ILME: Mehrpolige Steckverbinder für industrielle Anwendung

18 MEHRPOLIGE STECKVERBINDER ❱ Normen ❱ CN i Dimensionierung der Luft- und Kriechstrecken. Die aktuelle gültige Norm für die Betriebssicherheit von mehrpoligen Steckverbindern für den industriellen Einsatz und die entsprechenden Prüfungen ist die Europäische Richtlinie EN 61984 (2009-06). Diese entspricht ohne Änderungen der internationalen Norm IEC 61984 in der Fassung 2.0 (2008-10). Die Richtlinie gilt für Steckverbinder für eine Bemessungsspannung von 50V bis 1000V und Bemessungsstrom bis 125A pro Pol, für die keine spezifische Norm existiert bzw. für die das spezifische Datenblatt oder der Hersteller Angaben zur Betriebssicherheit macht. Sie kann als Leitfaden für Steckverbinder mit einem Bemessungsstrom von 125A pro Pol sowie solche für eine Bemessungsspannung unter 50V angewendet werden (Letztgenannte fallen nicht in den Anwendungsbereich der Niederapannungsrichtlinie 2014/35/EU). Für eine klarereAbgrenzung führt die Neufassung der Richtlinie EN 61984 darüber hinaus die Unterscheidung zwischen Steckverbindern ohne Schaltleistung (COC) und Steckverbindern mit Schaltleistung (CBC) ein. Hinsichtlich der Sicherheits- und Leistungsvorgaben für Klemmen je nach verwendetem Anschlusstyp basiert die Vorschrift jetzt uneingeschränkt auf den jeweiligen Normen (Serie IEC/EN 60999, Serie IEC/EN 60352). Im Hinblick auf die Dimensionierung der Mindest-Luft- und Kriechstrecken für die Steckverbinder bezieht sich diese Vorschrift nun uneingeschränkt auf die Norm IEC 60664-1 in der Fassung 2.0 (2007-04) 1) . Nachstehend wird die Methode zur Bestimmung der Mindestisolierung in den Steckverbindern gemäß IEC 60664-1 beschrieben. Die Nennwerte für jede Serie der Steckverbinder sind auf den Seiten 18 und 19 angegeben. Wie bereits in der ersten Fassung gilt das Konzept der Isoliergruppen sowie die Unterscheidung der Spannungsnennwerte zwischen Gleichstrom und Wechselstrom als veraltet. Das heißt, die Spannungswerte 220V und 380V wurden gemäß IEC 60038 2) auf 230V und 400V vereinheitlicht und folgende Aspekte wurden aus den Bestimmungen für elektrischeAnlagen in Niederspannung der Reihe IEC 60364 3) übernommen: - die Überspannungskategorien (I, II, III, IV) in Bezug auf die vorgesehene Anwendung der Einrichtungen 4) : sie stehen im Verhältnis zu den transienten Überspannungen,diealsGrundlagefürdieBerechnungderSteh-Stoßspannungdienen; - die Verschmutzungsgrade; - die Isolierstoffgruppe, in Bezug auf den Kriechstrom-Widerstand; - die Bedingungen des elektrischen Feldes (homogen oder nicht homogen). Überspannungskategorien (oder Bemessungs-Stoßspannung). Die Überspannungskategorie eines Stromkreises oder eines elektrischen Systems wirdmit einer konventionellenNummerierung (von I bis IV) ausgedrückt. Diese stützt sich auf die Begrenzung oder die Kontrolle der angenommenen Stoßspannungen, die in einem Stromkreis auftreten können. Die Zuordnung zu einer bestimmten Überspannungskategorie hängt von den Mitteln ab, die benutzt werden, um die Überspannungen zu reduzieren. TABELLE F.1 Bemessungs-Stoßspannung für Betriebsmittel, die direkt vomNiederspannungsnetz gespeist werden (IEC 60664-1, Fassung 2.0 2008-10) V V ≤ V V I II III IV 50 330 500 800 1500 100 500 800 1500 2500 230/400 120-240 150 800 1500 2500 4000 277/480 } 300 1500 2500 4000 6000 