KB Schutzleiteranschluss

Quelle: Rittal

Korrekter Schutzleiteranschluss

HUSS-MEDIEN GmbH 7-9 Minuten


In Lehrunterlagen wurde beim Schutzleiteranschluss der bisher genutzte Federring gegen eine selbstsichernde Mutter ersetzt. Dürfen zum Sichern von Schraubverbindungen nur noch selbstsichernde Muttern verwendet werden? Wie sieht es bei anderen Verbindungen aus? Ist der Federring generell ungeeignet?

Frage: Wir als Energieversorger bilden Elektroanlagenmonteure und Elektroniker für Betriebstechnik aus. In den praktischen Prüfungen wird auf dem Prüfungsgestell ein Schutzleiteranschluss gefordert. In neueren Prüfungsunterlagen bemerkten wir eine Veränderung an diesem „Stehbolzen“. Der bisher genutzte Federring ist nun gegen eine selbstsichernde Mutter ersetzt worden.

Unsere Nachfrage bei PAL, der Prüfungsaufgaben- und Lehrmittelentwicklungsstelle ergab sinngemäß: „[…]die DIN 6797 und DIN 6798 für die Schraubensicherungen (Federring, Zahnscheibe…) wurde aufgrund einer Untersuchung zur Wirksamkeit zurückgezogen […]“ Deshalb führen wir in allen PAL-Prüfungen keine Norm mehr zur Zahnscheibe auf und haben den Federring aus der Zusammensetzung […] entfernt und dafür eine selbstsichernde Mutter genommen.“

Dürfen zum Sichern von Schraubverbindungen nur noch selbstsichernde Muttern verwendet werden? Wie sieht es bei anderen Verbindungen z. B. Sammelschienenverbindungen aus? Ist der Federring generell ungeeignet?

Antwort: In den VDE-Bestimmungen gibt es keine detaillierten Festlegungen, wie Schraubverbindungen aufgebaut sein müssen. Somit gibt es auch für Schutzleiterverbindungen keine detaillierten Festlegungen.

Normative Aussagen zu Schutzleiterverbindungen. Sowohl in den Normen der Reihe DIN VDE 0100 (VDE 0100) als auch in DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1) [1] und DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [2] gibt es hierzu nur pauschale Aussagen.

Schutz gegen elektrischen Schlag. Beginnend mit der Pilotnorm für den Schutz gegen elektrischen Schlag, wo im Abschnitt 543.3.1 von DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540) [3] hierzu folgendes festgelegt ist: „Schutzleiter müssen in geeigneter Weise gegen mechanische Beschädigung, chemische oder elektrochemische Zerstörung sowie elektrodynamische Kräfte und thermodynamische Effekte geschützt werden. Jede Verbindung (z. B. Schraub-, Klemmverbindung) zwischen Schutzleitern oder zwischen einem Schutzleiter und anderen Betriebsmitteln muss eine dauerhafte elektrische Durchgängigkeit und einen hinreichenden mechanischen Schutz und Festigkeit aufweisen.

Schrauben, die für den Anschluss des Schutzleiters vorgesehen sind, dürfen nicht für andere Zwecke verwendet werden.“ Hierbei ist zwar nicht explizit angeführt, dass eine Sicherung gegen Selbstlockern der Schutzleiterverbindung vorgesehen werden muss, aber durch die Aufzählung von diversen Anforderungen im obigen Absatz ergibt sich, dass allgemein entsprechende Maßnahmen getroffen werden müssen.

Eine „Schraubsicherung“ durch eine selbstsichernde Mutter kann sicher dergestalt erreicht werden, dass die Schraubverbindung nicht verloren geht. Ein Ersatz aber für ein Setzelement dürfte diese Mutter nicht sein.

Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen. Im Abschnitt 8.4.3.2.2 von DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1) [1] ist zu den Anforderungen an Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen folgendes festgelegt: „Alle Körper der Schaltgerätekombination müssen miteinander und mit dem Schutzleiter der Stromversorgung verbunden sein oder durch einen Schutzleiter/Erdungsleiter mit der Erdungseinrichtung. Diese Verbindungen dürfen durch metallene Schraubverbindungen, geschweißte oder andere leitende Verbindungen oder durch einen getrennten Schutzleiter hergestellt werden.“

