Schutzschalter für USV-Anlagen Für Kurzschlussabschaltungen bis 10 kA zugelassen

Schutzschalter Typ EBU (Electronic Breaker Unit)
Schutzschalter Typ EBU (Electronic Breaker Unit)

Mit dem Schutzschalter Typ EBU stellt E-T-A die Energiesicherheit für Industrieunternehmen durch AC-USV-Anlagen stabil sicher. Das Gerät für 230 V(AC) besteht aus einem Leitungsschutzschalter und einer angebauten Elektronik, die Mess- und Auswerteaufgaben zielgerichtet übernimmt.

Bei allen Vorteilen haben AC-USV-Anlagen durchaus Schattenseiten: Neben hohen Investitionskosten besteht vor allem die Problematik, dass die zur Verfügung gestellte Ausgangsleistunge aus technischen Gründen begrenzt ist. Deshalb kann die USV über den Nennstrom hinaus nur begrenzt Überstrom liefern. Bei Überlast ist deshalb zunächst die Spannungsqualität beeinträchtigt.

Bei zu hoher Belastung durch Kurzschluss wird die maximale Belastungsgrenze der USV sehr schnell überschritten. Die gesamte USV schaltet aus Gründen des Eigenschutzes ab. In diesem Fall ist der ursprüngliche Sinn der Anlage, die Energiesicherheit, nicht mehr erfüllt. Bei einem einzigen fehlerhaften Lastkreis gehen also auch für alle anderen Verbraucher „die Lichter aus“. Dies kann einen Anlagenstillstand sowie undefinierte Zustände mit allen damit verbundenen Gefahren zur Folge haben. Ein sekundärer Überstromschutz ohne Selektivität begünstigt diese Situation.

Häufig kommen konventionelle Schutzschalter (Leitungsschutzschalter) zum Einsatz. Diese reagieren in dieser Überlastsituation zu langsam, nur unzuverlässig oder gar nicht. Grund dafür ist die Tatsache, dass ein herkömmliches Schutzelement einen relativ hohen Strom zur Auslösung benötigt. Die USV allerdings kann nur einen spezifiziert begrenzten Strom zur Verfügung stellen.

Um einen Leitungsschutzschalter mit Kennlinie C und Nennstrom 10 A binnen 10 ms sicher auslösen zu können, müsste die Stromversorgung aber mindestens 100 A bereitstellen. Im Umkehrschluss heißt dies, die USV alleine kann Energiesicherheit nicht wirklich sicherstellen. Die hohen Investitionskosten für eine Anlage sind so nicht gerechtfertigt. Denn nur eine USV, die wirklich Energiesicherheit bietet, zahlt sich im Fehlerfall aus.

Ansätze, die scheinbar zur optimalen Versorgungslösung führen

Wird der benötigte Ausgangsstrom einer USV zur Auslösung thermisch-magnetischer Schutzsysteme nicht erreicht, so kommt häufig fälschlicherweise eine Anlage mit sehr viel höherer Leistung zum Einsatz. Dies hebt neben wesentlich höheren Anschaffungskosten auch die Folgekosten um ein Vielfaches.

Die Mehrkosten setzen sich zusammen aus Wartungskosten für die ebenfalls größere benötigte Batteriekapazität und den jährlichen Verlustleistungskosten. Bei einer stark überdimensionierten USV sinkt der Wirkungsgrad durch die mindere Auslastung zudem. Technisch scheitert die Lösung oftmals an langen Leitungslängen, die zusätzlich durch den Leitungswiderstand den maximalen Strom einer USV-Anlage begrenzen.

Beispiel:
UB = 230 V, 200 m / 1,5 mm²
(R = l / 56 x A = 200 m / 56 x 1,5 = 2,38 Ω)
(Imax. = U/R = 230 V/2,38 Ω = 96,6 A)

An dieser Stelle kann also selbst ein Leitungsschutzschalter mit Charakteristik C und einem Nennstrom 10 A rechnerisch nicht mehr auslösen. Die Verwendung kleiner Nennströme oder Leitungsschutzschaltern mit flinkerer Kennlinie „B“ oder sogar „A“ erscheint im ersten Moment erfolgsversprechend. Dies führt aber sehr oft zu fehlerhaften Auslösungen bei Schaltvorgängen -- z. B. dem Einschalten von Schaltnetzteilen. Zu Energiesicherheit führt auch dies nicht.

Die Lösung für die stabile Energiesicherheit

Mit dem Schutzschalter Typ EBU (Electronic Breaker Unit) stellt E-T-A die Energiesicherheit für Industrieunternehmen durch AC-USV-Anlagen erstmals stabil sicher. Das Gerät für 230 V(AC) besteht aus einem Leitungsschutzschalter, der für Kurzschlussabschaltungen bis 10 kA zugelassen ist, und einer angebauten Elektronik, die Mess- und Auswerteaufgaben zielgerichtet übernimmt. Das Produkt ist in den LS-Nennströmen 6 A, 10 A und 16 A Charakteristik B sowie C verfügbar und wird direkt am Abgang der jeweiligen USV betrieben.

Der Typ EBU hat eine Baubreite von 54 mm (3 x LS). Mit Hilfe eines Einstellpotentiometers lässt er sich mit wenigen Handgriffen auf die Leistungsfähigkeit der jeweiligen USV-Anlage und die vorliegenden Lastbedingungen anpassen. Im Fehlerfall löst er zuverlässig aus. Und zwar nur im betroffenen Lastpfad. Alle weiteren Versorgungsstränge bleiben davon unberührt. Einschaltvorgänge und damit verbundene höhere Einschaltströme toleriert die Einheit. Für den Anwender bedeutet dies einen störungsfreien Betrieb und eine zusätzlich spürbare Kostenreduzierung.

Die Anpassung an die USV und somit die Einstellung der Selektivität erfolgt durch Einstellung des USV-Nennstroms am EBU. Der Wert findet sich im Datenblatt der USV. Zur Überlastabsicherung wird der Last-Nennstrom an der Unit angepasst.

Ein Drittel kleiner

Die Folge ist: Eine USV-Anlage lässt sich so um ein Drittel kleiner dimensionieren.