400 / 690 600 2500 4000 6000 8000 1000 1000 4000 6000 8000 12000 a) Das Zeichen “/” steht für ein vieradriges Dreiphasen-System (Sternschaltung). Der niedrigere Wert entspricht der Spannung zwischen Leiter und Erde (Phasenspannung), während der höhere Wert für die Leitungsspannung (Spannung zwischen den Phasen) steht. Wenn nur ein Wert angegeben ist, bezieht er sich auf ein dreiadriges Dreiphasen-System (Dreiecksschaltung) und steht für die Leitungsspannung. b) Geräte mit dieser Bemessungs-Stoßspannung dürfen in Anlagen verwendet werden, die der Norm IEC 60364-4-443 entsprechen (italienische Norm CEI 64-8/4, Teil 443, deutsche Norm DIN VDE 0100-443). Tabelle F.1 zeigt die Bemessungs-Stoßspannung für Betriebsmittel, die direkt an das Niederspannungsnetz angeschlossen sind, in Funktion der Netznennspannung, der relativen Phasenspannung und der Überspannungskategorie. Maschinen und industrielle Anlagen mit festem Anschluss an das Niederspannungsnetz sowie die betreffenden Komponenten, wie unter anderem mehrpolige Steckverbinder, sind ein Beispiel für Einrichtungen der Überspannungskategorie III. Beispiele für Einrichtungen der Überspannungskategorie II sind Haushaltsgeräte, tragbare Werkzeuge oder ähnliches. Für Netze mit Nennspannung 230/400V (Sternschaltung, neutraler Pol geerdet) und Überspannungskategorie III (beträgt die erforderliche Bemessungs-Stoßspannung 4kV . Für Netze mit Nennspannung 400V oder 500V (Sternschaltung ohne neutralen Pol oder isoliertem neutralen Pol oder Dreiecksschaltung isoliert oder geerdet) und Überspannungskategorie III beträgt die erforderliche Bemessungs-Stoßspannung 6kV Verschmutzungsgrade. Als Verschmutzung gilt jedes Fremdmaterial, ob fest, flüssig oder gasförmig (ionisiertes Gas), das die Durchschlagfestigkeit oder den Oberflächenwiderstand des Isolierstoffes beeinträchtigen kann. Die Norm sieht vier Verschmutzungsgrade vor. Ihre Nummerierung und Einteilung basiert auf der Quantität des Verschmutzungsstoffes oder auf der Häufigkeit, mit der dieses Phänomen eine Minderung der Durchschlagsfestigkeit und/oder des Oberflächenwiderstandes hervorruft. Verschmutzungsgrad 1: Es liegt keine oder nur trockene, nicht leitfähige Verschmutzung vor. Die Verschmutzung hat keinen Einfluss. Verschmutzungsgrad 2: Es liegt nur nichtleitfähige Verschmutzung vor. Gelegentlich muss mit vorübergehender Leitfähigkeit durch Betauung gerechnet werden. Verschmutzungsgrad 3: Es tritt leitfähige Verschmutzung auf oder trockene, nicht leitfähige Verschmutzung, die leitfähig wird, da Betauung zu erwarten ist. Verschmutzungsgrad 4: Die Verschmutzung führt zu einer beständigen Leitfähigkeit, z.B. hervorgerufen durch leitfähigen Staub, Regen oder Schnee. Der Verschmutzungsgrad 3 ist für industrielle oder ähnliche Umgebungen typisch, während Verschmutzungsgrad 2 für Haushalte oder ähnliche Umgebungen typisch ist. Die Norm EN 61984 erlaubt die Bemessung der Kriechstrecken für Steckverbinder in Gehäusen mit Schutzart ≥ IP 54 mit einem durchschnittlichen Verschmutzungsgrad unter oder gleich dem des Installationsortes (z. B. 2 anstatt 3). Auszug aus der Norm EN 61984. 