Anwendungsbezogene Stromversorgung perfekt ausgelegt

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Sekundärseitige Absicherung

Die EN 60204-1 fordert Mechanismen zum Schutz gegen fehlerhaften Betrieb durch Erdschlüsse in Steuerstromkreisen [vgl. 1]. Eine sekundärseitige Absicherung schützt die angeschlossenen Leitungen vor Überlast und kann genutzt werden, um die Forderung der EN 60204-1 zu erfüllen. Vielfach werden hierfür klassische Leitungsschutzschalter eingesetzt. Vorteilhaft ist dabei, dass Leitungsschutzschalter der gängigen Charakteristika B und C sehr preisgünstig sind und neben Überlast- und Kurzschluss-Schutz auch eine Schaltfunktion bieten. Damit der Leitungsschutzschalter in der magnetischen Schnellauslösung (Kurzschluss-Schutz) anspricht, muss ein Vielfaches des aufgedruckten Nennstroms fließen. Zusätzlich zur Auslösekennlinie, die für Wechselspannungsbetrieb angegeben ist, sind für den Gleichspannungsbetrieb Korrekturfakturen des Herstellers zu berücksichtigen. Bei einer B-Charakteristik erhöht sich beispielsweise dadurch der geforderte Auslösestrom auf das 6- bis 7,5-fache des Nennstroms. Für diesen Fall stellen alle Netzgeräte der Pro-Familie einen TopBoost von mindestens 25 ms zur Verfügung, in denen der Ausgangstrom um bis zu 60 A zusätzlich angehoben wird. Dies reicht in der Regel sicher aus, den Kurzschluss-Strom über den Leitungsschutzschalter schnell zu unterbrechen.

Doch keine Regel ohne Ausnahme: So ist es möglich, dass die Leitungsimpedanz infolge großer Länge so hoch ist, dass der geforderte Strom für die magnetische Schnellauslösung gar nicht fließen kann. In diesem Fall und bei Verwendung eines Netzgerätes ohne TopBoost hilft eine elektronische Absicherung. Diese elektronischen Schutzschalter besitzen einen einstellbaren Auslösestrom und meistens auch eine veränderliche Auslösezeit. Sie reagieren schon auf kleine Abweichungen vom Nennstrom und sichern selbst Leitungslängen von weit über 100 m ab. Werden mehrere Strompfade parallel von einem Netzgerät versorgt, so würde ein Kurzschluss auf einem Pfad einen kurzen Spannungseinbruch verursachen, da das Netzgerät in den Überlast-Betrieb geht. Dieser Spannungseinbruch wäre dann auf den benachbarten Strompfaden ebenfalls zu sehen. Dies kann nur zuverlässig verhindert werden, wenn die elektronische Absicherung auch den Kurzschluss-Strom begrenzt. Der von Wago angebotene elektronische Schutzschalter 787-861 kann vier Leitungskreise mit jeweils bis zu 8 A absichern. Er lässt sich in 1A-Schritten über das Display oder alternativ über eine serielle Schnittstelle einstellen. Weiterhin hat der Schutzschalter eine integrierte Kurzschluss-Strombegrenzung, sodass die anderen Lasten ungestört weiterlaufen können. Über Signalausgänge und Display signalisiert das Gerät den Zustand der Strompfade.

Komfortabel überwachen

Es wird immer wichtiger, verschiedene Messgrößen sowie die Verfügbarkeit im laufenden Betrieb zu dokumentieren. Für solche Anwendungen haben die dreiphasigen Pro-Netzgeräte 787-85x einen LineMonitor, der Spannungen, Ströme, Frequenz, Phase, Drehfeld und die Betriebsdauer überwacht. Die Werte werden über ein Display am Gerät vor Ort bzw. über eine serielle Schnittstelle auf dem PC oder der SPS ausgegeben. Umgekehrt kann so natürlich auch die Parametrierung beispielsweise von Grenzwerten oder des Ausgangsverhaltens erfolgen. Der LineMonitor als Option bei den Pro-Netzgeräten bietet somit einen zusätzlichen Anwendernutzen und macht separate Spannungsmesser, Phasen- und Drehfeld-Überwachung, Betriebsstundenzähler, Amperemeter sowie sonstige Signalisierungssysteme unnötig.

Fazit: Von Stromversorgungen wird heute mehr erwartet, als nur das Transformieren in eine bestimmte Ausgangsspannung. Anwendungsbezogene Funktionen und die Möglichkeit der Überwachung helfen Kosten einzusparen. Das Stromversorgungssystem Epsitron von Wago stellt mit seinen Komponenten einen Baukasten dar, mit dem die Stromversorgung entsprechend der Anforderung einfach projektiert werden kann.

Stefan Wagner, Wago

Literaturhinweise

[1] DIN EN 60204-1:2007 + A1:2009, Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen, Kapitel 9.4.3.1 Erdschlüsse

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