Einführung der DIN EN 61439

Die Blumenbecker Automatisierungstechnik beschäftigt sich seit Ende 2011 mit der Umstellung auf die DIN EN 61439. Diese wurde zwar schon im Juni 2010 in Kraft gesetzt, aber erst nach Ablauf der Übergangszeit ersetzt die Norm seit November 2014 die bisherige DIN EN 60439. Für Blumenbecker ist es unabdingbar, diese Norm nicht nur im Besitz zu haben und bei Bedarf vorzeigen zu können, sondern sie auch zu verstehen, mit ihr zu arbeiten und seinen Kunden als kompetenter Ansprechpartner helfen zu können.

Die ersten Schritte, um an Informationen und erklärende Dokumente zu kommen, erwiesen sich als äußerst schwierig: Jeder wusste, dass es eine neue Norm geben würde, aber niemand konnte zu der damaligen Zeit sagen, wie genau diese in der Praxis bei einem Schaltanlagenhersteller umgesetzt werden könnte. Somit musste auf Präsentationen aus dem Internet zurückgegriffen, Fachberichte gelesen und viele Gespräche mit Lieferanten geführt werden. Hieraus entstand dann ein Bild von dem, was zukünftig von uns gefordert wurde.

Es gab eine Fülle von neuen Begriffen, Dokumentationen und Produktnormen zu beachten. Diese Dinge mussten zunächst eingeordnet und priorisiert werden, um einen Überblick zu bekommen, welche neuen Formulare, Arbeitsanweisungen und Flussdiagramme zur Umsetzung notwendig waren. Für einen Schaltanlagenhersteller sind aus der Normenreihe zunächst die Teile 1 (allgemeiner Teil) und 2 (Energie-Schaltgerätekombinationen) interessant. Die gesamte Normenreihe besteht aus den Teilen 1 – 7. In der zu erstellenden Konformitätserklärung nach Niederspannungsrichtlinie reicht es nicht, auf Teil 1 zu verweisen, es muss immer der produktspezifische Teil (2 – 7) mit erwähnt werden.

Herausforderungen bei den Nachweisen

Klarheit musste u. a. bei der Forderung zum „Nachweis der Erwärmung“ und dem „Nachweis der Kurzschlussfestigkeit“ geschaffen werden. Beim Erwärmungsnachweis muss belegt werden, dass die Schaltanlage und deren Schaltgeräte – wenn sie mit Bemessungsstrom belastet sind – nicht oberhalb der für sie zulässigen Grenztemperaturen betrieben werden. Dies kann bis zu einem Bemessungsstrom I_nA von 1600A errechnet werden, darüber hinaus muss eine Prüfung stattfinden. Aber wie prüft man eine Schaltanlage oder Teile einer solchen in einer Produktionshalle, wenn z. B. 3000A Bemessungsstrom notwendig sind und dies so lange, bis der Beharrungszustand der Anlage erreicht ist? Es müssten Verbraucher (Motoren) angeschlossen werden, die dazu auch noch belastet sein müssen (Bremse). Abgesehen von den technischen Herausforderungen sind dort zusätzlich die zeitlichen Aufwendungen nicht zu unterschätzen, denn die Prüfung muss dazu noch in einem betriebswirtschaftlich akzeptablen Rahmen bleiben.

Der „Nachweis der Kurzschlussfestigkeit“ muss u. a. bei Schaltanlagen mit einem Kurzschlussstrom I_cc > 10kA durchgeführt werden oder wenn der Durchlassstrom des vorgeschalteten Schutzgerätes 17kA überschreitet. Um diesen Nachweis durchzuführen, muss entweder die Schaltanlage im Labor geprüft werden, oder es darf der Vergleich mit einer Referenzkonstruktion herangezogen werden. Leider besteht aber bei einer solchen Prüfung die Gefahr, dass Bauteile einen Defekt erleiden und nach der Prüfung nicht mehr zu gebrauchen sind. Ein Vergleich mit einer Referenzkonstruktion ist sicherlich eine alternative Möglichkeit, aber auch eine Referenzkonstruktion muss irgendwann einmal geprüft werden. Da diese Prüfungen sehr zeitintensiv und kostspielig sind, lohnen diese nur bei sich immer wieder wiederholenden Varianten.

