Besondere Anforderungen an Sammel - Moeller
Besondere Anforderungen an Sammel - Moeller
Besondere Anforderungen an Sammel - Moeller
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Kabel und Leitungen<br />
<strong>Besondere</strong> <strong>Anforderungen</strong> <strong>an</strong> <strong>Sammel</strong>schienensysteme<br />
für Nordamerika<br />
Die Bestückung von <strong>Sammel</strong>schienensystemen mit Motorstartern<br />
oder Leistungsschaltern ist in Nordamerika noch nicht<br />
so verbreitet wie in der IEC-Welt. Maschinenexporte aus Europa<br />
und Übersee verhalfen dieser effektiven Technologie zur Verbreitung<br />
in den USA. Der Aufsatz erläutert, welche Maßnahmen<br />
für eine Konformität mit den nordamerik<strong>an</strong>ischen Richtlinien zu<br />
beachten sind.<br />
Weltweit steigen die <strong>Anforderungen</strong><br />
<strong>an</strong> <strong>Sammel</strong>schienensysteme in Bezug auf<br />
die Bemessungsstromstärken, die -sp<strong>an</strong>nungen<br />
und die zu beherrschenden Kurzschlussleistungen,<br />
sogar bei Maschinenund<br />
Anlagensteuerungen. Eine hohe System-Kurzschlussfestigkeit,<br />
eine sichere<br />
Leistungsschalteradaption bis 550 A oder<br />
Betriebssp<strong>an</strong>nungen von 600 V/60 Hz für<br />
K<strong>an</strong>ada oder 690 V/50 Hz für IEC-Anwendungen<br />
stellen mit heutigen Produkten<br />
keine Schwierigkeiten dar. Vor der erfolgreichen<br />
und normenkonformen Einführung<br />
der <strong>Sammel</strong>schienenadapter<br />
(Bild 1) auf dem nordamerik<strong>an</strong>ischen<br />
Markt waren aber noch besonders aufwendige<br />
Änderungen <strong>an</strong> den ursprünglich<br />
nach IEC-Normen entwickelten Komponenten<br />
zu erledigen.<br />
Für das Verständnis der in Nordamerika<br />
<strong>an</strong>zuwendenden Luft- und Kriechstrecken<br />
ist die Kenntnis einiger Begriffe notwendig.<br />
In jeder Schalt<strong>an</strong>lage (Bild 2)<br />
gibt es einen Bereich „Feeder Circuits“<br />
(Einspeisebereich), der am Punkt der Bereitstellung<br />
der elektrischen Energie beginnt<br />
(z. B. am Haus<strong>an</strong>schlusskasten oder<br />
im in Bild 2 abgebildeten Beispiel <strong>an</strong> der<br />
Einspeisung der Maschinensteuerung)<br />
und der <strong>an</strong> den Ausg<strong>an</strong>gsklemmen der<br />
„Br<strong>an</strong>ch Circuit Protective Devices“ (Abg<strong>an</strong>gsschutzschalter<br />
für jeden Stromkreis)<br />
endet. Dieser Bereich ist im Bild 2 gelb<br />
Dipl.-Ing. Wolfg<strong>an</strong>g Esser (59) ist<br />
Leiter Produktsupport Industrieschaltgeräte<br />
im Geschäftsbereich<br />
Leistungsschalter Motorstarter und<br />
Drives bei der <strong>Moeller</strong> GmbH in<br />
Bonn.<br />
E-Mail: wolfg<strong>an</strong>g.esser@moeller.net<br />
dargestellt und in diesem Bereich werden<br />
grundsätzlich größere Luft- und Kriechstrecken<br />
für das „Distribution Equipment“<br />
(Energieverteilungs<strong>an</strong>lagen) verl<strong>an</strong>gt. In<br />
diesem Bereich fallen eindeutig die <strong>Sammel</strong>schienensysteme<br />
mit den <strong>Sammel</strong>schienenadaptern.<br />
Erst im Bereich der<br />
„Br<strong>an</strong>ch Circuits“ (in Bild 2 grün dargestellt)<br />
reichen die Luft- und Kriechstrecken<br />
nach UL 508 [1] für Industrieschaltgeräte<br />
(„Industrial Control Equipment“).<br />
Die <strong>Sammel</strong>schienensysteme, Adapter<br />
und Einspeiseklemmen der aufgebauten<br />
Motorschutz- bzw. Leistungsschalter liegen<br />
nach den nordamerik<strong>an</strong>ischen Normen<br />
entsprechend Bild 2 im Einspeisebereich<br />
(„Feeder Circuit“) der Schalt<strong>an</strong>lagen.<br />
In diesem Bereich sind in Nordamerika<br />
generell größere Luft- und Kriechstrecken<br />
<strong>an</strong>zuwenden. Es sind zwischen den<br />
Außenleitern Luftstrecken von 1 Zoll<br />
(25,4 mm) und Kriechstrecken von 2 Zoll<br />
(50,8 mm) sicherzustellen. Gegenüber geerdeten,<br />
nicht isolierten Metallteilen, z. B.<br />
der Montageplatte oder dem Gehäuse,<br />
müssen Luft- und Kriechstrecken von<br />
1 Zoll eingehalten werden. Das sind die<br />
