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Errichten von Niederspannungsanlagen

Neue Norm für abgeschlossene elektrische Betriebsstätten

Auf einen Blick

Abgeschlossene elektrische Betriebsstätten Die Norm formuliert Zusatzanforderungen, die durch die anderen Normen aus dem Bereich der 0100 nicht abgedeckt werden können

Nur für beauftragte Personen Die Zugänglichkeit zu solchen Räumen ist stark eingeschränkt, da potenzielle Gefahren durch die Ballung elektrischer Betriebsmittel bestehen

Die als Ersatz für die DIN VDE 0100-731 (VDE 0100-731): 1986-02 neu herausgegeben Norm beschreibt die Planung und Errichtung elektrischer Anlagen in begehbaren abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten. Für Schalt- oder Transformatorenanlagen mit einer Nennspannung über 1 kV sind zusätzliche Anforderungen nach der ­EltBauVO zu beachten. Auch für ortsfeste Stromerzeugungsaggregate und zentrale Batterieanlagen für sicherheitstechnische Anlagen ist die EltBauVO zu beachten.

Zur Umsetzung dieser Norm sind die Regeln der Reihe DIN VDE 0100 in den Teilen 100 bis 600 zu beachten. Anforderungen für besondere Betriebsstätten, Räume oder speziellen Anlagen werden im Zusammenhang zu den Regelwerken aus der Gruppe 700 der Reihe DIN VDE 0100 betrachtet.

Gegenüber der Vorgängerfassung aus dem Jahr 1986 wurden Anforderungen an die gemeinsame Installationen von Hochspannungs- und Niederspannungsanlagen in einem Raum formuliert. Weitere Maßnahmen zum Schutz gegen Lichtbögen, der Zugänglichkeit, der Dokumentation und dem Aufbau von Kabel- und Leitungsanlagen sind mit dieser Ausgabe überarbeitet.

Elektrische Betriebsstätten sind Räume oder Orte, die im Wesentlichen zum Betrieb elektrischer Anlagen dienen. In der Regel werden diese von elektrotechnisch unterwiesenen Personen betreten. Zu diesen Orten zählen Schalträume, Verteilungsanlagen in abgetrennten Räumen oder Maschinenräume in Kraftwerken.

Abgeschlossene elektrische Betriebsstätten dienen ausschließlich dem Betrieb von unter Verschluss gehaltenen elektrischen Anlagen. Der Zugang zu diesen Räumen wird nur beauftragten Personen gewährt. Der Zutritt ist daher Elektrofachkräften oder elektrotechnisch unterwiesenen Personen erlaubt. Zu diesen Betriebsstätten zählen z. B. abgeschlossene Schalt- und Verteilungsanlagen, Transformatoren- und Schaltzellen, Verteilungsanlagen in Blechgehäusen oder andere abgeschlos­sene Anlagen wie zum Beispiel Maststationen.

Merkmale elektrischer Anlagen

Vor der Installation einer elektrischen Anlage sind entsprechende charakteristische Merkmale zu prüfen. Sie sind für die Auswahl der Schutzmaßnahmen erheblich. Zu betrachten ist zunächst der Verwendungszweck der Anlage, der allgemeine Aufbau und ihre Stromversorgung. Hierbei soll auch die Instandhaltbarkeit und die Notwendigkeit der Stromversorgungen für Sicherheitstechnische Anlagen überdacht werden.

Eine weitere Betrachtung ist im Bezug auf die einwirkenden äußeren Einflüsse anzustellen. Hierbei spielen die Anforderungen der DIN VDE 0100-510:2007- 06 »Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 5-51: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Allgemeine Bestimmungen« eine wichtige Rolle.

Ein Betriebsmittel ist passend zur Anlage auszuwählen. Die Eigenschaften des Betriebsmittels dürfen die Funktionen der Anlage nicht beeinflussen. Dabei ist durch
Betriebsmittel eine Beeinflussung, wie z. B. hochfrequente Schwingungen, Lastunsymmetrien oder transiente Überspannungen auf die Stromquelle auszuschließen. Das Betriebsmittel ist auf Verträglichkeit zur Anlage zu prüfen.

