MNS & MNS iS Niederspannungs­schaltanlagen Sicherheitsaspekte

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MNS & MNS iS Niederspannungsschaltanlagen Sicherheitsaspekte

Die vorliegende Zusammenstellung von Sicherheitsaspekten gilt für die MNS-Schaltanlagenfamilie, von herkömmlichen Anlagen nach Industrienorm bis zur neuesten innovativen Ausführung MNS iS.

Weitere technische Informationen sowie eine Übersicht der technischen Daten der genannten Produkte sind in den folgenden Dokumenten zu finden: MNS Systemleitfaden Druckschrift Nr. 1TGC902030B0102 MNS iS Systemleitfaden Druckschrift Nr. 1TGC910001B0104

Inhalt

Inhalt Bewährtes Sicherheits-„Plus" für Bediener und Anlage . ...6

Energie-Schaltgerätekombination – Anwendervorteile . .....8

Störlichtbogenschutz ..........................................................10

Schutzarten (IP-Code) ........................................................16

Innere Unterteilung . ............................................................18

Erdbeben, Vibration und Schock .......................................20

Bemessung des Neutralleiters ...........................................21

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Bewährtes Sicherheits-„Plus"

Bewährtes Sicherheits-„Plus" für Bediener und Anlage Sicherheitsphilosophie in MNS ■

Universelle Regel für ein hohes Maß an

Die Beachtung aller Bauanforderungen in

Sicherheit:

DIN EN 61439-1/-2 gewährleistet grundlegenden

Hoher Personenschutz ohne Abstriche beim

Personen- und Anlagenschutz. ABB geht über

Anlagenschutz

diese Norm in denjenigen Fällen hinaus, in denen ein höheres Gefährdungspotenzial zu erwarten

■

Prioritäten für den Schutz:

ist, z. B. im Bereich der Einspeisung von Sammel-

1. Priorität: Aktiver Schutz

und Verteilschienen und der Modulanbindung

Das Auftreten eines Fehlers wird vermieden.

bis zum kurzschlussstrombegrenzenden Gerät.

2. Priorität: Passiver Schutz Tritt dennoch ein Fehler auf, wird er auf seinen

Es war somit möglich, bei den weltweit instal-

Entstehungsort begrenzt, Schäden durch

lierten MNS-Feldern eine Betriebssicherheit von

Stör­lichtbögen werden minimiert.

nahezu 100 % zu erreichen. Wie in dem Dia­ gramm dargestellt, werden in diesen Fällen zusätz­liche Maßnahmen vorgesehen, so dass ein höheres Maß an Sicherheit erreicht wird, um speziellen Risiken zu begegnen. Dies wird z. B. durch die Verwendung optimierter Werkstoffe oder besonderer Bauweisen erreicht.

6 Sicherheits-­ niveau

MNS

IEC/DIN EN 61439-1

Schutzbedarf

Bewährtes Sicherheits-„Plus"

Beispiel: Entwicklung der Normen und Prüfungen für die Lichtbogenfestigkeit Bereits im Jahre 1979 führte ABB erste Lichtbogenprüfungen am MNS-System durch, die damals noch auf der Mittelspannungsnorm VDE 0670 bzw. IEC 60298 sowie den PEHLA-Vor­ schriften beruhten. Von zentraler Bedeutung war der reine Personenschutz. Die erste internationale Norm zur Durchführung von Lichtbogentests für NiederspannungsSchaltanlagen wurde 1996 veröffentlicht (IEC 61641 - VDE 0660 Teil 500, Beiblatt 2). Das Ziel war es, die Auswirkungen eines möglichen Lichtbogens auf die Sicherheit des Betriebsperso­­nals festzustellen. Bereits 1983 setzte ABB die internen Prüfvorschriften für Lichtbogenprüfungen um, die sich auch auf die Anlagensicherheit bezogen.

7

Energie-Schaltgerätekombination

Energie-Schaltgerätekombination – Anwendervorteile DIN EN 61439-1/-2 teilt die Prüfungen zum Nachweis der Kenndaten einer Schaltgeräte­ kombination ein in: ■ Bauartnachweis (Abs. 10) ■ Stücknachweis (Abs. 11)

Bauartnachweis durch Prüfung 10.1 Bauartnachweis / Allgemeines Der Bauartnachweis dient zum Nachweis der Übereinstimmung der Bauart der Schaltgerätekombination oder des Schaltgerätekombinationssystems mit den Anforderungen dieser Reihe der Normen. Die Prüfungen sind an einem repräsentativen, neuwertigen Prüfling einer Schaltgerätekombination durchzuführen.

