Arbeitsschutz gegen Störlichtbogen

Schutzkleidung gegen Störlichtbögen muss einiges aushalten, um den Nutzenden sicher vor schweren Verletzungen oder Schlimmeren zu bewahren. Daher gibt es zwei Prüfverfahren, mit denen PSA gezielt auf Schutzwirkungen vor einem Störlichtbogen getestet werden kann. Diese zwei Verfahren heißen DIN EN 61482-1-2 VDE 0682-306-1-2:2015-08 und DIN EN IEC 61482-1-1 VDE 0682-306-1-1:2020-08. Rein vom Namen her scheinen sie fast identisch zu sein, doch gibt es gravierende Unterschiede im Aufbau also auch in den Ergebnissen. Um beide einfacher voneinander trennen zu können, nutzen wir im Laufe des Textes ihre Kurznamen, unter denen sie auch besser bekannt sind: Arc-Rating und Boxtest.

Beiden ist auf jeden Fall gemeinsam, dass sie den Prüfaufbau beschreiben. Beiden ist auch gemeinsam, dass sie allein nur die thermischen Auswirkungen eines Störlichtbogens berücksichtigen. Andere Folgen wie Schallpegel, der Lichtblitz, die Druckwelle oder der elektrische Schlag sind kein Bestandteil der Prüfung.

Boxtest: DIN EN 61482-1-2 VDE 0682-306-1-2:2015-08

Der Versuchsaufbau leitet sich direkt vom Namen ab: Das Prüfstück steht vor einer Gipsbox, die zu dem Prüfling hin offen ist. Innerhalb dieses Gipskastens befinden sich zwei senkrechte Elektroden. Die obere besteht aus Aluminium und die untere aus Kupfer. Zu diesen Elektroden hat das Prüfstück einen Abstand von 300 mm. Mit einer Spannung von 400 V wird nun ein Lichtbogen gezündet, der nach 500 ms wieder verlöscht. Durch die Öffnung in der Box zielt der Lichtbogen genau auf das Prüfstück. Dieses befindet sich auf einer Prüfplatte mit zwei Kalorimetern. Diese beiden messen genau, wieviel Wärme durch das Material durchgekommen ist. Mit diesen Werten kann dann eine Aussage getroffen werden, wie hoch die Wahrscheinlichkeit von Verbrennungen 2. Grades sind. Natürlich erfolgt auch eine visuelle Beurteilung von dem geprüften Material. Dabei stehen Faktoren wie Nachbrennzeit, Lochbildung, Durchschmelzen und auch die Funktionsfähigkeit der Verschlüsse im Fokus.

Dieser Prüfaufbau versucht so gut wie möglich, die alltägliche Arbeitssituation an einem Schaltkasten nachzuahmen. Vorgaben wie der Abstand der Elektroden zum Prüfstück oder die verwendeten Materialien versuchen die Praxis so gut wie möglich zu imitieren und dennoch einen verbindlichen Standard zu schaffen.

Ergebnis vom Boxtest

Für die Auswertung des Tests erfolgt ein Vergleich von den Messwerten der Kalorimeter mit den Grenzwerten der Stollkurve. Diese Kurve gibt an, ab welchen Werten ein Mensch Schmerzen empfindet und Verbrennungen 2. Grades entstehen können. Bei insgesamt 5 Testvorgängen müssen bei 4 Durchläufen die Werte unter der Stollkurve liegen.

Folgende Kriterien sind für das Bestehen des Boxtestes relevant:

• Nachbrenndauer von maximal 5 Sekunden
• Kein Durchschmelzen des Materials bis zur Innenseite
• Keine Lochbildung größer als 5 mm in der innersten Schicht
• Verschlüsse müssen funktionsfähig bleiben

Der Boxtest unterscheidet bei dem gesamten Prüfaufbau zwei Schutzklassen. Durch Veränderung des Widerstandes verändert sich die Stromstärke. Besteht das Prüfstück Schutzklasse 1, so kann es einem Prüfstrom von 4 kA standhalten. Bei Schutzklasse 2 sind es 7 kA. Hierbei wird ausschließlich danach entschieden, ob das Prüfstück die Vorgaben bestanden hat oder nicht. Eine weitere Differenzierung erfolgt dabei nicht.