Als weiteres Merkmal dient die Instandhaltbarkeit einer elektrischen Anlage. Es gilt die erwartete Häufigkeit und Qualität der Instandhaltung im Rahmen der zu erwartenden Lebensdauer festzulegen. Die Lebensdauer erhöht sich durch regelmäßig durchgeführte Wartungen, Besichtigungen und Prüfungen. Die beschriebenen Arbeiten müssen dabei bequem und sicher für den Ausführenden abzuarbeiten sein. Durch die regelmäßigen Prüfungen ist die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen sicherzustellen. Ebenso eine einwandfreie Funktion der verwendeten Betriebsmittel.

Bild 1: Schutz gegen direktes Berühren durch ausreichende 
Isolierung, Abdeckung oder Umhüllung
Bild 1: Schutz gegen direktes Berühren durch ausreichende Isolierung, Abdeckung oder Umhüllung

Eine wirtschaftliche und zuverlässige Planung für eine elektrische Anlage betrachtet intensiv den zu erwartenden Leistungsbedarf. Dadurch ist gewährleistet, dass sich die Anlage innerhalb der Grenzwerte für die Erwärmung und des Spannungsfalls bewegt. Der Gleichzeitigkeitsfaktor muss bei der Ermittlung des Leistungsbedarfs einer Anlage berücksichtigt werden.

In abgeschlossenen elektrischen Betriebsräumen ist eine Trennung von Beleuchtungs- und Steckdosenstromkreisen für Servicezwecke einzuhalten. Dadurch soll eine Gefährdung für Personen durch den Ausfall von Anlagenteilen verhindert werden.

Schutz gegen den elektrischen Schlag

Bild 2: Schutz gegen gefährliche Körperströme durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit einem I∆N ≤ 30 mA
Bild 2: Schutz gegen gefährliche Körperströme durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit einem I∆N ≤ 30 mA

Generell gelten für die Elektroinstallationen in abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten die Regeln der DIN VDE 0100-410:2007-06 »Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 4-41: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen den elektrischen Schlag«. Diese Norm legt die wesentlichen Anforderungen zum Schutz gegen den elektrischen Schlag fest. Durch die Einhaltung des Regelwerkes ist der Basisschutz (Bild 1, Schutz gegen das direkte Berühren) und der Fehlerschutz (Bild 2, Schutz bei indirektem Berühren) gewährleistet. Schutzmaßnahmen zum Schutz von Personen und Nutztieren werden anhand dieser Norm erläutert.
Damit gelten für abgeschlossene elektrische Betriebsstätten prinzipiell die gleichen Anforderungen wie für andere elektrische Anlagen. Jedoch werden spezielle Anforderungen an die abgeschlossenen Betriebsstätten formuliert.

In diesen Räumen dürfen Hoch- und Niederspannungsanlagen gemeinsam errichtet werden. Dabei ist zu beachten, dass in einem gemeinsamen Kabelboden niederspannungsseitig ein Schutz gegen das Hineingreifen in den Hochspannungs­bereich vorzusehen ist. In Hochspannungsbereichen kommt das Eindringen in die Gefahrenzone dem direkten Berühren gleich. Diese Aussage gilt auch für das Berühren von Hochspannungskabeln.

Man muss den Basisschutz hier entsprechend errichten und ein unbeabsichtigtes berühren von aktiven Teilen unbedingt verhindern. Auch ein unbeabsichtigtes eindringen in die Gefahrenzone soll verhindert werden. Der Berührungsschutz ist dabei bei folgenden Teilen einzuhalten:

  • ungeschützte aktive Teile
  • Stromschienen
  • Kabel und Zubehör ohne geerdete Metall­umhüllung oder leitfähigen Umhüllungen
  • Isolierkörper von Isolatoren
  • Gehäuse von Kondensatoren, Stromrichtern oder Transformatoren
  • Wicklungen elektrischer Maschinen.
Bild 3: Abschrankung des Zugangs zu einem Transformator durch Hindernisse
Bild 3: Abschrankung des Zugangs zu einem Transformator durch Hindernisse

Die Umsetzung kann dabei z. B. durch Anordnung der Geräte außerhalb des Handbereiches, durch Abdeckungen oder Umhüllungen oder durch Hindernisse erreicht werden. Bild 3 zeigt eine Transformatorenstation, bei der der Zugang zum Transformator durch Hindernisse abgeschrankt ist.

