Versehentliche Beschädigung eines Kabels
Steckdosen in schlechtem Zustand	Alterung von Kabelschutzvorrichtungen	Lose Verbindungen	Kabel werden durch ihre Umgebung beschädigt: UV-Strahlung, Vibrationen, Feuchtigkeit, Nagetiere.

Was ist ein Lichtbogenfehler?

Ein Lichtbogen entsteht, wenn Strom zwischen zwei leitfähigen Materialien in einem nichtleitenden Medium, z. B. Luft, überspringt. Bei geringen Stromstärken ist dies nur ein kurzer, kleiner Funke. Ist die Stromstärke jedoch hoch genug, wird genügend Energie freigesetzt, um einen richtigen Lichtbogen zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.

Bei der Hausinstallation bezeichnet man einen Lichtbogenfehler als unbeabsichtigte Lichtbogenbildung in einem Stromkreis, wodurch Strom zwischen zwei Adern überspringen kann und Temperaturen von über 6000 °C entstehen können – mehr als genug, um einen Brand auszulösen.

Das heißt nicht, dass alle Lichtbögen verhindert werden müssen; viele elektrische Alltagsgeräte erzeugen während ihres normalen Betriebs einen Lichtbogen:

1. Wenn Sie in Ihrem Haus einen Lichtschalter betätigen, entsteht ein kleiner elektrischer Lichtbogen zwischen den Kontakten.

2. Eine elektrische Bohrmaschine erzeugt beim Gebrauch Lichtbögen im Motor.

Was ist ein Lichtbogenfehlererkennungsgerät (AFDD)?

Ein Lichtbogenfehlererkennungsgerät (AFDD) oder Lichtbogenfehlerschutzschalter (AFCI) ist ein Schutzschalter, der den Stromkreis unterbricht, wenn er elektrische Lichtbögen erkennt, die ein Anzeichen für lose Verbindungen in der Hausverkabelung sind.

Lose Verbindungen, die sich im Laufe der Zeit entwickeln können, können manchmal so heiß werden, dass sie Hausbrände auslösen.

Welche zwei Arten von Lichtbogenfehlern erkennt ein AFDD?

Ein AFDD unterscheidet selektiv zwischen einem harmlosen Lichtbogen (der beim normalen Betrieb von Schaltern, Steckern und Bürstenmotoren auftritt) und einem potenziell gefährlichen Lichtbogen (der beispielsweise in einem Lampenkabel mit einem Leiterbruch auftreten kann).

Wo sind Lichtbogenfehlererkennungsgeräte installiert?

AFDDs können in Verbrauchereinheiten installiert werden, um Schutz vor Lichtbogenfehlern zu bieten.

Sie nutzen Mikroprozessortechnologie, um die Wellenform des verwendeten Stroms zu analysieren und ungewöhnliche Signale zu erkennen, die auf einen Lichtbogen im Stromkreis hindeuten würden. Dadurch wird die Stromzufuhr zum betroffenen Stromkreis unterbrochen und ein Brand verhindert. Sie reagieren deutlich empfindlicher auf Lichtbögen als herkömmliche Schutzeinrichtungen.

Wie ein Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) oder ein Fehlerstromschutzschalter mit Überstromschutz (FI-Schalter mit Überstromschutz) verfügt auch ein AFDD in der Regel über eine Testtaste, die vom Endbenutzer betätigt werden kann, um die mechanische Funktion des Geräts zu überprüfen.

In welchen Schaltungstypen können AFDDs eingesetzt werden?

Die Vorschriften besagen, dass Wechselstrom-Einphasenstromkreise mit einer Spannung von maximal 230 V zulässig sind; dazu gehören auch Ringstromkreise, Radialleitungen usw.

Arten von Lichtbogenfehlern

Bei Parallellichtbogenfehlern handelt es sich um Schäden an der Isolierung, die einen Stromfluss zwischen den Leitern ermöglichen, üblicherweise zwischen Phase und Neutralleiter.	Serienlichtbögen entstehen an losen Klemmenverbindungen, beschädigten Kabeln oder ausgefransten/beschädigten Leitern. Diese Lichtbögen entstehen nur in einem Leiter, entweder in der Phase oder im Neutralleiter.

Wie funktioniert es?

