Das Schaltanlagensystem ermöglicht einen maximalen Bemessungsstrom von bis zu 6.300 A, bei reduziertem Kupferquerschnitt und spart so Kosten.

Schaltschranksystem für Niederspannungsschaltanlagen Mehr Strom mit weniger Kupfer

18.06.2019

Die elektrische Energieverteilung stellt das Rückgrat vieler industriellen Anlagen und Systeme dar. Sicherheit, Verfügbarkeit und eine hohe Energieeffizienz sind die wesentlichen Anforderungen, die eine Schaltanlage für die elektrische Energieverteilung erfüllen muss. Ein neues Sammelschienensystem bietet unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte und den Anforderungen der aktuellen Norm IEC 61439 ideale Voraussetzungen für einen kompakten und sicheren Systemaufbau für Energieverteilungen.

Der Bedarf an elektrischer Energie steigt in vielen Anwendungen in der Industrie stetig an. Einer der Gründe dafür liegt darin, dass immer mehr elektrische Antriebstechnik eingesetzt wird. Daraus resultieren höhere Anforderungen an die elektrischen Energieverteilsysteme, denn mehr Platz für die entsprechenden Schaltanlagen ist in der Regel nicht vorhanden. Das neue Schaltanlagensystem VX25 Ri4Power von Rittal erfüllt diese und weitere Anforderungen. Es ermöglicht einen maximalen Bemessungsstrom von bis zu 6.300 A bei reduziertem Kupferquerschnitt.

Optimierte Anordnung

Kupfer ist ein teurer Werkstoff. Je kleiner der Querschnitt der Sammelschienen aus Kupfer ist, umso geringer sind auch die Kosten. Bei Wechselströmen spielen der Skin- und der Proximity-Effekt eine wichtige Rolle. Vereinfacht gesagt, hängen die magnetischen Felder einer Leiteranordnung von der Geometrie und der Anordnung der Leiter zueinander ab.

Beim neuen VX25 Ri4Power haben die Entwickler die Anordnung der Sammelschienen dahingehend optimiert, dass diese Effekte möglichst gering ausfallen. Dadurch ist die maximal mögliche Stromstärke höher als beim Vorgängersystem, obwohl der Sammelschienenquerschnitt reduziert wurde. Je nach Variante sind Bemessungsströme von bis zu 6.300 A, bei einer Kurzschlussfestigkeit bis zu 100 kA für 1s möglich.

Bei den Einspeisungen der Energieverteilung kommen die patentierten Maxi-PLS-Schienen zum Einsatz. Diese bieten den Vorteil, dass sich die Kontaktierungen mit Nutensteinen sehr einfach realisieren lassen. Bei den Sammelschienen werden jetzt nur noch Standard-Flachschienen in den Formaten 50 x 10 mm und 30 x 10 mm verwendet. Durch die geringere Teilevielfalt sinkt die Komplexität und die Auswahl der passenden Schienenkonfiguration wird stark vereinfacht. Je nach Anforderungen kann der Planer die passenden Ströme für seine Anwendung auswählen. Maximal sind acht Schienen pro Phase möglich.

Auch bei der Entwicklung der Sammelschienenhalter wurde auf eine Verringerung der Komplexität geachtet. So passt der neue Sammelschienenhalter sowohl in 600 mm als auch in 800 mm tiefe Schaltschränke und lässt sich durch die symmetrische Gestaltung rechts als auch links verwenden. Die Montage ist ebenfalls sehr vereinfacht: Die Sammelschienenhalter werden lediglich mit drei Schrauben direkt an das Rahmenprofil des VX25 geschraubt, ohne dass zusätzliches Montagematerial benötigt wird.

Konstruktive Vorteile

Neben den symmetrischen und einfach zu montierenden Sammelschienenhaltern, weist das neue VX25 Ri4Power noch zahlreiche weitere konstruktive Verbesserungen auf. Grundlage hierfür ist das neue Profil des VX25, das in allen Rahmenteilen verwendet wird und so das durchgängige Rastermaß auch bei angereihten Schaltschränken einhält. Ausbaukomponenten können dadurch sowohl an den senkrechten als auch an den waagerechten Teilen des Schaltschrankrahmens montiert werden, was zu einer geringeren Teileanzahl beiträgt. Für das neue Ri4Power-System gibt es jetzt eine spezielle Funktionsraumseitenwand, die wiederum sowohl rechts als auch links im Schaltschrank eingebaut werden kann.

Die Trennung zwischen den Funktionsräumen erfolgt mittels eines Funktionsraumteilers. Dieser ist jetzt für Anwendungen im ACB-Feld, im Koppel-Feld und im modularen Abgangs-Feld gleich. Er trennt einen zusätzlichen Funktionsraum ab, der als Kabelrangierraum und zur Platzierung zusätzlicher Komponenten verwendet werden kann. In der Funktionsraumseitenwand sind in einem Rastermaß von 50 mm Durchführungen für Kabel vorgesehen.

