Anlagenbau & Prozesstechnik

Geräte wirtschaftlich absichern

Thermomagnetische Schutzschalter für die Prozesstechnik

30.06.2010 -

Im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Verfahrenstechnik ist die Verfügbarkeit der Anlagen eine wichtige Anforderung. Mit der neuen Schutzschalter-Baureihe „UT 6-TMC M" verbindet Phoenix Contact die Vorteile der Sicherungsklemmen mit denen der thermomagnetischen Schutzschalter. Eine hohe Verfügbarkeit lässt sich durch die selektive Absicherung der einzelnen Betriebsmittel erreichen. Magnetventile, Servomotoren, Meldeleuchten, SPS-Eingänge sowie Industrie-PC werden in der Regel einzeln abgesichert. Im Fehlerfall wird dann nur gezielt der Aktor oder Sensor im Fehlerkreis abgeschaltet. Der Produktionsprozess wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Die Spannungsebene der Verbraucher in diesem Bereich liegt in 80 Prozent aller Anwendungen auf der 24 V DC-Ebene. Um die Kosten für die einzelnen Absicherungen der angeschlossenen Verbraucher zu begrenzen, setzen Unternehmen häufig konventionelle Schmelzsicherungen ein. Die Herausforderung liegt hier in der wirtschaftlichen selektiven Absicherung einer hohen Verfügbarkeit.
Zwar ergibt eine vordergründige Kalkulation beim Einsatz von Schmelzsicherungen zunächst Kostenvorteile gegenüber thermomagnetischen Schutzschaltern. Auf der anderen Seite bewirken einige Nachteile von Schmelzsicherungen spätere Folgekosten. So muss der Service-Techniker zum Beispiel im Fehlerfall genau die richtige Schmelzsicherung zur Verfügung haben. Ist das nicht der Fall, ist die Funktion des Anlagenteils unterbrochen, bis eine neue Ersatzsicherung beschafft werden kann. In dieser Situation wird unter dem hohen Zeitdruck oft eine gerade verfügbare Sicherung mit anderer Auslösecharakteristik oder einem anderen Nennstrom eingesetzt. Damit ist eine dauerhaft sichere Funktion der Maschine oder Anlage nicht mehr gegeben.
Zudem sollten gerade in exportorientierten Branchen - wie dem Maschinenbau - mit der Auslieferung einer Anlage zusätzliche Ersatzsicherungen mitgeliefert werden. Ob diese im Bedarfsfall dann wirklich sofort zur Verfügung stehen, ist fraglich.

Multifunktional
Deutliche Vorteile gegenüber Schmelzsicherungen bietet ein Geräteschutzkonzept mit thermomagnetischen Schutzschaltern. Diese Geräte lassen sich jederzeit wieder einschalten, und der Nennstrom ist nicht manipulierbar. Ersatzsicherungen sind dann nicht mehr erforderlich. Manuell schaltbare Schutzschalter lassen sich zudem einfach als Schalter nutzen, um Anlagenteile spannungsfrei zu schalten. Voraussetzung für ein funktionelles selektives - und auch wirtschaftliches - Absicherungskonzept ist der Einsatz aufeinander abgestimmter Komponenten.
Die Stromversorgung im 24 V DC-Bereich erfolgt immer häufiger durch primärgetaktete Schaltnetzteile. Man kann davon ausgehen, dass eine Stromversorgung zwischen 5 und 25 Geräte auf der Sensor- und Aktorebene versorgt. Hier bieten sich die Stromversorgungen vom Typ Quint Power mit SFB-Technologie an (Selective Fusebreaking Technology). Sie liefern im Bedarfsfall für 12 ms den 6-fachen Nennstrom und lösen die neuen Automaten aus der Schutzschalter-Baureihe „UT 6-TMC M" auch im magnetischen Teil der Kennlinie aus. Für die selektive Auslösung der thermomagnetischen Geräte müssen die Leitungslängen und Querschnitte berücksichtigt werden.

