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Sicher arbeiten an elektrischen Anlagen - Stromunfälle vermeiden

PSA und PSAgS
Sicher arbeiten an elektrischen Anlagen — Stromunfälle vermeiden

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Wer an elek­trischen Anla­gen arbeit­et, muss sich vor allem vor Stro­mun­fällen schützen. Dieser Beitrag beleuchtet, welche Gefahren beste­hen und welche Anforderun­gen die Per­sön­liche Schutzaus­rüs­tung hin­sichtlich der Haup­trisiken bei den ver­schiede­nen Arbeit­en erfüllen muss.

Unter PSA für Arbeit­en an elek­trischen Anla­gen ver­ste­ht man in der Regel Schutzaus­rüs­tun­gen, die den Träger vor den elek­trischen Gefährdun­gen, also vor „Stro­mun­fällen“, schützen sollen. Das ist grund­sät­zlich nicht falsch und auch der wichtig­ste Bestandteil der Gefährdungs­beurteilung für elek­trotech­nis­che Arbeit­en. Bevor in diesem Beitrag aber inten­siv auf die elek­trischen Gefährdun­gen einge­gan­gen wird, soll zu Beginn nicht uner­wäh­nt bleiben, dass beim Arbeit­en an elek­trischen Anla­gen in Abhängigkeit von der Tätigkeit und der Anlage weit­ere Gefährdun­gen den Ein­satz von PSA ver­lan­gen. Beispiel­haft sei die Fallschutzaus­rüs­tung erwäh­nt, die bei Mon­tagear­beit­en an Freileitun­gen benötigt wird, oder die Warn­schutzbek­lei­dung für Elek­tromon­teure, die an Anla­gen der öffentlichen Energiev­er­sorgung arbeiten.

Schutz vor Stromunfällen

Unter elek­trischen „Stro­mun­fällen“ ver­ste­ht man:

  • die gefährliche elek­trische Kör­per­durch­strö­mung und
  • den Stör­licht­bo­ge­nun­fall (siehe Infobox zum Störlichtbogen).

Eine weit­ere elek­trische Gefährdung sind hohe elek­trische und mag­netis­che Felder, die beim Arbeit­en an und in der Nähe elek­trisch­er Anla­gen mit hohen Span­nun­gen und hohen Dauer­strö­men auf Per­so­n­en ein­wirken kön­nen. In der elek­trotech­nis­chen Prax­is und Unfall­sta­tis­tik, ins­beson­dere in Deutsch­land, kön­nen diese Gefährdun­gen aber mar­gin­al­isiert wer­den und sollen in diesem Beitrag keine weit­ere Rolle spielen.

Erkenntnisse aus der Unfallstatistik

Die Anzahl der tödlichen Stro­mun­fälle im Erfas­sungs­bere­ich der Beruf­sgenossen­schaft ETEM lag in den let­zten zwanzig Jahren zwis­chen einem und 13 Unfällen pro Jahr. Daneben existiert eine hohe dreis­tel­lige Zahl von meldepflichti­gen Stro­mun­fällen. Weit­er­hin ist erkennbar, dass der Anteil der Kör­per­durch­strö­mung an allen Stro­mun­fällen den mit Stör­licht­bo­genein­wirkung bei weit­em über­steigt (zum Beispiel 2017: Kör­per­durch­strö­mung 92,5 Prozent, Stör­licht­bo­gen 5 Prozent). Daraus ließe sich schließen, dass der Schutz vor Kör­per­durch­strö­mung auch durch isolierende PSA inten­siviert wer­den müsste.

Analysiert man dage­gen die vom Insti­tut zur Erforschung elek­trisch­er Unfälle veröf­fentlicht­en Unfall­beispiele, wird deut­lich, dass ins­beson­dere der kor­rek­te Ein­satz von PSA zum Schutz vor Stör­licht­bö­gen (PSAgS) zu ein­er Ver­ringerung von Stör­licht­bo­gen­ver­let­zun­gen beitra­gen kann. Die meis­ten Kör­per­durch­strö­mungen treten bei Arbeit­en an Anla­gen im ver­meintlich frei geschal­teten Zus­tand auf. Das bedeutet, dass durch organ­isatorische Män­gel oder Fehlver­hal­ten die Anlage oder das Betrieb­smit­tel unter Span­nung stand, obwohl die Arbeitsmeth­ode „Arbeit­en nach den 5 Sicher­heit­sregeln“ gewählt wurde, für die keine isolierende PSA benötigt wird. Sie hätte den meis­ten Verun­fall­ten auch nicht zur Ver­fü­gung gestanden.

