Stromverteilung Alles sauber aufgeräumt

In der Anlagenindustrie und der Datentechnik ist es immer wieder notwendig, viele verschiedene Lasten an nur eine oder auch zwei (redundante) Stromversorgungen anzuschließen. Selbstverständlich müssen diese Lasten auch individuell abgesichert werden. Eine neue, sehr kompakte und dennoch flexible Lösung ist die Power-D-Box-Leiterplattenversion.

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dataTec AG

Schneider Electric GmbH

E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH

In den genannten Anwendungsbereichen werden in der Regel die unterschiedlichsten elektrischen Verbraucher in einer einzigen Anlage eingesetzt, die natürlich auch mit Energie versorgt werden müssen. Dies können etwa Sensoren zur Erfassung physikalischer Größen sein, Aktoren zur mechanischen Ausführung von Befehlen, Eingabe- und Anzeigegeräte, Regler, Steuerungsmodule, Einheiten zur Datenaufbereitung und -übertragung oder anderes mehr. Alle diese Einheiten müssen über ein ausgeklügeltes System mit Strom versorgt und auch einzeln — oder zumindest gruppenweise — abgesichert werden. Gerade in der Informationstechnik und der Chemie ist diese Energieversorgung sogar redundant, also zweifach, nötig. Je nach Anwendung können die Stromversorgungen nun in Form von Schaltschrankverdrahtungen auf einer Montageplatte (Anlagenindustrie) oder als Einschubsystem in 19“-Technologie (IT-Industrie) aufgebaut sein.

Der prinzipielle Aufbau ist aber meist wie folgt: Eine Stromversorgung, etwa ein Schaltnetzteil oder eine Batterie, liefert über dicke Einspeiseleitungen den benötigten Strom. Dieser wird in ein Stromverteilungssystem eingespeist (siehe Skizze). Dort werden in mehreren Stufen die einzelnen Lasten parallel geschaltet und über Sicherungsautomaten oder teils auch Schmelzsicherungen abgesichert. Daran schließen sich die Zuleitungen bis zu den Lasten an (die Darstellung zeigt nur den einen geschützten Pol; es fehlt noch der Rückleiter, der in einer anderen Ebene rangiert wird).

Je beengter der Raum desto tückischer die Verlustwärme

Diese Parallelverteilung eines Summenstroms auf viele parallel geschaltete Lasten erfordert jedoch einen hohen Verdrahtungsaufwand, da auch die Leiterquerschnitte an die Lastströme bzw. den eingespeisten maximalen Eingangsstrom angepasst sein müssen. Gefordert werden zugleich immer kleinere und kompaktere, dazu aber viel leistungsfähigere Einheiten — sprich höhere Nennströme — mit entsprechend kleinerem Volumen. Der Raum, in dem die Energie verteilt und die Verlustwärme abgeführt werden muss, wird immer enger. In einem relativ offenen Schaltschrank mit einer rückseitigen Montageplatte lassen sich durch Klimatisierung noch recht einfach Maßnahmen gegen die Verlustwärme ergreifen. In der 19“-Technik, wo die Einzelkomponenten nicht mehr flächig nebeneinander aufgebaut, sondern kompakt dreidimensional im Raum übereinander angeordnet sind, wird es mit der nötigen Zirkulation von kühlender Luft schon viel enger. Viele Drähte bzw. Leitungen, die dann kreuz und quer durch ein 19“-Rack „laufen“, vermindern den freien Raum für ungehinderten Luftdurchsatz zusätzlich sehr stark (in beiden Darstellungen fehlen noch die externen Last-, Einspeise- und Signalleitungen).

Dazu kommt die Möglichkeit, die extern zu- und abführenden Kabel vernünftig anschließen und abfangen zu können. Ab einem gewissen Querschnitt der Leitungen — nötig bei höheren Strömen — wird es immer schwieriger, diese Kabel wegen ihrer immer größeren Biegeradien und Steifigkeit vernünftig zu handeln.

Bewährtes Steckkonzept mit deutlichen Vorzügen

In einem 19“-Baugruppenträger mit nur zwei Höheneinheiten bietet E-T-A Elektrotechische Apparate mit der neuen Power-D-Box-Leiterplattenversion nun die Möglichkeit, bis zu 30 Lastkanäle an eine oder mehrere Stromversorgungen parallel zu schalten und individuell abzusichern. Dabei wird auf ein seit Jahren eingesetztes und in vielen Anwendungsbereichen bewährtes Steckkonzept zurückgegriffen: Damit können die E-T-A Sicherungsautomaten einzeln und zu jedem Zeitpunkt — also auch „live“ unter Spannung — eingesteckt oder nachgerüstet werden. Die Grundmodule dieses Steckbaukastens sind in einer Leiterplatte integriert, die durch diese „Stecksockel“ auch noch mechanisch im 19“-Rack befestigt wird. So werden alle auftretenden Steck- und Ziehkräfte an der Leiterplatte vorbei direkt auf die Blechteile des Baugruppenträgers geleitet. Alle Lötverbindungen sind mechanisch entlastet, ihre Lebensdauer bleibt unbeeinflusst. Die Leiterplatteneinheit kann zweimal 15 einpolige E-T-A-Schutzschalter aufnehmen: thermisch-magnetische Geräte (Typ 2210 oder 3600) oder die selektiv wirkenden, elektronischen Sicherungsautomaten (Typ ESS20 oder ESX10, mit oder ohne galvanische Trennung).

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