Die Kombi macht’s

In den meisten Fällen ist die DC-24-V-Stromversorgung ein wichtiger Bestandteil der Automatisierungstechnik im Maschinen- und Anlagenbau, egal ob bei zentralen oder dezentralen Stromverteilungen. Klar ist auch: Platz im Schaltschrank ist kostbar. Deshalb sollten die Sicherungsautomaten auf der Hutschiene so wenig Platz wie möglich beanspruchen. Einkanalige Absicherungen stehen dadurch hoch im Kurs, erlauben sie doch eine passgenaue und flexible Anpassung an die tatsächlichen Bedürfnisse ohne unnötigen Platz zu beanspruchen.

Der Autor: Tobias Prem, Produktmanager Sparte IEE, E-T-A, Altdorf

Die elektronischen Schutzschalter von E-T-A bieten an dieser Stelle neben ihrer kompakten Bauform noch die Möglichkeit, den einzelnen Verbraucher direkt an den Sicherungsautomaten anzuschließen. Dies macht aus dieser Lösung eine Absicherung mit eingebauter Stromverteilung. Die Klemmen, die an dieser Stelle normalerweise auf der Hutschiene verwendet werden müssten, entfallen. Dies spart Zeit, Installationsaufwand und damit letztendlich Geld.

Warum ist die elektronische DC-24-V-Absicherung so wichtig? Schaltnetzteile sind bei DC-24-V-Anwendungen für die Spannungsversorgung mittlerweile Stand der Dinge. Bauartbedingt können sie im Überlastbereich jedoch nur sehr begrenzte Leistungsreserven zur Verfügung stellen. Im Normalfall ist dies lediglich das 1,5-fache des Nennstroms. Denn das Netzteil schützt sich quasi selbst und regelt die Spannung am Ausgang zurück. Ein Leitungsschutzschalter kann an einem solchen Ausgang auch schon theoretisch gar nicht mehr abschalten, da das Netzteil ihm den Strom zur Abschaltung gar nicht zu liefern in der Lage ist.

Diese Aufgabenstellung kann nur ein elektronischer Schutzschalter bewältigen, entweder mit galvanischer Trennung oder mit Produkten, die rein elektronisch abschalten. E-T-A hat dabei die Varianten ESX 10-T (rein elektronisch) und ESS31-T (elektronisch mit galvanischer Trennung) im Portfolio.

Der Typ ESX10-T bietet:

Nennstrom in festen Stromstärken von 0,5 bis 16 A, einstellbar z. B. in den Abstufungen 2 A, 4 A, 6 A oder 6 A, 8 A, 10 A
Einschaltkapazität: mindestens 75 000 µF
Aktive Strombegrenzung auf typ. das 1,8-fache des Nennstroms

Der Typ ESS31-T bietet:

Abschaltung des Lastkreises durch galvanische Trennung
Nennstrom in festen Stromstärken von 0,5 A bis 12 A
Einschaltkapazität: mindestens 40 000 µF
Aktive Strombegrenzung auf typ. das 1,2-fache des Nennstroms

Beide Hutschienen-Modelle sind, unabhängig von der Ausstattung, einkanalig und nur 12,5 mm breit. Zudem verfügen die Geräte über unterschiedliche Signalisierungsmöglichkeiten. Selbstverständlich können Anwender mit optionalen Strom- und Signalschienen mit den modularen Geräten im Handumdrehen mehrkanalige Lösungen aufbauen inklusive der genannten Signalisierungsarten.

Der Hintergrund

Trafos oder Netzteile haben in der Regel je max. zwei bis drei Abgangsklemmen für „+“ und „–“. Dies reicht selten aus, um alle Verbraucher von diesem einen Punkt aus zu betreiben. Hier kommen häufig Verteilungsklemmen ins Spiel. Viele Planer wissen, wie hoch der Aufwand sowohl in der Planung als auch in der Ausführung ist. Bei den elektronischen Schutzschaltern aus dem Hause E-T-A ist durch eine ausgeklügelte Mechanik und den durchdachten Aufbau der Komponente eine Minus-Lastrückführung direkt zum Modul möglich. Der Hardwareplaner hat so die Möglichkeit, eine Unterverteilung direkt am Elektronischen Sicherungsautomaten ESX10-T/ESS31-T zu realisieren. Dies spart Zeit für die Planung einer Verteilung und Kosten für weitere Komponenten.

Galvanisch trennen? Immer dort, wo es nötig ist

Oft stellt sich die Frage, galvanisch absichern oder rein elektronisch. Dies hängt einerseits von den Anlagegegebenheiten ab. Für alle weltweit bzw. in den USA eingesetzten Anlagen gilt jedoch zudem: Der Gerätschutzschalter vom Typ ESS31-T ist das einzige weltweit erhältliche Gerät, das die vorhandene UL-Norm komplett erfüllt. Sobald Maschinen und Anlagen aus dem EU-Raum nach Nordamerika geliefert werden, sind zwingend UL-zertifizierte Komponenten einzubauen. In den USA gilt für Schalt- und Steuerschränke die UL 508A (Industrial Control Panel). Darin sind für die Absicherung der DC24V-Steuerspannung sogenannte Supplementary Protectors, d.h. Schutzschalter mit UL-1077-Zulassung vorgeschrieben. Dies bedeutet die Integration eines galvanisch trennenden Elementes, das den Stromkreis bei Überstrom mechanisch öffnet.

Ähnliches gilt für Europa. Alle Überstromschutzgeräte, und dabei vor allem die Schutzschalter, müssen laut den EN-Normen ausnahmslos mit galvanischer Trennung ausgestattet sein. Dies schließt auch den elektronischen Überstromschutz mit ein. Eigene Normen- oder Normentwürfe für diese Geräteklasse gibt es dabei nicht. Diese bestehenden Normen lassen sich ausschließlich mit dem Typ ESS31-T erfüllen.

Hinzu kommt der Aspekt, dass im Schaltschrank, im gleichen Kabelkanal oder auch in Schleppkabeln oft viele Leitungen verlegt sind, die von unterschiedlichen Spannungen gespeist werden. Dies reicht von DC 24 V über AC 230 V bis zu AC 400 V. Häufig ist diese Verdrahtung mit doppelter oder verstärkter Isolierung ausgeführt. Dennoch ist bei solchen gemischten Systemen eine galvanische Trennung sinnvoll. Dies gilt speziell bei den DC-24-V-Steuerspannungen, die häufig auch als geerdete PELV-Systeme ausgeführt sind.

Erst durch die galvanische Trennung lässt sich gewährleisten, dass mit anderen DC-24–Potenzialen oder auch mit der AC-Ebene verkettete Fehler in der Verdrahtung keine Auswirkung auf die DC-24-V-Steuerspannungsebene haben können. In der Regel lässt sich auf eine galvanische Trennung bei rein elektronischen Absicherungen nur dann verzichten, wenn die Verdrahtung der verwendeten DC 24 V-Geräte ausschließlich innerhalb des abgeschlossenen Schaltschrankes stattfindet. I

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