Beim Ausbrechen dieser so genannten Knock-Outs entstehen keine scharfen Kanten, an denen Kabel beschädigt werden könnten – dies erhöht die Ausfallsicherheit. Für die N- und PE-Schienen sind die Knock-Outs vorne und hinten im Bodenbereich des Schaltschranks vorgesehen. Dabei ist die Lage der N- und PE-Schienen durch alle Feldtypen an der gleichen Position. Durchführungen in der Wand können mit einem Trennstegschneider an den vorgesehenen Stellen einfach hergestellt werden. Im oberen Bereich des Schaltschranks besteht die Möglichkeit zusätzliche Komponenten auf einer Tragschiene zu montieren. Dieser Bereich ist durch eine Blende oder optional durch eine Klappe mit Scharnieren zugänglich und von der übrigen Schaltanlage sicher abgetrennt.

Schaltanlagen werden intelligent

Das neue System vereinfacht nicht nur das Engineering und die Montage, sondern bietet auch im Betrieb viele Vorteile. Verfügbarkeit und Betriebssicherheit stehen heute in vielen Anwendungen im Fokus. So sollen sich notwendige Wartungen möglichst einfach und zeitsparend vornehmen lassen.

Eine der typischen Wartungsaufgaben ist die Überprüfung der Schraubverbindungen an den Sammelschienen. Durch gelockerte Verschraubungen können erhöhte Kontaktwiderstände auftreten, die zu einer Überhitzung und im schlimmsten Fall zu einem Ausfall der Anlage führen können. Auch hier haben die neuen Sammelschienenhalter sowie die Verbinder, die Sammelschienen zwischen zwei Schaltschränken miteinander kontaktieren, Vorteile. Sämtliche Verschraubungen sind leicht von der Vorderseite aus zugänglich. Dadurch können entweder die Drehmomente der Verschraubung überprüft oder alternativ die Temperatur der Kontaktstelle mit einer Infrarotkamera gemessen werden.

Gerade in Smart-Industry-Anwendungen ist die Überwachung der Anlage die Basis für Predictive-Maintenance-Konzepte. Die Überwachung der Schaltanlage im Betrieb ist mit dem neuen VX25 Ri4Power möglich. Dazu kann sie mit einem IoT-Interface ausgerüstet werden. Daran lassen sich dann verschiedene Sensoren etwa zur Temperatur- und Feuchteüberwachung oder zur Spannungs-, Strom- und Leistungsmessung anschließen. Die gesammelten Daten der Sensoren werden dann über eine Ethernet-Netzwerkverbindung (OPC UA oder Modbus/TCP) an ein übergeordnetes Leitsystem übertragen.

Visualisierung, Auswertung der Daten und ein Alarmmanagement können auf diese Weise implementiert werden. Die Auswertung der Daten kann auch Cloud-basierend erfolgen. Sinnvoll ist die Vorverarbeitung der Daten anlagennah in einem Edge Datacenter, wie zum Beispiel das Secure Edge Data Center (SEDC) von Rittal und Partnern. Analysen können dann in einer dezentralen „Private Cloud“ durchgeführt werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Werkzeuge zur Erhöhung der Energieeffizienz implementieren. Außerdem profitiert der Betreiber der Anlage von der Sicherheit, Transparenz und der erhöhten Verfügbarkeit seiner Energieversorgung.

Bauartgeprüfte Schaltanlage noch einfacher

Der Anwender kann Schaltgeräte aller namhaften Hersteller verwenden und erhält mit VX25 Ri4Power eine bauartgeprüfte Schaltanlage mit Bauartnachweis, die allen relevanten Normen entspricht.

Zusätzliche Informationen:

Zusammen mit der Markteinführung des Schaltanlagensystems VX25 Ri4Power hat Rittal auch die Planungs-Software Power Engineering in einer neuen Version veröffentlicht. Mit ihr lassen sich Schaltanlagen mit VX25 Ri4Power schnell und einfach planen. Bei der Entwicklung der neuen Version stand vor allem die Usability im Vordergrund. Die Bedienung ist intuitiv und wurde so optimiert, dass nur sehr wenige Rahmenbedingungen festgelegt werden müssen. Dadurch können Anwender einfach und sicher eine Schaltanlage mit VX25 Ri4Power konfigurieren. Mit wenigen Mausklicks kann der Anwender loslegen und kommt schnell zu einem Ergebnis. Schnittstellen zu Eplan Electric P8, der Stücklistenexport in MS-Excel sowie der Import und Export zur Datenpflege sind weiterhin möglich.

Bildergalerie

  • Mit der Erhöhung der maximalen Bemessungsstromstärke bei geringerem Querschnitt der Sammelschienen erfüllt Rittal die Anforderungen nach leistungsstärkeren Energieverteilanlagen auf kleinem Raum.

    Bild: Rittal

  • Einfache Wartung: Die neuen Sammelschienenhalter und die Sammelschienen-Verbinder beim VX25 Ri4Power sind von der Vorderseite aus zugänglich.

    Bild: Rittal

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