Selektive Absicherung - intelligent schützen und kommunizieren
Egal ob Schaltschrank oder Schaltkasten, die zuverlässige Stromversorgung ist eines der wichtigsten Elemente, besser gesagt das wichtigste Element in jeder Anwendung.
Der Aufbau einer solchen zuverlässigen Stromversorgung sollte sicher bzw. ausfallfrei sein. Hierbei ist die eigentliche Stromversorgung, bestehend aus einem Netzgerät, gut zu überlegen. Nicht immer ist günstig auch die sichere Wahl! Je nach Anforderung sind auch DC-USV (unterbrechungsfreie Stromversorgungen), Batteriemodule, Buffer Module oder Redundanzmodule in Erwägung zu ziehen, um den Anforderungen gerecht zu werden. Weiterhin ist die selektive Absicherung, auch Stromverteilung genannt, sehr wichtig, um die Anlagensicherheit auf einem höchstmöglichen Niveau halten zu können. Nur in dieser Kombination kann eine zuverlässige Stromversorgung sichergestellt werden.
Selektive Absicherung
Was ist eine selektive Absicherung und wozu wird diese benötig? Selektive Absicherung bedeutet, dass bei Überlast oder Kurzschluss, ohne Rückwirkung auf die Versorgung, ausschließlich nur der fehlerhafte Strompfad (Verbrauchergruppe) abgeschaltet wird. Je nach Größe und Komplexität einer Anlage ist es erforderlich Verbrauchergruppen zu bilden. Beispielsweise sollte die Steuerung (SPS), das Bedienterminal, Sensoren und Aktoren in sinnvolle Gruppen zusammengefasst werden. Somit können diese intelligent überwacht und geschützt werden. Dies erhöht die Anlagensicherheit, verhindert ungewollte Stillstände oder sogar zusätzliche Kosten. Der Einsatz von Primärschaltreglern (Netzgeräte) in Kombination mit Leitungsschutzschaltern kann die heutigen Anforderungen nicht erfüllen. Bedingt durch das Betriebsverhalten dieser Geräte ist die geforderte selektive Absicherung einzelner Lastkreise speziell bei Überstrom so gut wie nicht durchführbar. Das heißt, dass die Netzgeräte je nach Typ den Strom auf 1,1 bis 1,5 fachen Nennstrom begrenzen oder sogar bei einem Hiccup Mode abschalten und nach kurzer Zeit automatisch wieder einschalten – dies gilt es auf jeden Fall zu vermeiden.
Verbrauchergruppen müssen die Möglichkeit besitzen ihren Betriebsstatus zu jeder Zeit an die SPS oder einer übergeordneten Steuerung zu melden. Dies kann beispielsweise mit einem parametrierbaren Statusausgang oder mit einer Ankopplung über den verwendeten Feldbus erfolgen. Allein das Stichwort „vorbeugende Wartung“ sollte jeden Anwender dazu ermutigen auf intelligente Geräte zu setzen, um Stillstände in der Fertigung oder Produktion zu umgehen.
Zu Erinnerung, Leitungsschutzschalter besitzen einen analogen thermischen Auslösebereich für den Überstrom und ein magnetisches Auslösen bei einem Kurzschluss. Diese Charakteristik ist sehr stark abhängig von der Umgebungstemperatur, hat eine sehr große Toleranz und ist für DC-Anwendungen nicht geeignet. Weitere Nachteile wie Platz, Einstellbarkeit, Bedienbarkeit oder keine Kommunikationsmöglichkeit sprechen gegen einen Einsatz in hochwertigen Anwendungen.
Optimale Lösung
Elektronische Lastüberwachungen sind die optimale Lösung, wobei es auch hier sehr große Unterschiede gibt. Bei jeder Lastüberwachung wird das Auslöseverhalten durch eine Charakteristik beschrieben. Diese gibt vor, wie schnell und wann eine Auslösung in Abhängigkeit vom Strom stattfinden soll. Jede Last hat ein anderes Betriebsverhalten bzgl. des Einschaltstromes. Dieser kann für Millisekunden sehr hoch, kapazitiv oder induktive sein.
Intelligente Lastüberwachungen wie die LOCC-Box von Lütze verfügen über 5 patentierte analoge Charakteristiken von super flink bis super träge und sind somit als einzig aktuell verfügbare Lösung in der Lage bei jedem Überstrom zeitgenau auszulösen. Selbst schwankende Ströme im Überstrombereich führen immer zu einer zuverlässigen Auslösung.
Digitale Charakteristiken dagegen bestehen aus „Grenzwertschaltern“ und liefern nur feste Auslösezeiten, schwankende Ströme können so ein sicheres Auslösen verfälschen oder sogar verhindern.
Weiterhin sollte bei der Auswahl einer elektronische Lastüberwachung Punkte wie Einstellbarkeit, Platzbedarf, Anschlusstechnik, Kommunikation, Verkabelungsaufwand, Anzahl der Kanäle pro Modul und der generelle Aufbau berücksichtigt werden. Beispielsweise bietet die LOCC-Box die höchste Packungsdichte – 1 Kanal auf 4,04mm Baubreite trotz intelligenter Kommunikation für Profinet, EtherCAT oder Ethernet-IP. Seit über 15 Jahren bietet die LOCC-Box die Möglichkeit der Datenbereitstellung wie z.B. der momentan fließende Strom oder verschiedene Zählerstände und ist bestens für Industrie 4.0 oder IIoT geeignet.
Klein und intelligent
Lütze bietet im Bereich intelligente Stromüberwachungen ein breites Portfolio und mit der neuen LOCC-Box-M (Mini), die kleinste und kompakteste Lastüberwachung am Markt. 40 Einstellmöglichkeiten, Strombereich 1-8A und 5 patentierte Charakteristiken, Verwendung als Stand-Alone Modul sowie der direkte Anschluss der Last mit + und – sind nur einige der wichtigsten Eigenschaften. Trotz der Kompaktheit wird zudem weiterhin auf Push-In und die Reduzierung der Verkabelung durch Brücken gesetzt.
Von Klaus Wünschirs, Produktmanager Control, Friedrich Lütze GmbH