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Kommunikative Schalter

Text: Andreas Gindorf und Daniel Jansen, Eaton Fotos: Eaton
Leistungsschalter gewähren in vielen Maschinen als Hauptschalter zuverlässigen Kurzschluss- und Überlastschutz. Doch in Zeiten komplexer Systemarchitekturen und zunehmender Vernetzung müssen auch sie mehr leisten und liefern zum Beispiel wichtige Mess- und Diagnosedaten oder bieten zusätzliche Sicherheit.

Zu den Leistungsschaltern NZM von Eaton gehören vier Schalter mit durchgängiger Schaltleistung von 25 kA für die kleine Unterverteilung bis 150 kA für komplexe Hochenergieanlagen. Die kompakte Bauweise des kleinen 160A-Schalters NZM1 spart Platz als Hauptschalter in Maschinensteuerungen sowie als Einspeiseschalter in Installationsverteilern oder Abgangsschalter in Energieverteilern. Weitere Gerätestufen sind der NZM2 mit 300 A, der NZM3 in besonders platzsparender Bauweise mit 630 A sowie der große 1600A-Leistungsschalter NZM4. Es gibt Varianten mit thermomagnetischem Auslöser oder mit kommunikationsfähiger Digitalelektronik.

Integrierte Überwachung

Die NZMs bieten für alle Ausbaustufen der Energieverteilung Diagnosefunktionen. Bei gleichbleibenden Schalterabmessungen können so alle wichtigen Informationen erfasst, vor Ort angezeigt und an übergeordnete Systeme weitergeleitet werden. Erst kürzlich hat das Unternehmen seine Schaltgeräteserie xEffect um NZM-Energy-Leistungsschalter der Baugrößen 3 und 4 mit integrierten Überwachungsfunktionen erweitert. Diese sind nun in der Lage, phasenbezogen Strom- und Spannungswerte mit den entsprechenden Leistungs- und Energiewerten zu erfassen und zu kommunizieren. Trotz der erweiterten Funktionalität sind keine weiteren Zubehörteile und zusätzlichen Verdrahtungen für Stromwandler oder Spannungsabgriff erforderlich. Diese Integration der Überwachungsfunktionen erleichtert den Bau der Schaltanlage. Die Datenanzeige kann bei der NZM-Serie auf einem kleinen 96 �? 96 mm2Einbaudisplay oder über das Multi-Breaker-Display BreakerVisu erfolgen. Über dieses lassen sich die Daten von bis zu 48 Leistungsschaltern auf einem 7"- oder 3,5"-Farbdisplay zentralisiert und übersichtlich anzeigen und in Protokolldateien abspeichern. Anwender können somit auch eine Energieoptimierung gemäß der Umweltnorm DIN EN ISO 50001 vornehmen. Außerdem ist die Software bereits vorprogrammiert und selbstkonfigurierend. Das bedeutet, dass die angeschlossenen Geräte automatisch erkannt werden und eine Ereignis- sowie Energieprotokollierung mit Zeitstempel erfolgt. Für die Auswertung reicht ein Office-PC. In Kombination mit einem Leitrechner-System können die Daten ebenfalls via Datenschnittstelle aus BreakerVisu abgerufen werden. So steht dem Bediener auch eine Abnutzungsanzeige der Hauptstromkontakte zur Verfügung.

Kommunikation zwecks Energie

Außerdem bietet BreakerVisu in Verbindung mit XMC-Mess- und Kommunikationsmodulen die Möglichkeit, bestehende Anlagen für die Energiemessung und -auswertung aufzurüsten. Hierfür eignet sich besonders das NZM-XMC-TC-MB-Modul, das an die Stromwandler und Spannungsabgriffe der Anlage angeschlossen wird. Das Hutschienenmodul kommuniziert dann via Modbus RTU mit BreakerVisu. Über die Uplink-Funktion via Modbus TCP können Anlagedaten zentralisiert an ein übergeordnetes Leitsystem übermittelt werden. Auch Fremdgeräte, die via Modbus RTU kommunizieren, lassen sich mithilfe des BreakerVisu-Displays einbinden. Dazu werden die Register des Fremdgeräts importiert.

