Risikominimierung für
den Schaltschrank

Übertemperaturen in Schaltanlagen stellen ein ernst zu nehmendes Gefahrenpotential dar. Zum einen geht von ihnen Gefahr für Personen in der näheren Umgebung aus. Zum anderen kann es im Fehlerfall zu Ausfällen kommen, die gerade in industriellen Prozessen, Rechenzentren oder kommerziellen Gebäuden mit massiven Folgekosten verbunden sein können. Ein neuartiges Diagnosesystem für Niederspannungsschaltanlagen ermöglicht es, dieses Risiko zu minimieren. Denn es erlaubt erstmals die permanente, effiziente Temperaturüberwachung der kritischen Bereiche innerhalb einer Schaltanlage.

 Übertemperaturen in der NSHV stellen ein Risiko dar, das es zu minimieren gilt. (Bild: Eaton Industries GmbH)

Übertemperaturen in der NSHV stellen ein Risiko dar, das es zu minimieren gilt. (Bild: Eaton Industries GmbH)


Die Niederspannungshauptverteilung spielt in der elektrischen Energieversorgung eine entscheidende Rolle. In der Regel erwartet ein Anwender den zuverlässigen Betrieb über eine Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten. Auch wenn eine Anlage bei der Errichtung entsprechend dem jeweiligen Stand der Norm IEC61439 projektiert, gebaut und geprüft wurde, kann es über die Lebenszeit gesehen dazu kommen, dass die ursprünglichen und vorhersehbaren Bedingungen nicht mehr gegeben sind, da sich die Anforderungen geändert haben, Erweiterungen vorgenommen wurden oder auch die baulichen Gegebenheiten durch zusätzliche Installationen sich verändert haben. Diese Umstände können dazu führen, dass es in der Anlage zu einer Überlastung mit unzulässigen Temperaturerhöhungen kommt. Solche stellen für Personal und Anlage ein sicherheitsrelevantes Risiko dar. In den Hauptstromkreisen einer Schaltanlage fließen oftmals mehrere tausend Ampere. Überlastete Sammel- oder Verteilschienen, Verbindungen im Hauptstromkreis, die nicht mit dem korrektem Drehmoment angezogen sind oder verschmutzte Ventilationsöffnungen können ‚Hot Spot‘-Zonen mit unzulässig hohen Temperaturen hervorrufen. Zudem kann in einem schleichenden Prozess die Isolationseigenschaft in Mitleidenschaft gezogen werden, was die mechanischen Festigkeiten und Übergangswiderstände negativ beeinflusst und damit die Leistungsfähigkeit der Anlage einschränkt. Verstärkt wird dieser Effekt oft durch die Tatsache, dass der über die Zeit ansteigende Energiebedarf in Verbindung mit einer gealterten Anlage das Ausfallsrisiko weiter erhöht. Solche Fehler in der Anlage können einen Störlichtbogen zünden, der zu einem Brand oder einer Explosion führen kann. Dies geht mit der Zerstörung von Anlagenteilen einher, die einen weiteren Betrieb unmöglich macht. Daher ist es entscheidend, thermische Überlastungen rechtzeitig zu detektieren. Eine bisher übliche Methode zur Ermittlung von Hot-Spots ist die Thermographie. Sie bildet allerdings nur einen Augenblickswert ab und erreicht nicht alle Stellen in der Schaltanlage. So lassen sich in der Regel mit ihr gerade die Verbindungen hinter den Hauptstrom-Schaltgeräten oder die Transporttrennungen der Hauptsammelschiene sowie Verteilschienenanbindungen nicht erfassen.
 Das System besteht aus einem Steuergerät und verschiedenen Sensoren, die ihre Messdaten über Funk übertragen. (Bild: Eaton Industries GmbH)

Das System besteht aus einem Steuergerät und verschiedenen Sensoren, die ihre Messdaten über Funk übertragen. (Bild: Eaton Industries GmbH)