Die MNS-Niederspannungsschaltanlage wird

verschiedenen Niederspannungsschaltgeräte­

umfangreichen, normengerechten Typprüfungen unterzogen, um ein Höchstmaß an Sicherheit

kombinationen (PSC) gemäß IEC 61439-1/-2 ) DIN EN 61439-1/-2* . Das Sicherheitsniveau

zu gewährleisten.

dieser Norm sowie eine gleichbleibende Qualität

Diese Prüfungen orientieren sich an den kri-

werden durch strikte Beachtung der Planungs­

tischsten repräsentativen Einsatzbedingungen

unterlagen und Her­stellungs­vor­schriften sicher-

des Gesamtprodukts bzw. dem Leistungs­

gestellt.

spektrum der Schaltanlage im Vergleich zur Prüfnorm. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind die Basis für die Planungsunterlagen der 8

*) Wenn Prüfungen der Schaltgerätekombination nach der Reihe IEC 60439-1 druchgeführt worden sind, bevor die zutreffende Produktnorm in der Reihe IEC 61439-1/-2 veröffentlicht wurde, und die Prüfergebnisse die Anforderungen des zutreffenden Teils von IEC 61439-1/-2 erfüllen, braucht der Nachweis dieser Anforderungen nicht wiederholt zu werden.

Bauartnachweis (zugehöriger Abschnitt von IEC 61439-1)

Sicherheitsgewinn für Bediener und Anlage

Nachweis der Einhaltung der Grenzübertemperaturen (10.10)

Längere Lebensdauer von Schaltanlage und Betriebsmitteln. Vermeidung von Brandgefahren.

Nachweis der Isolationseigenschaften (10.9)

Vermeidung von Überspannungsschäden.

Nachweis der Kurzschlussfestigkeit (10.11)

Äußere Einflüsse können einen Kurzschluss im Versorgungs­ netz verursachen. Die Schaltanlage hält den mechanischen und thermischen Wirkungen des Kurzschlussstromes stand und schaltet ihn ab. Die Ausbreitung des Kurzschlusses wird auf den Funktionsraum begrenzt, in dem der Kurzschluss entstanden ist. Vermeidung von Brandgefahren.

Nachweis der Wirksamkeit des Schutzleiterkreises (10.5)

Vermeidung berührungsgefährlicher Spannungen an leitfähigen inaktiven Teilen. Die Abschaltung der Spannung im Fehlerfall garantiert den Personenschutz.

Nachweis der Kriech- und Luftstrecken (10.4)

Umwelteinflüsse können die Isolationseigenschaften verschlechtern (z. B. Staub und Feuchtigkeit). MNS ist für den Einsatz in industrieller Umgebung geeignet.

Nachweis der mechanischen Funktion (10.13)

Hohe Lebensdauer beweglicher Teile und Geräte. MNS übertrifft die Normanforderungen deutlich.

Nachweis der IP-Schutzart (10.3)

Schutz gegen direktes Berühren spannungsführender Teile. Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern und Flüssig­ keiten gewährleistet Personenschutz und sicheren Betrieb.

Energie-Schaltgerätekombination

Stücknachweis bei der Herstellung von MNS-Schaltanlagen 11.1 Stücknachweis / Allgemeines Der Nachweis dient zum Feststellen von Werkstoff- und Fertigungsfehlern und um das richtige Funktionieren der fertiggestellten Schaltgerätekombination sicherzustellen. Er wird an jeder Schaltgerätekombination durchgeführt. Stücknachweis Durchsicht der Schaltgerätekombination einschließlich der Verdrahtung und gegebenenfalls elektrische Funktionsprüfung 11.9 Isolationseigenschaften durch Prüfwechselspannung (1sec) 10.9.1 Allgemeines Alle elektrischen Betriebsmittel der Schaltgerätekombination müssen bei der Prüfung angeschlossen sein, mit Ausnahme der Geräte, die nach den für sie gültigen Bestimmungen für eine geringere Prüfspannung ausgelegt sind. 10.9.2.4 Bewertung der Isolationsprüfung Die Isolationsprüfung gilt als bestanden, wenn kein Durchschlag oder Überschlag auftritt. 9

Die werkseitig konsequent nach diesen Vor­ schriften durchgeführten Stückprüfungen ge­währleisten die Qualität von Material und Fertigung. Richtlinien wie Prüfanweisungen und Werkstatt-Checklisten berücksichtigen alle relevanten mechanischen und elektrischen Prüfpunkte.

Stücknachweis (zugehöriger Abschnitt von IEC 61439-1)

Sicherheitsgewinn für Bediener und Anlage

Durchsicht der Verdrahtung und gegebenenfalls elektrische Funktionsprüfung (11.1)

Gewährleistet richtige Ausführung und Funktion.