Arc-Rating: DIN EN IEC 61482-1-1 VDE 0682-306-1-1:2020-08

Aufbau, Ablauf und Ergebnis des Arc-Ratings unterscheiden sich grundlegend vom Boxtest. Beide Verfahren sind dadurch nicht miteinander vergleichbar und auch eine Umrechnung ist nicht möglich.

Im Zentrum vom Prüfaufbau stehen zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Stabelektroden mit einem Abstand von 300 mm. In einem Abstand von 300 mm stehen um diese drei Halter, auf denen sich die Prüfstücke befinden. Auch diese Halter sind mit je zwei Kalorimeter ausgestattet, welche die durchdringende Wärme erfassen. Zusätzlich befinden sich neben den Haltern je zwei gleichartige Kalorimeter, die ungeschützt die direkte Einwirkenergie messen.

Vor dem ersten Durchgang werden die Prüfstücke noch fünfmal gewaschen. Erst danach werden diese eng anliegend auf den Halterungen angebracht. Aufgrund des Aufbaus ist es möglich, in einem Durchgang 3 Prüfstücke gleichzeitig zu testen. Das gesamte Verfahren sieht vor, dass mindestens 20 Prüfwerte vorliegen müssen. Für ein Ausgangsmaterial oder ein zu testendes Kleidungsstück gibt es also 7 Prüfschritte, um diese Anzahl zu erreichen. Während all dieser Schritte wird ein konstanter Strom von 8 kA genutzt, der in seiner Dauer variiert. Ziel der unterschiedlich lang andauernden Lichtbögen sind Werte unter- als auch oberhalb der Stollkurve.

Ergebnis vom Arc-Rating

Der sogenannte Lichtbogenkennwert ist das Resultat vom Arc-Rating. Dieser wird entweder als ATPV-Wert (Arc Thermal Performance Value) bzw. als Aufbrechenergie (E_BT50) angegeben. Beide werden in kJ/m² oder in cal/cm² angegeben und unterscheiden sich in einem kleinen Detail in ihrer Aussage:

ATPV gibt die Menge an Energie an, mit der zu 50%iger Wahrscheinlichkeit so viel Hitze durch den Prüfling gelangt, dass darunter Verbrennungen 2. Grades entstehen können. Erhält also ein Kleidungsstück die Bewertung „ATPV = 25 cal/cm²“, so besteht bei einer Energieeinwirkung von 25 cal/cm² eine 50/50-Chance, dass auf der Haut darunter Verbrennungen 2. Grades entstehen. Dabei bleibt das zu prüfende Material intakt.

Vom gegenteiligen Fall geht der Wert E_BT50 aus: Sind im Material Löcher entstanden, durch die der Störlichtbogen direkten Kontakt mit der Haut haben könnte, muss die Aufbrechenergie bestimmt werden – also ab welcher Energieeinwirkung das Material soweit geschädigt ist, dass es den Lichtbogen direkt durchlässt. Liegt dieser Wert unter dem ATPV-Wert, so muss E_BT50 als Lichtbogenkennwert angegeben werden.

Zusätzlich ermittelt das Arc-Rating auch den Wärmedämmfaktor HAF (Heat Attenuation Factor). Dieser gibt an, wie viel Prozent der Energie das Material abhält.

Zwei Punkte sind also zentraler Bestandteil des gesamten Prüfaufbaus:

1. Wärmemessung im Vergleich zur Stollkurve
2. Lochbildung das Materials: Hierbei wird eine Lochgröße von 25 mm definiert.

Eine Vorgabe zur Nachbrennzeit gibt es nicht.

Vergleich Boxtest und Arc-Rating

Grundsätzlich kann niemand definitiv sagen, ob der Boxtest oder das Arc-Rating die bessere Variante ist. Beide sind in ihrem Aufbau und Ablauf recht unterschiedlich, sodass ihre Aussagen nicht direkt vergleichbar sind. Derzeit ist in Europa das Boxtest-Verfahren Pflicht für Schutzkleidung gegen Störlichtbogen. Das Arc-Rating findet hauptsächlich außerhalb Europas Anwendung.