6.19.2.2 Für Steckverbinder der Schutzart IP54 oder höher können die isolierenden Teile im Inneren des Gehäuses gemäß der Veröffentlichung IEC 60529 für einen darunterliegenden Verschmutzungsgrad bemessen werden. Dies gilt auch für gekoppelte Steckverbinder (Steckverbinderpaare), die vom Gehäuse des Steckverbinders eingeschlossenwerden und die lediglich zu Zwecken der Prüfung und Instandhaltung abgesteckt werden können. Es ist daher zulässig, die in Gehäusen der Schutzart ≥ IP54 installierten Steckverbinder auf die Bemessungswerte für die Verschmutzungskategorie 2 zu beziehen, wenn die Steckverbinder gemäß der o.a. Norm lediglich vorübergehend zu Zwecken der Prüfung oder der Wartung geöffnet werden. Im Fall einer vorübergehenden Öffnung und des zeitlich begrenzten Zustandes der Trennung der Steckverbinder muss die Schutzart des Gehäuseverschlusses allerdings wenigstens IP54 sein. Diese Möglichkeit gilt jedoch nicht für Steckverbinder, die im getrennten Zustand bleiben und für unbestimmte Zeit den Einwirkungen von Industrieumfeldern ausgesetzt werden. In jedem Fall ist zu berücksichtigen, dass Verschmutzungen, welche von entfernt liegenden Bestandteilen der Industrieanlagen ausgehen, in die gekoppelten Steckverbinder eindringen könnten (z.B. über die Eingangsöffnungen der Steckergehäuse). Des Weiteren werden die Gehäuse der Steckverbinder in der Regel ohne spezifische Vorrichtungen zur Leitereinführung geliefert, da der Installateur den Kabeleingang je nach den spezifisch vorliegenden Anforderungen anlegt. Die auf den Gehäusen angegebene Schutzart ist nur dann gewährleistet, wenn für die gekoppelten Steckverbinder Kabelverschraubungen zur Leitereinführung eingesetzt werden, deren Schutzart gleich oder höher der Schutzart der Gehäuse ist, und die gemäß der allgemein gültigen Installationstechnik eingesetzt wurden. Beispiele zur Wahl des Verschmutzungsgrades 2 für einen Steckverbinder - Auf Vorrichtungen zur Steuerung von Elektromotoren installierte Steckverbinder, welche lediglich zu Zwecken des Austausches bei defektem Motor getrennt werden, auch wenn für die gesamte Anlage der Verschmutzungsgrad 3 vorgesehen ist; - An modular strukturierten Maschinen installierte Steckverbinder, welche lediglich zu Zwecken des Transportes geöffnet werden sowie lediglich zur Beschleunigung der Installationsarbeiten und für die zuverlässige Inbetriebsetzung eingesetzt werden. Dabei muss über den Einsatz von geeigneten Schutzabdeckungen bzw. geeigneten Mitteln zur Verpackung der Anlage sichergestellt sein, dass die Steckverbinder während des Transportes nicht verschmutzt werden; - In Schaltkästen mit Schutzart ≥ IP54 installierte Steckverbinder. In diesem Fall kann auf den Einsatz von Steckergehäusen der Schutzart IP54 verzichtet werden. Normen 1) Gemäß EN 60664-1:2007 mit Änderungen umgesetzt und in den CENELEC-Mitgliedsstaaten als nationale Norm veröffentlicht: Italien: CEI EN 60664-1 (class. CEI 109-1) (2008-04); Deutschland: DIN EN 60664-1:2008-01 (VDE 0110-1). 2) Harmonisierungsdokument CENELEC HD 472.S1. Italienische Norm: CEI 8-6 (1989) + CEI 8-6;V1 (1997); deutsche Norm DIN IEC 60038:2002-11. 3) Italien: CEI 64-8; Deutschland DIN VDE 0100. 4) In der Norm EN 60664-1 wurde der Begriff in “Stoßspannungskategorie” geändert. Nennspannung des Stromversorgungssystems (Netz) nach IEC 60038 (CENELEC HD 472 S1, CEI 8-6) Spannung Leiter zu Neutralleiter, abgeleitet vonderACNennwechsel- oder DC Nenngleich- spannung bis einsch- ließlich Bemessungs-Stoßspannung b) Überspannungskategorie dreiphasig a) einphasig