Lichtbögen entstehen nur, wenn Mängel an sicherheitsrelevanten Teilen auftreten und unerkannt bleiben. Das können Beschädigungen der doppelten Isolierung an mehreren Stellen sein oder erhöhte Übergangswiderstände an einer beschädigten Steckverbindung. Während die Isolationsüberwachung des Wechselrichters in den meisten Fällen ausreichend Schutz vor parallelen Lichtbögen bietet, sind serielle Lichtbögen nicht so einfach zu identifizieren. Durch sachgerechte Montage kann deren Entstehung verhindert oder der Schaden zumindest minimiert werden. Der ZVEH hat gemeinsam mit dem Bundesverband Solarwirtschaft und weiteren Partnern dafür Empfehlungen erarbeitet, die jetzt in einem achtseitigen Merkblatt veröffentlicht wurden.
Leitungskanäle verwenden
Leitungskanäle bieten einen sicheren Schutz gegen mechanische Belastungen der Leitungen. Dabei soll es keine scharfen Kanten an den Enden von Kabelkanälen oder Kabelgittern sowie bei Umlenkungen und Abzweigungen geben, denn diese können die Isolation der Leitungen beschädigen. Eine Binsenweisheit – dennoch in der Praxis häufig missachtet.
Metallische Kabelkanäle können zusätzlich dazu beitragen, die Auswirkungen von Lichtbögen zu minimieren, da sie keine zusätzlichen Brandlasten darstellen. Flexible Leitungen müssen bei fester Verlegung mechanisch und vor Umwelteinflüssen geschützt verlegt werden. Diese in der DIN EN 50565-1 definierte Anforderung gilt auch bei Photovoltaikleitungen (DIN EN 50618).
Biegeradien beachten
Von den Herstellern vorgegebene Biegeradien müssen eingehalten werden. Sonst wird die Isolation zu stark belastet. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen bricht dann die Isolierung. Auch bei der Montage der Leitungen an Generatoranschlusskästen, Anschlussdosen, Steckern und Verteilern muss der Biegeradius ausreichend sein. Bei quer montierten Modulen sollte vorher geschaut werden, ob die Module mit ausreichenden Leitungslängen geliefert werden. Können Biegeradien durch zu kurz gelieferte Anschlusskabel nicht eingehalten werden, gilt das als gravierender Mangel mit entsprechenden Haftungsfragen.
Bei Umlenkungen von Leitungsbündeln sind unterschiedliche Leitungslängen erforderlich, das muss der Installateur bereits im Vorfeld bedenken und entsprechend planen. Zulässige Biegeradien sind in der Richtlinie VDE 0100-520 für die Außendurchmesser der Leitung aufgeführt.
Leitungen befestigen
Um Leitungen vor mechanischer Überbeanspruchung zu schützen, werden sie befestigt. Zusätzlich soll das Scheuern und damit der Abrieb der Isolierung verhindert werden. Auf keinen Fall darf die Isolierung durch die Befestigung beschädigt werden. Diese Vorgaben können in der Regel nur geeignete Halterungen erfüllen.
Kabelbinder eignen sich daher nur zum Fixieren, nicht für die Lastabführung. Es dürfen nur Kabelbinder verwendet werden, die für die Verwendung im Freien freigegeben sind.
Von den Herstellern angegebene Befestigungsabstände müssen eingehalten werden. Prinzipiell gilt: Leitungen müssen ausreichend zugentlastet werden, und sie dürfen nie unter mechanischer Spannung verlegt werden.
Zugentlastungen gewährleisten
Zugentlastungen schützen Anschlüsse vor mechanischer Überbelastung. In Steckern oder der Modulanschlussdose sind diese bereits häufig integriert. Allerdings können sie nur begrenzt Kräfte aufnehmen. Darüber hinaus auftretende Lasten müssen durch die Verlegeart aufgenommen werden.
Stecker müssen entsprechend den Herstellervorgaben gesteckt werden. Sie dürfen nicht unter mechanischer Spannung montiert werden und nicht dauerhaft unter Wasser stehen. Ebenso sollten sie keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt sein. Zudem sollten die Steckverbinder zugänglich sein, um sie von Verschmutzungen und Moosbildung zu befreien.