Der konkrete Wert des Arc-Ratings vereinfacht den direkten Vergleich von unterschiedlicher Bekleidung. Dem hingegen gibt der Boxtest an, welche Schutzklasse auf jeden Fall eingehalten wird. Ob und inwieweit das Prüfstück auch höheren Werten standhält, bleibt unbekannt. Wiederum ist eine Einteilung in zwei Klassen überschaubarer als eine Ansammlung von konkreten Werten mit unterschiedlichen Einheiten.

Um es kurz zu sagen: Beide Verfahren haben ihre Berechtigung und sind aussagekräftig. Aktuell ist in Europa der Boxtest verpflichtend, sodass wir ohnehin mit diesem arbeiten müssen.

Was müssen Sie bei Arbeitsschutzkleidung gegen Störlichtbögen beachten?

Arbeitsschutzkleidung gegen Störlichtbögen ist meistens noch anhand weiterer Normen zertifiziert. Dadurch werden weitere Risiken, die sich direkt aus dem Störlichtbogen oder aus dem Arbeitsumfeld ergeben, minimiert. So sind Kombinationen aus zertifiziertem Schutz gegen Hitze und Flammen, Schweißen und verwandte Verfahren, Chemikalien oder gar Warn- Wetterschutz sehr gängig. Dank dieser Multinormkleidung sind Elektrofachkräfte umfangreich geschützt. Denken Sie dabei immer daran, dass Schutzkleidung die letzte Maßnahme zum Schutz von Menschen ist. Vorher sollten nach wie vor Vermeidung und Reduzierung von möglichen Gefahren die oberste Priorität haben.

Damit die Multinormkleidung im Gefahrenfall zuverlässigen Schutz bieten kann, müssen Sie ein paar Dinge zwingend beachten:

1. Die Hinweise vom Hersteller: Jeder Multinormkleidung liegt eine Broschüre bei, der Sie alle Vorgaben vom Hersteller zu Pflege, Einsatz und Lagerung der Bekleidung entnehmen können. Diesen müssen Sie folgen, um die Schutzfunktion zu erhalten.
2. Veränderungen an Multinormkleidung darf nur unter bestimmten Bedingungen erfolgen. Möchten Sie Logos auf Ihren Jacken aufdrucken lassen, müssen diese den Vorgaben des Herstellers und den Normen entsprechen. Wir beraten Sie gerne zur Logoveredlung von Ihrer Multinormbekleidung.
3. Entscheiden Sie sich für einen Hersteller. Wenn Sie Hosen, Shirts und Jacken von unterschiedlichen Firmen wählen, dann ist unter Umständen die Schutzwirkung beeinträchtigt. Jeder Produzent lässt seine Multinormbekleidung aufeinander abgestimmt zertifizieren. So sind vielleicht der Hosenbund und die Länge der Jacke genau aneinander angepasst, um sicher zu schützen. Wählen Sie jetzt eine andere Jacke, die vielleicht kürzer ist, entsteht im wahrsten Sinne des Wortes eine Sicherheitslücke.
4. Sie können keine Schutzklassen zusammenaddieren. Ein Shirt mit Schutzklasse 1 und eine Jacke mit Schutzklasse 1 ergeben zusammen nach wie vor eine Wirkung von Schutzklasse 1. Wenn Sie Bekleidung für Schutzklasse 2 benötigen, müssen die (äußeren) Bekleidungsstücke entsprechend der Schutzklasse 2 zertifiziert sein. Eventuell gibt es in Ländern außerhalb der EU diesbezüglich andere Möglichkeiten, doch davon raten wir dringend ab.

Sie haben Fragen? Wir haben Antworten!

Bei einem Störlichtbogen geht es im schlimmsten Fall um sehr viel. Der richtige Umgang mit der Anlage und Ausrüstung entscheidet über Menschenleben. Für Sie ist es daher zwingend erforderlich die nötige Sorgfalt walten zu lassen. Wenn Sie noch Fragen rund um das Thema Multinormbekleidung haben, dann schreiben Sie uns an. Wir setzen uns mit Ihnen in Verbindung, um Sie fachgerecht und individuell zu beraten.