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24VDC-Stromversorgung So schaltet ein intelligenter Stromverteiler Verbraucher selektiv ab

Autor / Redakteur: Manuel Senk / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Moderne 24VDC-Installationssysteme stellen hohe Anforderungen an die Absicherung der Verbraucher. Versorgt werden sie von Primärschaltreglern, die sich bei Überströmen und Kurzschlüssen in Millisekunden abschalten. Wichtig dabei: möglichst nur den fehlerbehafteten Kanal abschalten – ohne die anderen Verbraucher zu beeinträchtigen.

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Das intelligente 24VDC-Stromverteilungs-System MICO 4.10 Speed-Start lässt Eingangskapazitäten bis zu 30.000 µF pro Kanal zu.
Das intelligente 24VDC-Stromverteilungs-System MICO 4.10 Speed-Start lässt Eingangskapazitäten bis zu 30.000 µF pro Kanal zu.
(Bilder: Murrelektronik)

Im Fehlerfall liefern Primärschaltregler nur für einen sehr kurzen Zeitbereich einen höheren Strom als die Nennstromangabe. Diese Zeit ist in jedem Fall deutlich zu kurz, um 24VDC-Leitungs-Schutzschalter, die in großen Stückzahlen eingesetzt werden, über den elektromagnetischen Schnellauslöser innerhalb kurzer Zeit auszulösen.

Leitungs-Schutzschalter der Charakteristik „C“ benötigen im Gleichstrombetrieb den 10- bis 15-fachen Nennstrom, um von 100 ms bis zu mehreren Sekunden auszulösen. Aufgrund der thermischen Abhängigkeit sowie Bauteil-Toleranzen kann die Auslösezeit innerhalb dieses, doch sehr großen Bereiches liegen und ist nicht genauer spezifizierbar.

Ein weiteres Problem ist, dass sich innerhalb des betroffenen Strompfades der Leitungswiderstand, der Innenwiderstand des Netzgerätes sowie die Widerstände der einzelnen Klemmstellen, wie die Klemme an Primärschaltregler und Verbraucher, unter Umständen an verschiedenen Übergabepunkten sowie nicht zuletzt an Reihenklemmen addieren. Dieser sogenannte Schleifenwiderstand begrenzt den tatsächlich maximal fließenden Kurzschlussstrom beträchtlich.

Primärschaltreglern reicht geringer Überstrom zum Abschalten

Ein Leitungsschutzschalter, Typ „C2“ mit einem Nennstrom von 2 A benötigt also einen Auslösestrom von bis zu 30 A um auszulösen. Bei den gängigen 0,34 mm² Aktor/Sensorleitungen kann dieser Strom aufgrund des Schleifenwiderstandes aber schon ab vergleichsweise geringen Leitungslängen nicht mehr fließen. Der maximale Strom wird also vom Schleifenwiderstand des Strompfades begrenzt. Dieser begrenzte Strom reicht im Fehlerfall nicht mehr aus, den Leitungs-Schutzschalter auszulösen. Jedoch reicht der geringe Überstrom aus, damit der Primärschaltregler den Kurzschluss oder die Überlast erkennt und die Ausgangsspannung abschaltet.

Selektive Abschaltung ist erforderlich

Ein relativ unbedeutender Anlagenteil, wie eine einfache Sensorleitung kann im Fehlerfall eine ganze Anlage „lahmlegen“, weil der Primärschaltregler als Herz des Schaltschrankes, sofort für alle Verbraucher die Ausgangsspannung abschaltet.

Dadurch können aber unter Umständen gefährliche Situationen heraufbeschworen werden, wenn zum Beispiel die Versorgungsspannung einer SPS ausfällt und verschiedene Aktoren nicht in einen sicheren Zustand gefahren werden und somit einen undefinierten Zustand haben.

Eine selektive Abschaltung ist also notwendig. Dies bedeutet: das Sicherungselement welches dem Fehler am nächsten ist muss auslösen.

Stromverteilungs-System schaltet zielgerichtet und schnell ab

Dafür hat Murrelektronik jetzt eine neue Gerätefamilie entwickelt: das intelligente 24VDC-Stromverteilungs-System MICO. Es überwacht Ausgangsströme und der vom Fehler betroffene Ausgangskanal wird zielgerichtet und innerhalb kürzester Zeit abgeschaltet.

Der klare Vorteil: Nur der fehlerbehaftete Kanal wird abgeschaltet, alle anderen Verbraucher werden nicht beeinträchtigt. Dies optimiert die Maschinenverfügbarkeit drastisch und erhöht somit die Wirtschaftlichkeit von Maschinen und Anlagen.

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