2-Wege-Schutzschalter CEP

für Überspannungsschutzmit Fernbedienungelektronisch

Gemäß der neuen Norm EN 60204-1 ist ein Überstromschutz für SELV- und PELV-Leitungen vorgeschrieben. Die Norm schreibt vor, dass Überstromschutzvorrichtungen in der 24-V-DC-Leitung Fehler beseitigen müssen, bevor die 24-V-DC-Steuer- und Befehlsspannung unter 21,6 V fällt, was andernfalls zur Unterbrechung der Stromversorgung des Steuerungssystems führen und die Aktivierung von Notfall- und Sicherheitsfunktionen verhindern würde.<br><br>Gemäß EN 60204-1 sowie EN 61131-1 und -2 muss der Überstromschutz auf SELV-PELV-Leitungen in der Lage sein, Kurzschlüsse innerhalb von 10 ms und gefährliche Überströme innerhalb von 5 Sekunden zu beseitigen. Der Einsatz von Netzteilen mit hoher Ausgangsüberstromfestigkeit in Kombination mit präzisen und schnellen Schutzvorrichtungen ermöglicht die Fehlerbeseitigung, bevor die 24-V-Spannung unter 21,6 V fällt, und verhindert so einen Stromausfall in der Steuerung.<br><br>Sicherungen und Miniatur-Leistungsschalter (MCBs), die in 24-VDC-Leitungen installiert sind, weisen I²t-Auslösecharakteristiken auf, die nicht geeignet sind, Fehler mit der erforderlichen Geschwindigkeit und Präzision zu beseitigen. Zudem können Sicherungen durch andere Typen ersetzt werden, was das Schutzverhalten verändert und die Systemsicherheit beeinträchtigt.<br><br>Bei der ordnungsgemäßen Auslegung des Stromkreises, in dem der Überstromschutz installiert ist, muss der Gesamtleitungswiderstand berücksichtigt werden:<br>R_total = R_Anschlüsse + R_Kabel + R_Schutz + Restwiderstand R der fehlerhaften Last.<br><br>Der Gesamtwiderstand muss stets gewährleisten, dass der garantierte Auslösestrom der Schutzeinrichtung im Stromkreis fließen kann. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Schutzvorrichtung weder zu klein (was zu Fehlauslösungen durch Einschaltströme der Last führen könnte) noch zu groß dimensioniert wird (was die Auslösezeit verlängern würde).<br><br>Der gesamte Stromkreis – bestehend aus Stromversorgung, Überstromschutz, Kabeln und Anschlüssen – muss so ausgelegt sein, dass Überströme innerhalb von 5 Sekunden sicher unterbrochen werden, bevor die 24 VDC unter 21,6 VDC fallen.<br><br>Diese Anforderung kann durch den Einsatz von Netzteilen der Serien Cabur CSF und CSG erfüllt werden, die für einen hohen Ausgangsüberstrom ausgelegt sind (> +50 % des Nennstroms für mehr als 5 Sekunden) liefern, in Verbindung mit elektronischen Überstromschutzgeräten des CEP-Systems, die eine wesentlich höhere Präzision und Geschwindigkeit aufweisen als Leitungsschutzschalter (MCBs) und Sicherungen, deren Auslösezeit unabhängig von der Umgebungstemperatur ist und die vor Ort oder ferngesteuert zurückgesetzt werden können.<br><br>Eigenschaften der Schutzvorrichtungen<br><br>Kompaktleistungsschalter (MCBs) verfügen über zwei verschiedene Auslösekurven: eine thermische und eine magnetische.<br><br>Die magnetische Auslöseeinrichtung löst nur im Falle eines Kurzschlusses aus, wobei unterschiedliche I/t-Kurven vorliegen. Die thermischen Auslöser weisen unabhängig von der Kennlinie des Leitungsschutzschalters dieselbe Auslösekurve auf und verhalten sich bei Überlastbedingungen wie in Abb. 2 dargestellt:<br><br>Überlastströme von 1,13 × In werden in mehr als einer Stunde abgebaut.<br><br>Überströme größer als 1,45 × In lösen innerhalb weniger Minuten aus.<br><br>Die Kurzschlussunterbrechung erfolgt durch das magnetische Auslöseelement, dessen Auslösezeit zwischen 0,01 und 0,1 Sekunden liegt. Dies erfordert jedoch sehr hohe Ströme, die das verwendete Netzteil möglicherweise nicht liefern kann.<br><br>Beispielsweise benötigt ein im Gleichstrombetrieb eingesetzter C5-Leitungsschutzschalter mehr als 70 A für eine garantierte Auslösung – ein Strom, den nur Netzteile mit deutlich höherem Nennstrom (z. B. 40 A, und auch nicht alle davon) liefern können und der von 10-A-Stromversorgungen sicherlich nicht bereitgestellt werden kann.<br><br>Werden Leitungsschutzschalter als Überstromschutzgeräte eingesetzt, kommt es bei einem Überlaststrom der Stromversorgung, der das 1,2-Fache ihres Nennstroms beträgt, erst nach 20–60 Minuten zur Unterbrechung. Bei einem Strom, der das 2,5-Fache des Nennwerts beträgt, erfolgt die Auslösung je nach Umgebungstemperatur zwischen 25 Sekunden und 2 Minuten.<br><br>Diese Zeiten sind zu lang, um die Stabilität der 24-V-Versorgung, den Kabelschutz und die Selektivität des Schutzes zu gewährleisten. Im Falle eines Fehlers bleibt das Netzteil bis zum Auslösen der Schutzvorrichtung überlastet – bei mehr als In × 1,5 für mehr als 5 Sekunden überlastet, und die 24 V fallen unter 21,6 V ab, wodurch normale Funktionen – und insbesondere Sicherheitsfunktionen – ohne Stromversorgung bleiben.<br><br>Selektivität der Schutzvorrichtungen<br><br>Im Falle einer Überlast oder eines Kurzschlusses wird nur der fehlerhafte Stromkreis durch seine eigene Schutzvorrichtung abgeschaltet, ohne dass die Stromversorgung anderer Verbraucher beeinträchtigt wird.<br><br>Diese Funktion wird durch den Einsatz von Stromversorgungen mit hoher Überstromfestigkeit in Kombination mit schnellen und präzisen Schutzvorrichtungen erreicht.<br><br>CEP-System – Intelligentes Stromsteuerungssystem<br><br>CEP „erkennt“ Überstrom bei der niedrigstmöglichen und präzisesten Schwelle und trennt den fehlerhaften Stromkreis in kürzester Zeit.<br><br>Für maximale Flexibilität ermöglicht das CEP-System die Einstellung von 10 Auslöseströmen von 1 A bis 10 A in 1-A-Schritten sowie von 3 Auslösekurven: „Schnell – Normal – Verzögert“ (siehe Abb. 3).<br><br>Der Schutzstatus wird durch zwei LEDs und einen Transistorausgang für Fernalarm angezeigt. Die Last kann über den Fronttaster (Abb. 5) oder per Fernbefehl über eine SPS aktiviert bzw. deaktiviert werden.<br><br>Die Möglichkeit, einzelne Kanäle separat zu steuern, ist insbesondere während der Installation von Vorteil, da Komponenten einzeln aktiviert und getestet werden können. In großen Anlagen kann die Fernsteuerung genutzt werden, um verschiedene Lasten schrittweise zu aktivieren und so mehrere gleichzeitige Überlastungen beim Systemstart zu vermeiden.<br><br>Zusätzliche Sicherheit bietet die Möglichkeit der manuellen Lastabschaltung. Selbst wenn ein Fern-Reset der Schutzvorrichtungen angeordnet wird, bleibt die Last inaktiv, wodurch gefährliche Zustände verhindert werden.<br>