Zusätzlich wird in der nachfolgend angeführten Anmerkung auf die Problematik bei bestimmten Oberflächenbeschichtungen hingewiesen: „Bei Metallteilen der Schaltgerätekombination, die mit einer besonders widerstandsfähigen Oberfläche versehen sind, z. B. Leitungseinführungsplatten mit Pulverbeschichtung, erfordert der Anschluss an den Schutzleiter das Durchdringen oder Entfernen der Beschichtung. Das Verfahren zum Nachweis der durchgehenden Schutzleiterverbindung zwischen den Körpern der Schaltgerätekombination und dem Schutzleiterkreis ist in 10.5.2 beschrieben.“

Ausrüstung elektrischer Maschinen. Im Abschnitt 8.2.3 von DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [2] ist hierzu folgendes festgelegt: „Verbindungs- und Anschlusspunkte müssen so ausgelegt sein, dass ihre Strombelastbarkeit nicht durch mechanische, chemische oder elektrochemische Einflüsse beeinträchtigt wird. Bei Verwendung von Gehäusen und Leitern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen sollte die Möglichkeit der elektrolytischen Korrosion besonders beachtet werden.“

Meine Vorschläge. Ich habe zur Ausführung von Anschlussstellen einige Beispiele aus meiner Praxis beigefügt, bzw. Ausführungen, mit denen aus meiner Sicht die in den Normen enthaltenen Anforderungen erfüllt werden können (Bilder 1, 2, 3). Das schließt nicht aus, dass manche Firmen (Schrankausrüster, Steuerungsbauer) noch andere Varianten anwenden. Auch Federringe kommen für Schutzleiterverbindungen noch zum Einsatz, da sie sich jahrzehntelang bewährt haben.

Schienenverbindungen und Schienenanschlüsse. Für Schienenverbindungen und Schienenanschlüsse müssen grundsätzlich die Anforderungen der Hersteller geprüfter Schienenverbindungen berücksichtigt werden. Häufig werden für Schienenverbindungen Spannscheiben nach DIN 6796 [4] verwendet.

Anschlüsse mit Kabelschuhen an Schienen. Anschlüsse mit Kabelschuhen an Schienen werden mit Schraube, Scheibe (Beilagscheibe) nach DIN EN ISO 7089 [5], Spannscheiben nach DIN 6796 [4] und Mutter hergestellt.

Häufig kommt auch die Variante zur Anwendung, dass anstelle einer Scheibe, eine zweite Spannscheibe vorgesehen wird, die auf dem Kabelschuh aufliegt. Allerdings muss hierbei genau beachtet werden, dass Kabelschuh, Spannscheibe und Bohrung aufeinander abgestimmt sind.

Quelle: https://www.elektropraktiker.de/nachricht/korrekter-schutzleiteranschluss/

Fazit. Wie sich sicher erkennen lässt, gibt es in keiner dieser relevanten Normen detaillierte Anforderungen über Aufbau/Ausführung von Anschlussstellen. Damit gibt es auch keinerlei Hinweise auf verbotene oder erlaubte Verbindungselemente.

Selbstsichernde Muttern können die Dauerhaftigkeit der Schutzleiterverbindung verbessern. Wichtig ist in allen Fällen, dass alle Verbindungen mit dem relevanten Drehmoment angezogen werden.

Literatur:
[1] DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1):2012-06 Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen – Teil 1: Allgemeine Festlegungen.
[2] DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2007-06 Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen.
[3] DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2012-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 5-54: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen und Schutzleiter.
[4] DIN 6796:2009-08 Spannscheiben für Schraubenverbindungen.
[5] DIN EN ISO 7089:2000-11 Flache Scheiben – Normale Reihe, Produktklasse A.

KB Backup-Sicherung

FRAGE:

Was ist der Unterschied zwischen Backup-Schutz und Selektivität (Strom- und Zeitselektivität)

ANTWORT:

Backup-Schutz bedeutet kurz gesagt, dass das vorgeordnete Schutzorgan das nachgeordnete Schutzorgan vor zu hohen Kurzschlussstrom schützt.

Das bedeutet, durch den Backup-Schutz darf das Ausschaltvermögen des nachgeordneten Schalters kleiner sein als der Kurzschlussstrom an der Einbaustelle.
Allerdings kann Backup-Schutz die Selektivität beeinträchtigen.

Sind mehrere Schutzorgane in Reihe geschaltet, bezeichnet man den Überlast- und Kurzschlussschutz als selektiv, wenn in Energieflussrichtung gesehen nur der dem Fehler unmittelbar vorgeordnete Schalter auslöst.
Dabei unterscheidet man zwischen Strom- und Zeitselektivität.

