Nie wieder Albträume

Überstromschutz - Hoch automatisierte, teure Anlagen müssen sicher und zuverlässig laufen, rund um die Uhr. Mit Überstromschutz kann der Betreiber ruhig schlafen.

04. April 2008
Überstromschutz bietet Sicherheit für teure und hoch automatisierte Anlagen und Maschinen überall in der Industrie.
Bild 1: Nie wieder Albträume (Überstromschutz bietet Sicherheit für teure und hoch automatisierte Anlagen und Maschinen überall in der Industrie. )

Immer wieder ergibt sich für Planer und Konstrukteure die Frage: »Wie versorge und verdrahte ich die unzähligen, räumlich weit auseinander liegenden Messumformer, Stellglieder, Ventile, SPSen, Feldmodule oder Datenlogger im Schaltschrank sicher und kostengünstig?« Sie müssen die Art der Spannungsversorgung, Länge und Querschnitte der Kabelwege, die Absicherung gegen Überlast und Kurzschluss und das Einschaltverhalten der Lasten berücksichtigen. Außerdem sollen Inbetriebnahme, Test und Fehlerdiagnose übersichtlich und nachträgliche Systemerweiterungen möglich bleiben. Darum muss die Feldanbindung von vornherein systematisch angegangen werden. Und wenn die Zahl der anzubindenden Aktoren und Sensoren in die Tausende steigt, wie in Kraftwerksblöcken der Fall, ist ein klar strukturiertes DC 24V-Konzept mit einfacher Verdrahtung und Diagnosemöglichkeit unabdingbar.

Umfangreiches Konzept

Mit dem SVS-Konzept von E-T-A aus Altdorf arbeitet der Elektroplaner mit vorkonfektionierten DC 24V-Stromverteiler-Boards, die für vier bis zwanzig Schutzschalter die systematische Verdrahtung der Einspeisung, Last-, Minuspotenziale und Signalisierung in Zugfedertechnik bieten. Die Verdrahtung der Steuerspannung findet immer komplett auf der Platine statt. Einspeiseklemmen für die DC 24V-Versorgung und auch die Verteilerklemmen für die Lastpotenziale sind je nach Kundenwunsch einfach oder mehrfach ausgeführt. Die komplette Verdrahtung ist platz- und kostensparend auf dem SVS-Board implementiert, das im Schaltschrank einfach auf die Hutschiene geschnappt wird. Der AS-i-busfähige Stromverteiler SVS05 bietet Steckplätze für neun elektronische Schutzschalter Typ ESS20-124 oder ESX10-124 mit Reset- Eingang sowie ESX10-114 mit Steuereingang. Ein Steckplatz sichert die SPS ab, während die anderen den Überstromschutz der E/A-Peripherie und deren Zuleitungen gewährleisten. Der integrierte AS-i-Bus verbindet alle Stromkreise über die Aktor- Sensor-Schnittstelle; ein zweiadriges Kabel überträgt die Fehlerzustände der acht Stromkreise an die SPS. Dies spart bei der Einzelsignalisierung 18 Leitungen für Signalisierung und Ansteuerung ein. Ein Fern-Reset oder Ein/Aus- Steuerbefehl an die elektronischen Überstromschutzgeräte wird über den gleichen Bus geführt. Zwei steckbare AS-i-Module übermitteln Signalisierungs- und Ansteuersignale gleichzeitig; LEDs informieren über Modulversorgung, Schaltzustände und etwaige Peripheriefehler, die direkt an den ASi- Master gemeldet werden. Der Stromverteiler SVS09 integriert selektive Absicherung und Summen- und Einzelsignalisierung in eine zehnfache Verteilereinheit für die Hutschienenmontage. Das Gerät ist nur 140 Millimeter breit und beherbergt zehn Schutzschalter einschließlich aller Verdrahtung, Fehlersignalisierung und Quittierbefehle. So kann der Anwender im Schaltschrank ein übersichtliches und platzsparendes Absicherungskonzept aufbauen. Es gibt Steckplätze für thermischmagnetische E-T-A-Schutzschalter der Reihen 3600, 3900 oder 2210 oder elektronische Schutzschalter ESS20 mit galvanischer Trennung. Ein ausgelöster Schutzschalter meldet den Einzelfehler per LED und potenzialfreiem Hilfskontakt. Gleichzeitig schickt das integrierte Signalisierungsmodul einen Summenalarm an die zentrale Überwachungsstation. In Kraftwerken ist das in der Regel die Blockleitwarte, die dann ein akustisches Signal auslöst. Der Kraftwerker quittiert das Summensignal aus der Entfernung, bevor der Kollege vor Ort den Fehler abstellt und im Schaltschrank den ausgelösten Schutzschalter wieder zurücksetzt. Das Signal ist sofort nach Bestätigung wieder aktiv, um neu auflaufende Fehler jederzeit zu melden. Schutzschalter und Fehlersignalisierungen werden beim SVS systematisch und rationell zu kompletten vorverdrahteten Einheiten zusammengefasst. Einzelverdrahtung der Schutzschalter und der Hilfskontakte für die Fehlermeldung gehören damit der Vergangenheit an. Das SVS09-System geht noch einen Schritt weiter und erlaubt die Kaskadierung mehrerer Zehnfach-Verteiler nach dem Master-Slave-Prinzip. Somit ist die Absicherung der Aktor- Sensor-Ebene leicht skalierbar. Wächst die Anlage, wachsen Verteilung und Absicherung mit, ohne jegliche Neuverdrahtung. Das Summensignal bezieht sich dann immer auf eine Mastereinheit plus aller angekoppelten Slave-Einheiten. So kann der Elektroplaner die DC 24V-Absicherung bei Bedarf mit mehreren Master-Slave-Reihen in unterschiedliche technologische Funktionsgruppen unterteilen. Das 24V-Feld wird heute fast nur von getakteten Schaltnetzteilen mit integrierter Strombegrenzung versorgt. Die Absicherungskomponenten müssen sich diesen neuen Gegebenheiten anpassen. Sie müssen schneller reagieren als die Strombegrenzung des Schaltnetzteils und hohe Einschaltspitzen kapazitiver Lasten tolerieren. Elektronische Schutzschalter verhindern mit ihren präzise ausgelegten Ansprechschwellen unerwünschte und teilweise gefährliche Spannungseinbrüche. Bei Kurzschluss begrenzen sie den Kurzschlussstrom und schalten den fehlerhaften Stromkreis in einer Zehntelsekunde selektiv ab. Alle anderen Verbraucher merken nichts von der Störung. Bei Überlast und hohen Leitungsdämpfungen haben elektronische Sicherungskomponenten mit ihren präziseren Auslösegrenzen einen deutlichen Vorteil gegenüber den klassischen thermischmagnetischen Schutzschaltern; sie schalten den Überstrom schon ab dem 1,1-fachen des Nennstroms nach drei bis fünf Sekunden ab. Die elektronischen Schutzschalter ESS20 mit echter galvanischer Trennung und die elektronischen Sicherungsautomaten ESX10 für Sockelmontage und ESX10-T für direkte Hutschienenmontage unterscheiden zwischen Kurzschluss und kurzen Einschaltspitzen und erlauben darüber hinaus das Zuschalten von Verbrauchern mit hoher Eingangskapazität. www.e-t-a.de

Erschienen in Ausgabe: 02/2008