Durch die Überwachungsfunktionen der Leistungsschalter erhöht sich die Transparenz einer Anlage. Die Reaktionszeiten bei kritischen Zuständen wie Überstrom, Phasen-asymmetrie oder -ausfall können verkürzt werden. Detaillierte Ereignisprotokolle erlauben die schnelle Diagnose von Fehlerursachen. Betriebsstunden- und Schaltspielzähler ermöglichen die Planung vorbeugender Wartungsaktivitäten. Protokollfunktionen unterstützen die Dokumentation von Status, Diagnosemeldung und Parametereinstellung. Um mit den jeweiligen Anforderungen zu wachsen, gewährleistet der modulare Aufbau die erforderliche Flexibilität für Ausbau und Nachrüstung. Dank ihrer integrierten Diagnose- und Sicherheitsfunktionen tragen die Leistungsschalter der Schaltgeräteserie xEffect zu einer erhöhten Anlagenverfügbarkeit und einem verbesserten Arbeitsschutz bei. Zudem liefern sie die Datengrundlage für Energieverbrauchsoptimierungen.

Ein Schlüssel zu mehr Sicherheit

Für sichere Schließzylinder wird ein Zylinderschloss in den Umlenkantrieb des Drehgriffs oder Türkopplungsdrehgriffs integriert. Leistungsschalter in Aus-Stellung können Anwender nun mit einem Schlüssel schließen. Auf diese Weise sind die Schalter sicher gegen Wiedereinschalten geschützt. Auch die mechanische Verriegelung mehrerer Schalter gegeneinander ist möglich. In diesem Fall sind immer nur die einschaltbar, in denen ein Schlüssel steckt. Da das Zylinderschloss Teil eines vormontierten Bausatzes ist, ermöglicht es eine schnelle Installation und Inbetriebnahme der Schalter-Schloss-Kombination. Das mechanische Verriegelungssystem ist für alle Baugrößen der NZM-Serie verfügbar und für Haupt-, Reparatur- und Wartungsschalter einsetzbar. Die mechanische Verriegelung verhindert ein Einschalten des betreffenden Leistungsschalters und erfüllt damit die Trennereigenschaften nach IEC/EN 60947-1 in Aus-Stellung.

Vereinfachte Wartung durch Stecktechnik

Eine Stecktechnik erlaubt Anwendern den einfachen und schnellen Austausch des Leistungsschalters in einer Anlage. Bei Service-Arbeiten lässt sich der betroffene Anlagenteil auf diese Art sicher trennen. Die Gehäusekontur des Unterteils ist dem des Leistungsschalters angepasst, dadurch sind alle Anschlussmöglichkeiten, die das Hauptgerät bietet, auch im Unterteil anwendbar. Da Sicherheit oberste Priorität hat, sind bei gezogenem Steckeinsatz des Leistungsschalters die stromführenden Teile im Unterteil gegen Berühren geschützt. Auch schaltet sich der Leistungsschalter automatisch ab, sobald im eingeschalteten Zustand die Montageschrauben gelöst oder der Schalter eingesteckt wird. Im letzten Fall kann der Leistungsschalter nur dann eingeschaltet werden, wenn die Montageschrauben zwischen Leistungsschalter und Stecksockel angezogen wurden.

Der modifizierte NZM mit seinen rückwärtigen Anschlussbolzen muss in die vorgesehene Führung eingesetzt und verschraubt werden - und schon ist die Anlage betriebsbereit. Optional erlaubt eine Hilfsleiter-Steckvorrichtung, die angeschlossenen A/U-Auslöser, Hilfsschalter und den Fernantrieb zu testen, ohne den Leistungsschalter aktiv in die Anlage einstecken zu müssen. Damit lässt sich die Funktion vor der Inbetriebnahme prüfen. Beim Tausch eines Leistungsschalters müssen Anwender die Verdrahtung nicht verändern. Der Hilfsleiterstecker wird in diesem Fall einfach von seinem Sockel abgezogen. Anschließend wird der Stecker auf die neuen Anschlussleitungen montiert und eingesteckt - und sofort nimmt die Anlage den Betrieb auf.

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