Wolfg<strong>an</strong>g Esser<br />
klassischen Luft- und Kriechstrecken der<br />
Energieverteilungs<strong>an</strong>lagen („Distribution<br />
Equipment“), die vor ein paar Jahren<br />
auch zu den neuen, später beschriebenen<br />
Motorstartern „UL 508 Construction<br />
Type E“ und „UL 508 Construction Type F“<br />
führten und die dem europäischen Mo-<br />
Bild 1. Leistungs- bzw. Lasttrennschalter (Ir bis 550 A) können direkt auf die <strong>Sammel</strong>schienensysteme<br />
als Einspeise- oder Abg<strong>an</strong>gsschalter adaptiert werden<br />
torschutzschalter den vollwertigen Zug<strong>an</strong>g<br />
zum amerik<strong>an</strong>ischen Markt ermöglichten.<br />
Damals wurden die großen Luftund<br />
Kriechstrecken der UL 489 [2] in die<br />
Tabelle 76.3 der UL 508 [1] übernommen.<br />
<strong>Sammel</strong>schienensysteme und -adapter<br />
fallen selbst nicht unter den Geltungsbereich<br />
der UL 508. Approbierte <strong>Sammel</strong>schienensysteme<br />
werden in Industrieschalt<strong>an</strong>lagen<br />
im Rahmen der UL 508A<br />
[3] eingesetzt. Wer <strong>Sammel</strong>schienensysteme<br />
einsetzt sollte beachten, dass es<br />
längst nicht selbstverständlich ist, dass<br />
jedes auf dem Markt <strong>an</strong>gebotene <strong>Sammel</strong>schienensystem<br />
auch für Nordamerika<br />
approbiert und dort einsetzbar ist. Die<br />
geschilderte Problematik der großen Luftund<br />
Kriechstrecken konnten die Hersteller<br />
durch konstruktive Änderungen, mit<br />
erheblichen Investitionen und umf<strong>an</strong>greichen<br />
Prüfungen erfolgreich alleine lösen.<br />
Auf die Abstände zum Gehäuse muss<br />
der Projekteur achten. Einen weiteren<br />
Unterschied zur EN- und IEC-Normung<br />
konnten die Systemhersteller nicht alleine<br />
lösen, er muss ebenfalls vom Anlagenprojekteur<br />
ausreichend berücksichtigt<br />
werden: Dieser muss bei der Projektie-<br />
48 Heft S3/2006 •
ung beachten, dass die zulässige, elektrische<br />
Belastbarkeit der <strong>Sammel</strong>schienenquerschnitte<br />
beim Einsatz in Nordamerika<br />
deutlich geringer ist als in den<br />
Ländern, die die IEC-Normen <strong>an</strong>wenden.<br />
Es h<strong>an</strong>delt sich bei den kleineren <strong>Sammel</strong>schienenquerschnitten<br />
immerhin um<br />
Unterschiede bei der Belastbarkeit in der<br />
Größenordnung von 40 % bis 50 %,<br />
gegenüber den weltweit bewährten IEC-<br />
Werten (Tabelle 1).<br />
Abweichende zulässige Stromdichte<br />
in den USA<br />
Die Strombelastung der <strong>Sammel</strong>schienen<br />
liegt in den USA schon seit vielen<br />
Jahren max. bei nur 1 000 A/in 2 oder<br />
Feeder Circuits<br />
große Luft- und<br />
Kriechstrecken<br />
Br<strong>an</strong>ch Circuits<br />
kleine Luft- und Kriechstrecken<br />
umgerechnet bei 1,55 A/mm 2 . Diese Dimensionierungsregel<br />
findet m<strong>an</strong> z. B. in<br />
der aktuellen UL 508A:2005-09 [3], der<br />
Norm für amerik<strong>an</strong>ische Industrieschalt<strong>an</strong>lagen.<br />
Die Reduzierung gegenüber den<br />
IEC-Werten k<strong>an</strong>n im Einzelfall die zurzeit<br />
sehr aktuelle Idee der Maschinen- und<br />
Anlagenbauer von einem einheitlichen<br />
Schaltschr<strong>an</strong>klayout für den Weltmarkt<br />
wirtschaftlich belasten. Soll ein Schaltschr<strong>an</strong>k<br />
weltweit eingesetzt werden, k<strong>an</strong>n<br />
die geringere, zulässige Belastbarkeit im<br />
Einzelfall bedeuten, dass m<strong>an</strong> mit Rücksicht<br />
auf die Exporte nach Nordamerika<br />
stärkere <strong>Sammel</strong>schienenquerschnitte einsetzen<br />
muss, als dies nach den IEC-Nor-<br />
• Heft S3/2006<br />
oder<br />
Einspeiseseite<br />
oder<br />
Kabel und Leitungen<br />
men erforderlich wäre. Dies trifft d<strong>an</strong>n zu,<br />
wenn die Projektierung die UL-Strombelastbarkeitsgrenzen<br />
der Querschnittsstufen<br />
erreicht. Günstig für das einheitliche<br />
Schr<strong>an</strong>klayout ist allerdings, dass sich<br />
meistens nur die Schienenquerschnitte<br />
ändern, der Platzbedarf für das System im<br />
Schr<strong>an</strong>k aber gleich bleibt.<br />