Die Kombination macht‘s
Mit der neuen Schutzschalter-Baureihe „UT 6-TMC M" verbindet Phoenix Contact die Vorteile der Sicherungsklemmen hinsichtlich Potenzialverteilung, Beschriftung und Platzbedarf mit denen der thermomagnetischen Schutzschalter. Die Brückung dieser neuen Schutzschalter zur Potenzialverteilung erfolgt auf einfache Weise mittels standardisierter Steckbrücken. Zwei parallele Brückenschächte sorgen für hohe Flexibilität sowie für eine Stromtragfähigkeit von bis zu 64 A.
Die Beschriftung erfolgt durch ebenfalls standardisiertes Beschriftungsmaterial. Die Schilder lassen sich z.B. mit dem Drucker Bluemark von Phoenix Contact bedrucken und danach einfach einrasten. Die Markierung sitzt so immer positionsgenau. Gerade bei den üblichen 5-25 Abgängen ergibt sich hier ein ansprechender optischer Eindruck.
Konventionelle Leitungsschutzschalter müssen dagegen aufwendig mit Klebeetiketten beschriftet werden - eine genaue Positionierung dieser Aufkleber ist kaum möglich. Eine große Beschriftungsfläche ist wichtig für eine hohe Kennzeichnungstiefe sowie für deutlich lesbare Zeichen. Daher besitzen die neuen Schutzschalter eine Beschriftungsfläche von 12 x 10 mm. Der Schaltzustand ist außerdem deutlich sichtbar - der fehlerhafte Stromkreis wird umgehend erkannt.

Klein und oho
Konventionelle Leitungsschutzschalter haben gemäß der Norm „Leitungsschutzschalter für Hausinstallationen und ähnliche Zwecke" (EN 60898) eine Baubreite von 17,5 mm - der Platzbedarf im Schaltschrank ist also hoch. Die neuen Geräteschutzschalter bieten dagegen mit einer Baubreite von nur 12,3 mm einen Platzvorteil von 30%.
Die Geräteschutzschalter sind in Abstufungen von 0,5-16 A erhältlich. Die mittelträge Kennlinie M eignet sich für die Absicherung der Betriebsmittel einer Anlage. So führen zum Beispiel Anlaufströme von Elektromotoren nicht zum unbeabsichtigen Auslösen der Automaten. Mit den Nennspannungen von 240 V AC und 28 V DC werden die Haupteinsatzgebiete abgedeckt. Auf der 24 V DC-Ebene werden die Ausgangsspannungen der speisenden Stromversorgungen häufig zum Ausgleich von Spannungsabfällen auf bis zu 29,5 V eingestellt. Die Schutzgeräte vom Typ UT 6-TMC M lassen sich in diesem Bereich optimal einsetzen.
Eine wichtige Rolle spielt auch die Anschlussmöglichkeit von Leitern mit großen Leitungsquerschnitten zur Einspeisung. Bei den Geräten vom Typ „UT 6-TMC M" lassen sich Leitungen mit Querschnitten bis 10 mm² anschließen. Zusätzliche Einspeiseklemmen werden eingespart, und die Potenzialverteilung mit dem FBS-Brückensystem aus dem Reihenklemmen-Programm „Clipline Complete" gewährleistet die volle Stromtragfähigkeit. Der Anschluss großer Leitungsquerschnitte kann somit auch zur Vermeidung hoher Spannungsabfälle auf einfache Weise erfolgen. Auf der 24 V DC-Ebene kann so unter Berücksichtigung von Leitungslängen und -Querschnitten bei zahlreichen Applikationen auf den Einsatz teurer elektronischer Schutzgeräte verzichtet werden.

Der neue Geräteschutzschalter UT 6-TMC M
Mit dem neuen Geräteschutzschalter UT 6-TMC M steht dem Anwender ein wirtschaftliches und Platz sparendes Schutzkonzept zur Verfügung - mit allen Vorteilen einer thermomagnetischen Auslösung und einer sofortigen Verfügbarkeit. Die Kosten pro gesichertem Abgang stehen in vernünftiger Relation zur Stromversorgung. Der Einsatz aufwendigerer und teurerer elektronischer Schutzgeräte ist nicht mehr erforderlich. In zahlreichen Applikationen rechnet sich auch der Austausch konventioneller Schmelzsicherungen durch die thermomagnetischen Geräte mit ihrer höheren Verfügbarkeit. Standardisierte Brücken und Beschriftungen machen den Einsatz dieser Geräte für den Anwender komfortabel und einfach.

Zulassungen für alle Einsatzgebiete
Für einen weltweiten Einsatz besitzen die neuen Geräteschutzschalter aus der Baureihe UT 6-TMC M folgende Zulassungen:
• IEC 60934 - Geräteschutzschalter
• UL 1077 und CSA 22.2 No. 235 - Schutzeinrichtungen für den Einsatz in elektrischen Betriebsmitteln
 

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