A A A
| Sitemap | Kontakt | Impressum | Datenschutz
ETZ Logo VDE Verlag Logo

Anlagen mit Frequenzumrichtern sicher prüfen

Bild 1. Zum Testen einer Krananlage wird der Rollwagen mit der Prüfanlage an den Kran herangefahren

Bild 2. Durch die Zweihandschaltung kann der Prüfer während des Bypasses nicht versehentlich mit dem zu prüfenden Frequenzumrichter in Kontakt kommen

In Hallenkranen für den innerbetrieblichen Transport nimmt der Einsatz von moderner Frequenzumrichter-Technologie seit Jahren zu. Immer häufiger werden alle drei Bewegungsachsen der Krane (Kranfahren, Katzfahren und das Hubwerk) durch Frequenzumrichter gesteuert. Die Prüfung vor der ersten Inbetriebnahme durch den Kranhersteller bringt dabei einige technologie-bedingte Herausforderungen mit sich.

Die Frequenzumrichter der Fahr- und Hubwerksantriebe von Kranen sind entsprechend der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG auf Funktion zu prüfen. Den Vorgaben des Arbeitsschutzes entsprechend ist dazu ein Prüfplatz nötig, der mit einer allstromsensitiven Schutzeinrichtung (RCD) abgesichert ist, die bei einem Fehlerstrom von 30 mA anspricht.
Dem Einsatz steht jedoch der mehr oder weniger hohe Ableitstrom entgegen, der bei Frequenzumrichtern auftritt. Beim Betrieb mehrerer Geräte können sich diese Ableitströme im ungünstigsten Fall addieren. Der RCD erkennt diese dann fälschlicherweise als Isolationsfehler und löst aus. Somit ist eine Prüfung mit einem RCD als Personenschutz nicht ohne Weiteres zu realisieren.

Ableitstromkompensation als Schutzeinrichtung
Aus diesem Grund entwickelten die Elektroingenieure bei Abus Kransys­teme einen Prüfplatz, bei dem in der Testphase eine Ableitstromkompensation verwendet wird (Bild 1). Dabei kommt das Gerät Leakcomp von EP Antriebstechnik in Verbindung mit dem Messsystem Leakwatch zum Einsatz. Der Ableitstromkompensator Leakcomp ist direkt neben dem allstromsensitiven Fehlerstromschutzschalter auf der DIN-Hutschiene montierbar. Die am FI-Schutzschalter angeschlossenen abgehenden Phasen (L1, L2, L3) und der Neutralleiter (N) werden einfach mit flexiblen Leitungen durch den Wandler in der Mitte geführt. Der Ableitstromkompensator misst während des Betriebs der Frequenzumrichter alle Ableitströme und gleicht diese aus. So reagiert der RCD während des Betriebs nur, wenn tatsächlich ein Fehlerstrom fließt.
Das speziell für die Messung von Ableitströmen (Differenzströmen) entwickelte Mess- und Analysesystem Leakwatch bietet die Möglichkeit das Messsignal direkt in Bezug auf die Auslösekennlinie des Fehlerstromschutzschalters zu bringen. Mittels einer Prozentanzeige und farblichen Ampeldarstellung erkennt man sofort den Auslastungsgrad der ausgewählten Fehlerstromschutzeinrichtung.
In der Betriebsphase der Frequenzumrichter, also während des Testlaufs der Krankomponenten bei Abus, konnte so der Personenschutz der Prüfer sichergestellt werden. Der Einschaltmoment der zu testenden Krananlage forderte die Entwickler jedoch erneut. Die Ableitströme erreichten dabei Spitzenwerte, die die Kompensationsmöglichkeiten des Systems überschritten. In seiner jetzigen Entwicklungsstufe ist Leakcomp für betriebsbedingte Ableitströme bis 150 mA RMS geeignet, die im Frequenzbereich <1 kHz auftreten.

Elektronischer Bypass überbrückt Stromspitzen
Für den Einschaltmoment der Krankomponenten wurde daher ein elek­tronischer Bypass entwickelt, der den RCD während der anfänglichen Stromspitzen überbrückt. Danach wird der Bypass deaktiviert und die Anlage läuft unter normalen Bedingungen über den RCD und den Ableitstromkompensator Leakcomp.
Um während der Bypass-Schaltung den Personenschutz zu gewährleisten, muss der Prüfer den Testplatz mit einer Zweihandschaltung bedienen (Bild 2). Der Testbereich ist mit einer Absperrung gesichert. Ebenfalls schützt ein zusätzlicher Schutzleiter am Prüfobjekt den Prüfer vor tatsächlichen Isolationsfehlern.
Personen im angrenzenden Arbeitsbereich werden während des aktiven Bypasses durch eine optische und akustische Warnung darüber informiert, dass unmittelbare elektrische Gefahr in der Nähe des Prüfplatzes besteht.

Der Beitrag als pdf

Autoren: Dipl.-Ing. (FH) Jochen Polenske und Klaus Borlinghaus sind Mitarbeiter der Abus Kransysteme GmbH in Gummersbach.