Periodische Kontrolle öffentlicher Beleuchtungsanlagen

Obschon sie mit Niederspannung betrieben werden, sind öffentliche Beleuchtungsanlagen explizit vom Wirkungsbereich der NIV ausgenommen. Sie werden direkt aus dem öffentlichen Verteilnetz gespeist und stehen meist unter der Obhut von Netz-, Strassen- oder Tunnelbetreibern. Die Aufsicht unterliegt dem ESTI. Die Starkstromverordnung gibt den rechtlichen Rahmen vor, nach dem die periodische Kontrolle gemäss Art. 18 Starkstromverordnung mindestens alle fünf Jahre erfolgen muss. Ebenfalls sind Kontrollen nach Neuinstallationen erforderlich, nach dem Austausch von Leuchten oder Kabeln sowie nach Veränderungen im Netz, wenn diese z. B. die Leitungsführung, Transformatoren oder Schutzorgane betreffen. Verantwortlich für die Sicherheit, Kontrollen und Dokumentation ist der Betriebsinhaber. Für die Kontrolle von öffentlichen Beleuchtungsanlagen sind die folgenden Dokumente relevant: die ESTI-Weisung Nr. 244 «Kontrolle und Instandhaltung von Beleuchtungsanlagen für Strassen und öffentliche Plätze», die SNG 49100-1019b «Schutzmassnahmen und Kontrolle von öffentlichen Beleuchtungsanlagen» sowie die Normen der SN EN 60598er-Reihe für die Leuchten selbst.

Besonderheiten und Herausforderungen

Öffentliche Beleuchtungen werden häufig direkt aus Transformatorenstationen, aus Verteilkabinen oder in einzelnen Fällen aus Hausinstallationen gespeist. Die Leitungsführung verläuft meist strang- oder ringförmig über grössere Distanzen, wobei die Leitungen auf den Kandelabern abgeschlauft werden. Diese Struktur bringt insbesondere im Hinblick auf die Schutzmassnahmen einige Herausforderungen mit sich. Lange Leitungen führen zu hohen Schleifenimpedanzen und entsprechend kleinen Kurzschlussströmen an den entferntesten Anlageteilen. Die metallenen Beleuchtungsmasten sind berührbare, leitfähige Teile und bergen insbesondere dann ein Gefährdungspotenzial, wenn gleichzeitig andere Objekte mit Verbindung zum Erdboden berührbar sind, z. B. Zäune, Signalmasten oder Geländer.

Ablauf einer Kontrolle

Wie bei jeder elektrischen Anlage wird die Sicherheit mittels Sichtprüfung, Erproben und Messen kontrolliert und dokumentiert.

Ein wesentlicher Bestandteil der Kontrolle ist die Überprüfung der Anlagedokumentation. Es müssen Werkleitungs- und Stromlaufpläne vorhanden sein, um Speisungen, Leitungsverläufe und Schutzorgane nachvollziehen zu können. Zur Dokumentation gehören auch Konformitätserklärungen, Aufschriften an Kandelabern, Angaben zu den Kontrollberechtigten und den durchzuführenden bzw. durchgeführten Kontrollen sowie Anweisungen zur Instandhaltung und zur Berechnung der Windlast.

Bei der Sichtprüfung am Kandelaber selbst sind die folgenden Punkte zu beachten:

• Schutz gegen direktes Berühren (Basisschutz)
• Zugang und Zustand der Türen sowie deren Verschluss
• Korrosion, Verschmutzung, mechanische Beschädigungen und Standsicherheit
• Kennzeichnung und Aufschriften
• Schraubenkontrolle

Diese Messungen sind Pflicht

Als Erstes werden die Schutzleiterverbindungen an der Leuchte mittels Niederohmmessung geprüft. Danach misst man den Isolationswiderstand. Ist dieser über die ganze Beleuchtungsanlage grösser als 1 MΩ, kann auf weitere Isolationsmessungen verzichtet werden. Wird jede Leuchte einzeln gemessen, muss der Isolationswiderstand pro Leuchte mindestens 2 MΩ betragen.

Mittels Schleifenimpedanzmessung werden der Kurzschlussstrom ermittelt und die automatische Abschaltung im Fehlerfall überprüft. Die Abschaltzeit für öffentliche Beleuchtungsanlagen beträgt 5s. Der gemessene Wert wird protokolliert, mit einem Sicherheitsfaktor von 0,66 multipliziert und mit der Auslösekennlinie des vorgeschalteten Überstrom-Schutzorgans verglichen.

