Viermal schrauben – anschließen – fertig

Oft müssen verschiedene Laststromkreise an eine gemeinsame 24-VDC-Stromversorgung angeschlossen und redundant abgesichert werden. Meist geschieht dies über Sicherungsautomaten, die über eine Einspeiseleitung größeren Querschnitts an die Stromquelle angeschlossen, mit Stromschienen untereinander verbunden auf einer DIN-Schiene angereiht werden. Auch die Signalmeldungen für das Auslösen eines Automaten werden mittels Kabelketten oder Steckbrücken durchgeschleift und an einer Stelle auf zugängliche Anschlussklemmen aufgelegt. Solche vergleichbaren Aufbauten müssen stets neu konzipiert und dokumentiert und individuell verdrahtet werden. Dies verursacht immer wieder aufs Neue Aufwand und Kosten.

Einbaufertige Stromverteilungsmodule

Durch den Einsatz einbaufertiger, vorverdrahteter Stromverteilungsmodule von E-T-A lässt sich dieser Aufwand deutlich reduzieren. Langjährige Erfahrung mit Stromverteilungssystemen, mit der richtigen Auswahl von Sicherungsautomaten sowie der optimalen Dimensionierung selektiver Absicherungen haben zur Entwicklung verschieden aufgebauter modularer Systemlösungen für den Einbau in Schaltschränke geführt. Egal für welche Stromverteilungsaufgabe – z.B. DC, AC, ein- oder mehrpolig, mit und ohne Signalisierung – müssen sie vom Anwender lediglich eingebaut werden.

Diese Power-Distribution-Module sind komplett montiert sowie verdrahtet und lassen sich mit nur vier Schrauben im Schaltschrank befestigen. Neben dem Handling-Vorteil können auch die Fertigungskosten durch diese Serien-Vorfertigung außerhalb des Schaltschranks deutlich reduziert werden. Die einzelnen Module mit fest definierten Schnittstellen (Einspeise- und Lastströme, zugehörige Kabelquerschnitte, Art der Signalisierung, etc.) sind entsprechend den Anforderungen konzipiert. Die ebenfalls integrierbare Vorsicherung wird dabei so auf die Lastabsicherungen abgestimmt, dass eine bestmögliche Selektivität erreicht wird, die aber noch von den einzelnen Lasten abhängt. Die Art des Aufbaus garantiert zudem optimale mechanische Stabilität, Berührsicherheit und Wartungsfreiheit. Der Anwender muss sich lediglich um den mechanischen Einbau mittels vier Schrauben, den Anschluss der Einspeise- und Lastleitungen und gegebenenfalls der Kabel für die Signalmeldungen kümmern.

Schaltschrank- oder 19-Zoll-Aufbau

Grundsätzlich bestehen alle Einheiten aus einem kastenförmigen Modul aus gekantetem Aluminium, das auf der Vorderseite eine DIN-Schiene mit den einzelnen Komponenten aufnimmt. Der rückseitige Hohlraum des Moduls bietet ausreichend Platz für die Verdrahtung ab Werk. Diese ist gleichzeitig durch das umschließende Gehäuse gegen Berührung und Beschädigung geschützt. An den beiden Schmalseiten rechts und links befindet sich je ein Montageflansch für die Befestigung. Der Einbau erfolgt wahlweise direkt auf der Montageplatte des Schaltschrankes (Wandmontage) oder nach Drehung der beiden Flansche um 180° frontseitig in ein 19-Zoll-System für die Einschubmontage. Das Umbiegen des 2 mm starken Materials auf allen vier Seiten gibt dem Kastenmodul zudem eine hohe selbstragende Stabilität.

Je nach Funktion des Moduls und den darauf zu montierenden Komponenten kann die Bauhöhe 2, 3 oder 4 HE (1 HE = 44,44 mm) betragen. Die Baubreite kann zwischen 19 Zoll (= 485 mm) oder 590 mm zum Einbau in 600 mm breite Schaltschränke variieren. Die Bautiefe beträgt etwa 50 mm für den Verdrahtungshohlraum. Hinzu kommt die Höhe der aufzubauenden Komponenten (Anschlussklemmen, Montagesockel und Schutzschalter, etc.), insgesamt maximal 200 mm.

Basisfunktionen sind:

· die Stromverteilung einer oder mehrerer Einspeisungen auf eine größere Anzahl von Lastkreisen mittels Stromschienen,

· die Absicherung der Lastkreise durch steckbare Schutzschalter,

· die Entkopplung redundanter Einspeisungen über Leistungsdioden,

· die Bereitstellung geeigneter mechanischer Schnittstellen zum Anschluss aller Leitungen mit dem jeweils normgerechten Leitungsquerschnitt,

· die Zusammenführung und Anschlussmöglichkeit von Alarmmeldesignalen der einzelnen Lastsicherungen und

· die übersichtliche Führung und Befestigung aller internen und anwenderseitigen Kabel.