Stör­licht­bo­ge­nun­fälle kön­nen dage­gen beim Arbeit­en an oder in der Nähe von offe­nen unter Span­nung ste­hen­den Anla­gen entste­hen, bei denen der Ein­satz von PSAgS grund­sät­zlich vorgeschrieben sein sollte. Kommt es zu Ver­bren­nun­gen infolge eines Stör­licht­bo­ge­nun­falls, ist das zumeist auf nicht angewen­dete PSAgS zurückzuführen.

Wann wird welche PSA benötigt?

Der Ein­satz von isolieren­der PSA zum Schutz vor Kör­per­durch­strö­mung bet­rifft einen ver­gle­ich­sweise gerin­gen Anteil von Elek­trik­ern. Es sind haupt­säch­lich Elek­tro­fachkräfte mit ein­er Spezialaus­bil­dung für das Arbeit­en unter Span­nung (AuS). Dieser Per­so­n­enkreis berührt bewusst unter Span­nung ste­hende Teile bei elek­trotech­nis­chen Arbeit­en und benötigt dafür isolierende PSA.

PSAgS zum Schutz vor Stör­licht­bo­genge­fährdun­gen wird von allen Elek­tro­fachkräften benötigt, die Arbeit­en an oder in der Nähe ein­er offe­nen Anlage, deren span­nungs­freier Zus­tand noch nicht her- oder sichergestellt wurde, mit direk­tem Kon­takt zur Anlage durch­führen. Das kön­nen unter anderem

  • Schalthand­lun­gen,
  • Abdeckar­beit­en,
  • Arbeit­en unter Span­nung (AuS),
  • Messen und Prüfen beziehungsweise der Ein­bau von Mess- und Prüfein­rich­tun­gen oder der
  • Ein­bau von Erdungs- und Kurz­schließ­gar­ni­turen sein.

Für den Ein­satz von PSAgS sind alle Anla­gen rel­e­vant, in denen ein sta­bil­er Fehler­licht­bo­gen ab ein­er kri­tis­chen Stör­licht­bo­genen­ergie entste­hen kann. Diese Bedin­gun­gen wer­den von dem Großteil der Nieder­span­nungss­chal­tan­la­gen (NS-Anla­gen) und von allen Mit­telspan­nungss­chal­tan­la­gen (MS-Anla­gen) in der öffentlichen und indus­triellen Energiev­er­sorgung erfüllt. Aber auch das Arbeit­en an leis­tungsstarken Bat­teriean­la­gen (zum Beispiel in der Elek­tro­mo­bil­ität) wird für PSAgS immer rel­e­van­ter. Der Per­so­n­enkreis ist dem­nach nicht nur auf jenes Per­son­al beschränkt, welch­es anweisungspflichtige Arbeit­en unter Span­nung (AuS) durch­führt! Der Ein­satz von PSA zum Schutz vor Kör­per­durch­strö­mung und Stör­licht­bö­gen ist also eine unbe­d­ingte Notwendigkeit für sicheres Arbeit­en an und in der Nähe von elek­trischen Anlagen.

Schutz vor Körperdurchströmung

Bei der PSA zum Schutz vor Kör­per­durch­strö­mung han­delt es sich vor­rangig um elek­trisch isolierende PSA. Sie find­et ihren Ein­satz haupt­säch­lich beim anweisungspflichti­gen Arbeit­en unter Span­nung (AuS) an allen Nieder­span­nungsan­la­gen und an Mit­telspan­nungs­freileitun­gen. Eine gefährliche elek­trische Kör­per­durch­strö­mung kann dann auftreten, wenn die Nennspan­nung der Anlage größer 50 V Wech­selspan­nung oder 120 V Gle­ichspan­nung ist. Aber auch beim Arbeit­en in der Nähe unter Span­nung ste­hen­der Anla­gen und teil­weise auch für Schalthand­lun­gen wer­den isolierende Schutzaus­rüs­tun­gen verwendet.