Für den Einsatz in Nordamerika oder<br />
wenn es nur eine Schaltschr<strong>an</strong>kausführung<br />
für den weltweiten Einsatz geben<br />
soll, muss zusätzlich eine Bodenw<strong>an</strong>ne<br />
zur Sicherstellung der Luft- und Kriechstrecken<br />
gegenüber der Montageplatte<br />
eingesetzt werden.<br />
Kompakte <strong>Sammel</strong>schienensysteme, mit<br />
dem bevorzugten Schienenmittenabst<strong>an</strong>d<br />
Hauptverteiler<br />
Einspeiseschalter<br />
<strong>Sammel</strong>schienensystem<br />
Br<strong>an</strong>ch Circuit Protective Device<br />
Lastseite<br />
Maschinensteuerung<br />
Bild 2. In jeder nordamerik<strong>an</strong>ischen Schalt<strong>an</strong>lage gibt es einen Einspeisebereich „Feeder<br />
Circuits" (gelb) mit größeren Luft- und Kriechstrecken. Erst im Bereich der „Br<strong>an</strong>ch Circuits“<br />
(grün) reichen die Luft- und Kriechstrecken nach UL 508 [1] für Industrieschaltgeräte<br />
(Industrial Control Equipment)<br />
von 60 mm zwischen den Außenleitern<br />
und mit unterschiedlichen Schienenquerschnitten,<br />
stehen auf dem Markt heute für<br />
Bemessungsströme bis 2 500 A (gemäß<br />
IEC) bzw. 1 767 A (gemäß UL) zur Verfügung.<br />
Für die max. Stromstärken werden<br />
spezielle Profilschienen eingesetzt. <strong>Moeller</strong><br />
[4] bietet die bevorzugt eingesetzten<br />
60-mm-Systeme mit Flachkupfer- und<br />
Profilschienen bis 1 600 A (gemäß IEC)<br />
oder 1 116 A (gemäß UL) <strong>an</strong>.<br />
Umf<strong>an</strong>greiches Zubehör erleichtert die<br />
Einspeisung und den Berührungsschutz.<br />
Freie <strong>Sammel</strong>schienenabschnitte können<br />
für eine spätere Bestückung mit geringem<br />
Aufw<strong>an</strong>d sicher abgedeckt werden. Heu-<br />
49
Kabel und Leitungen<br />
te ist es möglich, zusätzlich zu den erwähnten<br />
Motorstartern, auch Kompakt-<br />
Leistungsschalter NZM oder Lasttrennschalter<br />
PN, N oder NS für Stromstärken<br />
bis 550 A, als Einspeise- oder Abg<strong>an</strong>gsschalter<br />
direkt und platzsparend auf die<br />
<strong>Sammel</strong>schienen zu adaptieren (Bild 1).<br />
Vertikal montierte und dadurch längere<br />
Schienensysteme können die Schaltschr<strong>an</strong>knutzung<br />
noch effizienter gestal-<br />
Vorschaltorg<strong>an</strong><br />
UL 508<br />
„Type E“<br />
M M M<br />
Vorschaltorg<strong>an</strong><br />
UL 508<br />
„Type F“<br />
1 1 1<br />
2 2 2<br />
M M M<br />
„Type-E“-Geräte erfüllen alle<br />
vier Funktionen (Trenner,<br />
Kurzschluss, Überlast, betriebsmäßiges<br />
Schalten). Das Vorschaltorg<strong>an</strong><br />
darf entfallen.<br />
„Type-F“-Geräte entstehen aus<br />
„M<strong>an</strong>ual-Type-E“-Geräten und<br />
Schützen. Das Vorschaltorg<strong>an</strong><br />
darf entfallen.<br />
1 „M<strong>an</strong>ual-Type-E“-Gerät<br />
2 Schütz<br />
ten, da mehr Motorstarter untergebracht<br />
werden. Zum Teil werden heute auch<br />
mehr <strong>Sammel</strong>schienensysteme in den<br />
Schr<strong>an</strong>k eingebaut, als für die reine<br />
Stromverteilungsaufgabe notwendig wären.<br />
M<strong>an</strong> macht das, um die Montagevorteile<br />
für die Motorstarter zu nutzen.<br />
Da auch bei den Schaltschränken und<br />
den eingesetzten Schalt- und Schutzgeräten<br />
besondere <strong>Anforderungen</strong> für den<br />
Einsatz in Nordamerika zu beachten sind<br />
[5], bieten sich für dieses Marktsegment<br />
die aufein<strong>an</strong>der abgestimmten Komponenten<br />
von <strong>Moeller</strong> besonders <strong>an</strong>. Die<br />
normenkonforme Koordination der <strong>Sammel</strong>schienen,<br />
der Schienenträger, der<br />
Adapter und der Schalt- und Schutzgeräte<br />
wurden durch umf<strong>an</strong>greiche Tests und<br />
Approbationsprüfungen für komplett bestückte<br />
Systeme abgesichert. Der Inspektor<br />
(AHJ), der eine Anlage in den USA abnimmt,<br />
findet alle Systembest<strong>an</strong>dteile in<br />
einem einzigen Report. Das erleichtert<br />
ihm die Arbeit und vermeidet Zeitverluste<br />
durch Recherchen in Reports unterschiedlicher<br />
Hersteller.<br />