Gegen Ende der Leitungen werden die Kurzschlussströme immer kleiner. Bei knappen Werten empfehlen sich die folgenden Massnahmen:

• Anpassung der Vorsicherung: Nach der Umstellung von Beleuchtungsanlagen auf LED-Technik sind die Betriebsströme wesentlich kleiner als zuvor. Je nach Leistung und Anzahl Leuchten pro Stromkreis kann der Leitungsschutzschalter deshalb um eine oder zwei Stufen kleiner gewählt werden. Eine Anpassung auf LS mit Charakteristik B sorgt für eine raschere Abschaltung bei hohen Schleifenimpedanzen.
• Separate Absicherung in Verteilkabinen: Bei einer Unterteilung der Stromkreise und bei deren separater Absicherung in Verteilkabinen können für entsprechend weniger Leuchten pro Stromkreis kleinere Überstrom-Schutzorgane gewählt werden, die auch bei kleineren Kurzschlussströmen zuverlässig abschalten. In einem solchen Fall ist die Anlagedokumentation besonders wichtig. Aus Beschriftungen und Schaltplänen muss eindeutig ersichtlich sein, wo welche Leitung herkommt und wo sich die zugehörige Schutzeinrichtung befindet.
• Anpassung der Zuleitung: Häufig werden Beleuchtungsanlagen ringförmig verkabelt, wobei sich ein Ende isoliert in einer Verteilkabine befindet. Durch ein Auftrennen des Rings und eine Einspeisung von einer anderen Verteilkabine her kann sich die Schlaufenimpedanz verringern und der Kurzschlussstrom am letzten Kandelaber infolgedessen grösser werden. Aber Achtung: Eine sichere Trennung der Stromkreise muss in jedem Fall gewährleistet sein. Auch in diesem Fall ist eine präzise Anlagedokumentation unerlässlich. Angaben zum Standort der Vorsicherung und des Speisepunkts sind an jedem Kandelaber anzubringen, um das Freischalten für Wartungsarbeiten zu erleichtern.
• Weitere Massnahmen: Zusätzliche lokale Erder oder ein isolierter Standort können den Schutz verbessern. Diese Massnahmen sind jedoch nicht immer praktikabel. Wenn möglich ist der Fehlerschutz durch eine automatische Abschaltung im Fehlerfall sicherzustellen. Ist dies nicht machbar, kann auch die Fehlerspannung gemessen werden, die nicht grösser als 100 VAC sein darf. In diesem Fall muss die Abschaltung innert 120 Sekunden erfolgen.

Bei einer Verkleinerung der Überstrom-Schutzeinrichtung ist besonders bei LED-Beleuchtungssystemen auf die Stromspitzen beim Einschalten zu achten. Sind diese zu hoch, schaffen Leuchten Abhilfe, die langsam hochdimmen. Auch speziell für LED geeignete Schaltgeräte können zur Vermeidung von zu hohen Einschaltspitzen eingesetzt werden.

Messung der Fehlerspannung

Reicht der Kurzschlussstrom nicht aus, um das vorgeschaltete Überstrom-Schutzorgan innert fünf Sekunden auszulösen, kann die Fehlerspannung ermittelt werden. Da sich die Spannungen entsprechend der Widerstände aufteilen, kann im schlechtesten Fall bei einer Fehlerspannung von 100 V eine Berührungsspannung von 50 V abgegriffen werden. Die Fehlerspannung wird mit Hilfe einer Messsonde ermittelt, die für drei Messungen in einem Umkreis von ca. 1,75 Meter um den betreffenden Kandelaber ins Erdreich gesteckt wird. Der schlechteste, also der höchste gemessene Spannungswert wird protokolliert.

Sonderfall Steckdosen

Oft werden Steckdosen für Weihnachtsbeleuchtungen u. ä. an Kandelabern angebracht. Befindet sich eine Steckdose in einer Höhe von mehr als von 2,5 Metern ab Standfläche und werden die daran eingesteckten Betriebsmittel oberhalb dieser Höhe montiert, kann auf einen Schutz durch Fehlerstrom-Schutzschalter (RCD) verzichtet werden. Ist die Steckdose hingegen unterhalb einer Höhe von 2,5 Metern angebracht oder werden die eingesteckten Betriebsmittel unterhalb dieser Höhe betrieben, ist die Steckdose mit einem RCD IDn 30mA zu schützen. Grundsätzlich empfiehlt es sich, sämtliche Steckdosen an Kandelabern mit RCD zu schützen. SRCD (Sidos)-Steckdosen sind für diesen Zweck gut geeignet. Bei der Prüfung der Kandelaber sind die Fehlerstrom-Schutzschalter ebenfalls zu testen.

Aufgrund der möglichen Witterungsbedingungen empfiehlt es sich, bei der Wahl der Steckdosen an Kandelabern und entsprechend auch der Stecker an Weihnachtsbeleuchtungen auf das IP55-Steckersystem nach SN441011 zu setzen, das den IP-Schutz auch im gesteckten Zustand sicherstellt.

Fazit

Die Kontrolle von öffentlichen Beleuchtungen betrifft viele Aspekte der Elektrosicherheit. Und wie bei jeder elektrischen Anlage fusst die Sicherheit und Zuverlässigkeit nicht primär auf dem einen oder anderen Normenartikel, sondern auf dem verantwortlichen Handeln von Fachpersonen bzw. auf deren Verständnis der möglichen Gefahren, auf ihrer Kompetenz in der Anwendung von Methoden zur Überprüfung sowie ihrer Kenntnis der zu ergreifenden Massnahmen.