Elektronischer Überstromschutz im DC 24 V-Bereich Selektive Fehlerabschaltung

Bild: iStock, Alex Belomlinsky
20.04.2018

In der Automatisierungstechnik ist elektronischer Überstrom auf DC 24 V-Spannungsebene mittlerweile fest etabliert. Ziel ist es stets, bei Anwendungen, die von einem getakteten Netzteil gespeist werden, für einen selektiven Überstromschutz zu sorgen. Denn nur dann ist ausschließlich der defekte Kanal betroffen und nicht die ganze Anwendung stromlos.

In der Vergangenheit sorgten normale Leistungsschutzschalter für die Absicherung dieser Anwendungen. Doch das Problem ist in diesen Fällen, dass beim Einsatz von Schaltnetzteilen im Fehlerfall ein deutlich zu geringer Kurzschlussstrom auftritt. Dadurch bricht die Ausgangsspannung des Schaltnetzteiles zusammen. Infolgedessen geht dieses in Eigenschutz, und die gesamte Anwendung ist stromlos. Das lässt sich durch Einsatz von elektronischem Überstromschutz wirksam verhindern. Denn die Geräte sprechen schnell und schon bei geringem Überstrom an. So lässt sich eine selektive Fehlerabschaltung dauerhaft gewährleisten. Leitungsschutzschalter sind in dieser Anwendung keine zufriedenstellende Option. Daher muss der Ingenieur die geeignete elektronische Lösung auswählen. Hier hat er die Qual der Wahl, denn es gibt viele Angebote für die DC 24 V-Spannungsebene.

Systemlösungen im Vorteil

Systemlösungen gewinnen auf DC 24 V-Spannungsebene zunehmend an Relevanz. Neben Modularität bringen Sie dem Anwender zusätzliches Einsparungspotential beim Bauraum. Mittlerweile etablieren sich Angebote, die neben Überstromschutz auch Potentialverteilerklemmen, Verdrahtungslösungen und Stromschienen beinhalten. Am Schutzschalter ist immer der Lastabgang „Load“ vorgesehen, um Lasten an den Überstromschutz anzuschließen.

In der Vergangenheit benötigte die Ground-Verdrahtung separate Klemmen. Aktuelle DC 24 V-Lösungen integrieren in das System auch die Potentialverteilungsklemmen für den Minus-Anschluss. Die Verbindung erfolgt zum Beispiel über Stromschienen. So lassen sich zusätzliche Potentialverteilungsklemmen sparen. Außerdem sind damit Einsparungen bei Platz, Kosten und Zeit verbunden. Ein Beispiel für ein solches System ist die REX All-in-one Lösung. Dabei handelt es sich um ein aufeinander abgestimmtes Komplett-System. Dieses kombiniert die Funktionen „Einspeisung“, „Absicherung“ und „Stromverteilung“.

Auf dem Markt sind außerdem Geräte mit einstellbarer und fester Stromstärke. Für beide Möglichkeiten gibt es Argumente. Bei Geräten mit einstellbarer Stromstärke ist es erst bei Inbetriebnahme nötig, den Nennstrom einzustellen. So lassen sich mit wenigen Geräten viele Anwendungsfälle abdecken. Planung, Beschaffung Lagerhaltung sind dadurch einfacher handhabbar. Im Feld ist auf diesem Wege allerdings keine Manipulationssicherheit gegeben. Auch im Wartungsfall können Herausforderungen auftreten. Zum Beispiel gibt es bei den variablen Lösungen auch Geräte, bei welchen die Einstellung des Stromwertes über eine Taste funktioniert. Der Wert ist in diesem Fall nicht direkt sichtbar.

Flexible Sockelsysteme

Weiterhin lassen sich Geräte nach steckbaren und nicht steckbaren Varianten unterscheiden. Bei der Verwendung steckbarer Geräte sind Sockelsysteme von großer Bedeutung. Sie ermöglichen eine enorme Flexibilität in der Planung. Außerdem ist es dadurch machbar, die finale Konfiguration erst während der Inbetriebnahme durchzuführen. Sockelsysteme ermöglichen flexibles Handeln, denn das System lässt sich durch Reserveplätze einfach nachrüsten. Außerdem ist der Wechsel des Gerätes im Fehlerfall einfach zu bewerkstelligen. Ein Beispiel hierfür ist das Modul 18plus. Das kleine Modul beinhaltet ein komplettes Montage- und Stromverteilungssystem für DIN-Hutschienen-Montage.

Generell ist der Preis ein wichtiger Faktor. Der elektronische Überstromschutz auf DC 24 V-Spannungsebene gewinnt zunehmend an Attraktivität, da die Kosten durch das steigende Angebot gesunken sind. Im direkten Vergleich zum gängigen Leitungsschutzschalter hat das elektronische Gerät mittlerweile preisliche Vorzüge zu bieten.

Früher stellte sich zudem die Frage nach mehrkanaligen Kompaktgeräten oder einem einkanaligem Schutz im Wesentlichen wegen der Kosten pro Kanal. Dieser Faktor lässt sich heute weitgehend vernachlässigen. Interessanter ist der Platzbedarf. Heute gelten 6,1 mm als Maß pro Kanal – ganz gleich, ob 1- oder mehrkanalig. Auf dem Markt sind 1- beziehungsweise 2-kanalige Geräte, es gibt aber auch 4- und 8-kanalige Geräte. Auf diese Weise lässt sich aus modularen Systemen die optimale Konstellation auswählen.

DC 48 V gewinnt an Bedeutung

Spannend ist auch die Frage, wohin die Entwicklung in Zukunft gehen wird. Die Spannungsebene DC 24 V ist mittlerweile fest etabliert. Zunehmend gewinnt im Automatisierungsbereich auch DC 48 V an Bedeutung. Ein Beispiel dafür sind dezentrale Antriebslösungen mit kleinen Elektromotoren. Es lassen sich durch den Einsatz von DC 48 V einerseits der Leistungsquerschnitt und andererseits die Kosten reduzieren. Denn der Einsatz der höheren Spannung macht einen geringeren Strom bei gleicher Leistung möglich. Festhalten lässt sich auf jeden Fall: Der elektronische Überstromschutz ist auch in den kommenden Jahren auf dem Vormarsch.

Bildergalerie

  • Elektronischer Überstromschutz durch elektronische Sicherungsautomaten und elektronische Schutzschalter ist ideal für die selektive Absicherung von Anlagenkomponenten, die über ein DC-Schaltnetzteil versorgt werden.

    Elektronischer Überstromschutz durch elektronische Sicherungsautomaten und elektronische Schutzschalter ist ideal für die selektive Absicherung von Anlagenkomponenten, die über ein DC-Schaltnetzteil versorgt werden.

    Bild: E-T-A

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