Bild 3. Drei Type-E-Motorstarter gemäß UL 508 (Type E Self-Protected Combination Motor<br />
Controller) – dargestellt als kleine Gruppe mit Drehstromschienenblöcken<br />
Bild 4. Vier Type-F-Motorstarter gemäß UL 508 (Type F Combination Motor Controller) –<br />
dargestellt als kleine Gruppe mit Drehstromschienenblöcken und auf Tragschienen montiert<br />
<strong>Sammel</strong>schienensysteme für den<br />
weltweiten Einsatz<br />
Die Grundelemente der <strong>Sammel</strong>schienensysteme<br />
bilden die <strong>Sammel</strong>schienenträger<br />
und die <strong>Sammel</strong>schienen mit<br />
unterschiedlichen Querschnitten. Die UL-<br />
<strong>Sammel</strong>schienenträger BBS-3/FL-NA<br />
können in einer einzigen Ausführung<br />
mit 12 mm, 20 mm oder 30 mm breiten<br />
Schienen bestückt werden, die jeweils<br />
5 mm oder 10 mm dick sein dürfen. Es<br />
sind für die unterschiedlichen Querschnitte<br />
keine Umbauten <strong>an</strong> den Trägern<br />
erforderlich. Die Anpassung erfolgt durch<br />
eine intelligente Schienenfixierung in jedem<br />
Fall werkzeuglos. Bei den IEC-Sam-<br />
melschienenträgern können zusätzlich<br />
15 mm und 25 mm breite Schienen eingesetzt<br />
werden. Die beiden Träger <strong>an</strong> den<br />
Enden des Systems werden mit Endabdeckungen<br />
berührungssicher verschlossen.<br />
Eingespeist wird das System über einen<br />
aufgebauten Leistungsschalter oder mit<br />
einem Anschlussset. Berührungssichere<br />
Anschlusssets stehen für Rundleiter<strong>an</strong>schlüsse<br />
bis 300 mm 2 sowie für Flachleiter<br />
bis 32 mm × 20 mm zur Verfügung.<br />
Für den Einsatz in Nordamerika ist zwischen<br />
metallischen Montageplatten und<br />
den <strong>Sammel</strong>schienenträgern die bereits<br />
erwähnte Bodenw<strong>an</strong>ne BBC-BT-NA zu<br />
montieren, um die großen amerik<strong>an</strong>ischen<br />
Luft- und Kriechstrecken von<br />
1 Zoll sicherzustellen. Diese Montageart<br />
k<strong>an</strong>n im „Weltmarkt-Schaltschr<strong>an</strong>k“ auch<br />
in Ländern eingesetzt werden, die nach<br />
den IEC-Normen arbeiten.<br />
Die <strong>Sammel</strong>schienenadapter<br />
Die <strong>Sammel</strong>schienen und ihre Träger<br />
stellen zunächst die mech<strong>an</strong>ische Konstruktion<br />
dar, die erst durch die vielseitigen<br />
Aufbauten zum effektiven Montageund<br />
Verdrahtungssystem wird. In den<br />
Adaptern steckt die eigentliche Intelligenz<br />
des Systems, und ihre ausgereifte<br />
Konstruktion eröffnet viele Verarbeitungsvorteile.<br />
Von diesen profitiert auch<br />
der spätere Anlagenbetreiber, falls er<br />
nach einem schweren Kurzschluss in der<br />
Außenverkabelung Elemente austauschen<br />
muss oder wenn die Leistung der Motorstarter<br />
aufgrund von Änderungen <strong>an</strong> den<br />
Maschinen oder in der Produktion <strong>an</strong>gepasst<br />
werden müssen. Alle Adapter für<br />
die schmelzsicherungslosen Motorstarterkombinationen<br />
sind in einer Ausführung<br />
für den Weltmarkt geeignet; dies wird<br />
durch die grundsätzliche Verwendung<br />
von Anschlussleitungen mit AWG-Querschnitten<br />
und der in den USA üblichen<br />
Isolierungsdicke erreicht, die kostenneutral<br />
eingeführt wurden. Die Motorstarteradapter<br />
werden werkzeuglos aufgeschnappt<br />
und mit Federkräften gehalten<br />
und so sicher kontaktiert. Bei den größeren<br />
Trägern für die Leistungsschalter geschieht<br />
die Arretierung und Kontaktierung<br />
für die schwereren Komponenten<br />
mit ihren wesentlich höheren Betriebsströmen<br />
über integrierte, unverlierbare<br />
Schrauben. Eine Schraube pro Außenleiter<br />
reicht für die elektrische und mech<strong>an</strong>ische<br />
Sicherheit aus. Während die Motorstarter<br />
bei der Eigenmontage einspeiseseitig<br />
über <strong>an</strong>schlussfertige, flexible<br />
Leiter <strong>an</strong>geschlossen werden, kommt bei<br />
den größeren Leistungsschaltern die<br />
rückseitige Anschlusstechnik der Schalter<br />
50 Heft S3/2006 •
zum Einsatz. Diese Anschlusstechnik<br />
führt zu einer berührungssicheren und<br />