Kabellos und wartungsfrei jede Ecke im Blick

Hier bietet Eatons neues Diagnosesystem jetzt eine leistungsfähige Alternative. Das System ist in der Lage, die Temperatur an den neuralgischen Punkten kontinuierlich zu überwachen, Trends aufzuzeichnen und an ein Leitsystem zu kommunizieren. Dabei handelt es sich um eine kabellose und wartungsfreie Lösung, die sich flexibel an die jeweilige Anlagengröße anpassen lässt. Sie besteht aus einem Steuergerät (Diagnose-Controller), speziellen Temperatursensoren für die Überwachung aller Sammelschienen und Verbindungsstellen sowie flexibel einsetzbaren Temperatursensoren für die Erfassung von allen anderen Messpunkten. Die Temperaturwerte werden über eine Funkverbindung an den Controller übertragen. Damit ist die Installation auch über mehrere Felder hinweg schnell und einfach möglich. Zudem bleibt der Sammelschienenraum frei von potentiellen Gefahrenstellen, wie sie bei einer konventionellen Sensorverdrahtung auftreten können. Für den Bereich des Hauptstroms kommt ein neu entwickelter intelligenter Funktionsbaustein zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um Sensoren, die einfach auf die stromführenden Sammelschienen aufgesteckt oder fest verschraubt werden und sich eigenständig über das elektromagnetische Feld der Schiene mit Energie versorgen. Damit entfällt zum einen die externe Stromversorgung bzw. eine Batterie. Zum anderen ermöglicht dieser Ansatz die Positionierung an unzugänglichen Stellen. Darüber hinaus gehören weitere Sensoren zum System, die sich flexibel an leicht zugänglichen Positionen installieren lassen. Diese sind hauptsächlich zur Erfassung von Messwerten, die nicht auf Sammelschienen liegen, ausgelegt. Auch diese Sensoren übertragen ihre Daten über Funk an den Controller. Dank der langjährigen Erfahrung von Eaton in der Entwicklung und im Testen von Schaltgeräten sowie Schaltanlagen sind die neuralgischen Stellen innerhalb der Schaltgerätekombination bekannt. An diesen Stellen werden die Sensoren dann für die Messung platziert.

 Die autarken Temperatursensoren für den Hauptstrom werden einfach auf die Sammelschienen bzw. Verbindungsstellen montiert und versorgen sich selbständig über das elektromagnetische Feld der Schiene mit Energie. (Bild: Eaton Industries GmbH)

Die autarken Temperatursensoren für den Hauptstrom werden einfach auf die Sammelschienen bzw. Verbindungsstellen montiert und versorgen sich selbständig über das elektromagnetische Feld der Schiene mit Energie. (Bild: Eaton Industries GmbH)

Optimierte Warn- und Alarmprofile

Im Controller, der Intelligenz des Systems, sind die Grenzwerte der Schaltanlagensysteme xEnergy und Modan hinterlegt. Diese stellen das wesentliche Knowhow des Systems dar. Hierfür wurde in einer Vielzahl von Prüfungen das thermische Verhalten der Anlagen analysiert und in einer entsprechenden Arithmetik abgebildet. Der Anwender profitiert davon, dass ein entsprechendes Warn- und Alarmprofil es ermöglicht, die Anlage über die gesamte Lebensdauer unabhängig von allen möglichen Fehlern im gesicherten Bereich zu betreiben. Dem zentralen Diagnose-Controller wird das Abbild der Schaltanlage vorgegeben. Für die Parametrierung des Geräts über einen FTP-Server sind keine Programmierkenntnisse erforderlich. Alle Temperatursensoren werden einfach bei Inbetriebnahme angemeldet und vom Controller überwacht. Die Messdaten werden entweder direkt im Diagnose-Controller gespeichert oder über einen FTP-Server angezeigt und ausgewertet. Um nur autorisierten Personen Zugang zu den Daten zu ermöglichen, ist der Server passwortgeschützt. Darüber hinaus lassen sich die Daten im Excel-Format herunterladen, extern analysieren und archivieren. Aufgrund des kurzen Messintervalls von 10min steht umfangreiches Datenmaterial zur Verfügung, das sich auch für Trendanalysen eignet. Somit unterstützt das System eine vorbeugende Wartung. Bei Abweichungen generiert das System entweder eine Warnmeldung über einen anstehenden Fehler bzw. löst bei Überschreitung bestimmter Grenzwerte einen Alarm aus. Diese Meldungen laufen an einer Leitstelle auf, sodass diese eine Fehlerbehebung veranlassen kann. Theoretisch möglich ist auch die selbstständige Abschaltung von Anlagenteilen. Zusätzlich liefert das System die genaue Fehlerstelle und Hinweise zur Fehlerbehebung.

