Der Einsatz konventioneller Energien stößt durch schwindende Reserven, steigende Preise der Primärenergieträger sowie zunehmende Umweltbelastung an seine Grenzen. Alternative Energiequellen besitzen eine hohe Akzeptanz und ein großes Wachstumspotenzial. Neben der Solar- und Wasserenergie spielt derzeit die Windenergie eine zentrale Rolle - dank guter Verfügbarkeit und moderater Energiekosten. In Deutschland sind inzwischen mehr als 29.000 MW an installierter Windenergieleistung verfügbar. Der Offshore-Anteil liegt dabei noch unter einem Prozent, steigt jedoch überproportional an.
Reihenklemmen mit Push-In-Technik
Seit 2009 bietet Phoenix Contact Reihenklemmen mit optimierter Push-In-Technik an. Bei diesen Klemmen presst eine Schenkelfeder den Leiter gegen einen Strombalken und sorgt somit für eine sichere und zuverlässige Kontaktierung. In den Reihenklemmen mit Push-In-Technik lassen sich starre oder flexible Leiter mit einer Aderendhülse ab einem Querschnitt von 0,34mm² ohne Werkzeuge direkt in der Klemmstelle kontaktieren. Für das direkte Stecken der Leiter werden nur geringe Einsteckkräfte benötigt, die etwa 50 Prozent geringer sind als bei anderen Direktsteck-Anschlusstechniken. Trotz der reduzierten Leitereinsteckkräfte weisen die Push-In-Reihenklemmen Leiterauszugskräfte auf, die deutlich über den normativen Anforderungen der Norm für Niederspannungsgeräte IEC 60947-7-1(-2, -3) liegen.
Sichere Windkraft
Dass die Push-In-Anschlusstechnik sicher und zuverlässig kontaktiert, bestätigen zahlreiche Prüfungen und Zulassungen. Zum Beispiel Vibrations- und Schockprüfungen - denn gerade in Windturbinen sind Komponenten ständigen Vibrationen ausgesetzt. Geprüft werden die Reihenklemmen zunächst nach der DIN EN 61373 (Breitbandrauschen) mit einem Schärfegrad von 1B nach DIN EN 50155. In diesem Test wird ein Frequenzbereich von 5 bis 150 Hz mit einem Effektivwert der Beschleunigung von 42,5 m/m² durchlaufen. Ein weiterer Test zur Vibrationsbeständigkeit wird nach IEC 60068-2-6 durchgeführt. Hier wird der gleiche Frequenzbereich durchlaufen wie zuvor, jedoch mit einer Geschwindigkeit von einer Oktave je Minute sowie einem Effektivwert der Beschleunigung von 50 m/s². Die Schockprüfung erfolgt gemäß der Norm IEC 60068-2-27. Die vorgegebenen Parameter reichen von t=0,2 ms mit 30.000 m/s² bis t=30 ms mit 50 m/s². Diese Prüfungen sind für den Einsatz in der Windenergie wichtig, da sie Bestandteil der GL-Zulassung (Germanischer Lloyd) sind, die für Windenergieanlagen mehr und mehr an Bedeutung gewinnt. Für eine GL-Zulassung wird außerdem ein Salznebeltest nach IEC 60068-2-52 gefordert. Dieser ist gerade für den Einsatz in Offshore-Windturbinen sinnvoll, da die Funktion der Komponenten in salzhaltiger feuchter Umgebung geprüft wird. Die GL-Richtlinie für WEA nimmt auch auf die Maschinenrichtlinie Bezug. Sie beinhaltet die Norm IEC 60204-1 „Sicherheit von Maschinen“. Die Steckverbinder der neuen Push-In-Baureihe 1,5/S sind auch zu dieser Norm konform, denn sie besitzen einen voreilenden PE-Schutzleiterkontakt in der Steckzone.
