Modulare DC 24V Absicherung und Stromverteilung
Modulare Verteilerlösung
Im DC 24V-Bereich sind meist primär getaktete Schaltnetzteile für die Spannungsversorgung im Einsatz. Diese zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und Kompaktheit im Dauerbetrieb aus. Ein Manko ist allerdings, dass sie im Überlastbereich nur begrenzte Leistungsreserven bereitstellen können. Diese liegen oft beim 1,5-fachen des Nennstroms.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbHWenn an solch einem Ausgang ein thermischer oder thermisch-magnetischer Schutzschalter in Betrieb ist, dann ist dieser technisch nicht in der Lage abzuschalten. Denn zur schnellen magnetischen Auslösung bei Kurzschluss benötigen Leitungsschutzschalter der Kennlinie C den bis zu 15-fachen Nennstrom. Das Netzteil kann diesen Strom jedoch nicht liefern. Hier hat sich mittlerweile der Einsatz elektronischer Sicherungen als Standard durchgesetzt. Der speziell für diese Anwendungen entwickelte Überstromschutz reagiert explizit auf die Bedürfnisse der Schaltnetzteile. Also bei Kurzschluss sehr schnell und beim Einschalten stromintensiver Verbraucher träger. Beim Einsatz elektronischer Schutzschalter geht es immer auch um eine unkomplizierte Fehlersuche, den stabilen Betrieb von Schaltnetzteilen und eine möglichst hohe Maschinenverfügbarkeit. Mit dem Rex-System kann der Anwender seine DC 24V-Versorgung wirtschaftlich aufbauen. Dies mit einer kostengünstigen, modular anreihbaren Absicherungs- und Verteilungslösung, ohne Verbindungszubehör und mit geringem Verkabelungsaufwand. Mit den integrierten Verbindungsheben lassen sich die modularen Geräte einfach auf der Tragschiene aufrasten und automatisch elektrisch verbinden. Im folgenden sollen die einzelnen Komponenten der Rex Systeme etwas genauer betrachtet werden.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbHEinspeisung
Die Einspeisemodule EM12 gibt es in verschiedenen Varianten. Neben den klassischen Einspeisemodulen EM12-T gibt es die kommunikativen und intelligenten Einspeisemodule EM12D-TIO für IO-Link. Für Modbus-RTU gibt es zudem die EM12D-TMB Variante. Durch sie lassen sich über den übergeordneten Master eine Vielzahl von Diagnoseinformationen übertragen, z.B. für eine gezielte Fernwartung. Außerdem gibt es Einspeisemodule für zusätzliche Potentialeinspeisungen. Diese arbeiten mit zwei unterschiedlichen Herangehensweisen. So wirkt eine Variante als +DC 24V Trennklemme und eine weitere als zusätzlicher +DC 24V Einspeisepunkt.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbHÜberstromschutz
Das Rex12 System sorgt für eine zuverlässige und platzsparende Absicherung primär getakteter DC 24V-Schaltnetzteile. Außerdem ist zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Automaten kein weiteres Zubehör nötig. Die Sicherungsautomaten gibt es in allen gängigen festen Nennstromstärken von 1 bis 10A. Der Schutz von Stromkreisen gegen Überstrom ist dabei essentiell. Hierzu dienen Überstromschutzeinrichtungen. In der DIN VDE0100-530 (Abschnitt 533) finden sich die Überstromschutzeinrichtungen, deren Verwendung erlaubt ist. Das sind beispielsweise Schmelzsicherungen und Leitungsschutzschalter. Allen dort genannten Schutzgeräten ist es möglich, Stromkreise galvanisch zu trennen.
Fail-Safe Element
Wenn elektronischer Überstromschutz zur Anwendung kommt, ist es unerlässlich zusätzlich zur Elektronik eine Überstrom-Schutzeinrichtungen nach DIN VDE0100-530 in Reihe zu schalten. Diese lässt sich auch innerhalb der elektronischen Sicherung - als Fail-Safe-Element - integrieren. Der Leitungsquerschnitt ist dann auf den Nennstrom des Fail-Safe-Elements der elektronischen Sicherung auszulegen. Im Sicherungsautomaten Rex12 ist das interne Fail-Safe-Element - in Form einer Schmelzsicherung - direkt auf den Nennstrom der Elektronik des jeweiligen Sicherungsautomaten zugeschnitten. Nennstrom und Auslegung des Fail-Safe-Elements sind also identisch. So enthält z.B. der Rex12 in 4A eine 4A Schmelzsicherung nach IEC60127-4/2 und UL248-14.
Stromverteilung
Das Stromverteilungskonzept des Rex-Systems lässt sich problemlos in zwei Hauptgruppen einteilen. So ist es möglich, im gleichen System neben der +DC 24V-Verteilung auch die Minus Verteilung 0V (GND) zu realisieren. Am elektronischen Sicherungsautomaten Rex12 lassen sich Verteilungsmodule vom Typ PM12-T für die +DC 24V-Verteilung anreihen und elektrisch verbinden. Das spart Platz, vervielfacht die Klemmenanzahl und macht herkömmliche Verteilungsklemmen überflüssig. Die modulare Verteilungslösung, bestehend aus EM12-T und PM12-T für DC 0V, ist dauerhaft für 40A Summenstrom ausgelegt. So kann der Konstrukteur die Komponenten leichter auslegen. Komplizierte Sonderkonstruktionen für die Reduzierung der Kabelquerschnitte von 10 auf 2,5mm² sind daher nicht mehr nötig.
Im DC 24V-Bereich sind meist primär getaktete Schaltnetzteile für die Spannungsversorgung im Einsatz. Diese zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und Kompaktheit im Dauerbetrieb aus. Ein Manko ist allerdings, dass sie im Überlastbereich nur begrenzte Leistungsreserven bereitstellen können. Diese liegen oft beim 1,5-fachen des Nennstroms.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbHWenn an solch einem Ausgang ein thermischer oder thermisch-magnetischer Schutzschalter in Betrieb ist, dann ist dieser technisch nicht in der Lage abzuschalten. Denn zur schnellen magnetischen Auslösung bei Kurzschluss benötigen Leitungsschutzschalter der Kennlinie C den bis zu 15-fachen Nennstrom. Das Netzteil kann diesen Strom jedoch nicht liefern. Hier hat sich mittlerweile der Einsatz elektronischer Sicherungen als Standard durchgesetzt. Der speziell für diese Anwendungen entwickelte Überstromschutz reagiert explizit auf die Bedürfnisse der Schaltnetzteile. Also bei Kurzschluss sehr schnell und beim Einschalten stromintensiver Verbraucher träger. Beim Einsatz elektronischer Schutzschalter geht es immer auch um eine unkomplizierte Fehlersuche, den stabilen Betrieb von Schaltnetzteilen und eine möglichst hohe Maschinenverfügbarkeit. Mit dem Rex-System kann der Anwender seine DC 24V-Versorgung wirtschaftlich aufbauen. Dies mit einer kostengünstigen, modular anreihbaren Absicherungs- und Verteilungslösung, ohne Verbindungszubehör und mit geringem Verkabelungsaufwand. Mit den integrierten Verbindungsheben lassen sich die modularen Geräte einfach auf der Tragschiene aufrasten und automatisch elektrisch verbinden. Im folgenden sollen die einzelnen Komponenten der Rex Systeme etwas genauer betrachtet werden.
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Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 4 2018 - 28.03.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