Einsatz geprüfter Komplettsysteme

Und genau hier findet man eines der größten Probleme wieder: Schaltanlagenhersteller, deren Kunden zumeist aus dem Maschinenbau stammen, haben ein sehr heterogenes Fertigungsspektrum. Jeder Kunde hat seine Standardbauteile, und so sind im Prinzip sämtliche elektrotechnischen Betriebsmittel, die der Markt bietet, in jeglicher Kombination denkbar. Diese in einem Labor zu prüfen würde definitiv nicht möglich sein. Somit musste ein Ausweg gefunden werden, der eine normenkonforme Fertigung weiter zuließ. Die Blumenbecker Automatisierungstechnik setzt hier hauptsächlich geprüfte Komplettsysteme ein. Diese bestehen aus Zentraleinspeisung, Leistungsschalter, Kupferwinkeln sowie verschiedenen Schienensystemen inkl. Haltern. Diese Komplettsysteme wurden im Labor geprüft und die Kurzschlussfestigkeit dokumentiert. Der Endkunde kann also sicher sein, nicht nur einzeln geprüfte Bauteile zu bekommen, sondern das diese auch wie gefordert im Zusammenspiel miteinander geprüft wurden.

Maschinenbauer und Endkunden in der Pflicht

Aber nicht nur auf den Schaltanlagenhersteller kommen durch die DIN EN 61439 Änderungen zu. Auch der Endkunde bzw. der Maschinenbauer muss umdenken. So ist für den Endkunden das „Blackbox-Modell“ als Schnittstelle zum Lieferanten zu beachten. Hier legt der Endkunde Parameter wie z. B. Umgebungstemperatur, Schutzart, Kabelanschluss, Netzdaten fest, die nur er im Vorfeld wissen kann, übermittelt diese dem ursprünglichen Hersteller, der dann wiederum diese Daten für die korrekte Auslegung der Schaltanlage nutzen kann.

Für den Maschinenbauer kann der „Nachweis zur Festigkeit von Werkstoffen und Teilen“ bei Leergehäusen relevant werden, sobald er Gehäuse benutzt, die nicht nach der IEC 62208 „Leergehäuse für Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen“ gebaut wurden. Das heißt: Bezieht er seine Gehäuse von Gehäuseherstellern, die Ihre Produkte mit einem CE-Kennzeichen versehen, braucht er nichts weiter zu beachten. Fertigt er aber seine Gehäuse selbst, oder lässt er diese bei einem anderen Zulieferer bauen, so muss er seine Gehäuse eine Reihe von Prüfungen unterziehen.

Zu erwähnen ist sicherlich auch noch eine Verlautbarung des DKE vom 03.11.2014. Hier wird Bezug genommen auf die aktuelle Normenlage in Hinsicht auf DIN EN 60204 (Elektrische Ausrüstung von Maschinen) und DIN EN 61439. Da die DIN EN 61439 ausschließlich unter der Niederspannungsrichtlinie gelistet ist, löst sie somit nicht die Vermutungswirkung aus, dass die Anforderungen der Maschinenrichtlinie erfüllt werden. Im Gegensatz dazu ist die DIN EN 60204 im Amtsblatt der EU unter der Niederspannungs- und Maschinenrichtlinie gelistet und erlaubt somit die Konformität beider Richtlinien zu erklären. Insofern ist für die Konformitätserklärung von Schaltgerätekombinationen (die Teil der elektrischen Ausrüstung von Maschinen sind) die DIN EN 60204 ausreichend. Die DIN EN 60204 lässt es jedoch zu, Teile der DIN EN 61439 anzuwenden, sofern diese erforderlich sein könnten. Allerdings sollte man die Ausgrenzung der DIN EN 61439 aus der Konformitätserklärung im Hinblick auf die im April 2016 gültig werdende neue Niederspannungsrichtlinie vorsichtig sein. Die neue Niederspannungsrichtlinie erfordert u. a. im Anhang III eine Risikoanalyse und -bewertung. Hierfür ist der Nachweis der DIN EN 61439 in der Konformitätserklärung sinnvoll, da die Kurzschluss- und Erwärmungsbetrachtung der DIN EN 60204 evtl. nicht ausreichend ist.

Fazit

Die Einführung der DIN EN 61439 ist bei der Blumenbecker Automatisierungstechnik relativ geräuschlos von statten gegangen. Dies aber auch nur, weil wir uns frühzeitig mit der Norm beschäftigt haben. Die Mitarbeiter wurden geschult und bekamen neue Dokumente und Ablaufdiagramme zur Hand. Bei einigen Punkten der Norm gibt es noch Handlungsbedarf, wie sie normenkonform umgesetzt werden können. Diese gilt es noch zügig zu klären. Letztendlich hat derjenige, der vor 2014 sichere und normenkonforme Schaltanlagen gebaut hat, auch mit der neuen Norm nichts zu befürchten, lediglich der Dokumentationsaufwand hat sich erhöht. Endanwender sollten daher ihren Schaltanlagenhersteller explizit nach der Einhaltung der neuen Norm fragen, denn nicht überall, wo DIN EN 61439 draufsteht, ist auch DIN EN 61439 drin.

Autor: Martin Settele ist Leiter Competence Center Technik bei der Blumenbecker Automatisierungstechnik