Phoenix Contact Deutschland GmbH

Bild: iStock, Teo_Chin_Leong

Überspannungsschutz für Anlagenbetreiber Hoher Schutz auf engstem Raum

20.06.2017

Die Bedürfnisse der Anlagenbetreiber in der Wasser- und Abwasserbranche haben sich drastisch geändert: Der Trend geht zur höheren Packungsdichte im Schaltschrank und damit zu immer schmaleren Komponenten. Dies betrifft auch den Überspannungsschutz: Die schmalsten Schutzgeräte einer neuen Produktfamilie sind gerade mal 3,5 mm breit.

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Charakteristisch für die Wasser- und Abwasserwirtschaft sind zahlreiche vernetzte Prozesse – zwischen Feldebene, Leitebene und meist weit auseinander liegenden Gewerken. Die Anforderungen an Planer, Errichter und Betreiber der Anlagen steigen stetig. Durch den zunehmenden Einsatz von elektromechanischen und elektronischen Komponenten, Systemen und Lösungen sowie deren Vernetzung untereinander werden ausfallsichere Konzepte immer wichtiger.

Hierbei spielen Überspannungskonzepte eine wichtige Rolle. Auch aus der Beschäftigung des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) mit dem IT-Sicherheitsgesetz entstehen weitere Anforderungen an die kritische Infrastruktur. Dabei kommt es auf zwei Faktoren an: eine hohe Anlagenverfügbarkeit sowie die daraus resultierende Versorgungssicherheit der Bevölkerung.

Wie in anderen Infrastrukturbereichen ist auch in der Wasser- und Abwasserwirtschaft der Trend zum Einsatz immer kleinerer und kompakterer Komponenten deutlich spürbar. Um den gesamten Schaltschrankbau möglichst kostenoptimiert gestalten zu können, sollten auch die Überspannungsschutzgeräte möglichst wenig Platz beanspruchen. Ziel ist es dabei, zahlreiche Service-Funktionen – wie etwa die Überwachung der Anlage – in der Leitwarte zu zentralisieren. Auch um die Anlage aus EMV-Sicht sicher betreiben zu können, werden in ausgedehnten Anlagen Überspannungsschutzgeräte eingesetzt.

572 Signalleitungen auf einem Meter Hutschiene

Zur Übertragung analoger oder digitaler Signale müssen oft zahlreiche Kanäle auf engstem Raum untergebracht werden. Weil Platz hier immer kostbarer wird, hat Phoenix Contact zur Hannover Messe 2017 die neue Produktfamilie Termitrab complete auf den Markt gebracht. Die schmalsten Komponenten dieser Produktfamilie haben eine Breite von nur noch 3,5 mm. Die Komponenten von Termitrab complete sind mit sechs Klemmstellen ausgestattet, an denen je zwei Signalleitungen und ein gemeinsames Bezugspotential angeschlossen werden können. Mit diesem extrem kompakten und schmalen Schutz, der nun erstmalig auf dem weltweiten Markt zur Verfügung steht, lassen sich somit 572 Signalleitungen auf einem Meter Hutschiene schützen. Auch die Verlustleistung – bedingt durch die Entkopplungswiderstände in den Schutzschaltungen – wurde stark minimiert. Dieses Merkmal zielt ebenfalls auf die Anforderung ab, immer mehr Geräte auf immer kleinerem Raum unterzubringen.

Die gängigen Blitzschutznormen empfehlen eine regelmäßige Überprüfung der Schutzgeräte. Möglich ist dies über eine Sichtprüfung. Die Produktfamilie Termitrab complete besitzt eine Statusanzeige, die eine Überlast des Überspannungsschutzes direkt auf dem Gerät anzeigt. Da für diese Anzeige keine zusätzliche Energie benötigt wird, zeigt das Schutzgerät bei einer Überlast auch dauerhaft den Fehler an.

Soll diese Information in einer Leitwarte angezeigt werden, sorgen die optional verfügbaren Fernmeldemodule für die erforderliche Datenübertragung. Hierbei kann entweder die SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) den potentialfreien Kontakt direkt drahtgebunden abfragen, oder dieser Kontakt wird mit Hilfe von Interface-Modulen eingebunden. Somit kann der Zustand der Schutzgeräte in ausgedehnten Anlagen nicht nur in der Leitwarte beobachtet werden, sondern auch per SMS auf das Mobiltelefon des Service-Technikers gesendet werden. Sollte ein Schutz überlastet sein, ist der Austausch insbesondere bei den steckbaren Ableitern problemlos möglich.

Fix installieren mit Push-in-Technik

Die klassische Schraub-Anschlusstechnik wird noch immer gern verwendet. Sind jedoch extrem viele Signalleitungen zu verdrahten, kann mit der Push-in-Anschlusstechnik viel Zeit gespart werden. Vergleiche mit der Schraubanschluss-Technik haben gezeigt, dass die Adern so bis zu 50 Prozent schneller angeschlossen werden können. Auch das Lösen des Anschlusses ist durch Druck auf den „Puscher“ leicht möglich. Je nach Präferenz kann der Installateur bei der Produktfamilie Termitrab complete zwischen Schraub- oder Push-in-Anschlusstechnik wählen.

Einsatz auch in Ex-Bereichen

Da bei explosionsgefährdeten baulichen Anlagen ein erhöhtes Risiko mit oftmals weit reichenden Folgen für Personen und Umwelt besteht, ist ein Blitz- und Überspannungsschutz-Konzept unverzichtbar. Generell reicht es aus, die für fast alle baulichen Anlagen anzuwendende Blitzschutznorm DIN EN 62305 zu betrachten. Im Teil 2 wird das so genannte Risiko-Management der baulichen Anlage beschrieben, in dem die Auswirkungen von Blitzeinschlägen betrachtet werden. Die Norm bezieht sich auf alle baulichen Anlagen – auch auf Anlagen mit Explosionsrisiko nach DIN EN 60079-0. In diesem Umfeld hat sich die Zündschutzart „Eigensicherheit Ex-i“ als sekundäre Schutzmaßnahme als sinnvoll erwiesen. Bei dieser Zündschutzart werden Spannungen und Ströme soweit begrenzt, dass Zündenergie und Zündtemperatur eines explosionsfähigen Gemisches nicht erreicht werden. Speziell für diese eigensicheren Stromkreise ist die DIN EN 60079-11 maßgebend – auch hier wird auf die Notwendigkeit des Blitz- und Überspannungsschutzes verwiesen.

Bei allen Anlagen, die eine hohe Verfügbarkeit erfordern, ist selbst ein Ausfall für kurze Zeit nicht akzeptabel. Daher sind bei derartigen Anlagen auch die Anforderungen an den Überspannungsschutz höher gesteckt. Dafür wurde der Überspannungsschutz der Produktreihe Termitrab complete TTC-Ex konzipiert. Die Ex-i-Zulassung der TTC-Ex-Komponenten erlaubt den Einsatz in Feldverteilern der Ex-Zonen 1 und 2. Ergänzende Approbationen attestieren die Eignung nach Fisco (fieldbus intrinsically safe concept - engl. für Eigensicheres Feldbuskonzept).

Bildergalerie

  • 572 Signale pro Meter: Mit seinen schmalen Komponenten spart Termitrab complete viel Platz im Schaltschrank.

    Bild: Phoenix Contact

  • Integrierte Statusanzeige: bei den Überspannungsschutz-Komponenten von Termitrab complete ist der Anwender jederzeit über den Zustand seiner Anlage informiert

    Bild: Phoenix Contact

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