Am 23.5.2016 kam es zu einem Betriebsunfall in der ILS Bayreuth/Kulmbach. Hierbei wurde ein Mitarbeiter verletzt. Zum Einsatz kamen Feuerwehr und Technisches Hilfswerk.

Der BRK Kreisverband Bayreuth betreibt die Integrierte Leitstelle Bayreuth/Kulmbach seit 2011 mit Sitz an der Bayreuther Hauptfeuerwache. Sie vereint die ehemals getrennt agierenden Einrichtungen der Rettungsleitstelle Bayreuth (BRK), der Feuerwehreinsatzzentrale Bayreuth, sowie der drei erst- und nachalarmierenden Stellen der Freiwilligen Feuerwehren im Landkreis Kulmbach unter einem Dach.

Der Neubau der ILS entstand im Zuge der Erweiterung der Bayreuther Feuerwache in den Jahren 2010/2011 gemäß der rahmenkonzeptionellen Vorgaben des Freistaates Bayern für Integrierte Leitstellen (Musterleistungsverzeichnis).

Die ILS verfügt über eine in Anlehnung an die Risikomatrix nach Nohl und den Gefährdungsgruppen nach BGI/GUV-I 8700 ausgearbeitete Gefährdungsanalyse (GA), welche aus dem Juni 2014 datiert und seinerzeit erstmalig gemeinsam mit dem vertraglich kooperierenden Ingenieurbüro für Arbeitssicherheit (IB, extern) sowie Mitgliedern des Arbeitssicherheitsausschusses (ASA, intern) im BRK Kreisverband erstellt wurde.

Organisationsgrad von Arbeitssicherheit und Arbeitsschutz

Der ASA tagt im Kreisverband alle sechs Monate und umfasst neben den Funktions- und Leitungskräften auch die Personalvertretung, die Betriebsmedizinerin und das IB. Das IB übernimmt für die Leitstelle die Betreuung nach den §§ 5 und 6 Arbeitssicherheitsgesetz. Es führt gemeinsam mit der ILS alle 24 Monate die Gefährdungsbeurteilungen und Begehungen nach Arbeitsschutzgesetz und Betriebssicherheitsverordnung durch und stellt die Sicherheitsfachkräfte/Sicherheitsingenieure für die ILS. Zudem erfolgt durch das IB die Prüfung nicht ortsfester elektrischer Betriebsmittel gemäß DGUV Vorschrift 3 bzw. DGUV Vorschrift 4.

Die Erkenntnisse aus Arbeitssicherheit und Arbeitsschutz münden letztendlich im zunehmend an Bedeutung gewinnenden Risikoblickwinkel der DIN EN ISO 9001:2015a und stellen
somit den Input für den Plan-Do-Check-Act-Zyklus (PDCA) nach ­Deming zum Zwecke der kontinuierlichen Verbesserung von Struktur-, Prozess- und Ergebnisqualität dar.

Der technische Grundaufbau der Stromversorgung der ILS stellt sich wie folgt dar:

  • Ebene 1 – Regelstromversorgung Netzbetrieb (Einspeisung der Stadtwerke Bayreuth, 100A, öffentliches Stromnetz)
  • Ebene 2 – In sich redundante, permanente USV-Pufferung, Autonomiezeit lastabhängig ca. 180 – 200 Minuten
  • Ebene 3 – Hauseigene Netzersatzanlage (NEA, 68kVA Nennleistung – Bevorratung 1.000 Liter Dieseltreibstoff mit elektrischer und manueller Fasspumpe)
  • Ebene 4 – Fremdeinspeisung (bauseits vorbereiteter Anschlusskasten)

Die vierstufige Stromversorgung der ILS wird per Wartungs- und Servicevertrag jährlich durch den Hersteller gewartet, zuletzt im November 2015. In den Jahren 2012 und 2015 wurde zudem durch einen öffentlich bestellten und vereidigten Sachverständigen für elektrische Niederspannungsanlagen, Leistungs- und EDV-Elektronik ein Power-Audit für Erdung, Schirmung und Potentialausgleich durchgeführt (messtechnische Online-Überprüfung der Netzersatz- und USV-Anlage samt zugehöriger Haus­installation). Diese Maßnahme ist immer wieder notwendig, da eine regelmäßige Prüfung der ortsfesten und ortsveränderlichen elektrischen Betriebsmittel und Anlagen in kritischen Infrastrukturen wie Rechenzentren und BOS-Leitstellen ohne abzuschalten auf herkömmlichen Wege nicht durchzuführen ist (Forderungen der DGUV Vorschrift 3 und TRBS 1201).

