Anlagen sicher betreiben
Mehrkanalige Geräteschutzschalter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Was sagen die Kennlinien aus?
Heute werden noch häufig Schutzgeräte verwendet, die thermisch oder mechanisch funktionieren. Durch einen zu hohen Strom wird das Bimetall angeheizt oder die Magnetspule angeregt, um den zu schützenden Teil einer Maschine abzuschalten. Im Fehlerfall kommt es bei diesen Schutzgeräten zu hohen Strömen, die den Anlagenbetrieb gefährden. So kann es sein, dass der Strom auf das 8- bis 15-Fache ansteigt, um abzuschalten (Bild 2). Viele Schaltnetzteile können die Spannungsversorgung in diesem Moment nicht aufrechterhalten – die Anlage stoppt.
Zudem enthalten Geräte immer mehr Elektronik – dadurch werden sie empfindlicher gegenüber hohen Strömen. Mit den neuen, mehrkanaligen elektronischen Geräteschutzschaltern CBMC (Bild 3) von Phoenix Contact können Ströme präzise überwacht und elektronische Geräte besser geschützt werden.
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Software schafft neue Möglichkeiten
Weil Software es ermöglicht, auf geringste Stromänderungen zu reagieren, ist der Anlagenbetrieb deutlich besser planbar. Der mögliche Strom im Fehlerfall ist geringer, die Reserve der Stromversorgung kann somit ideal darauf abgestimmt werden.
Durch moderne Messverfahren und angepasste Software werden Ströme viel präziser analysiert – so können Anlagenbetreiber und Service-Techniker abhängig vom jeweiligen Strom passend reagieren. Unterschieden wird zwischen Strömen wie normaler Betriebsstrom, 80 Prozent Auslastung, Überlast sowie Kurzschluss. Wird eine Kapazität erkannt, so wird sie zuverlässig gestartet, obwohl sie einem Kurzschluss ähnlich ist. Diese Funktionen bieten die neuen CBMC-Schutzschalter – der Anlagenbetrieb wird damit durch eine umfassende Stromanalyse gesichert.
Absichern und schützen für einen sicheren Anlagenbetrieb
In der Anlagenautomatisierung finden sich zahlreiche, unterschiedliche Verbraucher. Für den zuverlässigen Betrieb müssen die Schutzschalter an die zu schützenden Verbraucher angepasst werden. Elektrische Geräte unterscheiden sich jedoch oft erheblich, sodass in der Vergangenheit unterschiedliche Kennlinien für den effektiven Schutz erforderlich waren. Das lag mitunter daran, dass mechanische Schutzschalter eingesetzt wurden. Hierfür waren allerdings hohe Auslöseströme erforderlich – dadurch war der unterbrechungsfreie Betrieb elektrischer Anlagen gefährdet. Sicher ausgelöst wurde dann erst beim 8- bis 15-fachen Strom.
Seitdem elektronische Schutzschalter Standard sind, erfolgt die Auslösung deutlich präziser. Das liegt auch daran, dass Ströme gemessen und analysiert werden sowie Fehlerströme als solche erkannt werden. Dadurch kann eine sichere Auslösung bereits im Bereich vom 1,1- bis 2-Fachen des Nennstrom stattfinden. Die Auslegung der Anlage ist somit deutlich einfacher; eine Überdimensionierung ist nicht mehr erforderlich. Die Leistung der Stromversorgung kann erheblich besser verplant werden.
Sicherheit durch elektronische Schutzschalter
Der Maschinenbau zählt zu den stark wachsenden Branchen; dabei zählt die Anlagenverfügbarkeit zu den vorrangigen Themen. Rund 90 Prozent der Steuerungstechnik wird mittlerweile mit 24 V DC versorgt, daher eignen sich Schaltnetzteile besonders gut für die Steuerspannung in Maschinen und Anlagen. Eine Überlastung von Schaltnetzteilen kann den Anlagenbetrieb jedoch so weit stören, dass die gesamte Anlage stoppt.
Der Einsatz elektronischer Schutzschalter wirkt dem Spannungseinbruch entgegen. Denn durch integrierte Strommessung, Stromanalyse und Kurzschlusserkennung werden Fehler erkannt und abgeschaltet – Stromversorgung und Steuerung bekommen erst gar nichts davon mit. Der typische Aufbau setzt sich aus Stromversorgung, Schutzschalter und Potenzialverteilung (Bild) zusammen.
Der Autor
| Peter Ketler |
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| arbeitete zehn Jahre im Schalt- und Anlagenbau und absolvierte nebenher eine Weiterbildung zum staatlich geprüften Techniker Elektrotechnik. Dann wechselte er zur Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg, wo er in der Business Unit Überspannungsschutz Trabtech als Produktmanager im Bereich Circuit Breakers tätig ist. |
peter.ketler@phoenixcontact.com
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