LÜTZE: Industrielle-Spannungsversorgung

14 Zuverlässiger Schutz von DC 24 V Kreisen Selektivität intelligent sichergestellt Primärschaltregler und Leistungsautomaten bilden heute die Basis der DC 24 V Versor- gungsebene. Bedingt durch das Betriebsver- halten dieser Geräte ist die geforderte selekti- ve Absicherung einzelner Kreise speziell bei Überstrom so gut wie nicht durchführbar. Ein kompletter Anlagenstillstand ist vorprogram- miert. Betriebsverhalten Primärschaltregler Schaltnetzteile sind mit ihren Bauteilen auf einen bestimmten Nennwert dimensioniert und laufen bei höherer Belastung heiß. Um sich vor Selbstzerstörung zu schützen, er- folgt eine Abschaltung, je nach Typ, bei 1,1 bis 2,5 fachen Nennstrom. Bei vielen Ge- räten findet man den Hiccup Mode, der bei Überlast ab und nach kurzer Zeit automatisch wieder einschaltet. Ist die Überlast weiter vor- handen wiederholt sich der Vorgang bis der Fehler manuell behoben wird. Eine Sicherung wird auf diese Weise nie ausgelöst. Auch der Einsatz von Geräten mit einer Vorwärtskenn- linie bringt keinen Erfolg. Das Netzgerät schaltet zwar nicht ab, liefert aber nur einen 1,1 bis 1,2-fach höheren Ausgangsstrom bei Rücknahme der Ausgangsspannung. Auch diese Kennlinie löst einen Sicherungsauto- maten gar nicht oder erst im Stundenbereich aus. Im weiteren haben beide Ausgangsver- halten den Nachteil, dass sich Lasten wie DC Motoren oder kapazitive Verbraucher nicht starten lassen. Über zusätzliche Kosten kann ein Betrieb von schweren Lasten erreicht wer- den, indem im einfachsten Fall ein Gerät mit höherer Ausgangsleistung eingesetzt wird oder ein Gerät mit integrier- tem Power Boost. Hierbei liefert das Gerät mit Power Boost den 1,2 bis 1,3 fachen Nenn- strom dauerhaft im Temperaturbereich bis +45 °C.Unter Zurücknahme der Ausgangsspannung wird maximal der 2,5 fache Nennstrom erreicht, der in Abhängigkeit vom Gerät selber und der Charakteristik des Sicherungsautomaten, eventuell gerade aus- reicht, eine Abschaltung vorzunehmen. Charakteristika von Sicherungsautomaten Beispielhaft wird die Auslösekurve eines Sicherungsautomaten mit der Charakteristik B (Bild 1) betrachtet. Zur Erfassung kleinerer Überströme wird eine thermische Auslösung im Minuten bis Stundenbereich genutzt (hal- ten >1h bei I = 1,13 x I Nenn und Auslösen <1h bei I = 1,45 x I Nenn ). Das Ausschalten bei hohen Überströmen erfolgt über sofortige magnetische Auslösung innerhalb von 0,01 bis 0,1 Sekunden. Wird ein solcher Automat in Verbindung mit einem 10A Schaltnetzteil eingesetzt, so erfolgt bei 1,2fachen Nenn- strom erst nach 20 bis 60 Minuten ein Ab- schalten. Selbst bei 2,5-fachen Nennstrom (Power Boost) vergehen im thermischen Bereich zwischen 25 Sekunden und zwei Minuten bis zur Abschaltung. Fazit, ein not- wendiger Schutz, insbesondere ein selektiver Schutz angeschlossener Geräte findet nicht statt. Die Sicherung übernimmt im Prinzip eine reine Alibi Funktion. Ein Kurzschluss oder eine defekte Leitung würden weiterhin mit 2,5-fachen Nennstrom versorgt. Anlagenausfall oder sogar ein Kabelbrand können die Folge sein. Elektronische Lastüberwachung · Grundlagen Selektive Abschaltung Selektive Lastabsicherung bedeutet, dass bei Überlast oder Kurzschluss, ohne Rückwir- kung auf die Versorgung, ausschließlich der fehlerhafte Strompfad abgeschaltet wird. Zur Auslegung der Überstromschutzeinrichtung in DC 24 V Kreisen sind auch die Normen EN 60204-1 (Leitungs- und Brandschutz) sowie die EN 61131-1 und -2 (Betriebszustände und Speicherung) anzuwenden. Konkret bedeutet das, einen Netzausfall von 10 ms ohne Fun- ktionseinschränkung zu verkraften, was den Einsatz von großen Eingangskapazitäten ver- langt. Im weiteren müssen Gefahr bringende Überströme innerhalb von 5s auf ein unge- fährliches Niveau reduziert werden. Erschwert wird die Auslegung zusätzlich dadurch, dass heute viele, parallele Verbraucher über ein Schutzelement versorgt werden. LÜTZE LOCC-Box – Das intelligente Stromüberwachungssystem Bild 2 : LOCC-Box Einzelmodul Ideal wäre eine Lösung, die einerseits kapazi- tive Lasten optimal bedient um schwere Lasten starten zu können und im Betrieb ei- nen Überstrom schnell erkennt und nur den betroffenen Pfad abschaltet. Natürlich sollte ein solches System den Fehler speichern, um eine Gefahr durch erneutes Einschalten zu verhindern und eine Fehlerdiagnose ermög- lichen. Das LÜTZE LOCC-Box System erfüllt diese Anforderungen in einem modularem Aufbau mit weiteren intelligenten Funktionen. Um den unterschiedlichsten Anforderungen an das Ausschaltverhalten gerecht zu wer- den, besitzt das LOCC-Box System die Möglichkeit über einen Schalter, zehn unter- schiedliche Charakteristiken einzustellen. Dabei können sowohl die bekannten Charakteristiken aus dem Automatenbereich, aber eben insbesondere kundenspezifische Charakteristiken implementiert werden. Zu- sätzlich ist der Nennstrombereich mit einra- stenden Stellungen von 1 A bis 10 A anwähl- bar. Der einstellbare Strombereich und Charakteristik ist bei Nachrüstungen von gro- ßer Bedeutung, da hier der Geräteschutz oft- mals geändert und angepasst werden muss. Als zusätzliche Information wird über eine LED die Auslastung des Pfades angezeigt. Mit Erreichen von 90% des eingestellten Stromwertes geht die Status LED in den blin- kenden Zustand über. Im Falle einer Ab- schaltung durch Überstrom oder Kurzschluss wird neben der visuellen Anzeige über eine rote LED.