ERZlich Willkommen liebe Freunde der Schutz- und Leittechnik. In unserem aktuellen Beitrag erfahrt Ihr Neues über eine gelungene Selektivitätsoptimierung innerhalb von Kompaktleistungsschaltern aus dem Hause Siemens. Viel Spaß beim Lesen.
Beste Selektivitätswerte durch kostengünstige Kombination
Wenn im Fehlerfall nur das Schutzgerät, das dem Fehler direkt vorgeordnet ist, auslöst, hat das insbesondere im industriellen Umfeld enorme Vorteile: Da nur der betroffene Abzweig abgeschaltet wird, bleiben alle anderen Anlagenteile in Betrieb, größere Stillstände werden vermieden. Außerdem lässt sich die Ursache für die Störung schnell eingrenzen. Die dafür erforderlichen Selektivitätswerte ließen sich bislang allerdings nur in der Kombination von zwei Kompaktleistungsschaltern erreichen. Mit den Kompaktleistungsschaltern 3VA von Siemens lässt sich nun auch die deutlich kostengünstigere Kombination aus Kompaktleistungsschalter und Sicherung durchgehend selektiv staffeln – dank des neuen elektronischen Überstromauslösers ETU340 ELISA.
Kompaktleistungsschalter zählen zu den wichtigsten Schutzkomponenten in der Energieverteilung überhaupt. Zuverlässig schützen sie sowohl nachgeordnete Anlagenteile, wie Kabel und Leitungen, als auch elektrische Geräte vor Überlast und Kurzschluss. Sicherungen dagegen werden als kostengünstigere Alternative zu Kompaktleistungsschaltern meist in der letzten oder vorletzten Schutzebene verwendet. In modernen Niederspannungsanlagen kommen dabei vielfach Sicherungen mit gG-Charakteristik zum Einsatz – das heißt: Ganzbereichssicherungen für allgemeine Anwendungen. Diese sichern dann kleinere Abzweige bzw. Verbraucher einzeln ab.
Werden Sicherungen eingesetzt, treffen diese in der Unter- oder Hauptverteilung unweigerlich auf Kompaktleistungsschalter. Und diese Kombination konnte bisher nicht optimal selektiv und kostengünstig gestaffelt werden. Denn bei den heute üblichen Kompaktleistungsschaltern unterscheidet sich die Auslösekennlinie (Strom-Zeit-Charakteristik) signifikant von der einer Sicherung. Dies hat zur Folge, dass sich die Auslöse-Kennlinien von vorgeordnetem Kompaktleistungsschalter und nachgeordneten Sicherungen punktuell überschneiden können. Eine Selektivität ist damit nicht mehr gegeben: Der vorgeordnete Schalter löst mit aus und schaltet sämtliche Abzweige und Verbraucher unter ihm ab. Bisher ließ sich dieses Problem nur durch größer dimensionierte Kompaktleistungsschalter lösen, was kostentechnisch oft unnötig zu Buche schlägt.
Eine Entwicklung von Siemens ermöglich nun einen alternativen und in jeder Hinsicht effizienteren Weg: Die Implementierung einer Sicherungskennlinie (im Gegensatz zu einen konventionellen LSI-Kennlinie) in einen Kompaktleistungsschalter erlaubt erstmals eine selektive Staffelung zu einer nachgeordneten Sicherung. Den Sicherungen vorgeschaltete Leistungsschalter können dabei kleiner dimensioniert werden als dies bei konventionellen Lösungen möglich war. Neben der technischen Optimierung führt dies zu einer erheblichen Kostenersparnis.
Neue Strom-Zeit-Kennlinie vereinfacht Projektierung
Die ETU340 ELISA besitzt über den gesamten Überstrombereich der Auslösekennlinie einen ähnlichen Verlauf wie Sicherungen. Damit wurde der Abstand des Bemessungswerts der Sicherung und des Bemessungsstroms In des Kompaktleistungsschalters auf den geringsten möglichen Wert reduziert, innerhalb dessen volle Selektivität erreichbar ist. Die Folge: Die Nennstromabstände zwischen Leistungsschalter und Sicherung lassen sich bedarfsgerecht wählen. Daraus können sich kleinere Nennströme für den Leistungsschalter ergeben, so dass kleinere, kostensparende Baugrößen installiert werden können.