Unter elek­trisch isolieren­der PSA ver­ste­ht man fol­gende Produkte:

  • Isolierende Hand­schuhe (gemäß EN 60903)
  • Isolierende Ärmel (EN 60984)
  • Isolierende Schutzbek­lei­dung (EN 50286)
  • Isolieren­des Schuh­w­erk (EN 50321)
  • Isolierende Helme (EN 50365)

Die wichtig­ste Anforderung an diese PSA beste­ht in den elek­trisch isolieren­den Eigen­schaften, die für die Dauer der Arbeit­en unter den gegebe­nen Bedin­gun­gen gewährleis­tet wer­den müssen. Das wird erre­icht, indem isolierende Kun­st­stoffe bei der Her­stel­lung der PSA ver­wen­det wer­den. Daraus fol­gt aber auch, dass der isolierende Hand­schuh ein „Gum­mi­hand­schuh“ ist, der hin­sichtlich der ergonomis­chen Eigen­schaften bei län­gerem Gebrauch (Schweiß­bil­dung) Nachteile hat, aber nicht zu erset­zen ist. Dage­gen kann man das isolierende Schuh­w­erk gegen eine andere Art der Stan­dor­ti­solierung aus­tauschen (Isolier­mat­ten oder isolierende Hubarbeitsbühnen).

Welch­er Typ PSA für welche Tätigkeit benötigt wird, hängt von der aus­gewählten AuS-Tech­nolo­gie ab. Bei den meis­ten Arbeit­en im NS-Bere­ich wer­den nur der isolierende Hand­schuh und der Helm ver­wen­det. Die isolierende Schutzbek­lei­dung kommt haupt­säch­lich bei Arbeit­en an NS-Freileitun­gen zur Anwen­dung, während isolierende Ärmel beim Arbeit­en an MS-Freileitun­gen benutzt werden.

Elek­trisch isolierende PSA muss mit dem Dop­pel­dreieck und ein­er zusät­zlichen Klasse­nangabe gekennze­ich­net wer­den. Die Klasse­nangabe kennze­ich­net den Anwen­dungs­bere­ich der PSA hin­sichtlich der max­i­mal zuläs­si­gen Nennspan­nung der Anla­gen, an denen die PSA einge­set­zt wer­den kann (siehe Infobox zur Auswahl von isolieren­der PSA). Höhere Schutzk­lassen sind aus ergonomis­chen Grün­den aktuell nicht möglich.

Hin­sichtlich Wartung und Pflege der PSA muss berück­sichtigt wer­den, dass der Großteil der isolieren­den PSA in Abhängigkeit von der Schutzk­lasse ein­er regelmäßi­gen elek­trischen Wieder­hol­ung­sprü­fung unter­zo­gen wer­den muss.

PSA zum Schutz vor Störlichtbögen (PSAgS)

Ist die Anwen­dung von PSAgS erforder­lich, beste­ht sie grund­sät­zlich min­destens aus einem

  • Gesichtss­chutz (gemäß EN 166 und GS-ET-29),
  • Hand­schutz (EN 60903 oder EN 407 in Verbindung mit GS-ET-42) und der
  • Bek­lei­dung (EN 61482–2).

Das in Europa genutzte soge­nan­nte Box-Test-Prüfver­fahren führt in der Typ­prü­fung der PSAgS zu ein­er Ein­teilung der PSAgS in die fol­gen­den zwei Schutzk­lassen, die für zwei unter­schiedliche Schutzpegel stehen:

  • Licht­bo­gen­schutzk­lasse 1 (APC 1, Basiss­chutz) und
  • Licht­bo­gen­schutzk­lasse 2 (APC 2, erweit­ert­er Schutz).

Die Schwere der Auswirkun­gen eines Stör­licht­bo­gens ist prinzip­iell abhängig von der im Stör­licht­bo­gen umge­set­zten Licht­bo­genen­ergie sowie von der flächen­be­zo­ge­nen Ein­wirken­ergie des Stör­licht­bo­gens, die im Falle eines Stör­licht­bo­ge­nun­falls auf die zu schützende Per­son wirkt. Je größer diese Energien sind, desto größer ist die Gefahr schw­er­er Ver­bren­nun­gen und desto höher ist der erforder­liche Schutzpegel der PSAgS. Daraus fol­gt, dass PSAgS grund­sät­zlich aus flam­men­hem­menden Mate­ri­alien beste­hen müssen, was für die ver­wen­de­ten Gewebe beziehungsweise Fasern von Bek­lei­dung und Hand­schuhen eine Her­aus­forderung darstellt.