Drucke diesen Beitrag
Risikominimierung für 
den Schaltschrank
Bild: Eaton Industries GmbH


Das könnte Sie auch interessieren

Seit dem 1. September 2017 verstärkt Stephan Roth die Geschäftsleitung von Cideon. Der 48-jährige verantwortet ab sofort den Bereich Consulting sowie Forschung & Entwicklung des Lösungsanbieters. In enger Abstimmung mit Reno Staschinski, verantwortlich für den Vertrieb, soll der Ausbau und die Weiterentwicklung des Autodesk basierten Lizenzgeschäfts sowie des herstellerspezifischen PDM/PLM-Bereiches für Cideon Softwarelösungen und -services vorangetrieben werden. Zum 01.01.2018 wurden auch die bisherigen Cideon Gesellschaften zusammengeführt. Das Unternehmen firmiert jetzt einheitlich als Cideon Software & Services GmbH & Co. KG.‣ weiterlesen

Anzeige

Ein Herz für Menschen in Not haben die Mitarbeiter der Friedhelm Loh Group. Bei der traditionellen Jahresspende der Unternehmensgruppe sammelten die Mitarbeiter gemeinsam mit Inhaber Prof. Friedhelm Loh auch 2017 wieder stolze 200.000€ für den guten Zweck. 

Anzeige

Mit zahlreichen Pionierleistungen und Patenten gehört Lütze heute zu den weltweit führenden Unternehmen für effiziente Automatisierungslösungen. 1958 gründete Friedrich Lütze (1923-2014) die Friedrich Lütze GmbH in Weinstadt bei Stuttgart. Seither werden dort elektronische und elektrotechnische Komponenten und Systemlösungen für die Automatisierung sowie Hochtechnologie für die Bahntechnik entwickelt und gefertigt.

Anzeige
Anzeige

Bereits seit Jahrzehnten ist Dehn in den Niederlanden tätig. Im Januar wurde nun die eigene Gesellschaft Dehn Nederland B.V. in Amersfoort eröffnet. Ziel ist die Intensivierung der Marktbearbeitung und die Unterstützung der Kunden bei der Vermarktung vor Ort.

Das Detmolder Elektrotechnikunternehmen Weidmüller verstärkt seine Zusammenarbeit mit Hochschulen und Fraunhofer in Ostwestfalen-Lippe. Dadurch soll die Entwicklung von innovativen Geschäfts- und Lösungskonzepten im Bereich der Automatisierung und Digitalisierung ausgebaut werden.

Nach vorläufigen Berechnungen des Statistischen Bundesamtes ist die Produktion im Maschinenbau im vergangenen Jahr preisbereinigt um 3,1% gestiegen und hat damit ein Volumen von rund 212Mrd.€ erreicht.

Markus Hettig ist Vice President Building DACH · Udo Hoffmann ist Vice President Building Sales, Deutschland‣ weiterlesen

Die deutsche Elektroindustrie hat im Dezember 2017 5,4% mehr neue Bestellungen erhalten als im Vorjahr. Während die Inlandsaufträge stagnierten (-0,4 %), erhöhten sich die Auslandsaufträge um 9,9%. Die Bestellungen aus der Eurozone gingen um 5,8% zurück, die aus Drittländern zogen dagegen um 19,1% an. „Damit war der Bestellzuwachs im Dezember allerdings geringer als im Durchschnitt des gesamten vergangenen Jahres“, sagt Dr. Andreas Gontermann, ZVEI-Chefvolkswirt. 

Die Eltefa hat ihre führende Position als Deutschlands größte Landesmesse der Elektrobranche kontinuierlich ausgebaut. Das zeigt sich auch in der positiven Entwicklung der Eltefa 2019 (20.-22.03.19). Der Startschuss für die Ausstellerakquise ist bereits gefallen, die Aufplanung der Hallen ist im vollen Gange.

Am 24. und 25. Januar 2018 berieten in der Messehalle Hamburg-Schnelsen im Rahmen der All About Automation 117 Aussteller 1.103 Fachbesucher, knüpften neue Kontakte und pflegten bestehende Beziehungen. Innerhalb des Themenspektrums der Industrieautomation war ein abwechslungsreiches Ausstellerspektrum vertreten.

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige