Besondere Bedingungen in der Niederspannungshauptverteilung

In Industrieanlagen werden SPD in Niederspannungshauptverteilungen (NSHV) oftmals vor dem Leistungsschalter eingebaut und angeschlossen. Dies erfüllt die Forderung der DIN VDE 0100-534, SPD so nah wie möglich am Speisepunkt der elektrischen Anlage zu installieren. Dabei sind Planer mit drei Aufgabenstellungen konfrontiert:

• häufige Platzprobleme in Schaltschrank,
• eingeschränkte Montagemöglichkeiten und
• Einhaltung von 0,5 m Leitungslänge nach DIN VDE 0100-534 häufig nicht möglich.

Darüber hinaus ist in vielen Industriebetrieben die Frage der Anlagenverfügbarkeit von übergeordneter Bedeutung. Dies gilt auch für den Ausfall von SPD und bedeutet, dass der Wechsel des Überspannungsschutzes so schnell und sicher wie möglich zu gestalten ist. In Anbetracht dieser Anforderungen erfolgte die in Bild 2 dargestellte Entwicklung des Überspannungsschutzes in Industrieschaltanlagen.

Modularer Kombi-Ableiter mit ACI für Industrieanwendungen

Für Schaltanlagen mit hohen Anforderungen an die Anlagenverfügbarkeit und damit an die Wechselbarkeit des Schutzmoduls wurde ein modularer Kombi-Ableiter ACI (Advanced Circuit Interruption) für Industrieanwendungen entwickelt (Bild 3). Die dazugehörigen technischen Parameter zeigt Bild 4. Der Ableiter mit ACI-Technologie zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

• Sicher: Die Integration des ACI-Prinzips stellt die zuverlässige Funktion des SPD bei der Begrenzung von Überspannungen mit vernachlässigbar kleinen Durchlassintegralen eventuell auftretender Folgeströme sicher. Der Kombi-Ableiter erlaubt am Lebensdauerende die zuverlässige und sichere Abtrennung des SPD vom Netz. Das ACI-Modul ersetzt und optimiert die vorgeschriebenen OPCD (Bild 3). Es übernimmt somit die Funktion einer OPCD nach DIN VDE 0100-443. Gleichzeitig stellt die integrierte eigenständige mechanische Freischaltung am Lebensdauerende die Einhaltung der Überspannungskategorie IV nach DIN VDE 0100-443 von 6 kV (bei 230/400 V) sicher. Durch die spezielle Gestaltung des Gehäuses und der Kontaktierung ist Berührungsschutz in jeder Situation gegeben (Bild 5).
• Modular: Das Schutzmodul ist flexibel seitlich oder frontal wechselbar. Führungen erleichtern das seitliche und frontale Einsetzen. Der Wechsel erfolgt mittels isoliertem Werkzeug (Bild 6).
• Flexibel: Die unterschiedlichen und oftmals sehr beengten Platzverhältnisse beim Einbau der Typ-1-SPD im industriellen Umfeld erfordern verschiedenste Einbaumöglichkeiten. Die vielfältigen Möglichkeiten der mechanischen Befestigung (Hutschiene und Sammelschiene) bei gleichzeitiger stoßstromgeprüfter Kontaktierung des PE-Anschlusses kommen dieser Forderung optimal entgegen (Bild 7).
• Smart: Bild 8 zeigt den Vergleich zwischen einer 32-A-NH-Sicherung und der Kurzschlussabschaltung eines modularen ACI-SPD, bei dem die spannungsbegrenzende Komponente zur Simulation des Lebensdauerendes kurzgeschlossen wurde. Die zukünftige prEN IEC 61643-01 [7] wird einen derartigen Test vorgeben. Es ist erkennbar, dass das Durchlassintegral des modularen ACI-SPD auch am Lebensdauerende deutlich kleiner ist als das der 32-A-NH-Sicherung. Die verwendete ACI-Technologie, die mit ihrer kurzschlussstrombegrenzenden Funkenstreckentechnologie sowohl im Normalbetrieb als auch am Lebensdauerende sehr kleine Ausschaltintegrale sicherstellt (Bild 8), ermöglicht den Anschluss des SPD mit Leitungsquerschnitten von 16 mm2, die erd- und kurzschlussfest („NSGAFöU“-Leitungen) verlegt werden, und reicht für alle Kurzschlussleistungen am Einbauort aus. Dies ist planungssicher und zeitsparend.
• Einfach und sicher: Das wechselbare Schutzmodul ist als Monoblock ausgeführt und somit einfach auszutauschen. Ist das Lebensdauerende erreicht (Defektanzeige ausgelöst), gestattet die integrierte eigenständige mechanische Freischaltfunktion des Schutzmoduls einen sicheren Modulwechsel im laufenden Betrieb und unter Einhaltung der arbeitsschutzrelevanten Vorgaben. Das Schutzmodul kann sowohl seitlich als auch frontal entfernt werden. So ist in jeder Einbausituation ein sicherer Austausch möglich. Da eine Vorschädigung der nicht betroffenen Schutzpfade beim Ausfall eines einzelnen Pfades nicht auszuschließen ist, wird auch deren Tausch empfohlen.