Koordinationstests verdeutlichen die Vorteile abgestimmter Produkte

Die Koordinationstests lassen unterschiedliche Rückschlüsse auf den Schutz sowie das Verhalten der Stromversorgung zu. Zum einen zeigt sich, dass das vorgeschaltete Überspannungsschutzgerät den Stoßstromimpuls an der AC-Eingangsseite der Stromversorgung wirksam reduziert. Am Beispiel der Prüfungen mit PLT-SEC und der Quint Power wird ersichtlich, dass die Vorschaltung des Überspannungsschutzes eine Verringerung des Stoßstroms bewirkt. Die Koordinationstests verdeutlichen die gezielte Abstimmung der Produkte von Phoenix Contact: Die Stromversorgung wird lediglich mit der Hälfte des Stoßstroms belastet. Die Beanspruchung der internen Komponenten erweist sich somit als geringer, was sich positiv auf die Lebensdauer der Stromversorgung auswirkt. Im Vergleich zu marktüblichen Standardprodukten ergibt sich eine verbesserte Koordination der Komponenten von Phoenix Contact. Bei nicht harmonisierten Kombinationen ist trotz korrespondierender technischer Daten und Zulassungen mit einer geringeren Schutzwirkung und damit einer kürzeren Lebenserwartung zu rechnen (Bild 5).

Zum anderen stellt die Beeinflussung der Ausgangsspannung ein wesentliches Bewertungsmerkmal dar. Dieses Verhalten ist anhand der Tests mit dem Typ-2-SPD VAL-SPP und der Stromversorgung Trio-PM in Bild 6 ersichtlich. Der eingekoppelte 8/20-µs-Stoßstromimpuls mit einer Amplitude von 20 kA führt zu einer kurzzeitigen Beeinflussung der DC-24-V-Ausgangsspannung. Dabei ist zu erkennen, dass die Ausgangsspannung zunächst ansteigt und anschließend kurzzeitig absinkt, bevor sie sich innerhalb von etwa 2 ms wieder stabil auf DC 24 V einstellt. Bei Komponenten, die nicht miteinander koordinieren, sind ein stärkerer oder sogar vollständiger Einbruch der Spannung sowie eine längere Einschwingzeit nach dem Impuls zu erwarten. Insbesondere das Über- und Unterschwingen der Ausgangsspannung ist hierbei von Bedeutung. Denn eine zu hohe Amplitude kann potenziell in Schäden an der angeschlossenen Last resultieren.

Höhere Systemverfügbarkeit und Produktlebensdauer

Die Testresultate unterstreichen, dass Produktkombinationen, die miteinander harmonieren, einen messbaren Mehrwert für den Betreiber haben. Der Schutz für die Anwendung sowie die Systemverfügbarkeit wird durch den Einsatz eines geeigneten SPD deutlich erhöht. Außerdem verdoppelt sich die Lebensdauer der Stromversorgung im konkreten Beispiel. Die Wahl des SPD hängt von verschiedenen Faktoren wie dem Installationsort, Spannungslevel und Schutzpegel ab. Aufgrund verschiedener Eigenschaften werden unterschiedliche Produktkombinationen je nach Applikation empfohlen. Der Überspannungsschutz PLT-SEC bildet mit einer Stromversorgung aus der Produktfamilie Quint Power das perfekte Team für Anwendungen mit sehr hohen Anforderungen an die Funktionalität. Beispielsweise bietet sich die Nutzung dieser Komponenten im Bereich der Rechenzentren sowie der kritischen Infrastruktur an, um eine hohe Anlagenverfügbarkeit zu erreichen. Die Stromversorgung hat durch den SPD eine doppelte Lebenserwartung.

Die Produktkombination aus dem SPD VAL-SPP und der Stromversorgung Trio-PM ist für den Maschinenbau optimiert. Der vorgesehene Anwendungsbereich der Stromversorgungen Trio Power liegt in der Versorgung von DC-Motoren in Anlagen mit hohem Leistungsbedarf. Der Typ2-SPD wird durch das Schalten von Induktivitäten oder beim Abbremsen von Maschinen benötigt, da höhere Impulse die Stromversorgung belasten können. Durch die Verwendung dieser Produktkombination werden zum Beispiel die DC-Motoren auch bei Überspannungen im Netz unterbrechungsfrei versorgt.

Die beschriebenen Produktkombinationen schaffen ebenfalls in weiteren Applikationen, wie der Prozessindustrie, Batteriespeichern, Windenergieanlagen oder der Gebäudeautomation einen erhöhten Schutz und somit Mehrwert für den Betreiber. In den System-Layouts dieser Anwendungen stellt die Auslegung der versorgenden und schützenden Komponenten einen zentralen Aspekt der gesamten Zuverlässigkeit dar. Durch zusätzliche abgestimmte Produkte aus dem Portfolio mit Komponenten zum Schutz sowie zur Versorgung und Überwachung deckt Phoenix Contact sämtliche Säulen der Power Reliability ganzheitlich ab.

Weitere Erhöhung der Verfügbarkeit durch Geräteschutzschalter und Monitoring

Power Reliability beschreibt den Einsatz aufeinander abgestimmter Komponenten zur Maximierung der Anlagenverfügbarkeit. Neben der dargestellten Kombination von Stromversorgungen und Überspannungsschutz spielen insbesondere Geräteschutzschalter und Monitoring eine zentrale Rolle. Geräteschutzschalter schützen Abgänge selektiv vor Überlast sowie Kurzschluss und ermöglichen eine eindeutige Fehlerzuordnung. Zudem sorgen sie durch kurze Abschaltzeiten sowie definierte Selektivität für eine hohe Wiederverfügbarkeit der Applikation. Monitoring ergänzt diesen Schutz durch die kontinuierliche Erfassung und Auswertung von Energiedaten. Verbrauch, Lastprofile und Netzqualität werden transparent, Abweichungen und ineffiziente Zustände frühzeitig erkannt. Sensorik, Messtechnik, Energiemanagementsysteme sowie digitale Services machen die Daten nutzbar und unterstützen dabei, die Effizienz zu steigern, Ausfälle zu vermeiden und Energie nachhaltig zu verwenden. Durch die Kombination verschiedener Produkte aus den Bereichen Schützen, Versorgen und Überwachen entstehen so zuverlässige Stromversorgungssysteme.

Literatur

1. Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Bad Pyrmont: www.phoenixcontact.com/de-de/powerreliability
2. IEC 61000-4-5:2014 Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-5: Testing and measurement techniques – Surge immunity test. Genf/Schweiz: Bureau Central de la Commission Electrotechnique Internationale
3. IEC 61643-11:2025 Low-voltage surge protective devices – Part 11: Surge protective devices connected to AC lowvoltage power systems – Requirements and test methods. Genf/Schweiz: Bureau Central de la Commission Electrotechnique Internationale