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Potenzialfrei signalisiert

AC-Stromverteilung für die Hutschiene vereinfacht die Geräteinstallation
Potenzialfrei signalisiert

Der Einzug der modernen Kommunikationstechnik in Fertigungsanlagen erfordert eine dafür angepasste Stromversorgung und -verteilung. Viele dieser datenverarbeitenden Geräte werden direkt mit einer Wechselspannung von 230 VAC betrieben. Darüber hinaus benötigen mittlerweile auch viele Feldgeräte aus der MSR-Technik eine derartige Stromversorgung. Die Konzeption eines solchen auf Leiterplattentechnologie basierenden Stromverteilungssystems für direkten Anschluss an 230 VAC im Schaltschrank stellt ganz spezielle Anforderungen. Diese gehen über die von einer 24-VDC-Versorgung bekannten Aspekte hinaus.

Nach Informationen von E-T-A GmbH in Altdorf

Der Umgang mit dieser Spannung birgt mehr Risiken als bei 24 VDC. Sicherheitsmaßnahmen haben hier einen viel höheren Stellenwert. Deshalb steht der Personenschutz im Vordergrund. Der Kontakt mit 230 VAC muss vermieden werden, um die Gefährdung von Personen, dem Bedienpersonal auszuschließen. Doch auch die Überlast- und Kurzschlussfestigkeit liegt bei deutlich höheren Werten und es gilt, größere Luft- und Kriechstrecken zu erfüllen. Ein möglichst kompakter Aufbau ist vor diesem Hintergrund deutlich anspruchsvoller.
Größere Leitungslängen, kleinere Netzteile
Gleichzeitig bietet der Einsatz der 230-V-Stromversorgung auch Vorteile gegenüber 24-V-Aufbauten. Leitungslängen und Querschnitte der Lastkabel spielen eine geringere Rolle, denn die 10-fach höhere Versorgungsspannung reduziert den Einfluss der Leitungsverluste deutlich: Am Ende einer langen Leitung steht mehr Spannung für den Verbraucher zur Verfügung. Hinzu kommt, dass die Netzteile kleiner und leistungsärmer sind als große zentrale Netzteile. Dies spart Kosten und reduziert Verlustleistung.
Der Stromverteiler SBG-V0071 für die Hutschienenmontage erfüllt diese Vorgaben umfassend. Alle spannungsführenden Teile und Leitungen verschwinden in die Innenlagen der Leiterplatte und ins Innere des Kunststoffträgers. Auf der äußersten Lage der Leiterplatte, die durch den Bediener berührt werden kann, ist nur das PE-Schutzleiterpotential aufgelegt. Die Leiterplatte wirkt ähnlich wie ein geerdetes metallisches Gehäuse.
Einfache Absicherung, schneller Anschluss
Zehn berührsichere Stecksockel und Klemmen kontaktieren die inneren stromführenden Leiterbahnen. Damit erfolgt die Stromverteilung auf die einzelnen Lastkanäle. Diese nehmen die steckbaren, thermisch magnetischen Miniatur-Schutzschalter vom Typ 2216 auf (F1…F10). Diese Schutzschalter sichern die einzelnen Lastkreise ab. Durch geeignete Leiterbahnführungen und Verteilung der Potentiale auf verschiedene Lagen sind die Abstände so dimensioniert, um die industrieübliche Überspannungskategorie III (Bemessungsstoßspannung von 4000 V) zu erreichen.
Die Einspeisung der 230 VAC erfolgt mittels einer dreipoligen Federkraftklemme bis 10 mm² Anschlussquerschnitt. Bevor die Stromverteilung über die Leiterplatte zu den einzelnen Lastkreisen erfolgt, fließt der Strom noch über eine Vorsicherung. Dies ist ein zweipoliger, ebenfalls steckbarer, hydraulisch magnetischer Schutzschalters vom Typ 8340 (F0) mit einem Nennstrom von 30 A. Dieser Schalter ermöglicht die komplette Spannungsfreischaltung für den Servicefall. Zudem bietet er Backup-Schutz bei Überlast und Kurzschluss, falls eine der nachgeschalteten Kanalabsicherungen der Belastung nicht gewachsen sein sollte. Die einzelnen Kennlinien von Vorsicherung und Lastsicherung sind darauf abgestimmt, Selektivität zu erreichen und gleichzeitig den Fehlerschutz zu wahren. Eine grüne Leuchtdiode, berührsicher versenkt in der Leiterplatte, signalisiert bei eingeschalteter Vorsicherung, dass 230 VAC im Verteilersystem anliegen.
Flexible Bestückung
Für die Absicherung der einzelnen Lastkreise kommen thermisch magnetische Schutzschalter des Typs 2216 zum Einsatz. Hier erlauben verschiedene Kennlinien von flink bis träge und abgestufte Nennströme im Bereich von 0,1 bis 16 A eine feine Anpassung an die jeweiligen Lasten und somit den Aufbau einer weitestgehend selektiven Absicherungskette. Das Bimetall im Schutzschalter deckt dabei den Überlastbereich ab, die Magnetspule den Kurzschlussfall. Das temperaturabhängige Bimetall reagiert aber auch auf eine steigende Umgebungstemperatur. Im Falle einer kritischen Überhitzung schaltet das Gerät rechtzeitig ab.
Die Schutzschalter verrasten im Sockel. Dies stellt einen festen Sitz auf der Leiterplatte sicher. Beschriftbare Schilder auf der Vorderseite der Geräte ermöglichen die exakte Zuordnung zum Steckplatz bzw. zur zugehörigen Last. Die Verbraucher werden mittels Federkraftklemmen bis 2,5 mm² Leiterquerschnitt direkt neben den zugehörigen Schutzschalter angeschlossen. Dies gewährleistet eine eindeutige Zuordnung. Je Kanal lassen sich zwei Lasten anschließen.
Potentialfreie Signalisierung inklusive
Ein weiteres Plus ist die in jedem Lastschutzschalter integrierte potentialfreie Signalisierung. Durch Zusammenschaltung der Öffner zur Sammelmeldung wird die Auslösung eines Schutzschalters gemeldet. Sollte ein Schutzschalter fehlen – ist also ein Steckplatz unbestückt – führt dies durch die Parallelschaltung nicht zu einer Fehlermeldung. Somit ist auch keine Signalbrücke nötig. Ein zusätzliches Leistungsrelais trennt dabei nochmals die interne Meldeschleife von den externen Anschlussklemmen für den Anwender. Dies bietet auch hier größtmögliche Sicherheit für den Berührschutz, aber auch für die Verfügbarkeit der Anlage. Der vorhandene Wechslerkontakt des Relais erlaubt zudem die freie Auswahl in der Applikation, entweder den Öffner oder den Schließer zu verwenden.
Der mechanische Aufbau des Stromverteilers ist standardmäßig für eine vertikale Montage vorgesehen. Er wird einfach auf die Hutschiene geschnappt. Die Einspeisung befindet sich oben rechts am Verteiler, die Kabelzuführungen zu den Lasten sind darunter, ebenfalls von rechts zugänglich. Ganz unten werden schließlich die Signalkontakte angeschlossen. Aber auch die horizontale Montage ist möglich, dabei wird alles um 90° nach rechts gedreht. Lastklemmen und zugehörige Schutzschalter sind räumlich direkt nebeneinander angeordnet und einzeln gekennzeichnet. Dies wahrt die Übersichtlichkeit im Aufbau und bei der Verdrahtung.

Info & Kontakt

E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH
Altdorf
Tel.: +49 9187 10-0
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