Hindernisse sind entsprechend zuverlässig zu befestigen. Sie müssen gegen Verformungen widerstandsfähig sein. Schutzleisten, Geländer oder nichtleitende Ketten werden in einer Höhe von 1 100 mm bis 1 300 mm oberhalb der Zugangsebene angebracht. Die max. Auslenkung bei der Verwendung von Seilen und Ketten ist zu beachten.

Abgeschlossene elektrische Betriebsstätten müssen durch Zäune oder Wände gegen andere Bereiche abgegrenzt werden. Das Warnzeichen D-W008 / W012 warnt vor elektrischer Spannung. Dieses Warnzeichen ist in ausreichender Anzahl anzubringen. Hochspannungsanlagen sind mit dem Hinweisschild D-W008 mit dem Hinweis »Hochspannung Lebensgefahr« zu kennzeichnen (Bild 4).

Thermische Auswirkungen

Bild 4: Beispiel für die Kennzeichnung von Hochspannungsanlagen
Bild 4: Beispiel für die Kennzeichnung von Hochspannungsanlagen

Maßnahmen gegen thermische Einflüsse, die auf eine elektrische Anlage wirken, werden in der DIN VDE 0100-420 (VDE 0100-420): 2013-02 »Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4 – 42: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen thermische Auswirkungen« erklärt. Diese Norm beschreibt den Schutz für Personen, Nutztiere und Gegenstände gegen Verbrennungen von Materialien oder durch Betriebsmittel ausgehende Brandgefahr.

Elektrische Betriebsmittel stellen dann ­eine Brandgefahr dar, wenn z. B. durch Wärmestau oder Überspannungen eine Auswirkung auf benachbartes Material entsteht. Von den Betriebsmitteln darf keine derartige Gefahr ausgehen. Daher müssen diese für den Montageort und für die Montageart geeignet sein.

Besteht die Gefahr des Lichtbogenaustritts bei Betriebsmitteln, müssen sie aus einem lichtbogenbeständigen Material umschlossen sein. Auch eine Trennung zu Materialien, die durch Lichtbögen beschädigt werden könnten ist möglich. Eine sichere Löschung der Lichtbögen hat zu erfolgen.

Personen in abgeschlossenen Betriebsstätten dürfen durch Störlichtbögen nicht gefährdet werden. Abdeckplatten von Kabelböden sollen die Gefahr durch Druckbeanspruchung, die durch Störlichtbögen ausgehen kann, ausschließen. In Folge des Druckanstiegs kann es zu Versperrungen von Fluchtwegen oder zur Gefahr durch umherfliegende Teile kommen.

An freistehenden abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten darf durch den Druckanstieg bei Störlichtbögen kein Schaden entstehen. Es ist sicherzustellen, dass keine Gebäudeteile wegfliegen oder Türen und Zugangsteile geöffnet werden.

Elektromagnetische Einflüsse

Elektromagnetische Einflüsse stören oder beschädigen Kommunikations- oder Rundfunkanlagen, Gebäudesystemtechnik und Steuerungsanlagen. Elektromagnetische Störungen werden beispielsweise durch ​Blitz​einwirkungen, Schaltvorgänge oder Kurzschlüsse hervorgerufen. Die dadurch resultierende Überspannung verursacht dann die Störungen. Die Auswirkungen erkennt man anschließend an Anlagen mit großflächigen Leiterschleifen und wo unterschiedliche Kabel und Leitungssysteme verlegt sind. Dies sind Orte, bei denen z.B. informationstechnische Anlagen, Stromversorgungen oder Steuerungs- und Signalstromkreise gemeinsam geführt werden.