Isolationsprüfung (11.9)

Die Schaltanlage hat keine Isolationsfehler und hält der Beanspruchung durch Überspannung stand.

Kontrolle der Schutzmaßnahmen und der durchgehenden Verbindung der Schutzleiter (11.4)

Gewährleistet Schutz gegen direktes und indirektes Berühren spannungsführender Teile.

Störlichtbogenschutz

Störlichtbogenschutz IEC 61641 Richtlinien zu Verfahren für die Prüfung unter Störlichtbogenbedingungen Dieser technische Bericht gilt für gekapselte Niederspannungsschaltgerätekombinationen, die nach DIN EN 61439-1/-2 gefertigt werden. Die Prüfung erfolgt gemäß einer Vereinbarung zwischen Hersteller und Benutzer. Sie gilt nicht als Typprüfung. Der einzige Zweck dieser Prüfung besteht darin, festzustellen, inwieweit die Schaltanlage das Risiko von Personenschäden aufgrund eines Störlichtbogens begrenzen kann. Mit VDE 0660 T500 Beiblatt 2 von Mai 2009 wurden die Prüfkriterien 6 und 7 ergänzt, um den Anlagenschutz zu berücksichtigen.

Die hohe Zuverlässigkeit von typ- und stück­

Die Lichtbogenfestigkeit umfasst zwei

geprüften Schaltgerätekombinationen kann

verschiedene Aspekte:

das Risiko von fremdverursachten Störlicht­ bogenfehlern nicht komplett eliminieren.

■

Personensicherheit für Bedienungs- und

Wartungspersonal Anlagensicherheit zur Begrenzung von

Beispielsweise können Störlichtbogenfehler ver-

■

ursacht werden durch:

Schäden in der Anlage und zum Löschen

■

externe Einflüsse, z. B. in der Anlage verges-

senes Werkzeug oder Materialreste nach

des Störlichtbogens innerhalb bestimmter Bereiche und Funktionsräume.

Wartungs- oder Umbauarbeiten. ■

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leitende Ablagerungen auf isolierenden

Tragteilen unter ungünstigen Umgebungs­- bedingungen. Aufgrund dieser Fehler können ionisierte Gase und Zersetzungsprodukte die Isolationsfähigkeit der Luftstrecke zwischen zwei benachbarten Leitern herabsetzen. Es wird ein Lichtbogen mit Stromstärken von mehreren Tausend Ampere und Temperaturen bis zu 14.000°C gezündet. Diese Bedingungen führen zu einem starken Druckaufbau in der Schaltanlage.

Prioritäten für den Lichtbogenschutz in MNS Priorität 1 Aktiver Schutz in MNS Das ABB MNS Grundprinzip ist, dass durch spezielles Design die Entstehung eines Störlichtbogens verhindert wird.

Priorität 2 Passiver Schutz in MNS Sollte ein Störlichtbogen trotz aller Vorkehrungen verursacht werden, bleibt er auf den Entstehungsort begrenzt. Funktionseinheiten in benachbarten Räumen werden nicht beeinträchtigt.

Störlichtbogenschutz

Konstruktive Maßnahmen für einen optimalen aktiven und passiven Störlichtbogenschutz: Bereich

Norm

Spezifische Lösung in MNS zur Gewährleistung von hohem Personen- und Anlagenschutz

Räume für ■ Sammelschienen / Feldverteilschienen ■ Funktionseinheiten ■ Externen Anschluss

DIN EN 61439-2, Kapitel 8.5 Formen der inneren Unterteilung    und Anhang AA ■ Keine Unterteilung zwischen Sammelschienen und Feldverteil­- schienen erforderlich

Gemeinsamer Funktionsraum für das Hauptsammelschienensystem. Die MNS Feldfunktionswand (FFW) stellt einen separaten Raum für die Feldver­ teilschienen dar, die Feldverteil­schie­ nen sind hierbei einphasig gekapselt.

Sammelschienen befinden sich aufgrund der inneren Unterteilung in einem separaten Raum: ■ Die Schutzart gegen Berührung gefährlicher Teile muss zumindest IPXXB sein. ■ Die Schutzart gegen Eindringen fester Fremdkörper muss zumindest IP2X sein.

Die Schutzart ist mindestens IP20.

Sammelschienen: Wenn Formen der inneren Unterteilung gefordert sind: ■ Schutz gegen Be­rüh­- rung gefährlicher Teile ■ Schutz gegen Ein­ - dringen von festen Fremdkörpern

■

Option für höheren Schutz durch einphasige Kapselung der Sammel­ schienen.

