Brandzündung durch elektrische Energie
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Brandzündung durch elektrische Energie
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 zunehmenden 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.
Quelle: LKA NRW
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 kann es
z. B. durch Zutritt von Feuchtigkeit zu Fehlerströmen (Kriechströmen) kommen, die eine lokale Aufheizung bewirken und infolgedessen brandursächlich sein können. Solche Isolationsfehler sind aber auch geeignet, sich in Langzeitprozessen bis zum vollkommenen Erd- oder Kurzschluss mit Lichtbogenbildung zu entwickeln und dadurch ein Brandgeschehen auszulösen. Gelegentlich wurden auch Kondensatordurchschläge als Brandursache nachgewiesen.
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 (Elektrische 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 (unvollkommener Kurzschluss). Fließen derartige Fehlerströme zwischen Außenleiter und Neutralleiter, so bietet auch der Fehlerstromschutzschalter keinen allumfassenden Schutz.
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 erhöhten Übergangswiderstandes aufgeheizt.
Im ungünstigsten Fall stellt sich Funkenbildung mit entsprechender Wärmeentwicklung ein, wenn kleinste Luftstrecken übersprungen werden, mit der Folge, dass Erosionsprozesse stattfinden und sich die Kontaktgabe dadurch weiter verschlechtert. Befinden sich im näheren Bereich dieser erhitzten Stellen brennbare Materialien, besteht natur¬gemäß Brandgefahr. Erwähnt sei an dieser Stelle insbesondere der Betrieb leistungsstarker Verbrauchsgeräte wie z. B. Waschmaschinen oder Trockner an Steckdosenleisten, die gelegentlich durch übermäßige Kontakterwärmung in Brand geraten. Siehe: Negativbeispiele.
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 (Heizöfen, Friteusen, Kaffeemaschinen 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.
Unvorschriftsmäßige 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 Leuchten, Zustellen von Abluftöffnungen an Nachtspeicheröfen, unzulässig hohe Leistung von Leuchtmitteln 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 bei den Leitungsverbindungen findet man die abenteuerlichsten Konstruktionen, die oftmals den erforderlichen Kontaktdruck vermissen lassen und somit bei ent¬sprechender 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 wird aufgrund des geringen Energieinhaltes kein brennbares Material in fester Form zur Ent¬zündung gebracht. Allerdings kann die Energie ausreichen, ein anste¬hendes 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 sich in manchen Fällen eine eindeutige Brandursache nicht mehr zuordnen läßt. 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 Innenministerium NRW und enthalten für die Jahre 2004 bis 2006 jährlich
- die Einsätze der Feuerwehr - Tabelle 1
- die Brandobjekte - Tabelle 2
- die Brandursachen - Tabelle 3
Nach Tabelle 3 hätten beispielsweise die elektrischen Brandursachen ohne Blitzschlag im Jahr 2006 einen Anteil von rd. 5 % am Gesamtaufkommen.
Einsätze der öffentlichen Feuerwehren in NRW
. . . . . . . . . . . . . . . . . 2004 . . . . . . . .2005. . . . . . .2006
Brandeinsätze . . . . 39.027 . . . . . . 40.570 . . . . . 43.621
davon:
- Großbrände . . . . . . . . 1.106 . . . . . . 1.049 . . . . . 1.230
- Mittelbrände . . . . . . . . 4.100 . . . . . . 3.889 . . . . . 4.295
- Kleinbrände . . . . . . . . 33.821 . . . . . 32.682. . . . 38.096
- Tabelle 1
Brandobjekte ( NRW ). . . . . . . . . . . 2004 . . . . . . . . . 2005. . . . . . . . . .2006
Wohngebäude . . .. . . . . . . . . . . . . 11.397 . . . . . . . . 10.670 . . . . . . .11.536
Verwaltungs- und Bürogebäude. . . . . 930 . . . . . . . . . .885 . . . . . . . . . .870
Landwirtschaftliche Anwesen . . . . . . . 784 . . . . .. . . . .772 . . . . . . . . . .795
Industriebetriebe. . . . .. . . . . . . . . . . .1.555 . . . . . . . . 1.432 . . . . . . . . 1.630
Gewerbebetriebe . . . . . . . . . . . . . . . .2.425 . . . . . . . 2.471 . . . . . . . . 2.658
Theater, Lichtspieltheater,
Versammlungsräume. . . . . . . . . . . . . . . .620 . . . . . . . . . .378 . . . . . . . . . 540
Fahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.950 . . . . . . . . 4.695 . . . . . . . 4.342
Wald, Heide, Moor . . . . . . . . . . . . . . . 2.375 . . . . . . . .2.301 . . . . . . . 3.300
Sonstige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.227 . . . . . . . 14.311. . . . . . .15.110
Tabelle 2
Brandursachen (RW ) . . . . . . . . .2004. . . . . . . . . .2005. . . . . . . . .2006
Blitzschlag. . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 . . . . . . . . . . 134. . . . . . . . . 239
Selbstentzündung. . . . . . . . . . . . .595 . . . . . . . . . . 630 . . . . . . . . 734
Explosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 . . . . . . . . . . . .63 . . . . . . . . 138
Bauliche Mängel . . . . . . . . . . . . .353 . . . . . . . . . . . 207 . . . . . . . .282
Betriebliche und maschinelle
Mängel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.170 . . . . . . . . .1.636 . . . . . . . 1.706
Elektrizität. . . . . . . . . . . . . . . . . .2.054 . . . . . . . . .2.026 . . . . . . . 2.054
Sonstige Feuer, Licht- und
Wärmequellen . . . . . . . . . . . . . . .2.507 . . . . . . . . . .2.700 . . . . . . . 2.699
Vorsätzliche Brandstiftung. . . . . 4.457 . . . . . . . . .4.372 . . . . . . . . 3.975
Fahrlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . .4.494 . . . . . . . . 4.312 . . . . . . . . 4.591
Unbekannt . . . . . . . . . . . . . . . . .21.014 . . . . . . . .21.457 . . . . . . . 24.001
Quelle: Dipl. - Ing. Harald Urbig LKA - NRW . . . . 17.06.2008