Lichtbögen können brennbare Dachbahnen und die darunterliegende Dämmung bei direktem Kontakt in Brand setzen. Deshalb sollte bereits bei der Planung geprüft werden, ob nichtbrennbare Dachbahnen und Dämmungen eingesetzt werden können. Ist das nicht möglich, muss der Einfluss eines Lichtbogens durch dauerhaft ausreichenden Abstand zwischen Leitung und Dachhaut verhindert werden.
Dacheinführung schützen
Werden Kabel ins Gebäude eingeführt, dürfen sie nicht über scharfe Kanten verlegt werden. Hier sind die Flachdachrichtlinie des Dachdeckerhandwerks und die DIN 18531-1 zu beachten.
Maximalabstände der senkrechten Leitungsbefestigungen werden in der VDE 0100-520 empfohlen. Kabelbinder sind zur Schwerkraftentlastung nicht zulässig. Die Fläche aller Leiterschleifen soll so gering wie möglich gehalten werden, um induzierte Spannung durch Blitzschlag zu verringern. Direkt vor der Dacheinführung wird jedoch empfohlen, Plus- und Minus-Leiter in einem Abstand von fünf bis zehn Zentimetern getrennt ins Gebäude zu führen. Eine Brandabschottung ist generell sinnvoll. So wird ein Zündschnureffekt verhindert.
Schaltschränke sicher aufbauen
Generatoranschlusskästen müssen den Anforderungen der IEC 61439-2 und der dazugehörigen Anhänge entsprechen. Leitungen müssen fachgerecht verbunden werden sowie die Plus- und Minusseite in den GAK und anderen Anschlusskästen getrennt werden. Erhöhte Übergangswiderstände durch schlechte Verbindung führen zu Überhitzungen der Klemmstelle. Zugfederklemmen ermöglichen eine dauerhaft sichere Verbindung. Da sie häufig ohne Aderendhülse verwendet werden, dürfen beim Einführen von Litzen in die Klemme keine Einzeladern abspleißen.
Geeignete Bauteile verwenden
Für Leitungen sind einadrige Kabel mit der Kennzeichnung PV1-F beziehungsweise H1Z2Z2-K zu verwenden. Sollten als Strang- oder DC-Hauptleitungen andere Leitungen verwendet werden, müssen diese erd- und kurzschlusssicher ausgeführt werden. Steckverbinder müssen der DIN EN 62852 entsprechen. Die Gegenstücke müssen vom gleichen Typ und Hersteller sein.
Kabelkanäle und Installationsrohre müssen für die Außenanwendung geeignet sein. Für Kabelkanäle sollte der Hersteller einen entsprechenden Kantenschutz anbieten. Bevorzugt sind metallene Kabelführungssysteme zu verwenden und korrosionsbeständig auszuführen. Kanäle aus Kunststoff sollen witterungsbeständig sein und vor UV- und Ozonbelastung schützen.
Kabelverbinder sind als Leitungsbefestigung nicht geeignet. Sie dürfen nur zur Fixierung von Leitungen verwendet werden. Für die Befestigung sollen geeignete Kabelschellen, Klipps oder Ähnliches verwendet werden.
Detektoren können Fehlalarm geben
Können brennbare Dachuntergründe nicht durch andere Maßnahmen geschützt werden, können Lichtbogendetektionssysteme Serienlichtbögen durch Abschaltung einzelner Stränge oder Module unterbrechen. Allerdings sind Fehldetektionen möglich, deshalb ist dem Betrieb dieser Geräte besonderes Augenmerk zu schenken. Für den US-amerikanischen Markt existiert bereits ein Standard, ein deutscher Standard wird gerade erarbeitet.
Die Isolation wird stark belastet, wenn Biegeradien nicht eingehalten werden – wie hier bei den Steckern.
Hat ein Leitungskanal Grate, drohen Isolationsschäden. Solche Kanten müssen entgratet werden. Zudem wird ein Kantenschutz empfohlen. Im Bereich von Kanten und Umlenkungen können Leitungen auch mit Kunststoffrohren zusätzlich geschützt werden.
Bei quer montierten Modulen müssen die Leitungslängen ausreichen, um die Biegeradien einzuhalten. So werden zusätzliche Zugbelastungen vermieden.
Bei Umlenkungen von Leitungsbündeln sollen unterschiedlich lange Leitungen schon im Vorfeld geplant werden.