Sammelschienenraum Verteilschienenraum mit Feldfunktionswand Kurzschlusssichere fehlerfreie Zone

Gasdichte Verbindungen

Sammelschienen Befestigung ■ Anschlüsse ■

Hauptkontaktsystem der Einschubtechnik

Die DIN EN 61439-1/-2 enthält keine An­forderungen zur Wartung der Sammelschienenbefestigung und Ab­dichten von Sammelschienen­ verbindungen zu benachbarten Funktionsräumen.

Die DIN EN 61439-1/-2 enthält keine Vorgaben zu ■ Einphasiger Kapselung ■ Ausführung der Hauptkontaktierung

■ Wartungsfreies Sammelschienen­ - system mittels Schrauben mit Gewindesicherung und Verwendung von Spannscheiben. ■ Gasdichte Verbindung zwischen: - Sammel- und Verteilschienen - Sammelschienen und Schienen anderer Funktionseinheiten

Einphasig gekapselte Kontakte. Das Kontaktgehäuse des Einschubes bildet bereits vor dem Kontaktieren zu den Verteilschienen eine einphasige Kapselung.

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Störlichtbogenschutz

Konstruktive Maßnahmen für einen optimalen aktiven und passiven Störlichtbogenschutz: Bereich

Norm

Spezifische Lösung in MNS zur Gewährleistung von hohem Personen- und Anlagenschutz

Fehlerfreie Zone

DIN EN 61439-1/-2 Kapitel 8.6.4 Auswahl und Verlegung von nicht geschützten aktiven Leitern, damit sind Kurzschlüsse nicht zu erwarten.

Fehlerfreie Zone durch Feldfunktions­ wand (FFW) und kurzschlussfestes Kabel (siehe Skizze) garantiert höhere Sicherheit zwischen Hauptsammel­schienen und Kurzschlussschutzgerät.

Sammelschienen

Feldverteilschienenraum

„Fehlerfreie Zone“, spezielle Anforderungen an Leiter und Isolierung

Kurzschlussschutzgerät 12

Definition der fehlerfreien Zone: Der Begriff fehlerfreie Zone beschreibt den Bereich innerhalb des Feldes, der aus den Feldverteil­ schienen, den Einschubhauptkontakten und Einspeisekabeln zum Kurzschlussschutzgerät besteht. In DIN EN 61439-1, Kapitel 8.6.1 heißt es: „dass unter bestimmungsgemäßen Betriebsbedingungen zwischen den aktiven Leitern oder zwischen aktiven Leitern und Schutzleiter kein Kurzschluss zu erwarten ist.“ Dies ermöglicht, die Kurzschlussfestigkeit der Betriebsmittel und Zuleitungen in der fehlerfreien Zone (siehe Definition) auf den Wert zu dimensionieren, der auf der Lastseite des Kurzschlussschutzgerätes zu erwarten ist.

Störlichtbogenschutz

Bereich

Norm

Spezifische Lösung in MNS zur Gewährleistung von hohem Personen- und Anlagenschutz

Vergleichszahl der Kriechwegbildung (CTI) ■ Isolierstoffgruppen

DIN EN 61439-1 Kapitel 8.3.3 Tabelle 2 Vorgeschriebene Mindestanforde­ rungen: Isolierstoffgruppe IIIb = CTI Wert 100 –175

MNS-Standard: Isolierstoffgruppe II = CTI-Wert 400-600

Luftstrecken ■ zwischen Sammel­ - schienen ■ zwischen Feldverteil-­ schienen bei einer Be­messungsstoß­ spannungsfestigkeit (Uimp) von 12 kV

DIN EN 61439-1 Kapitel 8.3.2 und Tabelle 1

Die Mindestluftstrecke bei MNS beträgt 20 mm.

Kriechstrecken zwischen Sammelschienen

DIN EN 61439-1 Kapitel 8.3.3 und Tabelle 2 Erforderliche Mindestkriechstrecke: 14 mm bei BemessungsIsolationsspannung = 1000 V

Kriechstrecken betragen im MNS-Hauptsammelschienensystem 30 mm.

Kriechstrecken zwischen Verteilschienen

DIN EN 61439-1 Kapitel 8.3.3 und Tabelle 2 Erforderliche Mindestkriechstrecke: 14 mm bei BemessungsIsolationsspannung = 1000 V

Kriechstrecken betragen im MNS-Verteilschienensystem in der Feldfunktionswand 30 mm.

■

Erforderliche Mindestluftstrecke: 14 mm

13

Luftstrecke Kriechstrecke Leiter

Leiter Isolierstoff

Störlichtbogenschutz

Prüfkriterien für die Störlichtbogenfestigkeit EN 60439-1 Beiblatt 2 / IEC 61641 : 2008 Prüfkriterium 1 - 5 für den Personenschutz: Kriterium Nr. 1

Ordnungsgemäß gesicherte Türen und Abdeckungen bleiben geschlossen.

