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(Bild: Siemens)

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Kompaktleistungsschalter: Selektivität einfach realisieren

Der elektronische Überstromauslöser ETU340 Elisa für die Kompaktleistungsschalter-Reihe 3VA von Siemens verfügt über eine neue Strom-Zeit-Kennlinie (Bild: Siemens)

Der elektronische Überstromauslöser ETU340 Elisa für die Kompaktleistungsschalter-Reihe 3VA von Siemens verfügt über eine neue Strom-Zeit-Kennlinie (Bild: Siemens)

Kennlinienvergleich zwischen Kompaktleistungsschalter 3VA2 mit konventioneller LSI-Kennlinie (links) und mit der neuen ETU340-Elisa-Kennlinie (rechts) (Bild: Siemens)

Kennlinienvergleich zwischen Kompaktleistungsschalter 3VA2 mit konventioneller LSI-Kennlinie (links) und mit der neuen ETU340-Elisa-Kennlinie (rechts) (Bild: Siemens)

Selektivität in der elektrischen Energieverteilung bedeutet: Im Fehlerfall löst nur das Schutzgerät aus, das dem Fehler direkt vorgeordnet ist. Sehr gute Selektivitätswerte ließen sich bislang nur in der Kombination zweier Kompaktleistungsschalter erreichen. Die kostengünstigere Kombination aus Kompaktleistungsschalter und Sicherung hingegen erreichte nur den Grad einer Teilselektivität. Mit den Kompaktleistungsschaltern 3VA von Siemens lässt sich nun auch diese Kombination durchgehend selektiv staffeln – dank des elektronischen Überstromauslösers ETU340 Elisa.
Kompaktleistungsschalter zählen zu den wichtigen Schutzkomponenten in der Energieverteilung. Zuverlässig schützen sie sowohl nachgeordnete Anlagenteile, wie Kabel und Leitungen, als auch elektrische Geräte vor Überlast und Kurzschluss. Sicherungen dagegen werden als kostengünstigere Alternative zu Kompaktleistungsschaltern meist in der letzten oder vorletzten Schutzebene verwendet. In modernen Niederspannungsanlagen kommen dabei vielfach Sicherungen mit gG-Charakteristik zum Einsatz – das heißt: Ganzbereichssicherungen für allgemeine Anwendungen. Diese sichern dann kleinere Abzweige bzw. Verbraucher einzeln ab.
Werden Sicherungen eingesetzt, treffen diese in der Unter- oder Hauptverteilung unweigerlich auf Kompaktleistungsschalter. Und diese Kombination konnte bisher nicht optimal selektiv und kostengünstig gestaffelt werden. Denn bei den heute üblichen Kompaktleistungsschaltern unterscheidet sich die Auslösekennlinie (Strom-Zeit-Charakteristik) signifikant von der einer Sicherung. Dies hat zur Folge, dass sich die Auslösekennlinien von vorgeordnetem Kompaktleistungsschalter und nachgeordneten Sicherungen teilweise überschneiden können. Eine vollständige Selektivität ist damit nicht mehr gegeben: Der vorgeordnete Schalter löst mit aus und schaltet sämtliche Abzweige und Verbraucher unter ihm ab. Bisher ließ sich dieses Problem nur durch größer dimensionierte Kompaktleistungsschalter lösen, was kostentechnisch oft unnötig zu Buche schlägt.
Eine Entwicklung von Siemens ermöglicht nun einen alternativen und effizienteren Weg: Die Implementierung einer Sicherungskennlinie (im Gegensatz zu einer konventionellen LSI-Kennlinie) in einen Kompaktleistungsschalter erlaubt eine selektive Staffelung zu einer nachgeordneten Sicherung. Den Sicherungen vorgeschaltete Leistungsschalter können dabei kleiner dimensioniert werden, als dies bei konventionellen Lösungen möglich war. Neben der technischen Optimierung führt dies zu einer Kostenersparnis.
Strom-Zeit-Kennlinie vereinfacht Projektierung
