Elektrische Ausrüstung Anpassungsfähigkeit wird groß geschrieben

Der steigende Bedarf an elektrischer Energie, die wachsenden Ansprüche an den Schutz und die Sicherheit des Menschen sowie der unaufhaltsame Einfluss und vermehrte Einsatz steuerungstechnischer Funktionen erfordern für das nächste Jahrzehnt im Niederspannungsbereich eine zukunftsorientierte Stromverteilungs- und Schaltanlagentechnik. ...

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Normierten Stromverteilungssystemen gehört die ZukunftDer steigende Bedarf an elektrischer Energie, die wachsenden Ansprüche an den Schutz und die Sicherheit des Menschen sowie der unaufhaltsame Einfluss und vermehrte Einsatz steuerungstechnischer Funktionen erfordern für das nächste Jahrzehnt im Niederspannungsbereich eine zukunftsorientierte Stromverteilungs- und Schaltanlagentechnik.

Von dem Investitionsmittelanteil zur Stromversorgung der Endverbraucher entfallen etwa 60% auf die Niederspannungsebene; eine effektive Entwicklung, Konstruktion, Planung und Herstellung von Niederspannungs-Schaltanlagen und Verteilersystemen sind somit von großer wirtschaftlicher Bedeutung; die bisher üblichen Techniken gerade im Verteilerbau befinden sich im Umbruch.

Bedienungskomfort und Personensicherheit, optimale Anpassungsfähigkeit an den Bedarfsfall (Flexibilität bei der Herstellung), hohe Zuverlässigkeit durch Typprüfungen entsprechend vorgegebener Bestimmungen (Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit) wie auch der Zwang zur weiteren Rationalisierung durch Vermeidung mechanischer Arbeiten und lohnintensiver „Hand“-Arbeiten (in Planung und Ausführung, wie auch bei zu erwartenden Änderungen oder Erweiterungen) werden zusätzlich durch international gültige Vorschriften, Normen und Bestimmungen beeinflusst.

Hersteller braucht marktgerechtes Angebot

Der Hersteller von Betriebsmitteln für Niederspannungsanlagen muss sich also auf ein marktgerechtes Angebot einstellen – gerade in der zugehörenden Fachdisziplin (Schaltanlagen und Verteilersysteme). Die kreative Erarbeitung einer besseren technischen Lösung unter Beachtung der europäischen Marktanforderungen sowie der europäischen Normen und Bestimmungen ist also entscheidend sowohl für die Hersteller und Errichter als auch für die Anwender/Betreiber von Stromverteilungs-Systemen.

Eine zukunftsorientierte einsatz- und anwendungsbezogene Systemnormierung führt dabei über entsprechende Konstruktionsfestlegungen zu optimierten sicherheitstechnischen wie wirtschaftlichen Lösungen im internationalen Marktangebot.

Dort, wo bisher noch individuell zugeschnittene und nur einmalige Lösungen realisiert wurden, werden aufgrund steigender Marktanforderungen heute normierte, vielfach einsetzbare System-Baugruppen verwendet, mit denen in kombinierbarer, unterschiedlicher Technik selbst ausgefallene Aufgaben lösbar sind, und dies in „funktional gestylter Ausführung“, einer hohen Anforderung an das Design der zugehörenden Konstruktionselemente.

Entsprechend der sehr unterschiedlichen Anwendungsgebiete und Einsatzanforderungen von der durch Laien bedienbaren Verteilung bis zur abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätte, bei einem Einsatz in der Daten- und Kommunikationstechnik bis zur Energieverteilung mit einem Betriebsstrom bis 6300 A – auch unter Berücksichtigung der Kombination von Niederspannungs-Verteilersystemen mit elektronischen Betriebsmitteln – werden unterschiedliche Geräte- und Baugruppen-Kombinationen benötigt. Für diese sind in der vorgegebenen Baubestimmung nach EN 60439-1 (entsprechend VDE 0660 Teil 500) zugehörende Ausführungskategorien festgelegt.

Die Vielfalt möglicher Anwendungen und Anforderungen in den unterschiedlichsten Einsatzbereichen lässt es jedoch kaum zu, für jeden Bedarfsfall eine eigene Baugruppe entsprechend vorgegebener Geräte-Funktion zu entwickeln oder zu produzieren. So wurde für die Außenabmessungen, Innenabmessungen und diversen Montage- und Befestigungsebenen bei Schaltschrank-Systemen das Raster-Grundmaß von E = 25 mm nach DIN 43660 festgelegt.Auf der Grundlage dieser „Modulordnung für elektrische Schaltanlagen“ wurden für unterschiedlichste Einsatzbereiche von Schaltschrank-Systemen unterschiedliche Abmessungsreihen normiert.

Für den Einsatz innerhalb von Niederspannungs-Schaltanlagen und Systemen der Prozess-, Steuerungs- und Automatisierungstechnik sowie bei modularen Energie-Verteiler-Systemen legt DIN 41488 Teil 2 die Außenabmessungen fest. Im Bereich der Niederspannungs-Installations- und -Energie-Verteilersysteme in den unterschiedlichsten Leistungsstufen hat sich die DIN 43870 Teil 2 mit den vorgegebenen Innenabmessungen („Funktionsflächen“) durchgesetzt.

Bei den Schränken sind die Außenabmessungen mit Ausnahme der Tiefe auf Grund der äußeren Gerüstabmessungen und der zu berücksichtigenden Grundnorm DIN 43660 um 100 mm größer als die lichten Innenabmessungen (innen 500 mm, außen 600 mm). Auf der Grundlage dieser zwei unterschiedlichen Abmessungs-Baureihen ergeben sich mehr als 100 unterschiedliche Schaltschrank-Typen und so werden zunehmend Forderungen von Planern, Betreibern und Errichtern an den Hersteller von Schaltanlagen und Verteilersystemen gestellt, ein in der Anwendung einfaches, universell anwendbares, kosten-günstiges und äußerst betriebssicheres Schaltanlagensystem einzusetzen, welches die technischen (Normen und Bestimmungen) und wirtschaftlichen (Preis, Lager, Verfügbarkeit, Service) Gesichtspunkte gleichermaßen berücksichtigt.

Stromverteilungssystem ist universell einsetzbar

In enger Zusammenarbeit mit bedeutenden Schaltanlagenherstellern sowie unter Berücksichtigung zusätzlicher Anforderungen seitens der Ingenieur- und Planungsbüros als auch der Errichter wurde jetzt ein neues professionelles Modulares Energieverteilersystem namens Promes für unterschiedliche Nennstrombereiche von 63 bis 6300 A vorgestellt, das sowohl die Komplettlieferung eines Stromverteilersystems als auch wahlweise die Lieferung in Einzelteilen ermöglicht. Spezielle Merkmale zeichnen diese Baureihe besonders aus:

- Die konsequente Berücksichtigung eines modularen Aufbauprinzips im Raster-Grundmaß von B ? H = 250 mm ? 150 mm nach DIN 43870 Teil 2 gestattet bei der Verwendung der Schaltschrankbaureihen S (Installationsverteiler) oder MES (Energieverteiler) die freie Wahl von Einsatz/Anwendung, Bauform, Innenausbau und Bedienungskomfort entsprechend den geforderten Betriebs- und Umgebungsbedingungen.

- Festgelegte Standardabmessungen und Ausstattungsmerkmale, ein flexibles und anpassungsfähiges Ergänzungsprogramm sowie ein praxisgerechtes System-Zubehör sind die Voraussetzungen für ein markt-konformes und preiswertes Angebot.Die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit gewinnt neben Verfügbarkeit, Sicherheit und Preis von Schaltanlagen bei Vergabeentscheidungen immer mehr an Bedeutung. So werden neben dem Standard-Angebot zukünftig gerade durch den Einsatz elektronischer Betriebsmittel innerhalb von Stromverteileranlagen verstärkt gefordert:

- individuelle Ausstattungsvarianten zur Erweiterung des Anwendungsbereiches, also für Sonder-Einbauten, auch mit speziellen Abmessungen im Raster von 25 mm nach DIN 43660 und besonderer Farbgebung von System-Gruppen, beispielsweise für unterschiedliche Versorgungsbereiche (unterschiedliche Netzspannungen),

- individuelle geometrische Anpassungen an Höhe, Breite und Tiefe der äußeren Umhüllung (Schaltschrank) im Raster von 100 mm nach DIN 41488 Teil 2 entsprechend dem jeweiligen Kundenwunsch.Diese zwei letztgenannten, entscheidenden Vorteile für den Kunden lassen ihn Platz, Zeit und Geld sparen und waren letztlich ausschlaggebend für diese kunden- und montagegerechte Ausführung einer Neuentwicklung, mit der alle individuellen Anforderungen problemlos, praxisgerecht und kostengünstig geplant, gebaut und errichtet werden können.

Leichter zu handhabende Planungshilfen, eine einfach zu realisierende Nach- und Umrüstung während der Inbetriebnahme oder auch leicht zu organisierende Erweiterungen sind zusätzlich wichtig für den Betreiber - auch bei Gebäudenutzungsänderungen - neben einer hohen Zuverlässigkeit und Sicherheit. Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der Schaltanlagen sind entscheidend, weil Betriebsunterbrechungen bei immer leistungsfähigeren Produktionsprozessen wachsende Risiken für den Geschäftserfolg bedeuten.

Diese Konzeption einer neuen Schaltanlagen-Technologie bietet viele Anwendungs- und Ausbaumöglichkeiten für zahlreiche Einsatzbereiche und berücksichtigt damit die Anforderungen der Anwender und Verwender ebenso wie die zu erwartende Entwicklung der Niederspannungstechnik in den nächsten Jahren und das bei identischem, äußeren Erscheinungsbild. Bedarfsgerechte, standardisierte Baugruppen bilden die Basis des Konzepts. Identische normierte Abmessungen der einzelnen Baugruppen ermöglichen eine beliebige, äußerst flexible Bestückung.

Das einheitliche Konzept stellt eine problemlose Planung und Handhabung sicher. Mit Hilfe von Additiv-Baugruppen kann der Anwender zusätzlich eigene Schaltgeräte- beziehungsweise Betriebsmittel-Konfigurationen in einem ausgewogenen technischen und wirtschaftlichen Verhältnis zusammenstellen.Der Markt für Gehäuse und Schränke hat sich - gerade im Bereich der Stromverteilsysteme - gewandelt; es gibt einen klaren Trend in Richtung „Projektgeschäft“.

Der Kunde fordert für seine Individual-Aufgaben in der Energieverteilungstechnik und Automatisierungstechnik wie auch in der Telekommunikationstechnik entsprechende Komplettlösungen. Diese sollen ein Höchstmaß an Universalität und Flexibilität aufweisen, neben einem umfangreichen Zubehör-Programm. Lösungen werden gefordert, die der Aufgabe und dem Kundenwunsch angepasst sind.

Ob als Einzelschrank oder als Reihenschrank innerhalb einer Schaltschrank-Gruppe: Das beschriebene Schranksystem der Baureihe MES wird individuell auf die Kundenanforderung zugeschnitten, vom Leerschrank oder Schrank mit individuellem, mechanischem Innenausbau oder mit diversen Ein- und Ausbauten; ohne große Verlängerung der Lieferzeit sind Sonderausstattungen wie Durchbrüche möglich; das Gleiche gilt auch für die Ausführung von Schaltschrank-Systemen in verschiedenen RAL-Farben - auch mehrfarbig - oder in Sonderfarben.Innen liegende Türen vermeiden bei einer Tür-Öffnung einen Schmutzeinfall bei Staubablagerungen; der generelle Tür-Öffnungswinkel von é 180° gestattet eine Aufstellung auch bei engen Raumverhältnissen. Türen sind wahlweise front- und/oder rückseitig montierbar; damit können beidseitig Funktionseinheiten eingebaut werden.

Personenschutz und Schutz gegen zu hohe Erwärmung

An Schranksysteme werden unterschiedliche Anforderungen gestellt, sie dienen dem Schutz gegen direktes Berühren von außen (Personenschutz), aber auch dem Schutz der im Schrank eingebauten Komponenten. Den Schutz vor mechanischer Beschädigung der eingebauten Komponenten, aber auch den Schutz gegen eine zu hohe Wärmebelastung dieser eingebauten Betriebsmittel bietet idealerweise der Stahlblech-Schrank.

Neben der mechanischen Stabilität bei entsprechenden Materialstärken von 1,5 mm gewährleistet gerade Stahlblech eine ideale Wärmeabstrahlung über die Oberfläche des Schaltschrankes nach außen durch einen günstigen Wärmedurchgangskoeffizienten „k“.Der Schutz gegen direktes Berühren, der Schutz gegen Fremdkörper und der Schutz gegen Wasser wird entsprechend der Bestimmung EN 60529 oder VDE 0470 Teil 1 festgelegt; in den meisten industriellen Anwendungsfällen kann dabei eine Schutzart mit IP 41 als ausreichend angesehen werden.

Die Schutzart IP 41 bietet neben dem Schutz gegen Fremdkörper >1 mm und dem Schutz gegen Tropfwasser aus senkrechter Richtung den Vorteil einer Durchzugsbelüftung (Luftaustausch) über die Öffnungsschlitze der Verkleidungen; ein Luftspalt von nur 0,5 mm (< 1 mm) bietet dadurch eine zusätzliche Lüftung mit einem Querschnitt von mehr als 1400 mm2 bis zu 2800 mm2. Dies macht Lüftungsschlitze oftmals überflüssig.