2

Keine Teile fliegen weg.

3

Es treten keine eingebrannten Löcher in der Umhüllung auf.

4

Die Baumwolltuchindikatoren entzünden sich nicht (Entzündungen durch Lackbrand oder Aufkleber werden nicht berücksichtigt).

5

Die Schutzleiterfunktion bleibt erhalten.

Prüfanforderungen für den Anlagenschutz und die Systemfunktion: 6

Der Lichtbogen bleibt auf den vorgesehenen Bereich beschränkt, es treten keine Rückzündungen in benachbarten Bereichen auf.

7

Ein Anlagennotbetrieb muss möglich sein, nachdem der Fehler repariert wurde, und/oder die betroffenen Anlagenteile entfernt oder isoliert wurden. Diese An­for- derung muss durch einen Isolationstest nachgewiesen werden, der mit 1,5facher Bemessungsbetriebsspannung über 1 Minute Dauer durchgeführt wird.

14

Durchführung der Prüfung und Ergebnisse

Hinweis in IEC 61641 über die Dauer der

für MNS

Prüfungen:

Die erforderlichen Werte für die Störlichtbogen­ festigkeit werden durch die Normwerte für

Wenn die Anlage von einem Transformator

Betriebsspannung, Kurzschlussstrom und die

eingespeist wird, sollte die zugelassene Licht­

Abschaltzeit auf der Zugangsseite der Schaltan­

bogen­dauer generell 0,3 s betragen, um ein

lage bestimmt. Die Werte für die MNS Standard­

Ansprechen des Hochspannungsschutzes

ausführung sind 690 V ±10 % / 50 kA / 300 ms.

zu ermöglichen.

Ergebnisse für MNS: ■

Prüfkriterium 1 - 5 für den Personenschutz

sind erfüllt ■

Prüfkriterium 6 - 7 für den Anlagenschutz

sind erfüllt

Störlichtbogenschutz

Störlichtbogen-Zündpunkte:

e

c

b

a d

Hinweis: Eine Lichtbogenprüfung bei Zündpunkt b) und c) ist nicht gefordert, da diese in der fehlerfreien Zone liegen. Siehe EN 60439-1 Kapitel 7.5.5.3. MNS wird jedoch voll geprüft, um auch dieses Kriterium zu erfüllen.

Zündpunkt a Abgang des Kurzschlussschutzgeräts des Einschubs (Sicherung oder strombegrenzender Kompaktleistungs­ schalter). Der Kurzschlussstrom wird innerhalb der Abschalt­ zeit des Kurzschlussschutzgeräts abgeschaltet. In den Prüfungen betrug diese Zeit 2-10 ms. Der Lichtbogen ist selbstver­löschend. Die Schaltanlage bleibt in Betrieb. Zündpunkt b Einspeisung des Kurzschlussschutzgeräts des Ein­schubs (Kurzschlussstrom wird nicht von Kurzschluss­schutzgerät begrenzt). Die Geräte werden auf Lichtbogen­festigkeit für die Dauer von 300 ms geprüft. Der Lichtbogen erlischt. Zündpunkt c Feldverteilschienen in Feldfunktionswand integriert. Die Geräte werden auf Lichtbogenfestigkeit für die Dauer von 300 ms geprüft. Der Lichtbogen erlischt. Zündpunkt d Einspeisefeld - vor Einspeiseschalter Die Lichtbogendauer wird durch die "Prüfungsanordnung“ (Quelle) auf 300 ms begrenzt. Zur Reduzierung von Schäden ist MNS wie folgt konstruiert: Fall d1) Typprüfungen haben die folgende Philosophie bestätigt: Es gibt keine Störlichtbogenbarriere zwischen den Ein­ speise- und Abgangskontakten des Leistungsschalters. Ein Störlichtbogen, der auf der (ungeschützten) Einspeiseseite des Schalters gezündet wird, geht auf die (geschützte) Abgangsseite über. Der Strom wird vom Leistungsschalter

