Brandzündung durch elektrische Energie

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Dipl. Ing. Ralf Irion LKA NRW
Dipl. Ing. Harald Urbig a. D.




Kurzschluss im Labor
Quelle: LKA NRW

Einleitung

Neben den allgemein bekannten Brandursachen wie fahrlässiger Umgang mit offenem Feuer oder auch vorsätzliche Handlungen spielt ebenso die elektrische Energie eine nicht zu vernachlässigende Rolle bei der Entstehung von Bränden. Zwar wird durch den vermehrten Einsatz zusätzlicher Schutzorgane wie Fehlerstromschutzschalter in Installationsnetzen bzw. Temperatursicherungen in Verbrauchsgeräten die Wahrscheinlichkeit von Elektrobränden weiter verringert; ein gewisses Restrisiko bleibt jedoch bestehen.
Im vorliegenden Bericht wird ein kurzer Überblick über die einzelnen Ursachen gegeben, die im Elektrobereich zu Bränden führen können und bei der Untersuchung von Brandfällen über einen Zeitraum von mehr als 20 Jahren oftmals nachgewiesen werden konnten. Abschließend sind einige statistische Erhebungen beigefügt, die u. a. Angaben zu den Häufigkeiten der einzelnen Brandursachen in Nordrhein-Westfalen enthalten.



Isolationsfehler, Kurzschlüsse

Infolge von Alterungsprozessen, Nagetierfraß oder auch sonstigen mechanischen sowie thermischen Schädigungen können an den Isolierungen elektrischer Betriebsmittel Fehlerstellen entstehen. An diesen schadhaften Stellen können sich durch Zutritt von Feuchtigkeit Fehlerströme (Kriechströme) ausbilden, die eine lokale Aufheizung bewirken und somit eine potentielle Brandgefahr darstellen. Derartige Isolationsfehler sind aber auch geeignet, sich in Langzeitprozessen bis zum vollkommenen Erd- oder Kurzschluss mit Lichtbogenbildung zu entwickeln und dadurch ein Brandgeschehen auszulösen. Ebenso wurden auch Kondensatordurchschläge als Brandursachenachgewiesen.
Zu berücksichtigen sind ferner alterungsbedingte Windungsschlüsse in Spulen, z. B. in Vorschaltgeräten von Leuchtstoffleuchten. Als Folge des dadurch bedingten höheren Stromflusses kann eine Aufheizung der Spule erfolgen, die u. U. geeignet ist, brennbare Stoffe zu entzünden. Ähnlich können sich schmiegsame Wärmegeräte wie z. B. Heizkissen verhalten, deren Heizleiter je nach mechanischer Beanspruchung alterungsbedingte Schäden an der Isolierung erleiden, so dass es zu einer Überbrückung von Heizleiterabschnitten mit der Folge höherer Betriebsströme kommt, die letztlich zur Entzündung des Gerätes und dessen Umgebung führen.
Durch den Einsatz von Überstromschutzeinrichtungen (Sicherungen bzw. Leitungsschutzschalter) sowie Fehlerstromschutzschaltern werden im Niederspannungsnetz sicherlich viele Isolationsfehler frühzeitig abgeschaltet, ehe es zu einem Brand kommen kann. Eine absolute Sicherheit gibt es bei solchen Fehlern allerdings nicht, da auch Stromstärken weit unterhalb der Abschaltströme von Überstromschutzeinrichtungen zur Brandzündung geeignet sind (unvoll¬kommener Kurzschluss). Fließen derartige Fehler¬ströme zwischen Außenleiter und Neutralleiter, bleibt auch ein vorgeschalteter Fehlerstromschutzschalter zunächst wirkungslos.
Spontane Kurzschlüsse durch unmittelbares Berühren von elektrischen Leitern unterschiedlichen Potentials können ebenfalls brandursächlich sein, wenn dabei in Reichweite befindliches, leicht entzündliches Material durch Lichtbogeneinwirkung oder geschmolzenes Leitermaterial in Brand gesetzt wird. Kurzschlussereignisse sind allerdings nach persönlicher Einschätzung nicht so häufig brandauslösend, wie man aufgrund oftmals vereinfachter Berichterstattung in den Medien vermuten könnte.



Stromwärme an mangelhaften Kontaktverbindungen

Aufgrund fehlerhafter Ausführung bei der Herstellung, durch Erschütterungen, Materialermüdung oder auch durch Korrosionsbildung an Kontaktflächen kann sich an Schraubklemmen, Löt- und Steckverbindungen mangelnde Kontaktgabe zwischen den Stromleitern einstellen. Durch den fließenden Betriebsstrom der angeschlossenen Geräte werden diese Übergangsstellen aufgrund des erhöh¬ten Übergangswiderstandes aufgeheizt. Im ungünstigsten Fall stellt sich Funken¬bildung mit entsprechender Wärmeentwicklung ein, wenn Luft¬strecken übersprungen werden, mit der Folge, dass Erosionsprozesse statt¬fin¬den und sich die Kontaktgabe dadurch weiter verschlechtert. Befinden sich im näheren Bereich dieser erhitzten Stellen brennbare Materialien, besteht na¬tur¬gemäß Brandgefahr.
Erwähnt sei an dieser Stelle insbesondere auch der Betrieb leistungsstarker Verbrauchsgeräte wie z. B. Waschmaschinen oder Trockner an Mehrfach-Steck¬dosen¬leisten, die gelegentlich durch übermäßige Kontakterwärmung in Brand geraten.