besonders kompakten Lösung.<br />
Motorstarter entsprechend<br />
UL 508 und CSA-C22.2 No. 14<br />
Die vorgestellten <strong>Sammel</strong>schienenadapter<br />
erfüllen stets die höheren <strong>Anforderungen</strong><br />
für den Einsatz in Nordamerika.<br />
Es wurde bereits beschrieben, dass die<br />
Eing<strong>an</strong>gsverdrahtung zum Motorschutzschalter<br />
grundsätzlich mit AWG-Leitungen<br />
ausgeführt wird. Diese Maßnahme<br />
reicht jedoch alleine nicht aus. Die aufgebauten<br />
Motorstarter müssen als m<strong>an</strong>uell<br />
bediente „UL 508 Type-E-Motorstarter“<br />
(Bild 3) bzw. bei Fernbetätigung<br />
mittels eines Schützes als „UL 508 Type-<br />
F-Motorstarter“ (Bild 4) ausgeführt werden.<br />
Die Bezeichnungen „Type E“ und<br />
„Type F“ stehen für die Construction<br />
Types E und F nach UL 508. Diese speziellen<br />
Motorstarter werden ausführlich<br />
in der Druckschrift [5] vorgestellt. Der<br />
Hintergrund ist, dass typische IEC-Motorschutzschalter<br />
in Nordamerika nicht<br />
für die Trennfunktion und den Kurzschlussschutz<br />
<strong>an</strong>erk<strong>an</strong>nt werden; sie können<br />
ausschließlich das betriebsmäßige<br />
Schalten und den Überlastschutz übernehmen.<br />
Type-E- und Type-F-Motorstarter<br />
verfügen durch einen Zusatzklemmblock<br />
auf der Schaltereing<strong>an</strong>gsseite über<br />
die noch größeren Luft- und Kriechstrecken<br />
nach UL 489 [2]. Unter die UL 489<br />
fallen Geräte für die Energieverteilung<br />
(Distribution Equipment). Alle Komponenten,<br />
die <strong>Sammel</strong>schienen, die <strong>Sammel</strong>schienenadapter<br />
und der Motorschutzschalter<br />
mit dem Einspeiseklemmblock<br />
besitzen somit die großen Luft- und<br />
Kriechstrecken nach UL 489 für den Einspeisebereich<br />
(Feeder Circuits).<br />
Unterschiedliche Approbationen<br />
In Nordamerika sind Schalt- und<br />
Schutzgeräte approbations- und kennzeichenpflichtig.<br />
Es sind unterschiedliche<br />
Approbationen üblich. Die Art der Approbation<br />
hat Auswirkungen auf die <strong>Anforderungen</strong>,<br />
die <strong>an</strong> die Auswahl, Beschaffung<br />
und die weitere Verarbeitung<br />
der Schalt- und Schutzgeräte gestellt<br />
werden. Die erwähnten UL-St<strong>an</strong>dards und<br />
der k<strong>an</strong>adische CSA-St<strong>an</strong>dard CSA-C22.2<br />
No. 14-05 [6] stellen Ausführungsrichtlinien<br />
zu den vorgeschriebenen ANSI-<br />
St<strong>an</strong>dards dar.<br />
Bei den Industrieschaltgeräten nach<br />
UL 508 [1] wird in den USA zwischen<br />
vollständigen (UL-Listed) und unvollständigen<br />
Approbationen (Recognized<br />
Components) unterschieden. Für beide<br />
• Heft S3/2006<br />
Kabel und Leitungen<br />
Approbationsverfahren gibt es unterschiedliche<br />
Approbationszeichen. Ohne<br />
besondere Einschränkungen sind „gelistete“<br />
Schaltgeräte einsetzbar (bei <strong>Moeller</strong><br />
Typenzusatz „-NA“). „Recognized Components“<br />
(bei <strong>Moeller</strong> Typenzusatz<br />
„-CNA“) müssen noch mit weiteren Komponenten<br />
zu einem Endprodukt komplettiert<br />
werden. Beim H<strong>an</strong>del und bei der<br />
Verarbeitung sind innerhalb der USA besondere<br />
<strong>Anforderungen</strong> zu beachten.<br />
Nach einer UL-Statistik über Be<strong>an</strong>st<strong>an</strong>dungen<br />
bei der Abnahme von Schalt<strong>an</strong>lagen<br />
in Nordamerika fallen besonders<br />
stark „Recognized Components“ als Komponenten<br />
auf, die fehlerhaft verarbeitet<br />
bzw. die falsch mit weiteren Komponenten<br />
kombiniert wurden. Aus diesem<br />
Grund stellen die Approbationsgesellschaften<br />
erhöhte <strong>Anforderungen</strong> <strong>an</strong> die<br />
Auswahl der „Recognized Components“,<br />
die fachkundige Kombination mit weiteren<br />
vorgeschriebenen Komponenten und<br />
schließlich <strong>an</strong> die Verarbeitung ausschließlich<br />
in approbierten Werkstätten.<br />
Approbierte Werke und Werkstätten<br />
unterliegen einem regelmäßigen Inspektionsdienst<br />
durch die Approbationsgesellschaften<br />
(Follow-up-Service). In ihren<br />