Monatlicher NEA-Probelauf

Blick in den NEA Raum mit nun fest verkabelter 125A-Steckverbindung (rechts), Kabeldurchführung (Hintergrund) und neuer Starterbatterie mit Ummantelung (Wanne).

Blick in den NEA Raum mit nun fest verkabelter 125A-Steckverbindung
(rechts), Kabeldurchführung (Hintergrund) und neuer Starterbatterie mit
Ummantelung (Wanne).

Der zweistufige monatliche Probelauf der hauseigenen NEA wurde turnusgemäß nach Checkliste vorbereitet (erst lastfrei, dann im Anschluss Test unter Last).

Nach der initialen Leckage-Inspektion durch einen unserer technischen Mitarbeiter und Information der diensthabenden ILS-Besatzung über den bevorstehenden Probelauf wurde festgestellt, dass sich die NEA nicht starten lässt.

Unfallhergang

Nach telefonischer Rücksprache mit einem Techniker des Herstellers wurde ein erneuter Startversuch unternommen, um die Messwerte im Anzeigeinstrument der NEA-Steuerung abzulesen (etwaige Fehlermeldungen, fraglicher Spannungsabfall der Starterbatterie).

Hierbei kam es im Steuerungs- und Betriebsraum der NEA plötzlich zu einer lauten Explosion. Eine Verformung der Batterie war bei der vorherigen Leckage-Inspektion nicht zu erkennen (äußerliche Unversehrtheit der Batterie).

Neben einem unkontrollierten Chemikalienaustritt (Evapora­tion der Batterieinhalte) und einer starken Rauchentwicklung kam es hierbei zu einer Druckwelle, infolge derer sich unser Mitarbeiter eine Perforation des Trommelfelles und Atemwegsreizungen zuzog. Das Verlassen des Raumes und die sofort durchgeführten Lüftungsmaßnahmen (Türe ins Freie) verhinderten das Auslösen der Rauchwarnmelder der hauseigenen Brandmeldezentrale und deren Brandfallsteuerungen.

Sofortmaßnahmen

Unmittelbar nach dem Vorfall wurde sofort die Feuerwehr ­Bayreuth mit dem Lösch- und Rüstzug der Ständigen Wache (im Haus) durch die ILS verständigt. Diese sicherte die Lage durch Abklemmen der Starterbatterie sowie weitere Lüftung des Gebäudes und reinigte das Maschinenumfeld der Batterie grob von der Säurekontamination. Die hierbei ins Freie verbrachte Batterie reagierte aufgrund der chemischen Bestandteile noch ca. 20 Minuten an der Umgebungsluft weiter, ehe die Reaktion zum Erliegen kam.

Erweitere Maßnahmen

Fremdeinspeisung: Anschlußkasten für Fremdeinspeisung durch das THW, zztl. modifiziert mit 25 m Starkstromanschlusskabel, 125A CEE-Stecker.

Fremdeinspeisung: Anschlußkasten für Fremdeinspeisung durch das THW,
zztl. modifiziert mit 25 m Starkstromanschlusskabel, 125A CEE-Stecker.

Da die Ebene 3 (hauseigene Netzersatzanlage) als Redundanz zur Versorgung durch das öffentliche Stromnetz vorerst nicht mehr zur Verfügung stand, wurde das Technische Hilfswerk alarmiert.

Planerisch ist vorgesehen eine externe Einspeisung (Ebene 4) immer dann herzustellen, wenn die öffentliche Stromversorgung nicht mehr zur Verfügung stehen sollte. Da für diesen Tag vom Deutschen Wetterdienst erneut Gewitter und Starkregen für das Bayreuther Stadtgebiet angekündigt war, entschieden sich die Verantwortlichen die Fremdeinspeisung vorsorglich in Betrieb zu nehmen.

Ca. 60 Minuten nach dem Ausrücken des THWs (Ortsverbände Kulmbach und Pegnitz – je ca. 30 km Distanz) mit deren Fachgruppen Beleuchtung/Notstrom 95kVA) stand einem Test der von Fachpersonal fertig verdrahteten Ebene 4 nichts mehr im Wege (vorherige Drehfeld- und Erdungsmessung). Hilfreich war hierbei die seinerzeit im August 2011 vor Inbetriebnahme der ILS beim ersten Praxistest mit den freundschaftlich verbundenen THW-Kameraden gemeinsam erstellte Checkliste „Fremd­einspeisung“.

Die am gleichen Tag kurzfristig vor Ort durch die ILS als Interimslösung baugleich beschaffte Batterie wurde bis zur nächsten Wartung in der hauseigenen NEA eingebaut. So stand auch einem erneuten Test der Ebene 3 am Tag des Unfalls nichts mehr im Wege.