Trend zur Miniaturisierung
In modernen WEA wird eine immer größere Anzahl von Daten und Signalen erfasst und ausgewertet. Dadurch steigen Verdrahtungsaufwand und Platzbedarf in den Schaltschränken. Die Hersteller von WEA sind stetes bestrebt, Baugröße und Gewicht - vor allem im Bereich der Gondeln - zu minimieren. So reduziert sich mit der Reihenklemmen-Baureihe 1,5/S der Platzbedarf im Schaltschrank im Vergleich zur 2,5-mm²-Baureihe um über 30 Prozent. Gleichzeitig wird das Gewicht halbiert. Noch mehr Platz schaffen Mehrstockklemmen, bei denen Daten und Signale in mehreren Ebenen übereinander geführt werden. Die Baureihe umfasst Klemmen mit zwei und drei Etagen. Der Frontanschluss der Klemmen ermöglicht zudem eine Verdrahtung auf engstem Raum.
Umfassende Prüfbarkeit
Für eine hohe Verfügbarkeit muss die WEA wartungs- und reparaturfreundlich konstruiert werden. Denn im Service- oder Reparaturfall nimmt die Prüfung einen großen Teil der Zeit in Anspruch. Daher ist die Prüfmöglichkeit einer Reihenklemme oft ein entscheidendes Kriterium - besonders bei Offshore-Anlagen, die nur zu bestimmten Zeiten erreichbar sind. Push-In-Reihenklemmen verfügen über drei Prüfmöglichkeiten: einen doppelten Funktionsschacht sowie zusätzlich ein Prüfloch für einen 2,3-mm-Prüfstecker. So werden die Klemmen auch bei unterschiedlichen Schaltungsaufgaben, selbst beim Einsatz von zwei Brücken, komfortabel und sicher geprüft.Die von WEA erzeugte Energie wird über eine Trafostation in das Mittelspannungsnetz der Energieversorger eingespeist. Gemessen wird diese Energie mit Hilfe von Messwandlern, die über Messwandler-Trennklemmen angeschlossen werden. Die Klemmen müssen unterschiedliche Wandlerprüfschaltungen ermöglichen - einfache oder verkettete, einphasige oder dreiphasige Schaltungen. Die Trennklemme PTME 6 erledigt mit ihren sechs Funktionsschächten diese Aufgaben kosten- und zeitsparend und dabei sicher und komfortabel. Außerdem lässt sich die kompakte und übersichtliche Klemme leicht bedienen.Unabhängig vom Klemmleistenaufbau lassen sich robuste Schaltbrücken auf beiden Seiten der Trennstelle im Funktionsschacht platzieren und sicher verrasten. Auch der Längstrennschalter kontaktiert und verrastet sicher im jeweiligen Schaltzustand, die aufgedruckten Schaltsymbole sorgen für Übersichtlichkeit.
Mehrwert beim Schaltschrankbau
Weil Windkraftanlagen heute in Serie produziert werden, müssen auch die Durchlaufzeiten einer Turbine im Produktionsprozess verringert werden. Nur dann ergeben sich Kosten- und Zeitvorteile bei großen Stückzahlen. Bei der Endmontage werden daher gern vorgefertigte Klemmleisten genutzt. Im Value Added Center bei Phoenix Contact werden sämtliche Produkte, die auf einer Tragschiene montiert werden, nach Kundenwunsch individuell als Klemmleiste aufgebaut. Die vorgefertigten Klemmleisten werden anschließend vom Kunden direkt am vorgesehenen Einsatzort eingebaut und verkabelt. Ab Losgröße 1 werden kundenspezifische Klemmleisten ausgeliefert.Windenergie hat zurzeit starken Rückenwind. Damit die Anlagen künftig noch mehr zum Energiemix beitragen, müssen alle Komponenten sicher und zuverlässig sein. Außerdem sollen die Produktionskosten sinken. Die Zuverlässigkeit der Komponenten von Phoenix Contact wird durch eine Vielzahl von Zulassungen und Approbationen dokumentiert.