Approbationsakten (Procedures) werden<br />
die in den Fertigungsstätten jeweils zulässigen<br />
Verarbeitungsprozesse beschrieben.<br />
Nur approbierte Fertigungsstätten<br />
sind berechtigt, Schaltgeräte-Kombinationen<br />
und -<strong>an</strong>lagen mit amerik<strong>an</strong>ischen<br />
Approbationslabeln zu versehen. In den<br />
USA dürfen eingeschränkt approbierte<br />
Komponenten nicht einfach über die<br />
Ladentheke verkauft werden.<br />
Auch in K<strong>an</strong>ada kennt m<strong>an</strong> Geräte, <strong>an</strong><br />
deren Verarbeitung besondere Ansprüche,<br />
ähnlich wie bei „Recognized Components“<br />
in den USA, gestellt werden.<br />
CSA [7] führt für derartige Geräte zurzeit<br />
ebenfalls ein besonderes Kennzeichen ein.<br />
Ein gelbes Dreieck kennzeichnet hier die<br />
Gerätearten, die in der Verg<strong>an</strong>genheit<br />
besonders häufig falsch eingesetzt wurden<br />
und denen besondere Beachtung zu<br />
widmen ist.<br />
Es gilt zu beachten, eine Approbation<br />
ohne Einschränkung (UL-Listed oder<br />
CSA-Certified) bedeutet nicht, dass diese<br />
Geräte wie in der IEC-Welt eingesetzt<br />
werden dürfen. Diese Produkte können<br />
lediglich im Sinne der nordamerik<strong>an</strong>ischen<br />
Normen, ohne die bei „Recognized<br />
Components“ üblichen Einschränkungen,<br />
eingesetzt werden, und es wird durch die<br />
Listung die funktionale Eigenständigkeit<br />
(ein höherer Grad der Vollständigkeit der<br />
Funktionserfüllung) dieser Produkte dokumentiert.<br />
51
Kabel und Leitungen<br />
Die Applikationen(Energieverteilung<br />
oder<br />
Steuerungs<strong>an</strong>wendung,Motorstarter,Aufzugssteuerung),<br />
in denen die Geräte<br />
eingesetzt<br />
werden, und die<br />
für die jeweilige<br />
Applikation tatsächlicherforderlichenLeistungsdatenmüssen<br />
immer durch<br />
die Leistungsschild<strong>an</strong>gaben<br />
der eingesetzten<br />
Schalt- und<br />
Schutzgeräte in<br />
vollem Umf<strong>an</strong>g<br />
abgedeckt werden(Übereinstimmung<br />
mit<br />
dem Report).<br />
Motorstarter auf<br />
<strong>Sammel</strong>schienen<br />
in IEC-Ausführung<br />
Im Feeder Circuit ist in<br />
Nordamerika die Klemme<br />
BK25/3-PKZM0-E zur<br />
Vergrößerung der<br />
Luft- und Kriechstrecken<br />
zwischen dem<br />
Motorschutzschalter<br />
und den Adapter<strong>an</strong>schlüssen<br />
zusätzlich<br />
erforderlich<br />
Bild 5. Fertig bestückte Motorstarter stellen eine weitere Rationalisierungsstufe im modernen<br />
Schalt<strong>an</strong>lagenbau dar<br />
Bestückte Motorstarteradapter –<br />
für den Export nach Nordamerika<br />
besonders geeignet<br />
<strong>Moeller</strong> bietet fertig bestückte Motorstarteradapter<br />
<strong>an</strong>. Es ist eine IEC-Reihe,<br />
die durch die bereits erwähnte Zusatzklemme<br />
am Motorschutzschaltereing<strong>an</strong>g<br />
für Nordamerika ertüchtigt wird (Bild 5).<br />
Während es bei Adaptern für den IEC-<br />
Markt gleichgültig ist, wer die Motorschutzschalter<br />
und die Schütze auf die<br />
Adapter montiert und verdrahtet, sieht<br />
die Situation beim Export nach Nordamerika<br />
wesentlich komplizierter aus.<br />
Leere <strong>Sammel</strong>schienenadapter sind<br />
nach den nordamerik<strong>an</strong>ischen Ansichten<br />
lediglich Bauteile, die keine eigenständigen<br />
Elektrogeräte sind und die daher lediglich<br />
als „Recognized Components“ approbiert<br />
werden können. Das bedeutet,<br />
dass <strong>Sammel</strong>schienenadapter immer noch<br />
durch weitere Komponenten ergänzt werden<br />
müssen und Verarbeitungseinschränkungen<br />
unterliegen. Alle zusammengehörenden<br />
Komponenten müssen in<br />
einem Approbations-Report gemeinsam<br />
beschrieben werden und müssen gemeinsam<br />
geprüft werden. Im vorliegenden<br />
Fall gelten zusätzlich die <strong>Sammel</strong>schienen<br />
mit den <strong>Sammel</strong>schienenträgern als<br />
wesentliche elektrotechnische Komponenten.<br />
Das bedeutet, auch diese Komponenten<br />
müssen in die Prüfungen so einbezogen<br />
werden, dass das Verhalten im<br />
