Ratgeber
Brandschutzschalter sind Teil von Schutzkonzepten, die der Entstehung von Bränden ausgehend von Elektroanlagen vorbeugen sollen. Sie sind in der Lage, Fehlerlichtbögen, die innerhalb von Elektroinstallationen entstehen und oft Brandursache sind, frühzeitig zu erkennen. Wie Brandschutzschalter funktionieren und worauf beim Kauf zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Jede Elektroinstallation kommt zwangsläufig irgendwann in die Jahre: Isolationen werden mit der Zeit brüchig, Staub sammelt sich an, Leitungen werden geknickt oder gequetscht und Kontakte lockern sich. Die Folge sind hohe Übergangswiderstände einhergehend mit Erwärmung. Es kann zu einem Überschlag zwischen benachbarten Leitern oder zwischen losen Kontaktklemmen und elektrischen Leitern kommen, der wiederum zur Entstehung von Lichtbögen führt. Diese verbreiten eine extreme Hitze, durch die sich umliegendes Material entzünden kann. Zwar verhält es sich bei hohen Stromstärken oft so, dass das Material verkohlt und sofort verdampft, wodurch ein größerer Schaden ausbleibt. Das ist jedoch der günstigste Fall. Passiert das nicht, entwickelt sich immer mehr Hitze, so dass schließlich ein Brand entsteht. Um das zu verhindern, kann man Schutzmaßnahmen ergreifen. Dazu zählt der Einbau von Brandschutzschaltern.
Der Begriff Brandschutzschalter stammt aus der Umgangssprache. Die korrekte Bezeichnung lautet Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtung und referiert auf die zugrundeliegende Funktion. Im Englischen werden Brandschutzschalter als Arc Fault Detection Device (kurz: AFDD) bezeichnet, was so viel wie „Lichtbogen-Fehler-Erkennungs-Gerät" bedeutet. Ein Brandschutzschalter hat die Aufgabe, Lichtbögen in Elektroinstallationen zu detektieren. Zu diesem Zweck wird er in einphasigen Wechselspannungssystemen eingesetzt. Während es beim Brandschutz um die Eindämmung von bereits bestehendem Feuer geht, verhindern Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen, dass ein Brand überhaupt erst entsteht. Sie verkörpern also eine vorbeugende Maßnahme.
Der Einsatz von Brandschutzschaltern in Ergänzung zu Überstrom-Schutzeinrichtungen (Leitungsschutzschalter) und Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD bzw. FI-Schalter) ist wichtig, weil es Lichtbogenszenarien gibt, bei denen besagte Schutzeinrichtungen nicht auslösen. Treten beispielsweise Lichtbögen seriell zum elektrischen Verbraucher oder zwischen Außen- und Neutralleiter auf, entstehen weder Überströme noch Fehlströme, so dass Leitungsschutzschalter, Schmelzsicherungen und Fehlerstromschalter nicht ansprechen.
Bei Fehlerlichtbögen, die parallel zum Verbraucher auftreten, lösen Überstrom-Schutzeinrichtungen zwar aus, aber erst dann, wenn die Isolation durch Hitzeeinwirkung so stark beschädigt ist, dass der Isolierstoff leitend wird und es zu einem Kurzschluss kommt. Ein Brandschutzschalter erkennt den Fehler deutlich eher und schaltet den Stromkreis ab, bevor es zu thermischen Folgeschäden kommt.
Aber wie funktioniert das nun eigentlich genau? Ein Brandschutzschalter wird derart in der Hausinstallation zwischengeschaltet, dass er ständig von der Niederspannung aus dem Versorgungsnetz durchflossen wird. Diese Spannung ist eine sinusförmige 230-Volt-Wechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hertz. Beim Auftreten eines Lichtbogens steigt die Stromstärke schlagartig an und Störwellen durchbrechen die Sinusform der Versorgungsspannung. Diesen Vorgang wertet ein Brandschutzschalter aus und schaltet die Elektroinstallation binnen Millisekunden ab, so dass kein Strom mehr hindurchfließt.