Der elektronische Überstromauslöser ETU340 Elisa hat über den gesamten Überstrombereich der Auslösekennlinie einen ähnlichen Verlauf wie Sicherungen. Damit wurde der Abstand des Bemessungswerts der Sicherung und des Bemessungsstroms In des Kompaktleistungsschalters auf einen geringen Wert reduziert, innerhalb dessen volle Selektivität erreichbar ist. Die Folge: Die Nennstromabstände zwischen Leistungsschalter und Sicherung lassen sich bedarfsgerecht wählen. Daraus können sich kleinere Nennströme für den Leistungsschalter ergeben, sodass kleinere, kostensparende Baugrößen installiert werden können.
Ein beispielhafter Kennlinienvergleich zeigt, was das konkret bedeutet: Bisherigen Selektivitätsbetrachtungen zufolge würden bei einer nachfolgenden Sicherung von 100 A ein vorgeordneter Kompaktleistungsschalter mit einem Bemessungsstrom In von mindestens 250 A benötigt. Mit der ETU340 Elisa dagegen liegt beispielsweise zwischen einer nachfolgenden NH-Sicherung von 100 A und einem vorgeordneten Kompaktleistungsschalter 3VA2 schon bei einem Bemessungsstrom In von 160 A volle Selektivität vor. Die Umsetzung der Selektivität wird dadurch wirtschaftlicher.
Vorteile bei Planung, Inbetriebnahme und laufendem Betrieb
Über die effiziente Realisierung voller Selektivität hinaus bietet der elektronische Überstromauslöser ETU340 Elisa weitere Vorteile im Hinblick auf Planung, Inbetriebnahme und laufenden Betrieb. Die Projektierung gestaltet sich so einfach wie die einer Sicherung. Durch die Implementierung der Sicherungskennlinie in den Überstromauslöser der Kompaktleistungsschalter 3VA2 ist eine Nennstromstaffelung der Schalter im Verhältnis 1,6: 1 wie bei Sicherungen möglich. Damit ergeben sich zusätzliche Staffelebenen in der Niederspannungsverteilung.
Die Einstellbarkeit der Elisa-Auslösekennlinie (einstellbarer Nennstrom) ermöglicht die Wahl kleinerer, optimierter Kabelquerschnitte. Der Grund: Der Ansprechwert des Überlastauslösers ist auf den individuellen Anlagenstrom einstellbar. Weitere Schritte sind nicht notwendig. Fehler bei der Einstellung des Kurzschlussschutzes und damit bei der Selektivitätseinstellung werden automatisch eliminiert, da der Kurzschlussschutz fest eingestellt ist.
Ein zusätzliches externes Erweiterungsmodul EFB300 erlaubt die Ausgabe von Meldungen aus der ETU, zum Beispiel zum Auslösegrund oder bei einer Überlastwarnung. Nach Auslösung und Fehlerbeseitigung ist der Kompaktleistungsschalter sofort wieder einschaltbar, es werden keine zusätzlichen Ersatzsicherungen benötigt.
Modulares Kompaktleistungsschaltersystem
Die elektronische Sicherungskennlinie mit ETU340 Elisa ist in den drei- und vierpoligen Kompaktleistungsschaltern der 3VA2-Reihe mit 100 A bis 1 000 A Bemessungsstrom verfügbar. Die Reihe 3VA von Siemens ist Teil des Sentron-Portfolios für die Niederspannungs-Energieverteilung. Sie deckt ein breites Einsatzspektrum von Standardanwendungen im Gebäude bis hin zu anspruchsvollen industriellen Anwendungen ab. Die Baureihe 3VA2, die auch die Kompaktleistungsschalter mit Elisa-Kennlinie beinhaltet, ist für Anwendungen mit erhöhten technischen Anforderungen ausgelegt. Mit mehr als 500 Zubehörteilen können die Kompaktleistungsschalter bedarfsgerecht konfiguriert und modular um zahlreiche Funktionen erweitert werden.

www.siemens.de/3va

Autor:
Torsten Pleier ist als Produktmanager Kompaktleistungsschalter für die Siemens AG in Nürnberg tätig.