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Elektronische Schutzschalter

Die elektronischen Schutzschalter von WAGO bieten Ihnen mehr Sicherheit bei der Absicherung Ihrer Anlage. Zusätzlich liefern sie dank Ihrer Kommunikationsfähigkeit Daten über die aktuellen Status des Kanals sowie der angeschlossenen Lasten.

Warum sekundärseitige Absicherung?

Schaltnetzgeräte liefern sekundärseitig eine Gleichspannung, mit der Verbraucher in Steuerstromkreisen wie Steuerungen, Bedien- und Anzeigegeräte, Hilfsrelais usw. versorgt werden. Auch in diesen Steuerstromkreisen besteht die Forderung nach einem Leitungsschutz und ggf. auch einem Geräteschutz, wenn der Verbraucher kein eigenes Schutzorgan integriert hat. Daneben gibt es noch die Forderung der Maschinenbaurichtlinie EN 60204, gefahrbringende Erdschlüsse in Steuerstromkreisen zu erkennen und binnen 5 Sekunden abzuschalten.

Der Überstromschutz in primär getakteten Schaltnetzgeräten reagiert sehr schnell auf ausgangsseitig auftretende Überströme. Soll eine selektive Absicherung einzelner Strompfade auf der Sekundärseite erfolgen, so erweisen sich Schmelzsicherungen oder konventionelle Leitungsschutzschalter oft als wirkungslos, wenn nicht das Netzgerät kurzzeitig einen hohen Überstrom liefern kann.

Welche Arten von Absicherung gibt es?

Thermisch

Einsatzmöglichkeiten:

  • Zum Beispiel zu finden in NH-Sicherungen, GS-Sicherung
  • Hohe Überströme für eine schnelle Auslösung notwendig

Erklärung:

  • Bildbeispiel: 10-facher Überstrom (bezogen auf den Nennwert der Sicherung): Auslösung im Bereich 30 ms (Best Case) oder 200 ms (Worst Case)
  • Nur 2-facher Überstrom: Auslösung im Bereich 2 s (Best Case) oder > 100 s (Worst Case).

Thermisch und magnetisch

Einsatzmöglichkeiten:

  • Zu finden in Leitungsschutzschaltern oder Motorschutzschaltern
  • Hohe Überströme für eine schnelle Auslösung notwendig

Erklärung:

  • Bildbeispiel: 3 … 5-facher Überstrom bei B-Charakteristik und AC-Betrieb, zusätzlich Sicherheitsfaktor: 1,2 oder 1,5
  • Im Worst Case ist also ein Auslösestrom des 7,5-fachen Nennstroms notwendig.

Elektronisch

Einsatzmöglichkeiten:

  • Feine Einstellmöglichkeiten
  • Reaktion bereits bei geringen Überströmen binnen kurzer Zeit
  • Absicherung großer Leitungslängen und kleiner Querschnitte möglich

Erklärung:

  • Elektronische Absicherungen gewährleisten auch bei geringen Überströmen und großen Leitungslängen einen zuverlässigen Schutz.

Wie funktioniert eine elektronische Absicherung?

Der elektronische Schutzschalter prüft, ob der Ausgangsstrom größer ist als der Nennstrom. Sobald der Ausgangsstrom den Nennstrom überschreitet, wird der Ausgang elektronisch, also über einen Halbleiterschalter, abgeschaltet. Die Auslösezeit ist abhängig von der Größe des Überstroms. Die Messung des Ausgangsstromes, die Verarbeitung und Berechnung der Auslösezeit sowie die Ansteuerung des Halbleiterschalters erfolgt mithilfe eines Mikroprozessors, der einen oder mehrere Abgangskanäle überwacht. Die entsprechenden Auslösezeiten kann man z. B. der nebenstehenden Abbildung entnehmen.

Vorteile der elektronischen Absicherung

  • Präzise, schnelle und wiederholgenaue Abschaltung von sekundärseitigen Überströmen und Kurzschlüssen, auch bei langen Leitungen und kleinen Leitungsquerschnitten
  • Selektivität, insbesondere bei elektronischen Absicherungen mit aktiver Strombegrenzung
  • Fernbedienung durch Digitalein- bzw. -ausgang
  • Schnelle und zuverlässige Kommunikation über IO-Link-Protokoll, Signalkontakt, potentialfreies Signal oder Manchester-Protokoll
  • Baugröße bzw. Baubreite, z. B. 8 Abgangskanäle auf lediglich 42 mm (Platzersparnis in der Baubreite von über 70 % im Vergleich zu Leitungsschutzschaltern)
  • Einstellbarkeit durch kanalweise vorgebbaren Nennstrom
  • Erfüllung der Forderung der EN 60204-1 nach zuverlässiger Abschaltung von Erdschlüssen nach 5 Sekunden

Kommunikation

Kommunikation 1.0

Digitale Signalisierung (S/P)

  • Digitaleingang S1 als Ferneingang zum gemeinsamen Zurücksetzen aller ausgelösten Kanäle
  • Digitalausgang S3 als Sammelmeldung, ob einer der Kanäle infolge Überstrom ausgelöst hat
  • Optional potentialfreier Meldekontakt 13/14 als Sammelmeldung

Kommunikation 2.0

Manchester-Protokoll (M)

  • Digitaleingang S1 als Ferneingang zum Ein- und Ausschalten bestimmter Kanäle mittels Pulsfolge
  • Digitalausgang S2 zur Übermittlung des aktuellen Zustands (Ein/Aus/Ausgelöst/Überstrom) jedes einzelnen Kanals
  • Optional auch Übertragung von Eingangsspannung und Ausgangs- bzw. Nennstromwert jedes Kanals

Kommunikation 3.0

IO-Link (I)

  • IO-Link-Schnittstelle
  • Auslesen des Status, des eingestellten Nennstroms, aktueller Spannungswerte und Stromwerte je Kanal
  • Einstellen des Nennstroms sowie Ein-/Ausschalten und Reset der einzelnen Kanäle