Zu diesem Zweck ist ein Brandschutzschalter mit einem Mikroprozessor ausgestattet, der zusammen mit einem Software-Algorithmus um die einhundert Parameter der Spannungsversorgung überwacht. Dazu gehört ein Anteil an höheren Frequenzen, die den normalen Nennstrom überlagern und die von der Elektronik im Brandschutzschalter erkannt werden. Treten Fehlerlichtbögen mit unauffälliger Stromstärke in seriellen oder parallelen Stromkreisen auf, wird die Elektroinstallation ebenfalls abgeschaltet. Manche Brandschutzschalter vereinen mehrere Sicherheitsfunktionen und dienen nicht nur als vorbeugende Maßnahme zum Zweck des Brandschutzes, sondern bieten auch Sicherheit bei Fehlerströmen und Kurzschlüssen.
Aufgrund seiner ausgeklügelten Technologie kann ein Brandschutzschalter beschädigte Leitungsisolationen, Bisse durch Nagetiere, gequetschte Leitungen und Kabelbrüche erkennen. Der Mikroprozessor berücksichtigt dabei unterschiedliche Anwendungsfälle. Dazu gehört beispielsweise das Betätigen von Schaltern, die zwar Impulse durch das Schalterprellen verursachen, aber dadurch das System nicht stromlos setzen. Außerdem ist ein Mikroprozessor in der Lage, ungefährliche Lichtbögen zu erkennen, die in elektrisch betriebenen Motoren von Bohrmaschinen entstehen und kein Abschalten des Stromkreises erfordern.
Der Einsatz von Brandschutzschaltern ist in der DIN VDE 0100-420 geregelt. Im Oktober 2019 ist die derzeit aktuelle Fassung (DIN VDE 0100-420:2019-10) erschienen, die seit dem 31. September 2021 uneingeschränkt gilt. Zwischen dem Veröffentlichungs- und Geltungsdatum gab es eine Übergangsfrist, während der bei der Planung und dem Bau von Anlagen sowohl die neue Fassung von 2019 als auch die ältere Fassung von 2016 verwendet werden durften.
Brandschutzschalter sind gesetzlich nicht vorgeschrieben und demzufolge keine Pflicht. Das hat damit zu tun, dass die Norm eine private technische Regelung ist und bisher nicht in die Landesbauordnungen aufgenommen wurde. Allerdings wird ausdrücklich empfohlen, Brandschutzschalter zu verwenden und sich an die Anforderungen der Norm zu halten, auch wenn sie nicht verpflichtend ist.
In der Norm selbst ist vorgeschrieben, dass eine Risiko- und Sicherheitsbewertung seitens des Planers bzw. Errichters der elektrischen Anlage durchgeführt und dokumentiert werden muss, sofern man der Empfehlung nicht nachkommt. Die Risikoanalyse ist erst dann vollständig, wenn sie vom Elektroplaner und Bauherren gemeinsam vorgenommen wird.
Nach der DIN VDE 0100-420:2019-10 ist der Einsatz von Brandschutzschaltern in folgenden Bereichen empfohlen:
- Räume bzw. Gebäude mit Schlafgelegenheit, d.h. Schlafräume in Heimen, Tageseinrichtungen, Wohnungen, Mehr- und Einfamilienhäusern, Pensionen, Hotels etc.
- Räume bzw. Gebäude aus brennbaren Baustoffen, also solchen mit einem geringeren Feuerwiderstand als F30 (F30 = feuerhemmend)
- Räume bzw. Gebäude mit besonderem Brandrisiko nach Musterbauordnung, insbesondere feuergefährdete Betriebsstätten wie Papierfabriken, Holzbetriebe etc.
- Räume bzw. Gebäude mit Gefährdung unersetzbarer Güter, beispielsweise Museen, Galerien, Denkmäler usw.
Darüber hinaus wird empfohlen, Brandschutzschalter in Endstromkreise einzubauen, wenn über deren Steckdosen Elektrogeräte mit einer hohen Anschlussleistung mit Strom versorgt werden. Dazu zählen beispielsweise Waschmaschinen und Geschirrspüler.