Die Technologie der Lichtbogenfehlererkennungsgeräte ermöglicht es, gefährliche Lichtbögen zu erkennen und somit Anlagen zu schützen.

Solche Geräte werden in den Vereinigten Staaten seit Anfang der 2000er Jahre erfolgreich eingesetzt, und ihre Installation ist durch den National Electric Code vorgeschrieben.

Seit 2013 definiert die internationale Norm IEC 62606 Lichtbogenfehlererkennungsgeräte (AFDD), die das Vorhandensein gefährlicher Lichtbögen erkennen und die Stromversorgung des Stromkreises unterbrechen, um die Entstehung der ersten Flamme zu verhindern.

Gemäß IEC 62606 müssen Fehlerlichtbogen-Erkennungseinrichtungen im Falle eines Lichtbogenfehlers sehr schnell reagieren und den Stromkreis innerhalb einer begrenzten Zeit unterbrechen. Diese gefährlichen Lichtbögen werden weder von Fehlerstrom-Schutzschaltern noch von Leitungsschutzschaltern oder Sicherungen erkannt.
Geschwindigkeit ist von entscheidender Bedeutung, da ein Lichtbogen blitzschnell (buchstäblich) zerfallen und dabei in der Nähe befindliches brennbares Material entzünden und einen Brand verursachen kann.

Auslösekennlinie von MCB vs. AFDD

AFDD als Einzelgerät, bestehend aus einer Lichtbogenfehlererkennungseinheit und einer Öffnungseinrichtung, das zur Installation in Reihe mit einer Schutzeinrichtung vorgesehen ist, bei der es sich um einen Leitungsschutzschalter (MCB) oder einen Fehlerstromschutzschalter (RCBO) handeln kann.

AFD-Einheit mit Öffnungsmechanismus in Reihe mit einem RCBO installiert

AFDD als ein einzelnes Gerät, bestehend aus einer Lichtbogenfehlererkennungseinheit und einer Schutzeinrichtung wie z. B. einem MCB oder RCBO.

AFD-Einheit mit MCB

Muss ich Lichtbogenfehlererkennungsgeräte (AFDD) installieren?

Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen dienen dazu, Brandgefahren durch Fehlerströme in den Endstromkreisen fest installierter Anlagen zu minimieren. Sie werden in elektrischen Schaltschränken installiert, um Stromkreise für Steckdosen und Beleuchtung zu schützen, und sind insbesondere bei Renovierungen empfehlenswert.

Seit 2014 enthält die internationale Norm IEC 60364 – Elektrische Anlagen in Gebäuden Teil 4-42 – folgende Empfehlungen hinsichtlich der Installations- und Anwendungsumgebungen von AFDDs in Wohn- und Gewerbegebäuden:

1. An Orten mit Schlafmöglichkeiten (z. B. Hotels, Pflegeheime, Schlafzimmer in Privathaushalten)

2. An Orten mit Brandgefahr aufgrund großer Mengen brennbarer Materialien (z. B. Scheunen, Holzbearbeitungswerkstätten, Lager für brennbare Materialien)

3. An Orten mit brennbaren Baumaterialien (z. B. Holzbauten)

4. In brandfördernden Gebäuden (z. B. Hochhäusern)

5. An Orten, an denen unersetzliche Güter aufbewahrt werden (z. B. Museen)

6. Es wird empfohlen, AFDDs am Ursprungsort des zu schützenden Niederspannungs-Endstromkreises (d. h. im Verteilerkasten einer elektrischen Anlage) zu installieren.

Genauer gesagt wird die Installation des AFDD dringend empfohlen, um Stromkreise mit dem höchsten Brandrisiko zu schützen, wie zum Beispiel:

1. Herausstehende Kabel (Gefahr von Stößen)

2. Außenliegende Kabel (höheres Risiko der Beschädigung)

3. Ungeschützte Kabel in abgelegenen Bereichen (wie Lagerräumen)

4. Alternde, beschädigte Verkabelung oder Verkabelung, deren Anschlusskästen nicht zugänglich sind.

Aktuell sind die Kosten für AFDDs relativ hoch, und Sie können je nach den Gegebenheiten entscheiden, ob Sie das Produkt in Ihrer bestehenden Stromkreisanlage einsetzen, um die Sicherheit Ihres Eigentums zu gewährleisten.

Hinweis: Teile des Artikels verweisen auf das Electrical Installation Wiki.