Zentralbatteriesysteme sorgen für normkonforme Sicherheitsbeleuchtung

Wurden in Ihrem Betrieb in der vergangenen Woche alle Sicherheitsleuchten kontrolliert und das Prüfergebnis dokumentiert? Spätestens dann, wenn infolge eines Unfalls Mitarbeiter zu Schaden gekommen sind, hat diese Frage besondere Relevanz. Denn Dunkelheit schürt Ängste – nicht zuletzt deshalb, weil der Mensch die meisten Informationen über seine Umgebung über seine Augen aufnimmt. Fällt in einem Gebäude oder einer Industrieanlage der Strom aus, müssen Personen den kürzesten Weg aus der Gefahrenzone finden. Auch deshalb fordert das internationale Regelwerk die Installation einer netzunabhängigen Notbeleuchtung: grün-weiße Sicherheitszeichen weisen den Weg, Sicherheitsleuchten sorgen für die Ausleuchtung. In Europa sind die Anforderungen an die Beleuchtung von Rettungswegen bei einer Störung der Stromversorgung in EN 50172 beschrieben, die Vorgaben zum Arbeitsschutz lassen sich in EN 12464 nachlesen. Neben der fachgerechten Installation hat der Betreiber allerdings auch die Pflicht, die Sicherheitsbeleuchtung regelmäßig zu inspizieren, zu prüfen und gegebenenfalls zu warten. Während EN 1838 lichttechnische Anforderungen an die Sicherheitsbeleuchtung beschreibt, sind die elektrischen Anforderungen an Leuchten für Notbeleuchtung in EN 60598-2-22 geregelt.

In Anbetracht der Tatsache, dass etwa jede fünfte Leuchte in einer Industrieanlage Teil der Sicherheitsbeleuchtung ist, lässt sich der Aufwand für die regelmäßige Prüfung unschwer erahnen. Das Regelwerk fordert eine tägliche Sichtprüfung der zentralen Stromversorgung und für batteriegestützte Systeme mindestens wöchentlich die Prüfung unter Zuschaltung der Stromquelle für Sicherheitszwecke. Dabei muss die Funktion jeder einzelnen Leuchte geprüft werden. Der Betreiber der Anlage muss zudem eine Person benennen, die das Prüfbuch führt, in dem die regelmäßigen Prüfungen dokumentiert werden. Die Prüfbücher müssen vier Jahre rückwirkend vorgelegt werden können.

Spätestens hier tritt ein wesentlicher Nachteil von Sicherheitsleuchten mit Einzelbatterieversorgung zu Tage. Trotzdem sind diese in der Prozessindustrie in vielen Regionen der Welt und insbesondere auch in der Öl- und Gasindustrie nach wie vor sehr beliebt. Das liegt vor allem daran, dass die Leuchten komplett autark sind und sich durch eine hohe Verfügbarkeit auszeichnen – selbst dann, wenn das Versorgungskabel zerstört wird. Doch einzelbatterieversorgte Leuchten sind wartungsintensiv und entziehen sich einer automatisierten Prüfung und Prüfungsdokumentation. Das Regelwerk fordert für diese Leuchten Batterien einzusetzen, die bei Normbedingungen mindestens vier Jahre halten. In Prozessanlagen sind „Normbedingungen“ (20 °C) aber eher die Ausnahme. Zu hohe oder zu niedrige Umgebungstemperaturen haben zur Folge, dass die Lebensdauer der Batterie deutlich sinkt – oft auf drei oder gar zwei Jahre. Und spätestens hier beginnt für die Betreiber der Stress, denn die Batterie kann in der Regel nicht ohne weiteres im laufenden Betrieb getauscht werden. In explosionsgefährdeten Bereichen muss das Anlagensegment zunächst gasfrei geprüft oder der Prozess gestoppt werden. Weil dies mit einem hohen Aufwand oder hohen Kosten verbunden ist, wird versucht, die Wartung mit einem geplanten Anlagenstillstand zu verbinden – allerdings riskiert der Betreiber bei einem Ausfall von Sicherheitsleuchten dann bis zum Stillstand die Betriebssicherheit der Anlage.