Störungsfall für das gesamte System<br />
(inkl. der Motorstarter) nachgewiesen ist.<br />
Nun wird jeder Verarbeiter dieser Komponenten<br />
nachvollziehen können, dass es<br />
sehr schwierig sein wird, einen Nachweis<br />
über Komponenten zu führen, die im ungünstigsten<br />
Fall von zwei oder drei unterschiedlichen<br />
Liefer<strong>an</strong>ten stammen und<br />
nun zusammen die Erwärmungs- und<br />
Kurzschlussprüfungen best<strong>an</strong>den haben.<br />
Für jede Komponente alleine, wird m<strong>an</strong><br />
einen Nachweis erhalten, aber schwerlich<br />
für das gesamte System. Hier liegt ein wesentlicher<br />
Vorteil der fertig bestückten<br />
<strong>Sammel</strong>schienenadapter, da m<strong>an</strong> hier den<br />
Schienenquerschnitt<br />
in mm<br />
Fläche<br />
in mm 2<br />
Belastbarkeit<br />
in A nach IEC<br />
(35 °C Umgebung,<br />
65 °C Schiene)<br />
Nachweis in einem<br />
einzigen Report findet.<br />
Ein Vorteil, der wesentlich<br />
größer ist als<br />
die Rationalisierung bei<br />
Montage und Verdrahtung.<br />
Es ist bei <strong>Moeller</strong><br />
grundsätzlich gleichgültig,<br />
ob die elektrischen<br />
Verbindungen<br />
zwischen Motorschutzschalter<br />
und Schütz<br />
mit Einzeldrähten, vorgefertigten<br />
Verbindern<br />
(z. B. Typ PKZM0-<br />
XM32DE) oder mit der<br />
Kombi-Stecktechnik<br />
ausgeführt werden. Alle<br />
Vari<strong>an</strong>ten wurden<br />
zusammen mit den<br />
<strong>Sammel</strong>schienensystemen<br />
geprüft, approbiert<br />
und werden<br />
im Approbations-Report<br />
gelistet. Zusätzlich<br />
wird auf den Leistungsschildern<br />
der Motorschutzschalter<br />
<strong>an</strong>gegeben, mit welchen<br />
Schütztypen sie kombiniert werden<br />
dürfen. Bezüglich der Beschreibungen der<br />
zulässigen Komponenten wird in Nordamerika<br />
vom Hersteller ein sehr hoher<br />
Aufw<strong>an</strong>d verl<strong>an</strong>gt. Werden die im Report<br />
beschriebenen Teile verwendet, k<strong>an</strong>n der<br />
Schalt<strong>an</strong>lagenbauer die Kombinationen<br />
auch selbst zusammenbauen.<br />
Will m<strong>an</strong> einen Weltmarkt-Schaltschr<strong>an</strong>k<br />
bauen, muss m<strong>an</strong> generell die<br />
Zusatzklemmen am Motorschutzschalter<br />
verwenden. Type-E- und Type-F-Motorstarter<br />
dürfen in Nordamerika aus-<br />
Belastbarkeit<br />
in A nach<br />
UL/CSA<br />
12 × 5 60 200 93 46,5<br />
20 × 5 100 320 155 48,4<br />
30 × 5 150 450 232 51,5<br />
12 × 10 120 360 186 51,6<br />
20 × 10 200 520 310 59,6<br />
30 × 10 300 630 465 73,8<br />
Doppel-T 500 1 250 775 62<br />
Doppel-T 720 1 600 1 116 69,7<br />
Tabelle 1. Vergleich der Belastbarkeit der Stromschienen nach IEC und UL/CSA<br />
(Material: E-Cu verzinnt, Flachprofil, Doppel-T-Profil)<br />
52 Heft S3/2006 •<br />
Belastbarkeit<br />
in % nach UL/<br />
CSA vs. IEC
schließlich in geerdeten Netzen eingesetzt<br />
werden. Für reine IEC-Schränke reichen<br />
die bestückten IEC-Adapter.<br />
Ausblick<br />
<strong>Sammel</strong>schienensysteme und intelligent<br />
durchkonstruierte Adapter ersparen<br />
nicht nur Verarbeitungszeit, sondern sie<br />
fördern ein übersichtliches Schaltschr<strong>an</strong>klayout,<br />
und die montierten Geräte werden<br />
zw<strong>an</strong>gsläufig sauber ausgerichtet. Alle<br />
Merkmale zusammen geben der Schalt<strong>an</strong>lage<br />
ein hochwertiges Aussehen und<br />
die max. mech<strong>an</strong>ische und elektrische Sicherheit.<br />
<strong>Moeller</strong> Komponenten erfüllen<br />
die vielseitigen <strong>Anforderungen</strong> für den<br />
Weltmarkt, unter besonderer Berücksichtigung<br />
der nordamerik<strong>an</strong>ischen <strong>Anforderungen</strong>.<br />
Die Effektivität dieser Systeme<br />
wird durch montagefertig bestückte Motorstarteradapter<br />
für die Haupt<strong>an</strong>wen-<br />
Abkürzungen<br />
AHJ Authority Having Jurisdiction<br />
ANSI Americ<strong>an</strong> National St<strong>an</strong>dards<br />
Institute [10]<br />
AWG Americ<strong>an</strong> Wire Gauge<br />
CSA C<strong>an</strong>adi<strong>an</strong> St<strong>an</strong>dards<br />