Ein beispielhafter Kennlinienvergleich zeigt, was das konkret bedeutet (vgl. Abb. 1): Bisherigen Selektivitätsbetrachtungen zufolge würden bei einer nachfolgenden Sicherung von 100 A ein vorgeordneter Kompaktleistungsschalter mit einem Bemessungsstrom In von mindestens 250 A benötigt. Mit der ETU340 ELISA dagegen liegt beispielsweise zwischen einer nachfolgenden NH-Sicherung von 100 A und einem vorgeordneten Kompaktleistungsschalter 3VA2 schon bei einem Bemessungsstrom In von 160 A volle Selektivität vor. Die Umsetzung der Selektivität wird dadurch deutlich wirtschaftlicher.
Über die effiziente Realisierung voller Selektivität hinaus bietet die ETU340 ELISA weitere Vorteile im Hinblick auf Planung, Inbetriebnahme und laufenden Betrieb. Die Projektierung gestaltet sich so einfach wie die einer Sicherung. Durch die Implementierung der Sicherungskennlinie in die ETU340 ELISA der Kompaktleistungsschalter 3VA2 ist eine Nennstromstaffelung der Schalter im Verhältnis 1,6: 1 (wie bei Sicherungen) möglich. Damit ergeben sich zusätzliche Staffelebenen in der Niederspannungsverteilung. Durch die Einstellbarkeit der ELISA-Auslösekennlinie – einstellbarer Nennstrom – können kleinere, optimierte Kabelquerschnitte gewählt werden. Der Grund: Der Ansprechwert des Überlastauslösers ist auf den individuellen Anlagenstrom einstellbar. Weitere Schritte sind nicht notwendig. Fehler bei der Einstellung des Kurzschlussschutzes und damit bei der Selektivitätseinstellung werden automatisch eliminiert, da der Kurzschlussschutz fest eingestellt ist. Ein zusätzliches externes Erweiterungsmodul EFB300 erlaubt die Ausgabe von Meldungen aus der ETU, z.B. zum Auslösegrund (Überlast oder Kurzschluss) oder bei einer Überlastwarnung. Nach Auslösung und Fehlerbeseitigung ist der Kompaktleistungsschalter sofort wieder einschaltbar, es werden keine zusätzlichen Ersatzsicherungen benötigt.
Modulares Kompaktleistungsschalter-System
Die elektronische Sicherungskennlinie mit ETU340 ELISA ist in den 3- und 4-poligen Kompaktleistungsschaltern der 3VA2-Reihe mit 100 A bis 1000 A Bemessungsstrom verfügbar. Die Kompaktleistungsschalter-Reihe 3VA von Siemens ist Teil des Sentron-Portfolios für die Niederspannungs-Energieverteilung. Sie deckt ein breites Einsatzspektrum von Standardanwendungen im Gebäude bis hin zu anspruchsvollen industriellen Anwendungen ab. Die Baureihe 3VA2, die auch die Kompaktleistungsschalter mit ELISA-Kennlinie beinhaltet, ist für Anwendungen mit erhöhten technischen Anforderungen und einem Bemessungsstrom bis zu 1000 A ausgelegt. Mit mehr als 500 Zubehörteilen können die Kompaktleistungsschalter bedarfsgerecht konfiguriert und modular um zahlreiche Funktionen erweitert werden.
Fazit
Der elektronische Überstromauslöser ETU340 ELISA für die Kompaktleistungsschalter-Reihe 3VA von Siemens verfügt über eine grundlegend neue Strom-Zeit-Kennlinie. Überschneidungen mit der Kennlinie von nachgeordneten Sicherungen sind ausgeschlossen. Bei voller Selektivität kann der vorgeordnete Kompaktleistungsschalter damit entsprechend kleiner und kostengünstiger ausgelegt werden. Darüber hinaus optimiert die neue Funktion Aufwand und Kosten bei Planung, Inbetriebnahme und laufenden Betrieb.
Quelle für alle Bilder: Siemens