innerhalb der eingestellten Auslösezeit (unter 300 ms) abgeschaltet. Der Störlichtbogen erlischt. Der Schaden bleibt gering. Fall d2) Der Störlichtbogen wird vom Schalter nicht begrenzt. Der Störlichtbogen wird auf der (ungeschützten) Einspeiseseite des Leistungsschalters gezündet. Der Störlichtbogen wird daran gehindert, auf die (geschützte) Abgangsseite des Leistungsschalters überzuspringen. Die Komponenten sind für die Dauer von 300 ms lichtbogenfest. Der Strom wird nach 300 ms gemäß der Prüfungsanordnung abgeschaltet. Der Lichtbogen erlischt. Zündpunkt e Hauptsammelschienen Fall e1) Voll isolierte Sammelschienen, kein Fußpunkt: Die Zündung eines Lichtbogens ist nicht möglich. Fall e2) Bei dieser Prüfung wird die Auslösevorrichtung im Einspeise­ feld mechanisch an der Auslösung gehindert. Der Störlicht­ bogen läuft bis zum Ende der Sammelschienen. Der Strom wird nach 300 ms abgeschaltet. Der Störlichtbogen erlischt am Ende der Sammelschienen. Der Schaden bleibt gering. Fall e3) Bei dieser Prüfung begrenzt der Leistungsschalter im Ein­ speisefeld den Kurzschlussstrom. Der Strom wird vom Leistungsschalter innerhalb der eingestellten Auslösezeit von weniger als 300 ms abgeschaltet. Der Lichtbogen erlischt. Der Schaden bleibt gering.

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Schutzarten (IP-Code)

Schutzarten (IP-Code) Die Schutzart einer Anlage, d. h. in welchem Maße Schutz vor Berührung spannungsführender Teile, dem Eindringen von festen Fremdkörpern und Flüssigkeiten besteht, wird durch die Kennzeichnung IP... gemäß IEC 60529 (EN 60439-1 Kapitel 7.2.1.1) kenntlich gemacht. Die Schutzart ist auch ein Kriterium für Bauartnachweis (DIN EN 61439-1 Kapitel 10.3). Sie erfolgt gemäß einer Vereinbarung zwischen Hersteller und Benutzer (DIN EN 61439-1 Anhang C).

Begriffsbestimmungen Schutzart elektrischer Betriebsmittel gemäß

2. Schutz der Betriebsmittel innerhalb der

IEC 60529:

Umhüllung gegen Eindringen von festen

1. Schutz von Personen gegen Zugang zu

Fremdkörpern

gefährlichen Teilen innerhalb der Umhüllung

3. Schutz der Betriebsmittel innerhalb der Umhüllung gegen schädliche Einwirkungen durch das Eindringen von Wasser

Bezeichnung der Schutzarten:

IP 3 1

16

D

Code-Buchstaben für "Internal Protection" (inneren Schutz)

Zusatzbuchstabe (optional)

1. Kennziffer: Schutz gegen Eintritt von Fremdkörpern und Staub

2. Kennziffer: Schutz gegen Eindringen von Wasser mit schädlichen Einwirkungen

Bemerkung Wird eine Kennziffer nicht spezifiziert, wird sie durch den Buchstaben "X" ersetzt, bzw. durch "XX", wenn beide Ziffern entfallen können.

MNS - Standardmäßig verfügbare Schutzarten Belüftet

Unbelüftet

Lüftungsgitter in: Türen, Abdeckungen und Dachblech IP30 IP40 IP31 IP41 IP32 IP42

Gekapselt, keine Lüftungsöffnungen

Maximale Wärmeableitung (durch Luftkonvektion)

Geringe Wärmeableitung (Wärmeabstrahlung nur über die Gehäuseoberfläche)

Bemerkung Da MNS für den Betrieb in Innenräumen konstru­iert wurde, sind keine IP-Schutzarten für Strahl­wasser und Eintauchen in Wasser vorgesehen.

IP54

Schutzarten (IP-Code)



Schutz des Betriebsmittels

Schutz von Personen

Erste Kennziffer

Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern

Schutz vor Zugang zu gefährlichen Teilen mit:

2

≥ 12,5 mm Durchmesser

Finger

12,5

3

≥ 2,5 mm Durchmesser

Werkzeug

4

≥ 1,0 mm Durchmesser

Draht

5

staubgeschützt

Draht

Zweite Kennziffer

Schutz gegen Eindringen von Wasser mit schädlichen Einwirkungen

0

Nicht geschützt

1

Senkrecht fallendes Tropfwasser (z. B. Kondenswasser)

2

Senkrecht fallendes Tropfwasser. Das Gehäuse ist in einem beliebigen Winkel bis zu 15° in eine Richtung aus der Senkrechten gekippt

3

Sprühwasser mit einem Winkel von bis zu 60° in eine Richtung aus der Senkrechten

4

Spritzwasser, das aus irgendeiner Richtung auf das Gehäuse trifft

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Zusatzbuchstabe (optional)

Schutz vor Zugang zu gefährlichen Teilen mit:

A

Handrücken ≥ 50 mm Durchmesser

B C D

Finger/Werkzeug ≥ 12,5 mm Durchmesser, 80 mm Länge Werkzeug/Draht ≥ 2,5 mm Durchmesser, 100 mm Länge Werkzeug/Draht ≥ 1,0 mm Durchmesser, 100 mm Länge