Um die Beeinflussung in abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten so gering wie möglich zu halten, müssen entsprechende Anforderungen eingehalten werden. Hier sind Betriebsmittel einzusetzen, die nach Produktnormen den EMV-Ansprüchen gerecht werden. Die elektrische Installation und Verdrahtung ist durch Schirmungen oder Erdungen gegen EMV-Einflüsse zu schützen. Erforderliche Potentialausgleichsleiter müssen im Kabelzwischenboden zugänglich sein. Aus EMV-Gründen kann es erforderlich sein, die Stützen des Hohlraumbodens in den Potentialausgleich einzubeziehen.

Bei der Verlegung von Kabeln und Leitungen innerhalb eines Kabelzwischenbodens sind Verlegeabstände zwischen den unterschiedlichen Anlagenarten einzuhalten. Ein Mindestabstand zwischen leistungs- und informationstechnischen Leitungen von 200 mm ist dabei zu beachten.

Auswahl und Betrieb

Bild 5: Beispiel einer abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätte, die im Freien 
aufgestellt wird
Bild 5: Beispiel einer abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätte, die im Freien aufgestellt wird

Die Auswahl und Errichtung der Betriebsmittel wird durch die Regeln der DIN VDE 0100-510 (VDE 0100-510): 2014-10 »Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel-Allgemeine Bedingungen« bestimmt. Dieser Teil enthält Anforderungen zur Einhaltung der Schutzmaßnahmen. Weiter wird durch die Umsetzung dieses Regelwerkes ein zuverlässiger Betrieb der Anlage erreicht. Auch Anforderungen auf das Einwirken äußerer Einflüsse auf die Betriebsmittel werden durch diese Norm erläutert. Die gleichen Regeln gelten in diesem Bezug auch für abgeschlossene elektrische Betriebsstätten.

Für die Betriebsbedingungen und äußeren Einflüsse sind noch verschiedene Betrachtungen im Bezug auf Spannung, Strom, Frequenz und Leistung anzustellen. Elektrische Betriebsmittel müssen für die Nennspannung am Aufstellungs- oder Anwendungsort ausgelegt sein. Die Auslegung der stromführenden Betriebsmittel hat den vorgesehenen Betriebsstrom zu berücksichtigen. Auch eine kurzfristige Erhöhung des Stromes, z. B. durch einen Kurzschluss, ist bis zum Abschalten der Schutzeinrichtung zu führen.

Für den Fall, dass die Frequenz einen Einfluss auf die Eigenschaften des Betriebsmittels hat, müssen die Bemessungsfrequenz des Betriebsmittels und die Frequenz des Stromkreises gleich sein. Die elektrische Leistung des verwendeten Betriebsmittels ist unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors dem Stromkreis anzupassen.

Im Freien aufgestellte abgeschlossene elektrische Betriebsstätten sind den klimatischen Bedingungen anzupassen (Bild 5). Entsprechende Einrichtungen zum Be- und Entlüften, Heizen oder Klimatisieren müssen ggf. eingeplant werden.

Grundsätzlich ist ein Zugang für  qualifiziertes Personal auch bei abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten zu gewährleisten. Alle Betriebsmittel, einschl. Kabel und Leitungen, müssen frei zugänglich sein. Beispielsweise werden die Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten dadurch eindeutig erleichtert.

Bei transportablen abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten sind für den Transport die Herstellerangaben zu berücksichtigen. Die Angaben über das Gewicht und Abmessungen ermöglichen eine leichtere Auswahl für das entsprechende Transportfahrzeug. Entsprechende Türöffnungen müssen für den Fall vorgesehen werden, dass größere Komponenten zu Reparaturen oder zum Transport aus der Betriebsstätte ausgebaut werden müssen.