Da das Stromverteilungssystemes bereits werksseitig auf die Auslegung der integrierten Vorsicherungen abgestimmt ist, entfallen für den Planer alle Überlegungen zur korrekten Dimensionierung von Stromschienen und Verbindungsleitungen. Der Konstrukteur muss sich außerdem weder um Bauteile noch um sonstiges Zubehör kümmern. Auch die Erstellung der Stücklisten und die Materialbeschaffung werden ihm abgenommen. Gleichzeitig entfällt das Problem der Berührsicherheit der Stromverteilung, da sich die entsprechenden Komponenten im hinteren Bereich der Module befinden, sodass sie von vorne nicht erreichbar sind. Der mechanische Aufbau mit der Befestigung der Einzelkomponenten, die Leitungsführung und der Zusammenbau sind ebenso vollständig erledigt und müssen nicht mehr berücksichtigt werden.

Umfassendes System

Es sind verschiedene standardmäßige Zusatzmodule verfügbar wie Einspeisemodule für die redundante Einspeisung aus zwei Stromversorgungen über Entkopplungsdioden. Diese sind auf einem großzügig dimensionierten Kühlkörper montiert, um die entstehende Verlustleistung (Wärme) abzuführen. Den Dioden vorgeschaltet sind zwei hydraulisch-magnetische 50-A-Schutzschalter als Vorsicherung. Die zusammengeführte Einspeisung wird auf drei Klemmenpärchen gelegt, an die bis zu drei Lastmodule angeschlossen werden können. Die Lastmodule für die Stromverteilung auf 16 oder 30 Verbraucherstromkreise sind ausgestattet mit Sockeln für die Aufnahme von steckbaren einpoligen thermisch-magnetischen oder elektronischen Schutzschaltern. Damit lassen sich die Auslösekennlinie und der Nennstrom im einzelnen Lastkreis nachträglich bei der Inbetriebnahme oder bei späteren Umbauten vor Ort an die Lastanforderungen anpassen.

Es sind auch Kompaktmodule für AC-Anwendungen verfügbar, die mit 2- oder 3-poligen steckbaren Schutzschaltern bestückt werden können, um so 15 Stück zweipolig geschützte oder 10 Stück 3-phasige Laststromkreise abzusichern. Vorsicherungen bis zu Nennströmen von 50 A können auf den Modulen integriert werden. Dies erlaubt eine kompakte Stromverteilung über Schienen auf die Lastkreise sowie eine optimale Anpassung der Selektivität. Der Anschluss der Einspeisung erfolgt wahlweise direkt an den Vorsicherungen oder an separaten Klemmen für die entsprechend notwendigen Leitungsquerschnitte. XL-Module in der Baubreite 590 mm, die wie die Kompaktmodule aufgebaut sind, jedoch bis zu 40 Einzelpole bzw. 20 Doppelpole aufnehmen können, sind für die Montage in mindestens 600 mm breiten Schaltschränken vorgesehen.

Alle Module können zusätzlich mit einer Alarmmeldung ausgestattet werden, die das Auslösen eines oder mehrerer Schutzschalter signalisiert. Dies geschieht über die in den Sicherungsautomaten ohne zusätzlichen Platzbedarf integrierten Hilfsschalter mit potenzialfreien Kontakten. Hier werden die Schließer in Reihe oder die Öffner parallel zu einer Sammelmeldung zusammengeschaltet. Selbstverständlich sind die Kanäle dabei auch zu Teil- oder Untergruppen zusammenfassbar.

Kundenspezifische Lösungen

Bei alledem ist es auch möglich, kundenspezifische Sonderwünsche zu berücksichtigen: Dazu gehören die Auslegung auf abweichende Kanalzahlen sowie Variationen in der Anschlusstechnik wie z.B. Schraub-, Federkraft-, Stecktechnik; soweit entsprechende Klemmen verfügbar sind. Möglich ist auch der Einsatz unterschiedlicher Schutzschalter (thermisch, thermisch-magnetisch, magnetisch-hydraulisch oder elektronisch). Zusatzfunktionen können auch in der Aufteilung auf mehrere Stromkreisgruppen sowie deren redundante Auslegung sein. Kundenspezifische Lösungen sind auch bei Fernsteuerfunktionen, Sonderverdrahtungen, Beschriftung und vielem mehr möglich.

Dipl.-Ing. Dieter Arenz ist Applikationsspezialist für Stromverteilungsmodule bei der E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH in Altdorf ( www.e-t-a.de )