Ergonomische Anforderungen an PSAgS

Im Energiev­er­sorgungs­bere­ich, aber auch in der Indus­trie ist die Stör­licht­bo­gen­schutzbek­lei­dung in der Regel eine arbeit­stägliche Bek­lei­dung. Das bedeutet, dass sie auch über die Dauer der elek­trotech­nis­chen Arbeit­en hin­aus getra­gen wird. Dementsprechend hoch sind die ergonomis­chen Anforderun­gen an diese PSAgS. Da höhere Schutzpegel fast aus­nahm­s­los immer mit dick­eren oder schw­er­eren Geweben erre­icht wer­den, sollte ins­beson­dere für höhere Schutzan­forderun­gen das „Zwiebel­prinzip“, das heißt, das Tra­gen mehrerer Klei­dungsstücke übere­inan­der ins Kalkül gezo­gen wer­den. Das bedeutet, dass eine Schutzk­lasse 2 beispiel­sweise durch die geprüfte Kom­bi­na­tion von zwei Klei­dungsstück­en jew­eils der Klasse 1 erre­icht wer­den kann (zum Beispiel Shirt und Jacke). Wird die PSAgS nur für die Dauer von rel­a­tiv kurzen Schalt­maß­nah­men benötigt, sind dage­gen ver­gle­ich­sweise gerin­gere Anforderun­gen an die Ergonomie der (größ­ten­teils Überzieh-) Bek­lei­dung erforder­lich. Weit­er­hin sind bei der Auswahl des Elek­trik­er­gesichtss­chutzes für höhere Schutzk­lassen Eigen­schaften wie Farb­wieder­gabe und Licht­trans­mis­sion der Scheibe zu berücksichtigen.

Da beim Arbeit­en unter Span­nung bei­de elek­trischen Gefährdun­gen berück­sichtigt wer­den müssen, muss die dabei zu ver­wen­dende isolierende PSA (Hand­schuhe und Bek­lei­dung) auch den Stör­licht­bo­gen­schutzan­forderun­gen genü­gen. Diese Pro­duk­te haben dann eine dop­pelte Klas­si­fizierung und Kennze­ich­nung hin­sichtlich Stör­licht­bo­gen­schutz und Isolationsschutz.

Anwendung von PSA festlegen

Wie jede PSA muss auch PSA zum Schutz vor elek­trischen Gefährdun­gen vom Unternehmer auf der Grund­lage ein­er Gefährdungs­beurteilung aus­gewählt und anschließend zur Ver­fü­gung gestellt wer­den. Es ist zu empfehlen, die Art der Anwen­dung dieser PSA in Betrieb­san­weisun­gen festzule­gen. Beim AuS müssen Arbeit­san­weisun­gen für jede Tech­nolo­gie vorhan­den sein, die genau fes­tle­gen, welche PSA benötigt wird. Die Unfall­sta­tis­tik zeigt, dass die Tätigkeit­en (AuS), die unbe­d­ingt isolierende PSA erfordern, kein Unfallschw­er­punkt sind. Die Nicht­berück­sich­ti­gung von PSA ist hier kein Thema.

Die Her­aus­forderung beste­ht beim kon­se­quenten Ein­satz von PSAgS durch den über­wiegen­den Teil der Elek­tro­fachkräfte. Hier muss der Schw­er­punkt der Überzeu­gungsar­beit der ver­ant­wortlichen Per­so­n­en bei der Erhöhung der Akzep­tanz der Nutzung von PSAgS liegen. Das kann durch die Beschaf­fung von PSA mit best­möglich­er Ergonomie und durch die Sen­si­bil­isierung der Mitar­beit­er für die Gefahren durch Stör­licht­bö­gen erre­icht werden.


