Mit Hochstrom durch die Wand

Elektroautomation

Klemmen - Hersteller von Umrichtern, Geräten für den Drossel- und Filterbau oder die Netzteilfertigung müssen die Energie für ihre Apparate sicher durch die Gehäusewand führen. Dabei gilt es, die für die jeweilige Applikation optimale Wanddurchführung zu finden.

29. März 2012

Die passende Durchführung auszuwählen, mit der man Strom sicher durch eine Gehäusewand leiten kann, ist nicht immer leicht. Der Markt bietet zahlreiche unterschiedliche Durchführungsklemmen, und der Gerätehersteller muss bereits beim Design-In-Prozess wissen, was er will. Dazu sollte er sich im Klaren sein, welche Anschlusstechnik, welcher Anschlussquerschnitt und welche technischen Eigenschaften gewünscht sind. Sucht er Lösungen für hohe Ströme und große Anschlussquerschnitte, wird er auf dem Markt kaum fündig.

In der Not haben einige Hersteller individuelle Lösungen konstruiert. Doch dieser Weg führt häufig in eine Sackgasse. Schnell treten Probleme auf etwa wenn es darum geht, den Berührungsschutz einzuhalten oder den Strombalken von der Gerätewand zu isolieren. Eine weitere Herausforderung für die Gerätehersteller liegt darin, die Geräte zu zertifizieren. Ist ein weltweiter Einsatz der Geräte geplant, ist eine Zertifizierung nach IEC 61800-5-1 und UL 1059 erforderlich.

Phoenix Contact bietet Durchführungsklemmen für viele unterschiedliche Anwendungsgebiete an – einschließlich Hochstrom-Applikationen. Das Produktprogramm teilt sich in steckbare Durchführungsklemmen und solche für die dauerhafte Verbindung. Steckbare Durchführungsklemmen lassen sich schnell und einfach austauschen und sind somit Service-freundlich. Zudem können die Leiter vorkonfektioniert werden. Dagegen sind Durchführungsklemmen für die dauerhafte Verbindung wirtschaftlicher.

Dauerhaft durchführen

Seit fast drei Jahrzehnten bietet Phoenix Contact diese Durchführungsklemmen bereits an. Frei wählen kann der Gerätehersteller zwischen schnellem Push-In-Anschluss, klassischem Schraubanschluss oder einfachem Bolzenanschluss. Dabei reichen der Anschlussbereich von 0,2 bis 150 mm² und die Stromtragfähigkeit bis 309A. Die Durchführungsklemme für die dauerhafte Verbindung gibt es als Standard- und Verguss-Ausführung mit jeweils horizontaler und vertikaler Anschlussrichtung. Die Verguss-Variante sichert auch beim Einsatz niedriger Vergussmassen eine hohe Dichtigkeit.

Durch die verschiedenen Anschlussmöglichkeiten bietet das Produktprogramm für alle Einbauorte einen platzsparenden Anschluss. Der Gerätehersteller kann also Anschlussart, Anschlussrichtung und Anschlussquerschnitt flexibel auswählen. Montiert werden die Durchführungsklemmen werkzeuglos durch Einrasten im dafür vorgesehenen Wandausschnitt. Für Fälle mit hoher mechanischer Beanspruchung lassen sich die Klemmen zusätzlich mit Schrauben oder Nieten, die von innen am Gehäuse angebracht werden, befestigen. Reicht der Platz innen nicht aus, werden Flansche an das Außengehäuse gerastet.

Die Durchführungsklemmen für die dauerhafte Verbindung gibt es einpolig mit und ohne Rastzapfen an der Außenwand. Durch die Rastzapfen können die Klemmen in der gewünschten Polzahl aneinander gerastet werden. Für den sauberen Abschluss sorgt am Ende eine Klemme ohne Rastzapfen. Neben der CE-Konformität besitzen die Klemmen eine Zulassung nach UL 1059 in Use-Group-C bis zu 600 V bei 309 A. Nach IEC 60947-7-1 werden sogar bis zu 1.000 Volt bei 309 A erreicht.

Steckbare Flexibilität

Die steckbaren Durchführungsklemmen von Phoenix Contact bestehen hingegen aus einem Grundgehäuse und einem Steckerteil. Entweder wird das Grundgehäuse auf der Platine verlötet und der Stecker wird angesteckt, oder es wird eine flexible, fliegende Kabel-Kabel-Verbindung hergestellt. Die steckbaren Durchführungsklemmen verfügen über einen Anschlussbereich von 0,2 bis 35 mm² und eine Stromtragfähigkeit bis zu 125 A. Auch bei den steckbaren Durchführungsklemmen gibt es den klassischen Schraubanschluss und den schnellen Push-In-Anschluss. Die Klemmen lassen sich mit Schrauben oder mit der werkzeuglosen Rastverriegelung im Gehäuseausschnitt befestigen.

Um die EMV-Anforderungen zu erfüllen, gibt es bei den steckbaren Klemmen sogenannte Shield-Varianten. Dabei ist ein Metall an den Klemmen angebracht, das durch eine großflächige Auflage der Schirmungsleitung elektrische Störeinflüsse vermeidet. Die Ableitung wird auf das Metallgehäuse gebracht oder beim Kunststoffgehäuse durch die Wand geführt. Invertiert ausgelegte Stecker vervollständigen das Produktprogramm. Diese schützen gegen ein Berühren stromführender Kontakte. So wird auch ein unter Spannung stehender Gehäuseausgang berührgeschützt.

Für eine kontinuierliche Strombelastbarkeit sind alle steckbaren Durchführungsklemmen ab einem Nennstrom von 16 A mit einer integrierten Stahlüberfeder ausgestattet. Dieses Merkmal hilft, Kontaktkorrosion zu vermeiden und selbst bei Applikationen mit hohen Temperaturschwankungen und Vibrationen hält sich der Übergangswiderstand stabil. Unabhängig davon bleiben die Steck- und Ziehkräfte komfortabel. Welcher Steckverbinder sich am besten für die jeweilige Applikation eignet, lässt sich auch aus den Derating-Kurven ableiten. In den Diagrammen ist - in Abhängigkeit von Umgebungstemperatur, Polzahl und Leiterquerschnitt - die maximale Stromstärke für die Anwendung ablesbar.

Auch die steckbaren Durchführungsklemmen erreichen eine UL-Zulassung bis zu 600 V in Use Group-C, sowie eine IEC-Zulassung bis zu 1000 V. Durch eine neuartige Click-and-Lock-Verriegelung spart man bei den Klemmen der PC-5-Serie nicht nur Zeit, Geld und Bauraum, man gewinnt auch mehr Sicherheit. Denn die Verriegelung hat durch den VDE einen Konformitätsnachweis nach Norm DIN EN 50155 erhalten. Mit dem Einsatz der richtigen Klemmen werden die Geräte vibrationssicher und lassen sich zum Beispiel auch in der Bahntechnik einsetzen.

Es zählt das Gesamtpaket

Die Suche nach der richtigen applikationsspezifischen Wanddurchführungsklemme hängt also nicht allein von dem Anschlussquerschnitt und dem Bemessungsstrom ab. Die Klemme muss stets in ihrer Gesamtheit betrachtet werden: Baugröße, technische Eigenschaften und Zulassungen müssen demnach in die Entscheidung mit einbezogen werden. Unter diesen Voraussetzungen findet jeder Gerätehersteller die optimale Durchführung.

HMI: Halle 9, Stand F40

Erschienen in Ausgabe: 02/2012