Gerätedefekte

Eine Vielzahl weiterer technischer Defekte an Elektrogeräten kann Brände auslösen, die hier jedoch wegen der vielfältigen Ursachen nicht umfassend behandelt werden können. Erwähnt sei beispielsweise das Versagen von Temperaturreglern oder Temperaturüberwachungseinrichtungen an leistungsstarken, wärmeproduzierenden Geräten aller Art (Heizlüfter, Friteusen, Kaffeemaschinen, Haartrockner, usw.). Ebenso sind interne Defekte an Energiereglern von Kochplatten in Elektroherden bekannt geworden, mit der Folge, dass sich ungeregelte Heizvorgänge einstellten. Schließlich sei noch die übermäßige Erwärmung von Drehlagern in Elektromotoren aufgrund von mechanischer Alterung als mögliche Brandursache genannt.


Vorschriftswidrige oder fahrlässige Benutzung elektrischer Geräte und Installationsmaterialien

Bei dieser Gefahrenart bedarf es keiner Fehler an den Geräten selbst. Lediglich durch falsches Handhaben von Verbrauchsgeräten werden Brände verursacht (z. B. Dauerbetrieb von Kochplatten bzw. Kochzonen an Elektroherden, zu nahes Aufstellen von Heizlüftern oder Halogenleuchten vor brennbaren Materialien, Abdecken von Beleuchtung, Zustellen von Abluftöffnungen an Nachtspeicheröfen, unzulässig hohe Leistung von Leuchtmitteln in Leuchten usw.). Diese Brände werden in der Regel nur durch die von den Geräten erzeugte Wärme verursacht, ohne dass ein elektrotechnischer Defekt vorliegt.
Zu erwähnen sind an dieser Stelle auch die vielen Laieninstallationen bzw. unsachgemäß ausgeführten Arbeiten an elektrotechnischen Einrichtungen, die ggfs. zu Bränden führen können. Als ein Beispiel von vielen kann hier die unfachmännische Leitungsverlegung genannt werden, bei der es immer wieder vorkommt, dass nicht geeignete Befestigungsmittel verwendet werden. Auch an durch Laien hergestellte Leitungsverbindungen findet man oftmals mangelhaft ausgeführte Konstruktionen, die nicht über den notwendigen Kontaktdruck verfügen und somit bei entsprechender Strombelastung zwangsläufig eine lokale Aufheizung zur Folge haben.
Ebenso können brandkritische Situationen in der Elektroinstallation durch Einsetzen provisorisch überbrückter Schmelzsicherungen entstehen, mit der Folge, dass die erforderliche zeit-/ stromgesteuerte Abschaltfunktion nicht mehr gewährleistet ist.


Blitzschlag

Bei Blitzeinschlägen können folgende Entzündungsmöglichkeiten auftreten:

a) die direkte Brandzündung von brennbaren Stoffen durch die thermische Energie des Blitzes,
b) Überspannungsschäden mit thermischen Zerstörungen an elektrischen Leitern und Bauteilen


Eine aktuelle Studienarbeit der Fachhochschule Aachen gibt unter Berücksichtigung der Ortungsgenauigkeit des Blitzortungssystems BLIDS Entfernungen zwischen Blitzeinschlagsort und Schadensort an, bis zu denen noch eine signifikante Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Schaden durch Blitzschlag verursacht wird und zwar unter Zugrundelegung der


Bebauungsdichte:

a.) dichte und lockere Bebauung (Stadt/Vorstadt) - 1500 m
b.) Dorf - 2000 m
c.) einzelstehende bauliche Anlage (z. B. Gehöft) - 3000 m

(Quelle: „Hilfestellungen zur einfachen Beurteilung von Blitz- und Überspannungsschäden in der Schadensregulierung“ - FH Aachen / 2007)


Entladungsvorgänge nach statischer Aufladung

Bei Entladungsvorgängen statisch aufgeladener Körper kann es zur Ausbildung von Entladungsfunken kommen. Durch diese Funkenbildung dürfte aufgrund des geringen Energieinhaltes kein brennbares Material in fester Form zur Entzündung gebracht werden. Allerdings kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Energie ausreicht, ein anstehendes Gas-Luft-Gemisch innerhalb seiner Zündgrenzen zu zünden.


Statistische Angaben

Gesicherte statistische Angaben über die Anzahl der elektrisch gezündeten Brände liegen hier nicht vor. Während bewiesene vorsätzliche und fahrlässige Brandstiftungen objektiv nach Abschluss von Ermittlungsvorgängen in Kriminalstatistiken erfasst werden, bleibt in anderen Fällen die Ursache gelegentlich offen. Hierzu ist anzumerken, dass das Brandgeschehen oftmals derart spurenzerstörend wirkt, dass die Ursachenfeststellung erheblich erschwert wird und in manchen Fällen eine eindeutige Brandursache nicht mehr zugeordnet werden kann. Trotzdem lassen sich bei entsprechender Erfahrung und durch den Einsatz geeigneter Hilfsmittel selbst im Falle stärkster Objektzerstörung oftmals doch noch Brandursachen klären, was bei erster Sichtung solcher Brandobjekte kaum noch für möglich gehalten wurde.
In Nordrhein-Westfalen resultiert die Einteilung der Brandursachen aus ersten Einschätzungen der Feuerwehr, die nach hiesigem Kenntnisstand vor der polizeilichen Brandursachenermittlung abgegebenen werden.
Die nachfolgenden Tabellen 1 bis 3 stammen aus dem Jahresbericht über das Brandschutzwesen, herausgegeben vom Ministerium für Inneres und Kommunales NRW und enthalten für die Jahre 2006 bis 2009 jährlich:




Einsätze der Feuerwehr.
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Brandobjekte





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