Das öffentliche Stromnetz der Stadt Bayreuth stand während des Gewitters und der Starkregenfälle im Tagesverlauf ununterbrochen zur Verfügung, weshalb die Fremdeinspeisung durch das THW „nur“ präventiven Charakter entfaltete.

Organisatorische und bauliche Ableitungen für die Zukunft

  • Die ILS überarbeitete die vorhandene Checkliste monatlicher Probelauf und nahm den Punkt – Verschluss aller Wartungsklappen – nun explizit mit auf. Aufgrund des engen Personenkreises, der die Probeläufe und technische Betreuung der Anlage wahrnimmt, ist zu erwarten, dass diese organisatorische Maßnahme praktikabel umzusetzen ist.
  • Die ILS beauftragte den NEA-Lieferanten mit einer vorgezogenen Reinigung im Rahmen der turnusgemäßen Prüfung und Wartung (Korrosion d. Säurerückstände am Traggestell).
  • Der NEA-Lieferant prüfte gemeinsam mit dem NEA-Hersteller den Ersatz der ursprünglichen Batterie durch eine vom Hersteller für den ortsfesten Anlasser-Betrieb zugelassenen Batterie. Im Ergebnis dieser Prüfung wurde eine OGi-Blei-Block-Batterie nach DIN 40739 gewählt, die mit einem Rekombinationssystem ergänzt wurde. Sie entspricht damit den Forderungen der VDE 0100 und EN 50171. Das als externes Bauteil ausgeführte Rekombinationssystem besteht aus
    a) einem chemisch aktiven Edelmetallkatalysator, der die exotherme Rekombinationsreaktion ermöglicht und
    b) aus einer Wasserdampf-Rückführungseinrichtung.

Das ermöglicht, dass die bei der Ladung der Batterie durch Wasserzersetzung entstehenden Sauerstoff- und Wasserstoffgase innerhalb dieses geschlossenen Systems zu Wasserdampf rekombiniert und als Kondensat verlustfrei in die Batterie zurückgeführt werden.

  • Die NEA-Herstellerfirma wurde beauftragt zu prüfen, ob eine zweipolige Trennschaltung zwischen Batterie und Netzladegerät (Erhaltungsladung der Starterbatterie) sinnvoll ist, um die Spannung der Batterie (unbeeinflusst der anstehenden Ladungserhaltungsspannung) messen zu können, ohne dass die NEA-Steuerung hierfür stromlos geschalten werden muss. Ergänzung der Checkliste monatlicher Probelauf um „Spannungsprüfung der Starterbatterie vor lastfreiem Probelauf“.
  • Die NEA-Herstellerfirma wurde gebeten, den Hersteller der Batterie zu informieren. Die asservierte Batterie wurde in der ILS zwischengelagert und steht zur Analyse durch den Hersteller hinsichtlich deren Fertigungsqualität und etwaiger Mate­rialfehler zur Verfügung.
  • Die ILS beschaffte ein Starkstromkabel (25 m) mit 125A-Kraftstromstecker (CEE 125A nach IEC 60309), welches im bauseitigen Anschlusskasten der Fremdeinspeisung durch eine Fachfirma fest angeschlossen und im Haustechnikraum griffbereit gelagert wird. Dies minimiert den Zeitaufwand für die jeweilige händische Installation im künftigen Einsatzfall (Zeitersparnis ca. 15 Minuten).
  • Arbeitsschutz: Anschaffung von Säureschutzhandschuhen und Säureschutzbrille, griffbereite Lagerung in NEA- und USV-Betriebsraum der ILS. Ergänzung der vorhandenen Dispenser für „Ohrstöpsel“ (Einweg-Schaumstoff-Innohrstöpsel) durch einen wiederverwendbaren Kapselgehörschutz (wirksamer, höhere Schutzwirkung).
  • Die gemeinsam mit dem IB in einer abschließenden Fallbesprechung in der ILS erkannte Möglichkeit der baulichen Trennung von NEA-Steuerungs- und Betriebsraum wurde aufgrund der baulichen Gesamtsituation als zu kostenintensiv eingestuft und daher verworfen. Im Zuge einer Neubausituation wäre dieser praktischen Erkenntnis jedoch entsprechend Rechnung zu tragen.

Fazit

Dem glücklichen Umstand, dass intuitiv alle Wartungsöffnungen nach der Leckage-Inspektion wieder geschlossen wurden, ist es zuzuschreiben, dass es keine weiteren schlimmeren Verletzungen gab. Die handgroßen und scharfkantigen Fragmente der Batterie bohrten sich stattdessen in das schützende Kapselgehäuse der NEA (Schallschutzisolierung).