Schutzart IP 41 statt IP54 vermeidet Schwitzwasser

Gerade bei hohen Außentemperaturen, speziell in heißen Sommermonaten und anschließend kühlen Nächten (und Abschaltung der elektrischen Anlage), bildet sich bei diesen Temperaturschwankungen und „dichten“ Schränken in der Schutzart é IP 54 sehr schnell Kondenswasser, weil der „dichte“ Schrank keinen „Druckausgleich“ gewährt. Gewöhnlich wird ein Schaltschrank in der Schutzart IP 54 eingesetzt, ohne sich Gedanken darüber zu machen, ob diese Erfordernis wirklich begründet ist. Also günstiger mit IP 41, um Kondenswasserbildung wirkungsvoll zu verhindern!

Der Einsatz von Schaltschränken in der Schutzart IP 41 entspricht damit dem Optimum an Zuverlässigkeit. Natürlich werden - je nach vorliegender Umgebungsbedingung - diese Schranksysteme der Baureihe S oder MES wahlweise neben der Schutzart IP 41 auch in der Schutzart IP 54/55 angeboten.Neben der Berücksichtigung der DIN-Normen und VDE-Bestimmungen wurde bei der Entwicklung des neuen Verteiler-Einbausystems insbesondere ein flexibler, modularer Aufbau sowie der Einsatz seriell vorgefertigter, standardisierter Baugruppen realisiert, der einen rationellen, lückenlosen Ausbau von Schaltschränken im Raster von B ? H = 250 mm ? 150 mm ermöglicht.

Diese genormten Funktionseinheiten lassen sich beliebig zusammenfügen, kombinieren oder auch farblich gestalten.Die Schaltschränke innerhalb einer Verteiler-Systemausführung berücksichtigen bereits den werksseitigen Einbau eines Tragschienen-Gerüstes sowie die erforderlichen seitlichen Berührungsschutz-Abschlussblenden. Selbst für hohe Gewichte der Funktionseinheiten und besonders bei breiten Schränken bis 1600 mm können zusätzliche Systemtragschienen im Schaltschrank montiert werden (Bild 1).

Zu den Standard-Systembaugruppen gehören Leistungsschalter, Lasttrennschalter mit und ohne Sicherungen, NH-Sicherungs-Lasttrennschalter in Horizontal- oder Vertikal-Bauweise sowie normierte auf DIN-Tragschienen aufschnappbare Kleinleistungs-Schaltgeräte wie Leitungs-, Fehlerstrom- und Motor-Schutzschalter bis 63 A sowie 3-polige D-Sicherungs-Streifenelemente für den Einsatz von Sicherungsschmelzeinsätzen bis 63 A (Bild 2). Aber auch individuelle, kundenspezifische spezielle Funktions-Baugruppen wie Elektronik-Steuerungs-Einheiten oder Sonder-Gerätekombinationen müssen sich innerhalb eines Schaltschrank-Systems unterhalb einer dazu geschaffenen Abdeckplatte berührungsgeschützt unterbringen lassen, und das bei gleichem äußeren Design.

Mit Promes wird eine neue Berührungsschutz-Abdeckplattentechnik vorgestellt, dessen hohe Universalität aus der Kombination von gelängten Seitenstreben mit den vier Eckstücken und der Abdeckplatte resultiert, welche nach einem glatten, gratfreien Zuschnitt zueinander gesteckt und „punktuell“ verklebt werden. So nimmt das multifunktionale Seitenstrebenprofil zusammen mit den Eckstücken jede Art von Abdeckplatte auf: Abdeckplatten aus unterschiedlichen Werkstoffen (ABS, Polystrol, Polycarbonat), wahlweise in brandfester Ausführung (Polyester) in unterschiedlichem Farbton, je nach Netzsystem, Anlagenfunktion, Anwendungsbereich, Ausführung in Polystrol oder in transparenter Ausführung, zur speziellen Beobachtung/Sichtkontrolle und Wartung kritischer Schalt- und Schutzfunktionen sowie Ausführung in PC in unterschiedlichen Sonderabmessungen (Raster 25 mm).

Doppelhalter mit nur einer Befestigungsschraube sorgen für eine stabile Befestigung auf der horizontalen oder vertikalen Tragschiene. Sie übernehmen die Justierung und Führung und dienen der Schnellbefestigung dieser Berührungsschutz-Abdeckplatten. Ein Werkzeugverschluss sorgt für die Schnellbefestigung der Berührungsschutz-Abdeckplatte. Die Arretierung wird durch das Eindrücken von Hand und eine damit verbundene zwangweise Drehung von 90° mit dem Effekt der Anpressung der Abdeckplatte durch eine im Verschluss integrierte Federung erreicht (Bild 3).