Beim Kauf eines Brandschutzschalters spielen der Nennstrom, der Bemessungsdifferenzstrom und die Auslösecharakteristik eine wichtige Rolle. Empfohlen werden Brandschutzschalter für einphasige Wechselstromsysteme bis 16 A. Es gibt Ausführungen, die für höhere Nennströme (bis 40 A) ausgelegt sind, solche Stromstärken kommen aber eher im Industriebereich vor. Gut zu wissen: Bei Nennstromwerten von 3 bis 10 A ist die Gefahr der Lichtbogenentstehung am größten.
Der Bemessungsdifferenzstrom gibt Aufschluss über die Auslöseempfindlichkeit. Es handelt sich um den Strom, ab dem der Brandschutzschalter auslöst und den Stromkreis abschaltet. Größer als 30 mA sollte der Bemessungsdifferenzstrom nicht sein, damit der Schalter auch bei Fehlerströmen anspricht.
Die Auslösecharakteristik gibt unter anderem an, wie schnell die Abschaltung erfolgt. Häufig Verwendung finden Brandschutzschalter mit der Auslösecharakteristik B oder C. Schalter mit Auslösecharakteristik B reagieren schneller und sind für Standardleitungen vorgesehen, während Brandschutzschalter mit Auslösecharakteristik C ein trägeres Ansprechverhalten zeigen und höhere Einschaltströme tolerieren. Das kann sinnvoll sein, wenn der Stromkreis bei Belastung nicht unnötig unterbrochen werden soll.
Unser Praxistipp: Versicherer zu Rate ziehen
Die Bewertung, ob eine besondere Gefährdung von Sachwerten durch eine Elektroinstallation besteht, kann von Fall zu Fall unterschiedlich ausfallen. In der Pflicht steht der Betreiber der elektrischen Anlage. Es ist ratsam, in diesem Bereich eng mit einem Sachversicherer zusammenzuarbeiten, um sich vor bösen Überraschungen im Schadenfall zu schützen. Das betrifft auch das sogenannte Betriebsunterbrechungsrisiko, aufgrund dessen Folgekosten durch Produktions- und Verkaufsausfall entstehen können.
Wie werden Brandschutzschalter geprüft?
Nach der Produktnorm VDE 0665-10 müssen Brandschutzschalter mit einer Selbsttestfunktion oder einer Testtaste ausgestattet sein, um die Funktionsfähigkeit der integrierten elektronischen Schaltung überprüfen zu können. Bei Brandschutzschaltern, die sich selbst testen, müssen Sie nichts weiter tun. Solche Schalter prüfen sich in regelmäßigen Abständen automatisch und signalisieren über eine Leuchtdiode, wenn ein Fehler vorliegt. Bei Modellen mit Testtaste müssen Sie selbige lediglich betätigen. Es wird dann ein elektrisches Signal mit den Eigenschaften eines Lichtbogens erzeugt, bei dem der Schalter auslösen muss.
Was mache ich, wenn im Schaltschrank kein Platz für einen Brandschutzschalter ist?
Brandschutzschalter werden im Hausinstallationsschrank verbaut – üblicherweise auf den Hutschienen. Sie werden entweder gesteckt oder geschraubt. Die Schaltschränke sind dafür meist ausreichend dimensioniert. Sollte es an Platz fehlen, kann man einen FI-Schalter und eine Sicherung durch einen kombinierten Brandschutz-, FI- und Kurzschluss-Schutzschalter ersetzen.
Kann ich eine komplette Wohnung mit einem Brandschutzschalter sichern?
Es wird empfohlen, keine ganzen Komplexe wie eine gesamte Wohnung abzusichern, sondern jeden Stromkreis, der zu gefährdeten Räumen führt.
Was gibt die Polzahl eines Brandschutzschalters an?
Von der Anzahl der Pole hängt ab, wie viele Stromkreise ein Brandschutzschalter gleichzeitig steuern kann. Üblich sind zweipolige Brandschutzschalter, es gibt aber auch drei- und vierpolige Ausführungen für die Drehstromeinspeisung.