Praxis-Tipps

  • Binden Sie die Mitar­beit­er und Kol­le­gen bei der Auswahl und Beschaf­fung von PSAgS mit ein. Vor­ab-Tragetests von Stör­licht­bo­gen­schutzbek­lei­dung zur Auswahl des „bequem­sten“ Mod­ells oder die Auswahl der besten Vari­anten des Gesichtss­chutzes (zum Beispiel Helm mit Visi­er, Helm mit inte­gri­ertem Visi­er oder Schutzhaube) durch die Mitar­beit­er selb­st erhöhen die Akzep­tanz bei der Nutzung von PSAgS. Dadurch ver­ringert sich die Wahrschein­lichkeit, dass die PSAgS nicht getra­gen wird, weil man sie „übergestülpt“ bekom­men hat.
  • Die Wahrschein­lichkeit von Stör­licht­bo­ge­nun­fällen in Deutsch­land ist ver­gle­ich­sweise ger­ing, aber, mit Blick auf die Unfall­sta­tis­tik, nicht gle­ich Null. Zur Sen­si­bil­isierung vor den Gefahren eines Stör­licht­bo­gens lohnt es sich, reale Stör­licht­bo­gen­ver­suche in Hochstrom­la­boren zu beobacht­en (zum Beispiel im Zuge eines Stör­licht­bo­gensem­i­nars). Der dabei mit hoher Wahrschein­lichkeit entste­hende „Aha-Effekt“ ist durch keine Unter­weisung zu ersetzen.

Störlichtbogen

Ein Stör­licht­bo­gen ist ein unbe­ab­sichtigtes Licht­bo­genereig­nis, der im Unter­schied zu tech­nis­chen Licht­bö­gen (zum Beispiel Schaltlicht­bo­gen) unkon­trol­lierte Auswirkun­gen hat. Er entste­ht bei Kurz­schlüssen zwis­chen Leit­ern unter­schiedlichen Poten­zials. Von einem Stör­licht­bo­gen gehen ver­schiedene Effek­te aus, die zu ein­er Gefährdung von Per­so­n­en in unmit­tel­bar­er Nähe des Stör­licht­bo­gens führen, zum Beispiel:

  • Ther­mis­che Gefährdun­gen durch heiße Gase und Lichtbogenplasma
  • Kraftwirkun­gen
  • Schall­drücke
  • Pyrol­y­segase
  • Licht­in­ten­sität

Hin­sichtlich der per­sön­lichen Schutz­maß­nah­men hat man sich auf die ther­mis­chen Wirkun­gen des Stör­licht­bo­gens konzen­tri­ert, weil von diesen mit höher­er Wahrschein­lichkeit irre­versible bis tödliche Ver­let­zun­gen aus­ge­hen (daher die Def­i­n­i­tion von PSAgS: Per­sön­liche Schutzaus­rüs­tun­gen zum Schutz vor den ther­mis­chen Gefahren des Störlichtbogens).


Pik­togramm zur Kennze­ich­nung von PSAgS

Auswahl von PSAgS

Die Auswahl der erforder­lichen PSA-Schutzk­lasse erfol­gt nach der im Fehler­fall zu erwartenden Licht­bo­genen­ergie am Arbeit­splatz, die sich grund­sät­zlich aus der Betrieb­ss­pan­nung, dem zu erwartenden Kurz­schlussstrom und der Kurz­schluss­dauer ergibt. Die Berech­nung der Stör­licht­bo­genen­ergie zur Auswahl der kor­rek­ten Schutzk­lasse der PSAgS erfol­gt auf der Grund­lage des in der DGUV Infor­ma­tion 203–077 beschriebe­nen Berechnungsalgorithmus.


Piktogramm_isolierende_PSA.jpg
Pik­togramm zur Kennze­ich­nung isolieren­der PSA

Auswahl isolierender PSA

Die Auswahl der erforder­lichen Iso­la­tion­ss­chutzk­lasse der isolieren­den PSA erfol­gt entsprechend der Nennspan­nung der Anlage, an der gear­beit­et wird.


Foto: privat

Autor: Dr.-Ing. Thomas Jordan

Leit­er Forschung und Entwicklung

BSD Bil­dungs- und Ser­vicezen­trum GmbH


Weitere Informationen

  • Zur Sta­tis­tik der Stro­mun­fälle: Die Dat­en aus dem Unfall­reg­is­ter der BG ETEM mit Stand 26.01.2019 sind zu find­en unter www.bgetem.de (Web­code 12853537).
  • Die vom Insti­tut zur Erforschung elek­trisch­er Unfälle veröf­fentlicht­en Unfall­beispiele kön­nen unter www.bgetem.de (Web­code: 14700949) einge­se­hen werden.
  • Weit­ere Infor­ma­tio­nen zum The­ma enthält der Beitrag „PSA zum Schutz vor Stör­licht­bö­gen, Anwen­dung, Aus­führung und Auswahl“ von Dr.-Ing. Thomas Jor­dan, erschienen in „Sicher­heitsin­ge­nieur“ 05/2019, online abruf­bar unter www.sifa-sibe.de.
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