Elektronischer Überstromschutz

Konformität wie die Maschinenrichtlinie fordert

05.08.2010 | Autor / Redakteur: Erich Fischer / Wolfgang Leppert

Elektronischer Schutzschalter und Sicherungsautomat mit Zulassungen für weltweiten Einsatz
Elektronischer Schutzschalter und Sicherungsautomat mit Zulassungen für weltweiten Einsatz

Die Richtlinie 2006/42/EG soll Maschinen und Anlagen in jeder Phase des Lebenszyklus betriebssicher machen. Ein Aussetzen der DC24V-Energieversorgung darf zu keiner gefährlichen Situation führen, denn die DC24V-Steuerspannung speist in der Regel auch Sicherheitsschaltgeräte, Not-Aus-Kreise oder Safety-SPS. Der selektive Überstromschutz ist damit ein wichtiger Baustein im Konformitätsverfahren zur CE-Kennzeichnung.

Maschinen und Anlagen müssen in jeder Phase ihres Lebenszyklus eine dauerhafte Betriebssicherheit aufweisen. Dies stellt die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG sicher. Die EU Kommission hat die Konformitätsvermutung für die bestehende EN 954-1 bis Ende 2011 verlängert. Bis dahin können Hersteller und Betreiber von Maschinen die EN 954-1:1996 und EN ISO 13849-1:2008 parallel anwenden, um die Vermutungswirkung nach der Maschinenrichtlinie zu erlangen. Für den Überstromschutz in Maschinen und Anlagen bedeuten die Schutzziele der Maschinenrichtlinie, dass jeder Elektrokonstrukteur und Anlagenplaner die Anforderungen der Norm EN 60204-1 (Sicherheit von Maschinen, Elektrische Ausrüstung von Maschinen) berücksichtigen muss.

Im Mittelpunkt steht hier der Stand der Technik, denn nur eine professionelle Elektrokonstruktion garantiert wirklichen Schutz vor Überhitzung oder Kabelbrand. Dabei muss der Nennstrom von Schutzschalter oder Sicherungselement auf den minimalen Leiterquerschnitt angepasst sein. Zu gefährlichen Situationen durch ein Aussetzen der gesamten DC24V-Energieversorgung darf es zu keiner Zeit kommen, denn die DC24V-Steuerspannung speist in der Regel auch Sicherheitsschaltgeräte, Not-Aus-Kreise oder die Safety-SPS. Für die durchgängige Performance des Gesamtsystems ist damit der selektive Überstromschutz entscheidend — und zugleich ein wichtiger Baustein im Konformitätsverfahren für die CE-Kennzeichnung.

Gegen Überlast und Kurzschluss ist (nach EN 60204-1, Abs. 7.2) immer dann ein Überstromschutz vorzusehen, wenn der Strom in einem Steuerstromkreis entweder den Bemessungswert eines Bauteils oder die Strombelastbarkeit eines Leiters überschreiten kann. Der Bemessungsstrom von Sicherungen und Schutzschaltern muss dabei so niedrig wie möglich gewählt werden. Dies bedeutet, dass das schwächste Glied in dieser Kette niemals die Leitung, sondern immer das vorgeschaltete Schutzorgan sein muss. Die Auswahl dieser Schutzeinrichtungen spielt bei der Verhinderung eines Kabelbrands und der Absicherung von Steuergeräten gegen Beschädigungen durch Überstrom eine wichtige Rolle.

Ein einfaches Berechnungsprogramm erleichtert die Elektrokonstruktion

Bereits so früh wie möglich soll der Elektroplaner eine durchgängige Elektrokonstruktion entwerfen können. Dafür existiert als nützliches Tool ein einfaches Berechnungsprogramm für DC24V-Kreise auf Excel-Basis (Anforderung unter info@e-t-a.de). In dieses Programm lassen sich die vorliegenden Elektrik-Gegebenheiten in der Maschine eingeben: beispielsweise für Stromversorgung (Nennstrom, Überlaststrom, Gesamtbelastung), Überstromschutz (Typ, Kennlinie, Nennstrom) und Verdrahtungsparameter (Länge, Querschnitt) der Schaltschrank- und Feldkomponenten. Sollte eine Eingabe nicht plausibel oder nicht zulässig sein (falls etwa der Nennstrom des Schutzschalters kleiner ist als der Laststrom oder falls der Leitungsquerschnitt für den eingegebenen Laststrom zu gering sein sollte), dann erscheint eine entsprechende Fehlermeldung, gekennzeichnet durch einen auffällig roten Balken.

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