Ein weiterer Aspekt ist der Aufwand, der bei Wartungsarbeiten entsteht: Häufig sind die Leuchten in großer Höhe installiert, sodass zunächst ein Gerüst gebaut werden muss. Die wöchentliche Prüfung von Sicherheitsleuchten mit Einzelbatterie ist simpel, aber dennoch mit Aufwand verbunden: Entweder muss das Anlagenpersonal vor Ort manuell einen Selbsttest auslösen, oder – im Falle von Leuchten mit automatischer Selbsttestfunktion – den Status einer LED an der Leuchte ablesen und im Prüfbuch vermerken.

Eine Alternative zur Sicherheitsleuchte mit Einzelbatterie sind zentral versorgte Notlichtsysteme. Ein Zentralbatteriesystem (ZBS) versorgt die Sicherheitsleuchten bei einem Stromausfall und überwacht deren Funktion kontinuierlich. Außerdem erlauben es ZBS Sicherheitsleuchten in die Allgemeinbeleuchtung einzubinden. Vor allem in explosionsgefährdeten Bereichen spart dies signifikant Kosten. Weil sich die Batterie nicht im Ex-Bereich sondern in einem Betriebsraum im sicheren Bereich befindet, sind die Investitions- und auch Wartungskosten insgesamt vergleichsweise niedrig. Zudem haben die dort eingesetzten Batterien unter Normbedingungen eine Lebensdauer von mindestens zehn Jahren – und Normbedingungen werden in einem elektrischen Betriebsraum mit Raumluftanlage eher erreicht, als vor Ort in der Anlage.

Zentralbatterieanlagen von R. STAHL können bis zu 60 Leuchtenkreise versorgen, wobei der Zentralrechner wiederum bis zu 63 Zentralbatterieanlagen steuern kann. Insgesamt sind so 3.600 Leuchtenkreise mit jeweils 750 W Leistung möglich. Ein wesentlicher Vorteil ist die einfache Programmierung und Inbetriebnahme der Anlage. Über Adressmodule in den Leuchten lassen sich sogar verschiedene Notlichtszenarien erstellen. R. STAHL hat dazu jüngst ein Adressmodul für Zone 1 und 2 vorgestellt, das nicht mehr über klassische Drehschalter parametriert werden muss, sondern dessen Adresse über einen QR-Code am Gehäuse per Scan gelesen wird. Dadurch kann die Sicherheitsleuchte anschließend in der Software der Zentralbatterieanlage sehr einfach parametriert werden.

Zentralbatteriesysteme sind allerdings nicht mit unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen (USV) gleichzusetzen. Während Letztere die Sicherheitsleuchten bei einem Stromausfall weiter bei gleicher Leistung mit Wechselstrom versorgen, stellen Zentralbatteriesysteme in diesem Fall einen Gleichstrom bereit. Über eine AC/DC-Kennung in den Leuchten senken diese ihre Leistung auf zulässige 50 Prozent. Dadurch können die Batterien deutlich kleiner dimensioniert werden.

Ein wesentlicher Vorteil gegenüber USV und auch gegenüber Leuchten mit Einzelbatterie ist jedoch die automatische Überwachung. Sowohl das Überprüfen des Funktionsstatus der Leuchte als auch das Erstellen eines normkonformen elektronischen Prüfbuchs übernimmt die Zentralbatterieanlage vollautomatisch. Einmal pro Jahr muss zudem die Kapazität der Batterien geprüft werden – diese Aufgabe wird in der Zentralbatterieanlage ebenfalls programmgesteuert erledigt.

Ein immer wieder geäußertes Argument gegen Zentralbatterieanlagen betrifft die Verkabelung: Würde diese im Brandfall zerstört, käme es zum Komplettausfall der Sicherheitsbeleuchtung. Allerdings fordert die Norm, dass die Versorgungsleitungen geschützt verlegt und den Anforderungen der Brandschutzklasse F30 entsprechen müssen, wenn definierte Brandabschnitte gekreuzt werden. Das bedeutet, dass die Kabel einem Feuer mindestens 30 Minuten widerstehen, ohne wesentliche Funktionseigenschaften zu verlieren. Zudem sind die Kabel heute deutlich günstiger, als beispielsweise noch vor 20 Jahren.