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01 Die störungsfreie Produktion ohne Ausfallzeiten ist ein Wettbewerbsfaktor – Blitz- und Überspannungsschutz spielt eine wichtige Rolle im Sicherheitskonzept

Umfassender Netzschutz für Maschinen

02 Das durchgängige Blitz- und Überspannungsschutz-Produktprogramm mit Safe Energy Control: Die neue Funkenstrecke verhindert jeden Netzfolgestrom und die zusätzliche Vorsicherung entfällt

03 Durch die schmale Bauform und den erweiterten vorsicherungsfreien Einsatz kommt der Typ-2-Überspannungsableiter (Bildmitte) mit wenig Platz im Schaltschrank aus

04 Modularer Aufbau, einfache Handhabung der drehbaren Stecker sowie eine kompakte Bauform sind einige Vorteile, welche die SEC-Produktfamilie mitbringt

Immer wieder kommt es durch Blitze und Überspannungen zu Anlagenausfällen. Den besten Schutz davor bietet eine durchgängige Schutzgeräte-Produktfamilie. Um den Blitz- und Überspannungsschutz für Maschinen und Anlagen noch leistungsfähiger und langlebiger zu gestalten, hat Phoenix Contact die Safe- Energy-Control-Technologie (SEC) entwickelt. Damit ist eine Ableitervorsicherung nicht mehr notwendig.

Mit den Anforderungen der Maschinenbauindustrie ist Phoenix Contact vertraut, da das Unternehmen selbst über einen hauseigenen Maschinenbau (Bild 1) verfügt. Mit 180 Mitarbeitenden unterstützt dieser alle Geschäftsbereiche des Unternehmens sowie die entwickelnden und produzierenden Standorte weltweit. Dabei reicht das Leistungsspektrum von der Erstellung manuell bedienbarer Vorrichtungen bis hin zu komplexen Fertigungssystemen im Bereich Handhabungs- und Verpackungsmaschinen. Neue Trends und geänderte Anforderungen im Maschinen- und Anlagenbau sind somit immer transparent und neue Produkte können auf kurzen Wegen in direkter Absprache mit dem Anwender entwickelt sowie umgesetzt werden. Die Blitzstrom- und Überspannungsschutzfamilie mit Safe-Energy- Control-Technologie, kurz SEC, ist ebenfalls in diesem Kontext entstanden.

Unterschiedliche Anforderungen bei Anlagenbauern und –betreibern
Bei der Entwicklung neuer Komponenten für den Maschinenbau gilt es, die Anforderungen etwas differenzierter zu betrachten, und dabei die unterschiedlichen Erwartungen des Anlagenbetreibers und des Anlagenbauers zu berücksichtigen. Aus Sicht des Anlagenbetreibers sind Themen, wie Anlagenverfügbarkeit oder niedrige Wartungskosten, wichtige Kriterien. Für den Maschinen- und Anlagenbauer spielen zudem kürzere Installationszeiten oder modularer Maschinenaufbau eine wichtige Rolle. Für Hersteller von Komponenten und Lösungen wie Phoenix Contact gilt es, bei Neuproduktentwicklungen für den Maschinen- und Anlagenbau möglichst viele Anforderungen zu berücksichtigen. Mit der Blitzstrom- und Überspannungsschutzfamilie mit SEC-Technologie werden die Anforderungen der Betreiber wie auch die der Errichter der Anlage erfüllt. Das Produktprogramm beinhaltet durchgängige und aufeinander abgestimmte Schutzkomponenten Typ 1, Typ 1 mit integrierter Sicherung, Typ 1+2, Typ 2 sowie Typ 3 mit integrierter Sicherung (Bild 2). Während Blitzstromableiter Typ 1 wie üblich am Gebäudeeintritt der stromführenden Leitungen eingesetzt werden, finden Überspannungsableiter Typ 2 und Typ 3 im Maschinen- und Anlagenbau ihre Anwendung. Der durchgängig vorsicherungsfreie Einsatz der neuen Überspannungsschutzfamilie mit SEC-Technologie bietet dem Errichter und Betreiber der Anlage Mehrwert: Die Entwickler von Phoenix Contact haben den Feinschutz Typ 3 nun mit einer integrierten Sicherung konzipiert, sodass beim Einsatz in der Stichverdrahtung keine zusätzliche Vorsicherung mehr benötigt wird. Da das komplette Schutzgerät, also Überspannungsschutz plus Sicherung, lediglich den Platzbedarf einer Teilungseinheit von 17,5 mm benötigt, spart der Errichter neben Zeit und Kosten bei der Installation vor allem Platz im Schaltschrank.

Installateur spart doppelt
Einen ähnlichen Vorteil bietet auch der neue Überspannungsschutz Typ 2 aus der SEC-Familie. So kann das Gerät in Installationen, die bis 315 A abgesichert sind, ebenfalls ohne eigene Vorsicherung bei Stichverdrahtung betrieben werden. Einen weiteren Vorteil bietet die kompakte Bauform. So lässt sich beispielsweise ein 3-phasiges TN-S-Netz auf unter drei Teilungseinheiten schützen – dafür wird weniger als 50 mm Platz auf der Tragschiene benötigt (Bild 3). Außerdem wurde bei der Neuentwicklung der SEC-Familie großer Wert auf die Installationsfreundlichkeit und gute Handhabbarkeit der Geräte gelegt. Durchgängige Dreh- und Steckbarkeit, bessere Sichtbarkeit der Statusanzeige sowie eine vereinfachte Handhabung sind neben der vergrößerten Beschriftungsfläche Vorteile der Gerätefamilie (Bild 4). Für die immer wichtiger werdende Forderung im Maschinen- und Anlagenbau nach Modularität ist es vorteilhaft, dass die Stecker und Basiselemente kodierbar sind. Somit können sich innerhalb einer Ableiterklasse unterschiedliche Spannungsvarianten ein Basiselement teilen. Der Maschinen- oder Anlagenbauer ist dadurch in der Lage, beispielweise seinen Schaltschrank zunächst mit nur einem Basiselement zu bestücken. Je nachdem, ob er nun Überspannungsschutz benötigt, kann der passende Schutzstecker für die vorgesehene Spannungsebene, zum Beispiel 120 V für amerikanische Anforderungen, aufgesteckt werden. Die Anlage ist dann umfassend geschützt.

Fazit
Bei der Neuentwicklung der Ableiterfamilie mit SEC-Technologie wurden zahlreiche Anforderungen aus Industrie und Produktion umgesetzt. Mit der Netzfolgestrom-freien Funkenstrecke wurde das Überspannungsschutzprogramm von Phoenix Contact um eine neuartige Technik erweitert. Besonders der vorsicherungsfreie Einsatz in Stichverdrahtung und die daraus resultierende Platzersparnis bringen den Kunden im Schaltschrankbau großen Mehrwert. Zusätzlich stehen bei der SEC-Familie Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit im Vordergrund – dafür sorgen umfassende Endkontrollen im Fertigungsprozess der Geräte. Sollte die Statusanzeige bei einem der Schutzgeräte aus der SEC-Familie einmal einen erforderlichen Austausch signalisieren, wird dieses bis fünf Jahre nach dem Kauf kostenfrei ersetzt. (ih)

Positionierung von Überspannungsschutz im Maschinen- und Anlagenbau
Um eine Anlage wirkungsvoll vor den Folgen von Überspannungen zu schützen, ist die richtige Positionierung der Schutzelemente ein wichtiges Kriterium.
Wird beispielsweise ein Überspannungsableiter Typ 2 direkt an der Haupteinspeisung zum Schaltschrank eingesetzt, werden alle zu hohen Spannungsspitzen aus dieser Richtung auf ein verträgliches Maß reduziert. Aber wie sieht es mit Transienten und Spannungsspitzen aus, die innerhalb der Anlage entstehen? Was passiert, wenn etwa bei Not- oder Hauptabschaltungen induktive Verbraucher wie Motoren hohe Impulse in die Anlage treiben? Hierdurch können empfindliche Verbraucher wie Steuerungen bereits erheblich beeinträchtigt oder gar zerstört werden. Daher ist gezielt darauf zu achten, von wo Transienten und Überspannungen zu erwarten und welche Anlagenteile besonders gefährdet sind. Im hier beschriebenen Fall würde der zusätzliche Einsatz eines Typ-3-Endgeräteschutzes Abhilfe schaffen. Diese Schutzgeräte werden unmittelbar vor dem zu schützenden Gerät installiert und begrenzen Transienten auf ein verträgliches Maß.

Safe Energy Control Mit Safe Energy Control (SEC) werden die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Blitzstrom- und Überspannungsschutzes gesteigert.
Die neu entwickelten Funkenstrecken in Kombination mit den Ableitern Typ 2 und Typ 3 bieten ein neuartiges Schutzkonzept für die Stromversorgung. Das einheitliche, kompakte Design und die durchgängige Steckbarkeit machen die SEC-Familie zu einem installationsfreundlichen Gesamtpaket.

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Autor:
Dipl.-Ing. (FH) Florian Lenzmeier, M.Sc., ist im Produktmarketing Überspannungsschutz Trabtech bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg tätig. flenzmeier@phoenixcontact.com