Alle elektrischen Einrichtungen sind zu dokumentieren. Servicesteckdosen, Telefonanlagen, Beleuchtungseinrichtungen (inkl. Lichtschalter) sollen mittels Anordnungsplänen identifizierbar sein. Alle mit einem Gerätekennzeichen versehenen Betriebsmittel stimmen mit den Angaben in dem Anordnungsplan überein.

Kabel- und Leitungsanlagen

Kabel – und Leitungsanlagen werden auch in abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten nach den Anforderungen der DIN VDE 0100-520 (VDE 0100-520):2013-06 »Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Kabel- und Leitungsanlagen« errichtet. Dabei wählt man die Verlegeart der Leitungen nach der Bauart. Zu den gängigsten Verlegearten zählen zum Beispiel die Verlegung in Kanal- oder Rohrsystemen, auf Kabelpritschen oder eine offene Verlegung mit Schellen.

Die Verlegeart ist nach den Umgebungseinflüssen auszuwählen. Ein Schutz der Kabel- und Leitungsanlage gegen die Umgebungseinflüsse ist über die gesamte Anlage zu gewährleisten. Kabel und Leitungen dürfen nicht ungeschützt über scharfe Kanten und Bögen geführt sein. Mögliche mechanische Belastungen sind schon während der Montage zu verhindern.

Von außen eingefügte Kabel und Leitungen sind gegen Zug und Schub zu entlasten. Die Zugentlastung hat vor dem Anschluss zu erfolgen. Kabel und Leitungen können in abgeschlossene elektrische Betriebsstätten durch Einführungsöffnungen eingeführt werden. Diese ist nach dem Einführen des Kabels zu verschließen. Die Schutzart der äußeren Umhüllung darf durch die Einführungsöffnung nicht geschwächt werden.

Bedien- und Wartungs­gänge

Genügend große Gänge für Bedienungs- oder Wartungsarbeiten sind vor Schaltanlagen und Schaltgerätekombinationen wichtig. Dadurch ist ein grundlegender Schutz für an Anlagen arbeitende Personen sichergestellt. In der DIN VDE 0100-729 (VDE 0100-729) 201-02 »Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Bedienungsgänge und Wartungsgänge« wird dieses Thema grundlegend dargestellt.

In der angesprochenen Norm sind die Maße der Gangbreiten vor Schaltanlagen definiert. Diese Gänge dienen als Zugang zu Flucht-, Rettungs- oder Verkehrswegen. Allerdings gelten die beschriebenen Wege nicht als Fluchtwege, sondern wie schon erwähnt lediglich als Zugang. Mindestmaße für Flucht- und Rettungs- oder Verkehrswege sind im staatlichen Arbeitsschutz oder Bauvorschriften wiedergegeben.

Räume deren Länge zwischen 10 m und 20 m beträgt, ist der Zugang über eine Tür zulässig. Bei Betriebsstätten deren Länge 20 m übersteigt, muss der Zugang von zwei Seiten, über zwei Türen erfolgen.

In abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten darf der Zugang nur durch selbstschließende, verschließbare Türen erfolgen. Die Zugangstüren müssen nach außen in Fluchtrichtung zu öffnen und die Öffnung der Türen muss von innen jederzeit möglich sein. Ein entsprechendes »Panikschloss« ist hier in der Tür zu integrieren. Außerdem muss die Zugangstür mit einem Sicherheitsschloss versehen sein. Eventuell in die Betriebsstätte eingebaute Fenster müssen eine einbruchssichere Ausführung besitzen.

Zusammenfassend kann man über die DIN VDE 0100-731:2014-10 die Aussage treffen, dass diese Norm für abgeschlossene elektrische Betriebsstätten Zusatzanforderungen formuliert, die durch die anderen Normen aus dem Bereich der 0100 nicht abgedeckt werden können. Die in diesem Beitrag beschriebene Norm ist in vielen Punkten mit anderen Regelwerken anzuwenden und ergänzt die bestehenden Regeln.

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Über den Autor
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Dirk Maske

BFE Oldenburg

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