Innere Unterteilung

Innere Unterteilung Die innere Unterteilung erfolgt gemäß einer Vereinbarung zwischen Hersteller und Benutzer (DIN EN 61439-2 Anhang AA, innere Unterteilung von Schaltgerätekombinationen durch Abdeckungen oder Trennwände). Die Schaltgerätekombinationen werden durch Trennwände oder (metallische oder nichtmetallische) Schutzabdeckungen in einzelne Abteile oder abgedeckte, geschützte Fächer unterteilt. Ziel: Wenn Zugang zu einer Funktionseinheit

Lösung: Die innere Unterteilung erhöht die

erforderlich ist (für Erweiterungen oder Wartung),

Sicherheit von Personal und Anlage. Schutz

sollte dieser ohne Abschaltung der gesamten

vor direktem Kontakt kann durch geeignete

Niederspannungsanlage möglich sein.

kon­struktive Maßnahmen an der Anlage selbst erreicht werden. Das Risiko eines internen Störlichtbogens wird minimiert.

Formen der Unterteilung Form 1

Schutz von Personen Schutz der Betriebsmittel

18

Innere Unterteilung

Keine Unterteilung

Form 2b

Form 4a

Form 3b

Form 4b

Klemmen nicht in demselben Raum wie zugehöriges Gerät: Form 4b Trennung der Klemmen für externe Leiter von den Funktionsgeräten: Formen 3b, 4b Trennung aller Funktionseinheiten voneinander: Formen 4a, 3b, 4b Trennung der Sammelschienen einschl. Feldverteilschienen von den Funktionsgeräten und Klemmen für externe Leiter. Formen 2b, 4a, 3b, 4b

Kein Schutz bei geöffneten Türen

Schutz der Klemmen benachbarter Funktionseinheiten: Form 4b Zusätzlicher Schutz bei Arbeiten an den Klemmen für externe Leiter: Formen 3b, 4b Personen sind bei Arbeiten an den Funktionseinheiten gegen Berühren benachbarter Funktionseinheiten geschützt: Formen 4a, 3b, 4b Personen sind bei Arbeiten an den Funktionseinheiten gegen Berühren der Sammelschienen bzw. Verteilschienen geschützt: Formen 2b, 4a, 3b, 4b

Kein interner Schutz

Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern zwischen einzelnen Anschlussräumen: Form 4b Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern zwischen Funktionseinheiten und dem gemeinsamen Anschlussraum: Formen 3b, 4b Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern in eine benachbarte Funktionseinheit: Formen 4a, 3b, 4b Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern von den Funktionseinheiten in den Sammel­ schienenraum: Formen 2b, 4a, 3b, 4b

Innere Unterteilung

MNS-Technik unter Beachtung der Formen der inneren Unterteilung

MNS Lösung

Form 1

Nur als Sonderaus­ führung auf Kunden­ wunsch. MNS gewährleistet bei Form 1 einen Basisschutz.

Form 2b

Darüber hinaus stellt MNS mit der MNS Feldfunktionswand auch einen gesonderten Raum für Verteil­schienen zur Ver­fügung.

Besondere, über die IEC-Bestimmungen hinausgehende Maßnahmen in MNS Alle inneren Unterteilungen erfüllen die Anforderungen des Personen- und Anlagenschutzes. Form 1 Auch wenn keine innere Unterteilung gefordert ist, bietet MNS folgende Basis-Sicherheitsausstattung: Trennwand zwischen den Geräteräumen der Schaltfelder sowie Trenn­wand zwischen dem Kabelanschlussraum und dem Sammel­ schienenraum (bei Modultechnik). Form 2b bis 4b Ist eine innere Unterteilung erforderlich, bietet MNS durch den Einsatz der Feldfunktionswand (FFW) zusätzlichen Schutz. Die FFW ist ein gesonderter Raum für die Feld­

Form 4a

MNS bietet ein eigenes Feld für Funktionseinheiten mit Direktanschluss an Hauptsammelschienen.

Form 3b

Jede Phase ist ge­kapselt wie bei Form 4b

Form 4b

Bei MNS-Einschüben ist jede Phase an den externen Klemmen vollständig gekapselt.

verteilschienen, und stellt eine „gasdichte“ Trennung zwischen den Hauptsammelschienen und den Feldverteil­ schienen dar. Die Schutzart zwischen dem Geräteraum und den Verteil­ schienen mit der Feldfunktionswand entspricht IP20 ohne die Notwendigkeit von beweglichen Abdeckungen. Form 2b bis 4a Schaltanlagen mit Funktionseinheiten zum Direktanschluss an die Hauptsammelschienen, vor allem für Einspeisefelder, Kuppelfelder und Abgänge. Für Schaltanlagen mit Abgangsmodulen. Form 3b bis 4b Für Schaltanlagen mit Einschüben.