Graphik 1: „Four Phases of Emergency“ (eigene Darstellung des Verfassers).

Graphik 1: „Four Phases of
Emergency“ (eigene
Darstellung des Verfassers).

Es kam zu keinem Zeitpunkt zu einem Stromausfall, da die Ebene 1 (Regelstromversorgung Netzbetrieb) zum initial lastfreien Test nicht getrennt wird und die USV (Ebene 2) zudem permanent eine konstante Spannungsversorgung der wichtigen Infrastrukturen der ILS sicherstellt.

Die vier im angelsächsischen Sprachgebrauch seit den 1930er Jahren als „4 Phases of Emergency“ bekannten Phasen des Notfallmanagements lassen sich auch bei der Fallaufarbeitung herausarbeiten.

Sie korrespondieren in weiten Teilen mit dem Grundgedanken des PDCA-Zyklus aus dem Qualitätsmanagement.

  • Mitigation (Vorbeugung, proaktiv – vierstufiger Grundaufbau der Stromversorgung der ILS)
  • Preparedness (Notfallplanung, Training und Übung der Fremdeinspeisung, monatlicher NEA-Testlauf anhand von Checklisten)
  • Response (Maßnahmen im Einsatzfall, z. B. automatisierte Einschalt- bzw. Stromumschaltszenarien, Einsatz der Feuerwehr und des THW)
  • Recovery (Wiederherstellung, Rückkehr zum Normalzustand oder einer noch sichereren Ausgangssituaton für Folgefälle, z. B. vorbeschriebene bauliche und organisatorische Maßnahmen)

Unter der Vielzahl der Zuverlässigkeitsparameter von Bauteilen und Anlagen in der Sicherheitstechnik ist die Ausfallrate l(t)h-1 (Lambda, als die Anzahl der Ausfälle pro Zeit­einheit) eine wesentliche Kenngröße. Sie unterscheidet im zeitlichen Verlauf drei Phasen (Frühausfälle, konstante Zufallsausfälle und Spät- oder Verschleißausfälle).

Graphik 2: „Badewannenkurve“ der Bauteil- und Anlagensicherheit (ZVEI).

Graphik 2: „Badewannenkurve“ der Bauteil- und Anlagensicherheit (ZVEI).

Die Brauchbarkeitsdauer (Zeitspanne, während der bei einer vorgegebenen Beanspruchung und unter Einhaltung der Wartungsvorschriften die festgelegten Zuverlässigkeitskenngrößen eingehalten werden) wird herstellerseitig im Wesentlichen durch die Materialgüte, Fertigungsqualität und Bauart bestimmt, sowie durch die konkrete betriebliche Anwendung und Wartung beeinflusst. Betriebliche Einflussfaktoren sind u. a.: Betriebstemperatur, Temperaturgradient innerhalb der Batterie, temperaturangepasste Erhaltungsladung, Anzahl der Ladungen, Entladestrom/-tiefe, Betriebsart. Die bekannte „Badewannenkurve“ stellt die Ausfallrate und die Brauchbarkeitsdauer in Abhängigkeit der Zeit anschaulich dar. Beim Kurvenverlauf mit anwendungsbedingten Stressfaktoren (rot) verkürzt sich die Brauchbarkeitsdauer merklich, im konkreten Fall der ILS ­Bayreuth/Kulmbach auf ca. 4,5 Jahre.

 

Quellen:

  • Bei Verfasser: Gefährdungsanalyse und betriebsinterne Checklisten zur Fremdeinspeisung sowie monatlicher Probelauf der NEA, Bayreuth.
  • Herstellerinformationen: OGI-Batterie mit Rekombinationssystem, Brilon.
  • Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie – ZVEI: Merkblatt Nr. 19 Zur Brauchbarkeitsdauer – Betrachtungen bei stationären Bleibatterien, 2013, Frankfurt.
  • Böhnert, Reinhard, Prof. Dr.-Ing.: Bauteil- und Anlagensicherheit, 1992, Vogel Fachbuchverlag, Würzburg
  • Diverse: Schriftenreihe zur Gefährdungsbeurteilung in der Leitstelle, BOS Leitstelle Ausgabe 1/2011, 2/2011 und 3/2011, S-K Verlag, Edewecht.
  • Maren Bartels: Vortrag und Workshop: Gefährdungsanalyse für die Leitstelle im Rahmen des 4. Symposium Leitstelle aktuell – 31.05. – 01.06.2016, Wilhelmshaven.

Bilder: Markus Ruckdeschel

Markus Ruckdeschel
Bachelor of Engineering
Leiter ILS Bayreuth/Kulmbach