Lichtbogenfehler
Englisch: arc fault
Ein unerwünschter und unkontrollierter Lichtbogen zwischen einem Leiter durch Luft oder anderes Gas zu einem geerdeten Leiter oder einer anderen Spannungsphase.
Lichtbogen: unkontrollierte Funkenbildung, die Brände auslösen kann
Ein Lichtbogen entsteht, wenn Strom zwischen zwei Leitern über einen Luftspalt springt und einen leuchtenden Plasmakanal bildet. Das passiert, wenn die Isolation beschädigt ist, Drähte gebrochen sind oder Verbindungen korrodieren und dadurch ein Weg mit niedrigem Widerstand durch Luft oder ein anderes Gas entsteht. Der Lichtbogen erzeugt an der Kontaktstelle Temperaturen über 1.000 Grad Celsius, genug um umgebende Materialien wie Holzrahmen, Isolierungen oder Staub zu entzünden.
Lichtbögen unterscheiden sich von Kurzschlüssen. Ein Kurzschluss ist eine durchgehende Verbindung zwischen zwei Leitern mit unterschiedlichem Potential; ein Lichtbogen wird durch Luft getrennt und zeichnet sich durch zeitweiliges Funkensprühen aus. Das macht Lichtbögen für Standardschutzschalter schwerer zu erkennen, da der Strom eher schwankt als plötzlich zu spitzen. Ein Lichtbogen von 15 Ampere bei 120 Volt kann Holz oder Gipsplatten trotzdem entzünden.
Lichtbogenschutzschalter, oder AFCIs, sind Schutzgeräte, die diese Ereignisse erkennen und in Millisekunden unterbrechen. Sie überwachen die Wellenformverzerrung durch Lichtbogenbildung und lösen den Schutzschalter aus, wenn charakteristische Muster auftreten. Elektrische Vorschriften für Wohngebäude schreiben AFCI-Schutz auf den meisten Stromkreisen vor, besonders an Steckdosen in Schlafzimmern und Bereichen, wo Kabel beschädigt werden können.
Häufige Ursachen sind beschädigte Verlängerungskabel, eingeklemmte Romex-Leitungen in Wänden, korrodierte Aluminiumverbindungen und fehlerhafte Geräteleitungen. Schlafzimmerbrände durch Lichtbögen waren der Hauptgrund für AFCI-Vorschriften ab den 1990er Jahren. Lichtbögen können lange einsetzen, bevor sie sichtbar werden; eine fehlerhafte Verbindung kann über Wochen hinweg zeitweilig funken, bevor es zu einer Entzündung kommt.
Reihenlichtbögen, bei denen Strom durch einen unterbrochenen Leiter fließt, statt zur Erde zu springen, sind besonders gefährlich, da sie weniger Wärme und weniger Strom erzeugen als Parallellichtbögen (wo ein Leiter Erde berührt). Reihenlichtbögen lösen einen konventionellen Schutzschalter möglicherweise nie aus, weshalb ihre Erkennung die Hauptanwendung der AFCI-Technologie ist.