19

Erdbeben, Vibration und Schock

Erdbeben, Vibration und Schock

MNS wurde erfolgreich geprüft nach: IEC 60068-2-6 (Schwingung) IEC 60068-2-27 (einfacher Schock) ■ Germanischer Lloyd, Lloyd’s Register of Shipping ■ ■

20

Standardausführung

Individuelle Lösungen

Entsprechend den genannten Normen hält

Bei im Einzelfall weiter gehenden Anforderungen

MNS (bei direkter Bodenbefestigung) in der

an die Erdbebenfestigkeit einer Anlage werden

Standardversion, d. h. ohne zusätzliche Ver­

für die Projektierung und ggf. die Prüfung eines

stärkungen des Gerüsts, der Module etc., den

speziell abgestimmten Anlagen-Designs folgende

Beanspruchungen durch Vibration und Schock

Angaben benötigt:

bis 0,7 g (vertikal, horizontal, diagonal) stand.

■

die Beanspruchung am Aufstellungsort die zu erwartende Beschleunigung im

■

Die Funktionssicherheit der Geräte, Kontakte

Erdbebenfall

und Verbindungen ist gemäß der Norm inner-

■

halb von MNS gewährleistet. Beispielsweise

s­pektrum des Gebäudes

der Frequenzbereich sowie das Antwort-

halten die Systemverschraubungen nachweislich der Dauerbelastung durch Vibration auf

Diesen erhöhten Anforderungen kann entspro-

Baggern oder Schiffen stand, vorausgesetzt,

chen werden z. B. durch:

die empfohlenen Wartungsintervalle werden

■

eingehalten.

die Aufstellung der Anlage auf Dämpfern oder

alternativ die Verwendung von schockfesten Geräten

■

die Verstärkung des Gerüsts, der Umhüllung

■

und weiterer Systemteile

Bemessung des Neutralleiters

Bemessung des Neutralleiters

Die Norm IEC 61439-1 Anhang C „Punkte die Vereinbarungen zwischen Hersteller und Anwen­der zum Inhalt haben“ enthält keine Anforderungen hinsichtlich der Dimensionierung des Neu­tral­leiters. ABB empfiehlt jedoch, auf jeden Fall eine Vereinbarung über die Ausführung des Neutralleiters zu treffen, insbesondere, wenn mindestens eine der nachfolgend beschriebenen Betriebsbedingungen vorliegt. Verschiedene heutzutage eingesetzte Betriebs­

Aufgrund der 3. Oberschwingung (150 Hz in

mittel können unerwünschte Neutralleiterströme

einem 50 Hz-Netz) ist eine erhebliche Be­­las­

verursachen.

tung des Neutralleiters zu erwarten, da die

Diese unerwünschten Neutralleiterströme sind

Phasenströme bei dieser Frequenz sich nicht

auf Oberschwingungen zurückzuführen und

neutralisieren, sondern addieren. Der Neutral­

können den Wert des Phasenstroms über­

leiter kann dadurch überlastet und damit über-

steigen.

hitzt werden.

Dies betrifft z. B.

Empfohlene Schutzmaßnahmen:

Netzteile, insbesondere wenn sie mit

MNS bietet als Standardlösung ein 4-poliges

■

■

Glättungskondensatoren bestückt sind.

Sammelschienensystem an. Neutralleiter

■

werden vorzugsweise mit 50 % oder 100 %

tete Netzteile von Computern

der Bemessungswerte des Phasenleiters

Netzteile ohne Transformatoren, z. B. getak- Leuchten mit elektronischem Vorschaltgerät

ausgeführt. In einigen Fällen ist auch eine

■

Phasengesteuerte Umrichter und Steue­run­-

Leiterbemessung bis zu 200 % möglich.

gen, z. B. Frequenzumrichter

■

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Es ist zu prüfen, ob der Neutralleiterstrom

durch aktive ABB-Filter (THF) gesenkt werden Da in der Praxis derartige Verbraucher häufig

kann. Durch richtige Bemessung filtern diese

gleichzeitig betrieben werden, addieren sich die

Geräte die durch die 3. Oberwelle erzeugten

Wirkungen.

unerwünschten Neutralleiterströme heraus. Es ist in Betracht zu ziehen, den Neutralleiter

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im Schutzkonzept (Überlastabschaltung) zu berücksichtigen.

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ABB Low Voltage Systems www.abb.com/mns ABB Automation Products GmbH Wallstadter Str. 59 D-68526 Ladenburg Deutschland

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