Association [7]<br />
IEC International Electrotechnical<br />
Commission [9]<br />
NEC National Electric Code [11]<br />
UL Underwriters Laboratories [8]<br />
dungen erhöht. Besonders wichtig ist der<br />
Approbations-Report, der alle Komponenten<br />
des Systems gemeinsam beschreibt<br />
und der die Bestimmung der<br />
Kurzschlussfestigkeit der gesamten Schalt<strong>an</strong>lage<br />
erleichtert. Dieser Gesamt-Report<br />
erleichtert die Schalt<strong>an</strong>lagenabnahme in<br />
Nordamerika wesentlich. Der derzeit gültige<br />
NEC verl<strong>an</strong>gt in Artikel 409 generell<br />
die Angabe der Schalt<strong>an</strong>lagen-Kurzschlussfestigkeit<br />
(Short Circuit Current<br />
Rating) auf dem Anlagen-Approbationslabel<br />
für Maschinensteuerungen (Machine<br />
Control P<strong>an</strong>els) und für alle „Industrial<br />
Control P<strong>an</strong>els“. Diese zusätzliche Forderung<br />
wird den Schalt<strong>an</strong>lagenbauern<br />
noch einiges Kopfzerbrechen bereiten.<br />
Dadurch gewinnt der Aspekt der System-<br />
Kurzschlussfestigkeit des mit Komponenten<br />
komplettierten <strong>Sammel</strong>schienensystems<br />
zusätzlich <strong>an</strong> Bedeutung, und die<br />
Vorteile der fertig bestückten Motorstarteradapter<br />
werden noch deutlicher. Den<br />
Kurzschlusslevel dieser Baugruppen wird<br />
m<strong>an</strong> mit Einzelteilen unterschiedlicher<br />
Hersteller nicht erreichen können.<br />
• Heft S3/2006<br />
Kabel und Leitungen<br />
Für Nordamerika müssen die Adapter<br />
mit Type-E- oder Type-F-Startern, mit<br />
eing<strong>an</strong>gsseitigen Luft- und Kriechstrecken<br />
nach UL 489 [2] bestückt sein. Technisch<br />
und wirtschaftlich interess<strong>an</strong>t ist<br />
auch der direkte Aufbau von Leistungsschaltern<br />
und Lasttrennschaltern bis<br />
550 A. Der Aufsatz betont die schmelzsicherungslosen<br />
Lösungen. Die vorgestellten<br />
Komponenten für <strong>Sammel</strong>schienensysteme<br />
und deren Bestückung werden<br />
durch weitere Komponenten ergänzt, z. B.<br />
durch unterschiedliche Schmelzsicherungshalter.<br />
Literatur<br />
[1] UL 508:1999-01 St<strong>an</strong>dard for Industrial<br />
Control Equipment. Northbrook, Illinois/USA:<br />
Underwriter Laboratories. Zu beziehen über<br />
www.comm-2000.com (ISBN 0-7629-0404-6)<br />
[2] UL 489:2002-04 Molded Case Circuit Breakers,<br />
Molded Case Switches <strong>an</strong>d Circuit Breaker<br />
Enclosures. Northbrook, Illinois/USA:<br />
Underwriter Laboratories. Zu beziehen über<br />
www.comm-2000.com (ISBN 0-7629-0677-4)<br />
[3] UL 508A:2005-09 St<strong>an</strong>dard for Industrial<br />
Control P<strong>an</strong>els. Northbrook, Illinois/USA:<br />
Underwriter Laboratories. Zu beziehen über<br />
www.comm-2000.com (ISBN 0-7629-0398-8)<br />
[4] <strong>Moeller</strong> GmbH, Bonn:<br />
www.moeller.net<br />
[5] Esser, W.: <strong>Besondere</strong> Bedingungen für den<br />
Einsatz von Motorschutzschaltern und Motorstartern<br />
in Nordamerika. Firmenschrift. Bonn:<br />
<strong>Moeller</strong> GmbH, 2004 (VER1210-1280-928D,<br />
Article-No.: 267951, Online-Dokument<br />
www.moeller.net/binary/ver_techpapers/<br />
ver928de.pdf)<br />
[6] CSA-C22.2 No. 14-05 Industrial Control Equipment.<br />
Ontario/K<strong>an</strong>ada, C<strong>an</strong>adi<strong>an</strong> St<strong>an</strong>dards<br />
Association (CSA)<br />
[7] C<strong>an</strong>adi<strong>an</strong> St<strong>an</strong>dards Association (CSA), Ontario/<br />
K<strong>an</strong>ada: www.csa.ca<br />
[8] Underwriters Laboratories Inc. (UL), Northbrook,<br />
Illinois/USA: www.ul.com<br />
[9] International Electrotechnical Commission (IEC),<br />
Genf/Schweiz: www.iec.ch<br />
[10] Americ<strong>an</strong> National St<strong>an</strong>dards Institute (ANSI),<br />
Washington D. C./USA: www.<strong>an</strong>si.org<br />
[11] NFPA 70: NEC 2005 – National Electric Code.<br />
Quincy, Massachusetts/USA: National Fire<br />
Protection Association (NFPA). Zu beziehen<br />
über www.nfpa.org (ISBN 0-8776-5623-1) ■<br />
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