Stromselektivität:
Im Überlastbereich lässt sich die Selektivität aus dem Vergleich der Strom/Zeitkennlinien ermitteln. Das heißt, die Kennlinien dürfen sich in diesen Bereichen nicht schneiden bzw. überlagern.
Im Kurzschlussbereich liefert dieser Vergleich zu niedrige Werte. Grund dafür ist das Verhalten der Auslöser bei Kurzschlussströmen, das vom Verhalten im Langzeitbereich abweicht.

Bei ausreichend unterschiedlichen Kurzschlussströmen an den Einbaustellen zweier Leistungsschalter lassen sich im Allgemeinen die unverzögerten Kurzschlussauslöser so einstellen, dass bei Kurzschluss hinter dem nachgeordneten Schalter nur dieser anspricht.

Bei annähernd gleich hohen Kurzschlussströmen an den Einbaustellen der Leistungsschalter ermöglicht die Staffelung der Ansprechströme der Kurzschlussauslöser eine Selektivität nur bis zu einem bestimmten Kurzschlussstrom. Dieser Strom wird als Selektivitätsgrenze bezeichnet.

Zeitselektivität:
Eine andere Möglichkeit zur Sicherstellung der Selektivität bei annähernd gleich hohen Kurzschlussströmen an den Einbaustellen ist die Zeitselektivität. Dazu benötigt der vorgeordnete Schalter verzoegerbare Kurzschlussauslöser, damit im Fehlerfall nur der nachgeordnete Schalter den vom Fehler betroffene Anlagenteilt vom Netz trennt.

Hierzu werden sowohl die Auslöseverzögerungen, als auch die Ansprechströme der Kurzschlussauslöser gestaffelt.
(Siehe auch Zeitverzögerte Selektivitäts-Steuerung ZSS)

KB Z-Dioden

Schaltzeichen

TB MM

Bauformen

Z-Diode 5,6V 10W Metall | Elektronik und Technik bei henri ...
5,6V / 10W
Diotec Z-Diode ZPD12 Gehäuseart (Halbleiter) DO-35 Zener-Spannung ...

Diotec Z-Diode ZPD12
Zener-Spannung 12 V
Leistung (max) P(TOT) 516 mW

Kennlinie

TB MM

Der dritte Quadrant (Sperrbereich) ist in diesem Diagramm als erster Quadrant dargestellt!

Verlustleistung ableiten

Zum Ableiten der Verlustleistung werden Kühlkörper verwendet

siehe Wikipedia

Spannungsstabilisierung mit Z-Dioden

TB MM

Spannungsstabilisierung mit Z-Diode

aktuelle Alternativen


Zwei gängige integrierte lineare Festspannungs-Längsregler, links 5 V/1 A, rechts 5 V/100 mA

PFMM2So18APA2

Lösung: 1

Die Lösung lässt sich direkt aus dem Tabellenbuch ablesen:

TB MM Beachte:“…nicht mehr zeitgemäß…!“
In der Schaltung und der Rechnung steht die rosa Kreide für den Betrieb in Durchlassrichtung (wie normal Si-Diode)

KB Suppressordiode TAZ

siehe http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Ueberspannung/

„Während eines Ableitvorganges können Ableitströme in Höhe von vie-len tausend Ampere auftreten. Gleichzeitig wird in vielen Fällen von einem Schutzbaustein erwartet, dass trotz hohen Ableitstromes die Ausgangsspannung auf einen möglichst niedrigen Wert begrenzt wird. Dafür werden Bauelemente wie Luftfunkenstrecken, gasgefüllte Über-spannungsableiter, Varistoren und Suppressor-Dioden einzeln oder in kombinierter Schaltung eingesetzt. Die Kombination ist sinnvoll, weil jedes der Bauelemente spezifische Eigenschaften hat, die sich nach fol-genden Kriterien unterscheiden:• Ableitvermögen,• Ansprechverhalten,• Löschverhalten• Spannungsbegrenzung“ siehe Trabtech Phoenic contact

KB Schutzbeschaltung von induktiven Lasten – surge protection

induktive Lasten:

NORGREN HERION - 113280 | TME Germany GmbH - Electronic components
elektromagnetisches Ventil
V61B511A-A213J NORGREN HERION - Elektromagnetisches Ventil | TME ...
beidseitig gesteuertes Ventil

Datenblatt
12V Zugmagnet Elektromagnet Türöffner Magnetverriegelung Hubmagnet ...
Zugmagnet
Relais
Schütz

Aufgabe:

  • Schutz vor Überspannung
  • Antiparallel (in Sperrrichtung) zu geschalteten Induktivitäten wie Schützspulen, Elektromotoren und Zugmagneten
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/90/Catchdiode.png
https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode