Skalierbarer Sicherungsautomat für flexiblen Schutz

Im Bereich DC 24 V werden überwiegend primär getaktete Schaltnetzteile für die Spannungsversorgung eingesetzt. Diese sind mittlerweile state-of-the-art und nicht mehr wegzudenken. Sie zeichnen sich durch Kompaktheit und hohe Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb aus. Allerdings können sie im Überlastbereich nur sehr begrenzte Leistungsreserven zur Verfügung stellen. Dies liegt häufig beim lediglich 1,5-fachen des Nennstroms. Auch wenn eine Überlast oder ein Kurzschluss dies theoretisch überschreiten würde, so schützt sich das Netzteil quasi selbst und fährt die Spannung am Ausgang entsprechend zurück.

Wird nun an einem solchen Ausgang ein thermisch-magnetischer Schutzschalter, zum Beispiel ein Leitungsschutzschalter (LS) zur Absicherung betrieben, ist dieser schon allein technisch gar nicht in der Lage, abzuschalten. Den Strom, den der Sicherungsautomat brauchen würde, kann das Netzteil einfach nicht liefern. Genau hier hat sich der Einsatz von elektronischen Sicherungsautomaten als Standard durchgesetzt und ist definitiv nicht mehr aus den Maschinen wegzudenken.

Allen Vorteilen des elektronischen Sicherungsautomaten zum Trotz werden sehr häufig Leitungsschutzschalter zur Absicherung von DC 24 V-Versorgungen verwendet. Neben dem Nachteil der nicht selektiven Auslösung bei einem Kurzschluss birgt das System zusätzliche Nachteile bei der Verdrahtung und der Verbindungstechnik.

Die Montage der Module ist für die DIN-Hutschiene vorgesehen. Zur Anbindung an die Versorgungsspannung kann der Anwender neben einer Sammel-Einspeiseschiene die Einzelverdrahtung wählen. Beide Lösungen haben eines gemeinsam: zusätzliche Kosten. Zu einen muss die Einspeiseschiene als Zubehör geführt und nach den Gegebenheiten der Applikation angepasst werden. Die zweite Lösung bedeutet enormen Mehraufwand bei der Verdrahtung und dadurch zusätzliche Personalkosten.

Eine Fehlersignalisierung wird bei der LS-Lösung durch am Schutzschaltermodul anreihbare Signalkontakte realisiert. Die Baubreite erhöht sich dadurch von 18 Millimeter, um 9 Millimeter auf 27 Millimeter. Auch die Anschaffungskosten einer Signalkontaktbaugruppe schlagen nicht unerheblich zu Buche. Am Ende steht die Verdrahtung der gesamten Absicherung. Die handelsübliche Anschlusstechnik bei Leitungsschutzschaltern ist in Schraubklemmentechnik ausgeführt. Neben längeren Verdrahtungszeiten und dadurch höheren Kosten entstehen auch Folgekosten für die Wartung der Klemmen.

Die Gerätekombination besteht aus dem Einspeisemodul EM12-T und den einkanalig beliebig modular anreihbaren elektronischen Sicherungsautomaten Rex12-T. Die jeweils nur 12,5 Millimeter breiten Module sind komplett in Push-In Technologie inkl. Pusher ausgeführt und ermöglichen somit eine werkzeuglose, zeitsparende und wartungsfreie Verdrahtung. Das Einspeisemodul ist für DC 24 V und 40 A ausgelegt und nimmt für die Plus (+) Einspeisung max. 10 mm² mit Aderendhülse auf. Die Klemmen für die Sicherungsmodule können mit bis zu 2,5 mm² angeschlossen werden.

Ein besonderes Hauptaugenmerk lag bei der Lösung auf der sonst so aufwändigen und kostenintensiven Verbindungtechnik für Versorgung und Signalisierung. Bis zu 16 Stück des granular angereihten Schutzschalter werden nacheinander auf der Hutschiene platziert und mit dem im Sicherungsmodul integriertem Klappmechanismus (Easy Connect) ohne weiteres Zubehör elektrisch verbunden. Brücken, Jumper oder Schiene gehören mit der einzigartigen Verbindungstechnik ein für allemal der Vergangenheit an.  

Oft macht es die Anwendung erforderlich, im Nachgang Nennströme Aufgrund geänderter Verbraucherströme anzupassen. Auch wenn das siebte von 16 Sicherungsmodulen betroffen ist, muss ein Komponententausch mühelos möglich sein. Es genügt, dazu einfach den jeweils linken und rechten Hebel des Sicherungsautomaten zu öffnen und das gewünschte Gerät zu entfernen. Neues Gerät einsetzen, Hebel  wieder schließen, Fertig!

Das Gerät steht neben der innovativen modularen Anreih-Lösung natürlich auch für selektiven Überstromschutz. Dem Anwender werden Fehler mittels LED und Signalkontakt gemeldet. Dies ermöglicht eine zielgerichtete Fehlersuche und die Erhöhung der Maschinenlaufzeiten. Bei der neuen Absicherungslösung wird je nach Höhe des Ausgangstrom nach integrierter Zeitvorgabe im Überlastfall circa drei Sekunden und im Kurzschlussfalls (0 Ohm) nach weniger als zehn Millisekunden abgeschaltet, um so eine Überlastung des speisenden Schaltnetzteils zu vermeiden.

Kapazitive Lasten von bis zu 20.000 µF werden durch das Schutzorgan problemlos toleriert und eingeschaltet. Dies ermöglicht es dem Anwender, auch sensitive und intelligente Verbraucher mit kondensatorgepufferten Eingängen zu betreiben und selektiv abzusichern. Die Sicherungsautomaten sind in allen gängigen festen Nennstromstärken von einem bis zehen Ampere erhältlich. Somit können nicht nur leistungsstarke Verbraucher, sondern auch empfindliche Lasten zielgerichtet abgesichert werden.

Eine einfache Anpassung an den Leitungsquerschnitt ist durch das interne Fail Safe Element (Schmelzsicherung), das direkt auf den Nennstrom des Sicherungsautomaten angepasst ist, gewährleistet. Direkt angepasst heißt hier konkret, Nennstrom ist gleich Fail Safe Element. So enthalt der REX12-T… in 1 A eine 1 A Schmelzsicherung nach IEC 60127-4/2 und UL248-14. Das Gerät erfüllt somit die Anforderungen der VDE 0100-530. Diese bildet wiederrum die Anforderungen der EN60204-1 ab.

Neben der üblichen CE-Konformität erfüllt der Typ REX12-T auch die UL2367 („Special-purpose Solid-state Overcurrent Protector”) und UL508listed („Industrial Control Equipment“). Somit steht auch dem Einsatz nach UL508A („Industrial Control Panels“) nichts mehr im Wege.